Шкаф жарочный

Боковая площадь поверхности кастрюли Fбок, м2, определяется по формуле

                                           (11)

 

 

 

 

 

Площадь крышки кастрюли Fкр, м2, определяется по формуле

                                               (12)

 

Коэффициент теплоотдачи от боковой поверхности кастрюли и крышки кастрюли в среду α2, определяется по формуле (6)

Находим потери тепла наружными ограждениями аппарата в окружающую среду Q5, Вт, согласно формуле (10)

Потери теплоты в окружающую среду наружными ограждениями аппарата Q5/, Вт находим по формуле

                      (13)

где F3 – площадь свободных от кастрюли уголков конфорки, м2.

Площадь свободных от кастрюли уголков конфорки F3, м2, может быть определена по формуле

                                        (14)

    

Находим потери теплоты в окружающую среду наружными ограждениями аппарата Q5/, Вт согласно формуле (13)

Расход тепла на разогрев кастрюли Q6, Вт, можно определить по формуле

 

                                  (15)

где Мкастр – масса кастрюли, кг;

 Скастр – теплоемкость кастрюли, Скастр = 460

Находим тепловую мощность аппарата при стационарном режиме Q/, Вт, соответственно по формуле (2)

Q' затр= 2777 + 432 + 613 + 47 = 3869 Вт.

Принимаем мощность конфорки 3,9 кВт.                                 

Так как плита имеет четыре конфорки, то в итоге тепловой баланс

 

 

для нестационарного и стационарного режимов буде иметь следующий вид

                                        Qзатр= 1727 ∙ 4 = 6908 Вт;

Q' затр= 3869 · 4 = 15476 Вт.

 

Тепловая мощность аппарата составляет 15,5 кВт.

 

3.2 Расчет закрытого нагревательного  элемента

 

Единичную мощность конфорки принимаем 3,9 кВт.

Напряжение электрической сети U, В, принимаем из технической характеристики аппарата с учетом электрической схемы включения конфорки в сеть U = 220 В.

Значение удельной нагрузки на поверхности конфорки Wт принимаем

 Wт = 3,5·104

 

Схема к расчету представлена на рисунке 13.

 

 

 

Рисунок 13 – Схема к расчету закрытого нагревательного элемента (конфорки)

 

Выбираем конструктивные характеристики конфорки.

Выбираем материалы металлического корпуса конфорки (чугун) и электроизоляции (периклаз).

Определяем коэффициенты теплопроводности выбранных материалов для чугуна λм = 62,8 , для периклаза λиз = 2,1 .

Конструктивно принимаем толщину металлического корпуса δм = 7·10-3 м и толщину электроизоляции δиз = 3,8·10-3 м.

Конструктивно принимаем размеры паза, в который укладывают спираль А = 2·10-2 м, В = 2,5·10-2 м.

Определяем эквивалентный диаметр паза, dэкв, м, по формуле

                                          (16)

 

 

Находим эквивалентный коэффициент теплопроводности металлического корпуса и электроизоляционной массы λ, по

формуле

                                             (17)

 

 

Рассчитываем перепад температур в двухслойной стенке.

Вычисляем величину Кп·ΔТ, по формуле

                               (18)

где Кп – коэффициент конфигурации;

ΔТ – перепад температур в двухслойном материале (металл-изоляция), град;

h – шаг спирали, м;

dсп – диаметр спирали, принимаем dсп = 5,5·10-3, м;

Кн – коэффициент, учитывающий несимметричное расположение спиралей, Кн = 0,85;

ε – коэффициент, учитывающий отношение теплопотерь нагревателя к его мощности, ε = 0,7.

 

 

 

Рассчитываем нагрузки на поверхности конфорки.

 

Определяем удельную поверхностную нагрузку на проволоке нагревателя Wп, по формуле

                                          (19)

где ρt – удельное сопротивление проволоки, Ом·м;

 d – диаметр проволоки нагревателя, м.

Определяем удельное сопротивление проволоки при рабочей температуре ρt, Ом·м, по формуле

                                   (20)

где ρ20 – удельное сопротивление проволоки при температуре 200С, Ом·м;

α – температурный коэффициент, учитывающий изменение удельного сопротивления проволоки при изменении температуры;

t – рабочая температура проволоки, 0С.

Определяем удельную поверхностную нагрузку на проволоке нагревателя Wп, согласно формуле (19)

 

 

 

Определяем межвитковое расстояние по графику зависимости , для этого принимаем расстояние между витками t = 6·10-4 м, при этом межвитковое расстояние

 

 

 

 

 

Стоим график зависимости (см. Приложение А).

Рассчитываем зависимость по формуле

 

                                  (21)

 

 

 

Значения W/п полученные по формуле (21), наносим на кривую (рисунок 13), построенную по формуле (19).

По графику зависимости , определяем оптимальное значение (Wп)опт для принятого шага спирали при h =  0,04 м, (Wп)опт = 5,75·104 , .   

Определяем размеры проволоки спирали.

Рассчитываем диаметр проволоки спирали dпр, м, по формуле

                                                (22)

Определяем сопротивление проволоки R, Ом, по формуле

 

 

                                                  (23)

Определяем длину проволоки lпр, м, по формуле

                                           (24)

 

3.3 Расчет основных теплотехнических  и эксплуатационных характеристик  аппарата

 

Технико-экономические показатели аппарата рассчитываются по следующим формулам

Коэффициент полезного действия η, %, определяем по формуле

η =  Q1 · 100/ Qзатр,                                            (25)

где η – коэффициент полезного действия, %.

.

Действительное тепловое напряжение поверхности рабочей камеры Тд, может быть определено по формуле

                                                (26)

где F – поверхность нагрева рабочей камеры, м2.

Видимое тепловое напряжение камеры Тв, может быть определено по формуле

Тв = Qзатр/F,                                                (27)

Коэффициент полезного действия для нестационарного режима η, %, может быть определен по формуле

η =  Q1 / (Qзатр + Q' затр)                                        (28)

.

Коэффициент полезного действия для стационарного режима η/, %, может быть определен по формуле

                                            η' = Q1 / Q' затр ,                                            (29)

 

 

.

Расход электроэнергии для нестационарного режима А, кВт·ч, определяется по формуле

                                               (30)

Расход электроэнергии для стационарного режима А/, кВт·ч, определяется по формуле

 

                                       (31)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

Кухонная плита - это универсальный вид оборудования, с помощью которого осуществляют варку, жарку, вспомогательные процессы тепловой обработки продуктов при производстве продукции, а также разогрев и поддержание кулинарных изделий в горячем состоянии.

Универсальность плит предопределила их широкое применение на предприятиях общественного питания. Однако следует подчеркнуть, что проведение большинства технологических процессов на плитах требует значительно больших затрат энергии, чем в специализированных тепловых аппаратах.

Проанализировав классификацию плит, за базовый вариант была выбрана электрическая плита секционно-модульная, с четырьмя прямоугольными конфорками и с жарочным шкафом, так как в настоящее время такие плиты наиболее актуальны и нашли большое применение в пищевой промышленности.

В ходе ознакомления было приведено описание конструкции проектируемой кухонной плиты, описание электрической схемы и знакомство с правильной эксплуатацией плиты данного типа.

В курсовом проекте был произведен теплотехнический расчет проектируемого аппарата, а именно расчет теплового баланса, который составил для нестационарного и стационарного режимов соответственно Qзатр = 6908 Вт и Q/затр = = 15476 Вт, что позволило определить мощность аппарата, которая равна Р = 15,5 кВт.

Также был рассчитан закрытый нагревательный элемент (конфорка), характеризующийся такими показателями как эквивалентный диаметр паза dэкв = 0,03 м., диаметр проволоки спирали dпр = 0,0007 м., сопротивление проволоки спирали R = 12,4 Ом и длина проволоки lпр = 36,7 м.

Расчет основных теплотехнических и эксплуатационных характеристик аппарата помог выявить коэффициент полезного действия, который составил η = 161%, а также общий коэффициент полезного действия ηобщ = 0,25% и расход электроэнергии для нестационарного и стационарного режимов соответственно А = 0,48 кВт·ч и А/ = 1,07 кВт·ч.

В итоге была рассчитана и спроектирована электрическая плита, секционно-модульная, конфорочная с жарочным шкафом ПЭСМ - 4Ш.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников

 

1. Тепловое оборудование предприятий общественного питания: Учебное пособие для технологических факультетов торговых вузов / А.Н. Вышелесский, Л.С. Червякова, В.П. Рафальский и др.-М.: Экономика, 1976. - 399 с.
2. Некрутман С.В., Кирпичников В.П. Справочник механика предприятий общественного питания.-М.: Экономика, 1983. – 336 с.
3. Оборудование предприятий общественного питания: Справочник / В.П. Ключников, В.А. Корнеев, Ю.С. Костылев и др.-М.: Экономика, 1985. - 232 с.
4. Порцев В.З., Ю.Р. Муратов., Т.С. Порцева., В.С. Ломовцев. Методические указания к выполнению курсовых лабораторной работы по курсу «Оборудование предприятий общественного питания». – Екатеринбург: УрГЭУ, 1996. – 20 с.
5. Островский Л.В. Проектирование тепловых аппаратов предприятий общественного питания: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию для студентов специальностей 0517/3, 1011. – Свердловск: СИНХ, 1987. –52 с.
6. Островский Л.В. Проектирование тепловых аппаратов предприятий общественного питания: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию для студентов специальностей 0517/3, 1011. – Свердловск: СИНХ, 1987. –36 с.
7. Супрун В.М., Порцев В.З., Муратов Ю.Р. Тепловое оборудование: Методические указания к выполнению курсового проекта для специальностей 27.11 всех форм обучения. – Екатеринбург: УрГЭУ, 1992. –36 с.
8. Правила оформления текстовых документов: Методические указания / В.З. Порцев, Г.Ф. Фролова, И.Ф. Решетников и др. – Екатеринбург: УрГЭУ, 1997.-39 с.