Оборудование предприятий общественного питания (стр. 5 из 5)

Для выполнения расчета электронагревателя надо знать его мощность, допустимые удельные мощности на поверхности трубки тэна, номинальное напряжение, рабочую температуру и среду, в которой будет работать нагреватель. Мощность электронагревателя определяется на основании мощности аппарата или его определенного узла, (жарочная поверхность, шкаф) и числа нагревателей в нем.

Мощность аппарата определяется из теплового баланса по формуле

, (3.2.1.)

где Q — максимальное тепло, подводимое к аппарату за время разогрева или стационарного режима (определяется из теплового баланса), Дж;

t — время разогрева или стационарного режима, с.

Мощность одного тэна Р_эопределяется по формуле

, (3.2.2.)

где п — количество тэнов в аппарате, обусловленное назначением аппарата и схемой регулирования нагрева.

При расчете важно правильно выбрать диаметр проволоки. При завышении его потребуется большая длина проволоки, что вызовет перерасход дорогостоящего материала и увеличение габаритов нагревателя, при занижении диаметра – спираль быстрее перегорит.

Для выполнения расчета по таблице 3.1. выбираем допустимую удельную мощность W на поверхности трубки тэна в зависимости от рабочей среды.

Таблица 3.1.

Рабочая среда	Рекомендуемый материал оболочки тэна	Удельная мощность W, Вт / м2
Вода Жиры пищевые Воздух	Нержавеющая сталь марки Х18Н10Т. Ст. 10, Ст. 20 с защитным покрытием. Ст. 10, Ст. 20 с защитным покрытием.	11 104 3 104 2,2 104

Длина активной части трубки тэна после опрессовки L_a выбирается в зависимости от размеров, формы и схемы размещения тэнов в зоне нагрева или по формуле

, (3.2.3.)

где D — наружный диаметр трубки тэна, м.

Длина активной части тэна до опрессовкиL_а1составляет

, (3.2.4.)

где g — коэффициент удлинения трубки после опрессовки; принимается равным 1,15.

Полная длина трубки тэна после опрессовки L_полн составляет

(3.2.5.)

где L_nолн—длина пассивных концов трубки тэна; принимается в пределах 0,04—0,05 м.

Электрическое сопротивление проволоки тэна после опрессовки составляет

, (3.2.6.)

где U—напряжение сети, В.

Сопротивление проволоки тэна до опрессовки составляет

R_o=R∙a_r, (3.2.7.)

где a_r.—коэффициент изменения электрического сопротивления проволоки в результате опрессовки; принимается равным 1,3.

Зная R_o, можно вычислить диаметр и длинупроволоки спирали, пользуясь известными зависимостями:

, (3.2.8.)

где d—диаметр проволоки, м; принимается в пределах от 0,0004 до 0,001 м;

S—сечение проволоки, м²;

l—длина проволоки сопротивления (активная), м.

Длина проволоки тэна согласно формуле 3.2.9. будет равна

, (3.2.9.)

где d—принятый диаметр проволоки, м;

ρ—удельное сопротивление проволокипри рабочей температуре, определяемое по формуле, Ом×м²

r= ρ₂₀[1+а(t—20)], (3.2.10.)

где ρ₂₀ —удельное сопротивление проволоки при 20° С; по таблице 3.1.;

а —температурный коэффициент сопротивления; принимается по таблице 3.1.

Таблица 3.1.

Марка сплава	Удельное сопротивление, при 200С, Ом∙м	Температурный коэффициент сопротивления, 1/0С	Допустимая температура, 0С
			предельная	рабочая
Х15Н60 Х20Н80 Х13Ю4 0Х27Ю5А	(1,06…1,16) 10-6 (1,03…1,13) 10-6 (1,18…1,34) 10-6 (1,37…1,47) 10-6	0,17∙10-3 0,15∙10-3 0,15∙10-3 0,15∙10-3	1000 1100 1000 1300	950 1050 900 1250

Длина одного витка спирали в среднем составит

l _в=1,07p(d_ст+d),м, (3.2.11.)

где 1,07—коэффициент, учитывающий пружинность спирали при навивке;

d_ст — диаметр стержня для навивки спирали.

Число витков спирали составит

, (3.2.12.)

Расстояние между витками равняется

, (3.2.13.)

Для нормального отвода тепла от спирали необходимо, чтобы расстояние между витками превышало диаметр проволоки спирали в два-три раза. Однако чем больше расстояние между витками, тем лучше условия работы спирали и тем она долговечнее.

Преобразуя формулу 3.2.13., получим коэффициентшагаспирали

, (3.2.14.)

Потребное количество проволоки для одного элемента с учетом навивки на концы контактных стержней по 20 витков составит.

, (3.2.15.)

=7275,62кДж/900с=8,1кВт

=8,1кВт/6=1,35кВт

W=11^.10⁴Вт^.м²

; D=P/L_аWП

Найдем ширину тена: (0,5-2^.0,05)/11=0,036м

R=0,018м

L=0,25-0,05-0,018=0,185м

=2^.0,182+3,14^.0,018=0,421м

L_а=L_nолн – 2L_n= 0,412-2^.0,05=0,321м

D=P/L_аWП=1,35кВт/0,321м^.11^.10⁴м^2.3,14=0,012м=12см

=0,321м/1,15=0,279м

=(220)²В/1496,7Вт=32,34Ом

R_o=R∙a_r, =1,3^.32,34=42,042Ом

;

r= ρ₂₀[1+а(t—20)]=1,34^.10^-6Ом^.м (1+0,15^.10-3(1000⁰С-20⁰С))=

1,537^.10^-6Ом.м

=42,042Ом^.3,14^.(0,4^.10^-3)²м/4/1,537^.10^-6Ом^.м=3,44м

d_внут.=D-2=12мм-2=10мм

d_ст=10мм/2=5мм

l _в=1,07p(d_ст+d)=1,07^.3,14(0,005+0,5^.10^-3)=0,018м

=3,44м/18^.10^-3м=191витка

=0,321-191^.0,4^.10^-3/191=0,00128м=1,28мм

=0,321м/191^.0,4^.10^-3м=4,2

=3,37м+2^.20^.18^.10^-3м=4,09м

Заключение

В ходе выполнения курсового проектирования, пользуясь данными варианта, был составлен тепловой баланс макароноварки в период разогрева, состоящий из полезно используемого тепла, потерь тепла наружными поверхностями оборудования в окружающую среду, тепла, расходуемого на нагревание конструкции макароноварки.

На основе полученных результатов по тепловому балансу был произведен расчет производительности макароноварки и расчет трубчатых электронагревателей.

На основе произведенных расчетов был разработан чертеж конфигурации и месторасположения электронагревательных элементов оборудования и изображен электронагревательный элемент в разрезе с указанием конструктивных элементов.

Литература

1. Вышелесский А.Н. Тепловое оборудование предприятий общественного питания - М.: Экономика, 1976.-399 с.

2. Литвина Л.С., Фролова З.С. Тепловое оборудование предприятий общественного питания - М., : Экономика, 1987.-248 с.

3. Дорохин В.А. Тепловое оборудование предприятий общественного питания.- Киев, 1987 г.

4. Белобородов В.В., Гордон Л.И. Тепловое оборудование предприятий общественного питания - М.,: Экономика, 1983, - 303.

5. Гинзбург А.С. Теплофизические характеристики пищевых продуктов- М.; Экономика, 1983,-303.

6. Литвина Л.С, Фролова З.С. Тепловое оборудование предприятий общественного питания. М.: «Экономика», 1969, - 311с.