Котел КЭ 100 (стр. 5 из 7)
Q5= Q5 кожуха +Q5 крышки =460,3+380,71=841,01 кДж
2) Стационарный режим. Температура берется рассчитанная по формуле (4.3.4):
кожуха 
крышки 
Также как и в нестационарном режиме рассчитаем неучтенные потери:
кожуха = 
крышки = 
= 
крышки + 
кожуха = 4164,426+3472,6944=7637.12 кДж7. Расчет теплоты на нагрев аппарата
Для проведения данного расчета нужно выделить в аппарате конструктивные элементы (детали), имеющие одинаковые материалы и конечную температуру нагрева. Температуру элемента котла определяют как среднюю арифметическую величину температур его поверхностей
Начальная температура элементов котла принимается равной температуре окружающей среды, т.е. 20 ºС
Расход тепла на нагрев i-го элемента аппарата определяется по формуле:
(7.1)
Где:
массу i-го элемента определяем по формуле:
(7.2)
Где:
– объем i-го элемента(табл.3) , м3 
– плотность материала i-го элемента, кг/м3 (прил. 18); 
– площадь поверхности i-го элемента, м2; 
– толщина i-го элемента, м.Расчет теплоты на нагрев пищеварочного котла имеет следующие составляющие:
 (7.3) |
Где:
– теплота на нагрев варочного сосуда; 
– теплота на нагрев наружного котла; 
– теплота на нагрев изоляции; 
– теплота на нагрев кожуха; 
- теплота на нагрев крышки; 
– теплота неучтенных потерь (неучтенных деталей);
– теплота на нагрев воды в парогенераторе.Найдем массу каждого элемента (7.2):
mварочного сосуда =7900·0.0026 = 20.54кг;
mнаружнего сосуда = 7900·0.0032 = 24.54кг;
mкожуха = 7900·0,00336 = 26,544кг;
mизоляции =250·0,077 = 19.4кг
mкрышки =7900·0.0058=4.58кг
Средние температуры элементов в установившемся режиме:
tварочного сосуда. = (107,13+ 100)/2 = 103,565°С;
t наружнего сосуда. = (107,13 + 107,116)/2 = 107,12°С;
tизоляции= =(107,116 +31.46)/2 = 69.3°С ;
tкожуха= (31.46 + 31.45)/2 = 31.455°С.
tкрышки= (100 + 20)/2 = 60°С
Расход тепла на нагрев i-го элемента аппарата определяется по формуле (7.1):
Qварочного сосуда =0,462·20,54(103,56-20)=792,98 кДж
Qнаружнего сосуда =0,462·25,54(107,12-20)=1027,97 кДж
Qкожуха =0,462·26,544(31,455-20)=140,47 кДж
Qизоляции =2·19,4(69,3-20)=1912,84 кДж
Qкрышки =0,462·4,58(60-20)=84,64 кДж
Теплота, расходуемая на нагрев воды в парогенераторе электрического ТА до температуры кипения и парообразования в пароводяной рубашке, определяется из выражения:
(7.4)
Где:
– масса воды в парогенераторе, кг; 
– средняя массовая удельная теплоемкость воды в интервале температур 
; 
– температура кипения воды в парогенераторе, зависящая от давления, ºС (прил. 16); 
– начальная температура воды в парогенераторе, ºС; 
– масса пароводяной смеси (рассчитывается, см ниже), кг; 
– скрытая теплота парообразования воды при рабочем давлении, кДж/кг (прил. 16). 
(7.5)
Где:
– объем парогенератора, м3 ; 
– плотность сухого насыщенного пара, кг/м3; 
– удельный объем сухого насыщенного пара при заданном давлении, м3).Св =4179 Дж/кг·град (10)
Wп-г=9 кг
= 1,3258 м3 /кг (10) 
= 0.09 м3ρп =0,754 кг/м3
Мп-вс = 0,09/0,754 = 0,119 кг;
Qп-г= 9·4179(107,13-20)+0,119·2238,2= 3277,31 кДж.
Прибавим неучтенные потери (20%):
Q6 = 0,2(Qварочного сосуда + Qнаружнего сосуда + Qкожуха + Qизоляции + Qкрышки) + (Qварочного сосуда + Qнаружнего сосуда + Qкожуха + Qизоляции + Qкрышки+ Qп-г) = 0,2·3958,89+3958,89+3277,31 = 8027,98 кДж
8.Тепловой баланс аппарата
Нестационарный режим
QI = Q1+Q5+Q6
QI =29223,616+841,01+8027,98=38092,606 кДж
Стационарный режим
QII=
+ 
QII= 20594,4+7637,12=28231,52 кДж
9.Определение теплового коэффициента полезного действия.
=29223,616/38092,606 ·100% =76,7%Где:
– полезно используемая теплота за I период работы ТА, Дж; 
– теплота, затраченная на I период работы (нестационарный процесс), 
= 20594,4/28231,52·100%=72,9%Где:
– полезно используемая теплота за II период работы ТА, Дж; – теплота, затраченная на II период работы (стационарный процесс).10. Расчет мощности электронагревательных элементов.
Для аппаратов с электрическим обогревом мощность электронагревательных элементов (общая) определяется из выражений:
для периода разогрева
= 38092,606/2400 = 15,87 кВт (8.1)Где:
– затраченное тепло на период разогрева ТА, кДж; 
– время разогрева ТА, с;для стационарного периода
28231,52/10800 = 2,61кВт (8.2)Где:
– затраченное тепло на тепловую обработку пищевых продуктов, Дж; 
– время тепловой обработки продуктов согласно рецептуре, с.Расчет электронагревательного элемента (спирали, ТЭНа) производится для периода с наибольшим
(соответственно и большей мощностью) – как правило, для периода разогрева.Электрическая мощность одного ТЭНа (
)определяется по формуле: 
= 15,87/3 = 5,29 кВт (8.3)Где:
– число ТЭНов в данном аппарате (по технической характеристике), которое задается из следующих условий:1) с целью регулирования теплового режима при трехфазном напряжении n кратно 3;
2) мощность ТЭНов, используемых в ТА, находится в пределах