6. Расчет теплоты на нагрев аппарата

Для проведения данного расчета нужно выделить в аппарате конструктивные элементы (детали), имеющие одинаковые материалы и конечную температуру нагрева. Конечную температуру определяют расчетом (формулы 3.1-3.4).

Температуру элемента ТА, например, теплоизоляции, определяют как среднюю арифметическую величину температур ее поверхностей (например, для изоляции ), согласно рис. 1.

Начальную температуру элемента ТА ( ) рекомендуется принять равной температуре окружающего аппарат воздуха (18…20 ºС).

Расход тепла на нагрев i-го элемента аппарата определяется по формуле

, (6.1)

где массу i-го элемента определяют по формуле

, (6.2)

Для расчета , , приводят эскиз элементов, указывают их размеры согласно исходных данных.

Расчет теплоты на нагрев пищеварочного котла имеет следующие составляющие

.

(6.3)

Для жарочного шкафа уравнение можно записать так

,

(6.4)

– теплота на вентиляцию рабочей камеры шкафа, которая определяется из следующего выражения

, – кратность вентиляции ( = 8…10 вентиляций в час) рассчитывается по формуле раз

Толщина рабочей камеры ТА (варочного сосуда, наружной обечайки котла, автоклавов, камеры жарочно-пекарных шкафов) составляет обычно 1-2 мм, а толщина кожуха (облицовки) – 0,8-1 мм. Толщина изоляционного слоя – 40…60 мм. Толщина пароводяной рубашки 2мм, Толщина чугуна (сковороды) 2-3 см. Плотность, теплоемкость и  различных материалов приведены в прил.6.

Результаты расчетов оформить в виде таблицы (прил. 8).

Теплота, расходуемая на нагрев воды в парогенераторе электрического ТА до температуры кипения и парообразования в пароводяной рубашке, определяется из выражения

, (6.5)

, (6.45)

где – объем парогенератора, м³; – плотность сухого насыщенного пара, кг/м³; – удельный объем сухого насыщенного пара при заданном давлении, м³ (прил. 12).

7. Тепловой баланс

Уравнения теплового баланса составляются для нестационарного и стационарного режимов.

Нестационарный режим:

(7.1)

Стационарный режим:

(7.2)

8. Определение технико-экономических показателей

Основной технико- экономический показатель работы теплового аппарата – коэффициент полезного действия .Тепловой коэффициент полезного действия ТА по периодам его работы можно определить по формулам:

Нестационарный режим:

; (8.1)

Стационарный режим:

, (8.2)

Общий КПД аппарата рассчитывается по среднему значению.

Мощность для аппаратов с электрическим обогревом (общая) определяется из выражений:

– для периода разогрева

, (9.1)

– для стационарного периода

, (9.2)

Другими технико – экономическими показателями, позволяющими произвести сравнение аппаратов, независимо от их мощности и вместимости, а так же для выявления преимущества и недостатков являются:

Общие для всех аппаратов:

1. Соотношение расчётной массы всех конструктивных элементов с паспортной (кроме плит).

М_{аппарата} (><=) М_{паспортная}

2. Удельная энергоёмкость, кВт/ м³, кВт/ м² (в зависимости от вида ТА):

_{, , (8.3)}

3. Удельный расход энергоносителя, кВтч/кг:

_{, (8.4)}

4. Удельный расход теплоносителя кДж/кг:

_(8.5)

5. _{Коэффициент использования ТА:}

(8.6)

_{Где: - время санитарной обработки аппарата, с}

_{- продолжительность рабочей смены, ч}

_{ni - количество циклов работы ТА в смену , шт}

6. _{Объёмный расход теплоносителя, кДж/м3:}

_{Частные для конкретных аппаратов:}

Для котлов :

7. Удельная металлоёмкость , кг/м³:

_(8.7)

_,

Для сковород:

6. Удельный расход жира:

_(8.8)

6. Коэффициент загрузки жарочной поверхности:

, (8.9)

Где - площадь, занимаемая продуктом, м², Теплосъём жарочной поверхности:

6. _{Теплосъём жарочной поверхности, кДж/м2с:}

(8.10)

6. Удельная металлоёмкость, кг/м²:

, (8.11)

Для электрических плит:

6. Теплосъём жарочной поверхности кДж/м²с:

(8.12)

8. Энергетический показатель:

, (8.13)

Где t_п^max – максимальная рабочая температура жарочной поверхности, ^оС

9. Удельная металлоёмкость:

, (8.14)

Где M_пл – масса плиты по паспорту, кг; Fж^общ – площадь всех конфорок,

м²

10. Удельная металлоёмкость для расчетной площади:

,

Где: F_нп – площадь дна наплитной посуды, м²

Для жарочно - пекарных шкафов:

6. Энергетический показатель:

, (8.15)

Где: - максимальная рабочая температура, ^оС

Для пароварочных аппаратов:

6. Удельный расход пара, м³ч:

(8.16)

6. Общий расход влажного насыщенного пара в первом и во втором периодах определяется из уравнений, кг/с

; (8.17)

, (8.18)

Где и – энтальпия пара и конденсата, Дж/кг (прил. 12), для нестационарного и стационарного режимов соответственно.