Тема 3. Загальні принципи конструкції теплових апаратів. Тепловий розрахунок апаратів.

Загальні принципи конструкції теплових апаратів.

Основні конструктивні елементи теплових апаратів, їх характеристика. Вимоги, які висуваються до конструкції теплових апаратів. Арматура теплових апаратів, будова та принцип дії.

Поняття про матеріальний та тепловий баланс.

Тепловий розрахунок апаратів.

Загальні принципи складання рівняння теплового балансу для стаціонарного та нестаціонарного режимів роботи апарату. Визначення та характеристика його складових.

Теплова ізоляція апаратів. Визначення площі поверхні нагріву апарату та коефіцієнту теплопередачі. Визначення коефіцієнту теплопередачі при променевому та конвективному теплообміні.

При вивченні теми треба звернути увагу на поняття "тепловий апарат", його призначення та основні елементи, з яких він складається. Необхідно особливу увагу звернути на такі поняття: "робоча камера", "теплогенеруючий пристрій", "корпус", "теплова ізоляція", "кожух", "арматура", "контрольно-вимірювальні пристрої" та "пристрої автоматичного регулювання".

Необхідно вивчити вимоги, які висуваються до теплових апаратів, тобто: технологічні, експлуатаційні, енергетичні, конструктивні, економічні, охорони праці, технічної естетики та ергономіки.

Вивчення теплових розрахунків апаратів ґрунтується на базі знань, які були набуті студентами з курсів фізики, теплотехніки, процесів та апаратів харчових виробництв. Необхідно уважно розібратись у поняттях матеріального та теплового балансів. Для полегшення вивчення теплових балансів різних апаратів рекомендується по декілька разів записати формули теплових балансів для стаціонарного та нестаціонарного режиму роботи для теплових апаратів, які працюють на різних видах палива, уважно розібратися зі складовими теплового балансу, з їх фізичним змістом та методами розрахунку.

Питання для самоперевірки

1. Основні елементи, з яких складається будь-який тепловий апарат, їх призначення.

2. Які технологічні вимоги висуваються до теплових апаратів?

3. Які вимоги, окрім технологічних, висуваються до теплових апаратів?

4. Поняття матеріального балансу.

5. Тепловий баланс апаратів, які працюють на різних видах палива.

6. Пояснить фізичний зміст коефіцієнтів тепловіддачі, теплопровідності, теплопередачі, методи їх розрахунку.

7. Як визначити товщину теплової ізоляції будь-якого апарату?

8. Вимоги, які висуваються до теплоізоляційних матеріалів.

9. Визначення поверхні нагріву апарату.

Література: 2, с. 27-40, 63-110; 3, с.74-97.

Тема 4. Теплогенеруючі пристрої, які перетворюють електричну енергію в теплову

Типи електричних нагрівачів, сфери їх застосування.

Конструкція, принцип роботи та правила експлуатації відкритих, закритих та герметично закритих нагрівальних елементів.

Поняття про нагрівачі на слюдопластовій основі.

Генератори інфрачервоного випромінювання, класифікація.

Конструктивні особливості електричних газових 1Ч-випромінювачів.

Генератори НВЧ-енергії.

Розрахунок електронагрівачів.

При вивченні теми спочатку необхідно з'ясувати, в яких теплових апаратах використовуються електричні нагрівачі, їх призначення та сферу застосування.

При розгляді типів електричних нагрівачів слід вивчити їх будову, елементи будови, методи виготовлення, накреслити схеми закритих та герметично закритих нагрівачів. Особливу увагу треба звернути на правила безпечної експлуатації електронагрівачів, строк їхньої служби та фактори, що зумовлюють строки цієї служби.

Вивчення електричних та газових ІЧ-випромінювачів слід почати з розгляду класифікації. Слід уважно розібратись з будовою, сферами застосування та правилами безпечної експлуатації, вміти накреслити схеми окремих електричних та газових ІЧ-випромінювачів, вивчити їх конструктивне оформлення.

При вивченні генераторів НВЧ-енергії особливу увагу треба зосередити на їх будові, призначенні окремих елементів.

Після цього необхідно вивчити методику розрахунку різних видів електронагрівачів, опанувати формули.

Питання для самоперевірки

1. Будова та правила безпечної експлуатації відкритих, закритих та герметично закритих електронагрівачів.

2. Чим зумовлюється строк служби ТЕНів?

3. Основні переваги герметично закритих електричних нагрівачів.

4. Як впливає накип на трубці ТЕНу на температуру нагрівальної спіралі?

5. Класифікація ІЧ-випромінювачів.

6. Будова та правила безпечної експлуатації ІЧ-випромінювачів.

7. Призначення та конструкція НВЧ-генераторів.

8. Методика розрахунку закритого електронагрівача.

9. Методика розрахунку герметично закритого нагрівача.

10. Методика розрахунку електричного ІЧ-випромінювача.

Література: 2, с. 111-139; 3, с. 196-218.