Наружный диаметр кожуха котла составит

 

, (19)

м

где δ_О – толщина стенки кожуха (облицовки) котла, мм. (δ_О=0,5-1,5 мм)

Высота постамента

(20)

Н_О – общая высота пищеварочного котла, 1200мм

Результаты конструктивного расчета электрического пищеварочного котла представлены в таблице 1.

Таблица 1- Результаты конструктивного расчета электрического пищеварочного котла емкостью 110 дм³

 

Показатель	Буквенное значение	Численное значение
Диаметр варочного сосуда, м	DB	0,52
Высота цилиндрической части варочного сосуда, м	HB	0,68
Поверхность теплообмена варочного сосуда, м2		1,4
Масса варочного сосуда, кг	MB	28,4
Диаметр рубашки котла внутренний, м	DP	0,56
Диаметр рубашки котла наружный, м		0,564
Высота рубашки котла, м	НР	0,71
Масса рубашки котла, кг	МР	25,3
Высота постамента, м	НП	0,49
Масса рабочей жидкости (воды), заполняющей емкость парогенератора	Мж	9,8
Масса металлического корпуса парогенератора, кг	МПГ	15,8
Внутренний диаметр кожуха котла, м	Dкв	0,6
Наружний диаметр кожуха котла, м	Dнк	0,601
Толщина тепловой изоляции, м		0,01
Коэффициент теплоотдачи от наружной стенки к воздуху и в окружающую среду, Вт/(м2∙°С)
Коэффициент теплоотдачи свободной конвекции, Вт/(м2∙°С)		5,6
Коэффициент теплоотдачи лучеиспускания, Вт/(м2∙°С)		5,4

 

 

2.2. Тепловой баланс электрического пищеварочного котла

 

Затрачиваемое количество теплоты в период разогрева и для стационарного режима определяется по формуле

, (21)

где Q_ЗАТР – общее количество энергии, затраченное при работе теплового аппарата, кДж;

Q_ПОЛ - полезное количество энергии, затраченное на нагрев продукта, кДж;

Q_ПОТ- потери теплоты в окружающую среду наружными ограждениями котла соответственно в режиме разогрева и при стационарном режиме работы котла, кДж;

Тепловой баланс составляется для нестационарного (периода выхода на заданный режим) и стационарного (период тепловой обработки продуктов) режимов работы теплового аппарата.

Уравнения теплового баланса для пищеварочного котла:

-режим нестационарный

 

, (22)

-режим стационарный

, (23)

где - затраты теплоты на нагрев продуктов, кДж;

- затраты теплоты на испарение влаги из продукта, кДж;

- потери теплоты на нагрев элементов конструкции аппарата, кДж;

- потери теплоты наружными поверхностями аппарата в окружающую среду, кДж;

- потери теплоты на нагрев промежуточного теплоносителя, кДж;

- потери теплоты на испарение промежуточного теплоносителя, кДж.

Время стационарного режима работы принимается равным 1ч.

 

2.2.1. Расчет полезного количество теплоты

 

 

Полезное количество теплоты, затраченное на разогрев содержимого варочного сосуда определяется по формуле (Q_П= )

, (24)

где G – масса продукта (картофеля) в варочном сосуде, кг;

W – масса воды в варочном сосуде, кг;

с_П – теплоемкость продукта, кДж/(кгК), с_П = 3,53 кДж/(кгК);

с_Ж – теплоемкость воды, кДж/(кгК), с_Ж = 4,195 кДж/(кгК);

– конечная и начальная температура продукта, ^ОС,

t_п^к = 100 ^ОС, t_п^н =9 ^ОС;

 

– конечная и начальная температура воды, ^ОС;

t_ж^к= 100 ^ОС, t_п^н = 9 ^ОС;

 

∆W – количество испарившейся воды, от массы воды в варочном сосуде при разогреве, кг, ∆W – от массы продукта при разогреве =0,4%, при стационарном режиме =1,4% (кг);

r – теплота парообразования, кДж/кг, r =2260 кДж/кг;

ρ_кар - плотность картофеля, кг/м³, ρ_кар = 1080кг/м³;

ρ_в - плотность воды, кг/м³, ρ_ж = 999,8 кг/м³.

Масса картофеля составит

G = 0,4*V*ρ_кар, (25)

G =0,4*0,8*0,11*1080=38 кг

 

Масса воды определяется по формуле

W = 0,6*V*ρ_в, (26)

W =0,6*0,8*0,11*999,8=52,8 кг

кДж

 

 

Потери теплоты на испарение (кДж) за 1 час работы котла в режиме разогрева и при стационарном режиме работы рассчитывается по формуле

(27)

 

кДж

 

(28)

 

кДж