R0 = λr×R,(2.5)
где λr – коэффициент изменения сопротивления проволоки в результате опрессовки, λr =1,3.
R0= 1,3×48,1=62,53 Ом,
Удельное сопротивление проволоки gt,Ом*м, при рабочей температуре определяем по формуле
gt= g20 (1+ λ(t-20)),(2.6)
где g20 - удельное сопротивление проволоки при рабочей температуре 20 C, Ом*м;
λ – температурный коэффициент, учитывающий изменение удельного сопротивления проволоки при изменении температуры, град-1;
t – рабочая температура проволоки, С.
gt= 1,10×10-6 (1+0,14*10-3(950-20))=1,24*10-6 Ом*м,
Диаметр проволоки ТЭН d, м, определяем по формуле
d= 3√(4gt ×P2 / π2WпU2),(2.7)
гдеd – диаметр проволоки ТЭН, м.
d= 3√(4*1,24*10-6 (3000)2 )/(9,8*18*104 (380)2)=0,00055 м,
Принимаем d=0,0006 м,
Определяем длину проволоки ТЭН Lпр,м, из выражения
Lпр=0,785× R0×d2пр / gт,(2.8)
где Lпр – длина проволоки ТЭНа.
lпр= 0,785×62,53×(0,0006)2/1,24×10-6=11,7 м
Проверяем значение фактической удельной поверхностной мощности на проволоке из выражения
Wпф=P/ π dпрlпр ,(2.9)
Wпф=3000/3,14×0,0006*11,7=136098 Вт/м2.
Длину одного витка спирали lв, м, определяем по формуле
lв=1,07* π (dc +dпр),(2.10)
где1,07 – коэффициент увеличения диаметра спирали после снятия ее со стержня намотки.
dc – диаметр стержня намотки, м, выбирают из конструктивных соображений dc=0,003…0,006 м.
lв=1,07*3,14*(0,006+0,0006)=0,022м,
Количество витков спирали n, шт, составляет
n= lпр / lв,(2.11)
гдеn – количество витков спирали, шт
n=11,7/0,022=532 шт,
Расстояние между витками спирали a, м, определяем по формуле
a= LА – n× dпр / n ,(2.12)
а= (0,59-532×0,0006)/532=0,0007 м,
Шаг спирали s, м, определяем по формуле
S=a+ dпр ,(2.13)
гдеs – шаг спирали, м.
S= 0,0007+0,0006=0,0013,
Коэффициент шага Кш, определяем по формуле
Кш = S/ dпр ,(2.14)
гдеКш – коэффициент шага.
Кш = 0,0013/0,0006=2,2,
Коэффициент стержня намотки Кс, определяем по формуле
Кс=dc/ dпр ,(2.15)
гдеКс - коэффициент стержня намотки.
Кс=0,006/0,0006=10,
Диаметр спирали ТЭНа dсп, м, составляет
dсп = dпр (Кс +2),(2.16)
гдеdсп – диаметр спирали ТЭНа, м.
dсп = 0,0006×(10+2)=0,0072 м,
Общая длина проволоки l0, м, с учетом навивки на концы контактных стержней по 20 витков составляет
l0= lпр +2×20lв ,(2.17)
гдеl0 – общая длина проволоки, м.
3.2 Расчет КПД
Коэффициент полезного действия η, %, в период разогрева котла, определяем по формуле
η = (Q1×100)/Q,3.1)
гдеη – коэффициент полезного дейстивия, %.
η = 21569,6/29737,4 ×100=72,5%,
Коэффициент полезного действия η’, %, в стационарном режиме, определяем по формуле
η’= (Q’1×100)*Q’,(3.2)
η’= 4515,5/6172,5×100=73,1%.
Заключение
Процессы термической обработки самые важные на предприятиях общественного питания. Самыми распространенными процессами термической обработки являются варка и жарка.
Варка – наиболее распространенный процесс термической обработки, с помощью варки можно приготовить первые, вторые, третьи блюда. С ее помощью можно довести до кулинарной готовности любой продукт или полуфабрикат.
Для того, чтобы процесс варки осуществлять на современном технологическом уровне целесообразно использовать специализированное оборудование, а именно пищеварочные котлы.
Первый способ термической обработки осуществляется в наплитной посуде. Однако при варке в наплитной посуде достаточно низкий КПД, очень большие трудозатраты. В частности в наплитной посуде максимальный объем используемой посуды 20 литров, в пищеварочных котлах есть емкости объемом 250 литров. Поэтому такой способ варки нецелесообразно использовать в предприятиях общественного питания.
Второй путь заключается в варки продукции в пищеварочных аппаратах.
По организационно – техническому признаку варочные аппараты подразделяют на аппараты: непрерывного действия, периодического действия.
Наиболее совершенные аппараты это аппараты периодического действия.
По давлению греющей среды в рабочей камере различают варочные аппараты, работающие: при атмосферном давлении, при избыточном давлении, при вакууме. На предприятиях общественного питания лучше использовать котлы с атмосферным давлением или с избыточным давлением. Так как в процессе варки непосредственно в содержимое котла, необходимо постоянно добавлять дополнительные ингредиенты.
По способу обогрева стенок рабочей камеры аппараты делят: c непосредственным обогревом стенки, с косвенным обогревом стенки. На данный момент лучше использовать аппараты с косвенным обогревом, так как в них не происходит подгорание продуктов.
Наибольшее распространение на предприятиях общественного питания получили котлы с электрическим электроносителем.
По конструктивным особенностям котлы разделяют на: опрокидывающиеся и неопрокидывающиеся. Наибольшее распространение получили котлы опрокидывающиеся, в силу их большей универсальности на предприятиях общественного питания.
В данном курсовом проекте рассмотрен ряд варочных аппаратов: КПЭ 40, КПЭ 60, КПЭСМ 60, КПЭ 100, КПЭ 160, КПЭ 250.
По приведенному выше обзору и сравнительному анализу аппаратов для варки было решено проектировать котел пищеварочный электрический – КПЭ – 60.
В данном курсовом проекте приведена конструкция проектируемого аппарата, дано описание электрической схемы, даны правила эксплуатации проектируемого аппарата. Приведен расчет теплового баланса, расчет тэнов, расчет КПД.
По итогом расчетов номинальная мощность в период разогрева составила
8 кВт, мощность в период варки 1,3 кВт. Также дана техническая характеристика проектируемого аппарата.
Список использованных источников
1. А.Н. Вышелесский «Тепловое оборудование предприятий общественного питания», Москва – 1970;
2. А.А. Мельников «Курсовое проектирование электротепловых аппаратов», Москва – 1980;
3. С.В. Некрутман, В.П. Кирпичников, Г.Х. Леенсон «Справочник механика предприятий общественного питания», Москва – 1983;
4. В.А. Дорохин «Тепловое оборудование предприятий общественного питания», Москва – 1987;
5. М.И. Беляев «Оборудование предприятий общественного питания», Москва – 1990;
6. Н.Н. Липатов, М.И. Ботов, Ю.Р. Муратов «Тепловое оборудование предприятий общественного питания», Москва – 1994;
7. М.И. Ботов, В.Д. Елхина, О.М. Голованов «Тепловое и механическое оборудование предприятий торговли и общественного питания », Москва – 2002;
8. В.З.Порцев “Расчет конструктивных параметров электрических нагревательных элементов и генераторов излучения”, Екатеринбург – 2001;
9. В.М.Супрун “Методическое указание к выполнению курсового проекта для специальности 27.11 всех форм обучения” Свердловск – 1992;
10. В.З.Порцев, Г.Ф. Фролова, И.Ф. Решетников “Структура и правила оформления текстовых документов” Екатеринбург – 2005