Котел КЭ 100 (стр. 3 из 7)

Из формулы (1.2) можно найти М_сырья:

М_сырья = 0,1 ٠0,85 (1038 ٠ 0,19 + 1000٠ 0,726 + 1083 ٠ 0,006 + 1130 ٠ 0,057 + 1057٠ 0,005+1040 · 0,005+145·0,004)=85,35 кг

Находим массу готовой продукции:

М = М_сырья ٠ Z, (1.3)

Где:

Z – выход готового продукта.

, тогда

М = 0,52·85,35= 44,38 кг

По формуле (1.1) определяем производительность пищеварочного котла:

Продолжительность каждой стадии процесса тепловой обработки принимается на основе практических данных.

= 1800с – продолжительность загрузки; = 10800с – продолжительность тепловой обработки; =3600с – продолжительность выгрузки. = 2400 - время разогрева.

2.Расчет полезно используемой теплоты

Полезно используемая теплота в основном идет на нагрев продуктов и технологической среды (воздуха), а также на испарение влаги из продукта и технологической среды.

1) Нестационарный режим:

(2.1)

Где:

средняя теплоёмкость компонента рецептуры, Дж/кг٠ К

масса закладываемого сырья компонента рецептуры, кг

средняя теплоёмкость технологической среды, Дж/кг٠ К

масса технологической среды (часто воды), кг

средняя по объему температура продукта в конце нагрева,

начальная температура компонента рецептуры,

испарившаяся влага за период нагрева, кг

удельная теплота парообразования при температуре процесса нагрева, Дж/кг٠ К

Средняя теплоемкость компонентов рецептуры (10)

C_кости = 1675 Дж/кг٠ К

C_{говядина} = 3600 Дж/кг٠ К

C_яйца =3640 Дж/кг٠ К

C_{петрушка} =1500 Дж/кг٠ К

C_{морковь} = 3940 Дж/кг٠ К

C_лук =3740 Дж/кг٠ К

C_{вода(60ºС)} = 4220 Дж/кг٠ К

Находим массу закладываемых компонентов:

M_кости=0,1٠0,85٠1038٠0,19=16,76кг

M_яйца =0,552кг

M_{петрушка}=0,493 кг

M_{говядина} =5,47 кг

M_лук=0,449 кг

M_лук =0,442 кг

M_воды =61,62 кг

Массу испарившейся влаги за период нагрева можно определить следующим образом:

(2.2)

Где:

масса воды рассчитанная согласно рецептуры, кг

время разогрева аппарата, с

ΔW=61,92·2400/3600·0.02=0.821 кг

r=2293,7 Дж/кг (10)

По формуле (2.1) определяем нагрев продуктов до температуры кипения, определяемой в рабочей камере:

Qобщее =25286,4+3937,22=29223,6 кДж/кг·К

2) Стационарный режим:

Определяем варку до кулинарной готовности:

(2.3)

r=2258,2 кДж/кг (10)

3.Расчет кинетических коэффициентов теплоотдачи.

Коэффициенты теплоотдачи зависят от многих факторов: от вида среды, от характера и скорости движения среды, физических свойств среды, от формы, размеров и положения поверхности теплообмена, температуры стенки и др.

3.1. Находим коэффициент теплоотдачи со стороны рабочего теплоносителя:

(3.1)

Где:

(3.1.1)

температура конденсации пара

задается в пределах 0,08….0,4,

высота варочного сосуда котла, м

Возьмем

,тогда (10)

3.2.Находим коэффициент теплоотдачи по формуле:

(3.2)

Где:

коэффициент теплоотдачи от кожуха конвекций в окружающую среду,

коэффициент лучеиспускания кожуха в окружающую среду,

3.3.Коэффициент

находится из критерия Нуссельта:

(3.3)

Где:

l – определяющий геометрический размер теплоотдающей поверхности, м

- коэффициент теплопроводности окружающей среды (воздуха) при температуре Вт/(м К);

(10)

3.4.Число Грасгофа определяется по формуле:

(3.4)

Где

g- ускорение свободного падения,

коэффициент объёмного расширения для газов, 1/К

перепад температур между теплоносителем и стенкой,

определяющий геометрический размер, м

кинематический коэффициент вязкости среды,

Зададимся:

;

,

Тогда:

3.5. Найдем критерий Нуссельт с помощью эмпирического уравнения Михеева:

(3.5)

Где:

Cr- число Грасгофа

Pr-число Прандтля

Pr = 0.701 (10)

C и n- определяется по произведению (Cr٠Pr)

,

значит режим турбулентный, следовательно

3.6.Коэффициент теплоотдачи излучением

определяется по формуле Стефана- Больцмана:

(3.6)

Где

степень черноты теплоотдающей стенки