Материал: 5668

1.4. Твёрдо- и жидкотопливные нагреватели

К твёрдому топливу относятся дрова, торф, бурые угли, каменные угли и антрацит. Тепловая энергия топлива, как и газа, характеризуется его низкой рабочей теплотой сгорания. В качестве жидкого топлива используют продукты нефтеперегонки: лёгкие (бензин, керосин); средние (дизельные масла, газойль и соляровое масло); тяжёлые (мазут).

На предприятиях общественного питания жидкое топливо применяют редко – главным образом на передвижных и полевых предприятиях общественного питания, лишённых централизованных энергетических источников. Основной вид топлива здесь — это, как правило, дизельные масла различных сортов, сжигаемые в дизельных форсунках или горелках. Тепловые аппараты обычно имеют такое устройство, которое позволяет сжигать в них различные виды твёрдого топлива.

Твёрдое, жидкое и газообразное топливо сжигаются в специальных теплообменных устройствах — топочных камерах, которые I подразделяют в зависимости от формы на цилиндрические, коробчатые и щелевые (см. рисунок 10). Стенки топочных камер, как правило, частично или полностью экранированы водой. Увеличение степени экранирования водой стенок топочной камеры приводит к возрастанию её КПД и уменьшению габаритов.

Рисунок 10 – Примеры колосниковых решёток: а – с прямоугольными отверстиями; б – с круглыми отверстиями; в – с ромбовидными отверстиями

1.5. Магнетроны

Основным элементом СВЧ-установки является СВЧ-генератор — прибор, в котором электрическая энергия постоянного или переменного тока преобразуется в энергию электромагнитного поля сверхвысоких частот. Широкое применение в электротермических установках СВЧ в качестве генераторной

16

лампы нашли магнетроны непрерывного генерирования, которые характеризуются относительно простой конструкцией, достаточно высокой мощностью и кпд.

Конструктивно магнетрон (см. рисунок 11) представляет собой диод с особой конструкцией анода. Катод для большинства магнетронов непрерывного генерирования прямого накала изготовляют из вольфрама. Анод выполнен в виде массивного медного блока кольцевой формы. На внутренней стороне анода расположено чётное число щелевых резонаторов, длина которых равна ¼ длины волокна. Все резонаторы магнетрона связаны один с другим, поскольку пере-

Рисунок 11 – Схема магнетрона: 1 – катодные ножки; 2 – медные перемычки; 3 – резонаторы; 4 – анод; 5 – петля связи; 6 – коаксиальная линия; 7 – защитный диэлектрический колпак; 8 – катод

Для поддержания теплового режима наружная часть анода имеет рубашку, через которую пропускается охлаждающая вода, либо оребрение. Для вывода энергии колебаний в одном из резонаторов смонтирована петля, соединённая с коаксиальной линией, которая закрыта герметическим колпачком, выполненным из материала, прозрачного для СВЧ-поля. Выводы катодных ножек находятся в стеклянных трубках. С боковых сторон анод закрыт крышками, образующими вместе с анодом вакуумное пространство. Анод магнетрона имеет высокий положительный потенциал относительно катода. Поскольку анод является корпусом магнетрона, его обычно заземляют; катод находится под высоким отрицательным потенциалом.

Между анодом и катодом создаётся электрическое поле, силовые линии которого расположены радиально. Вдоль оси катода действует магнитное поле, создаваемое специальным электромагнитом, которое заставляет, вылетающие из

17

катода электроны отклоняться от радиального направления и двигаться в пространстве по сложной спиральной траектории. Форма траектории электрона зависит от величины напряженности магнитного поля и анодного напряжения.

В пространстве взаимодействия непрерывно существует электронное облако, вращающееся вокруг катода с определённой угловой скоростью. Когда электроны проходят вблизи щелевых зазоров резонаторов, в них появляются импульсы наведённого тока и возникают собственные затухающие колебания. Связанные один с другим резонаторы представляют сложную колебательную систему.

Геометрические параметры магнетрона, параметры электрического и магнитного полей выбирают с таким расчётом, чтобы электроны, взаимодействуя с переменным электрическим полем, наведённым в зазорах резонатора, отдавали этому высокочастотному электрическому полю резонатора часть своей энергии, приобретённой при их ускорении постоянным электрическим полем, приложенным между катодом и анодом. Энергия, возникающая в системе резонаторов, с помощью индуктивной петли связи и коаксиальной линии подаётся к внешней нагрузке.

Магнетроны непрерывного генерирования для электротермических СВЧаппаратов имеют выходную мощность от 0,5 до нескольких десятков киловатт, кпд их может достигать 70 % и выше.

Вопросы для самоконтроля

1.Назовите главные преимущества электрической энергии перед другими энергоносителями?

2.Докажите, что природный газ более экономичен при получении теплоты в сравнении с электрической энергией.

3.Какие свойства влажного насыщенного пара дают ему предпочтение в сравнении с жидкостями и газами?

4.Каков физический смысл степени сухости влажного насыщенного пара?

5.При каких условиях газовоздушная смесь горит и когда она взрывается?

18

2. КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ

Цель занятия: ознакомиться с основными способами тепловой обработки пищевых продуктов.

Порядок выполнения задания

1.Изучить теоретический материал.

2.Ответить на вопросы для самоконтроля.

Теоретический материал

Тепловой обработкой называется технологический процесс, который основывается на изменении теплового состояния продуктов и сред, участвующих в этом процессе.

Всовершенствовании технологии производства кулинарной продукции значительное место занимает интенсификация тепловых процессов (варки, жарки и др.), требующих больших затрат времени, труда, топливно-энергетических ресурсов. Поэтому конструкция любого теплового аппарата должна как можно полнее соответствовать технологическим требованиям тепловой обработки продуктов.

Воснову разработки новых процессов и аппаратов и их модернизации должна быть положена научно обоснованная классификация способов тепловой обработки, которые по механизму передачи теплоты обрабатываемому продукту подразделяются на поверхностные (кондуктивные), объёмные и комбинированные.

2.1. Классификация поверхностных (традиционных) способов тепловой обработки продуктов

Классификация поверхностных (традиционных) способов тепловой обработки продуктов приведена в таблице 2.

19

Таблица 2 – Классификация поверхностных способов тепловой обработки

20