ДР=1717 + 30 = 1747 мм
С учетом толщины стенки рубашки котла 7мм его наружный диаметр(Днр ) составит 1754 мм.
При стационарном режиме тепловая изоляция будет иметь температуру со стороны наружной стенки 60 °С, а со стороны паровой рубашки - 100 °С. Теплопроводность шлаковаты составляет 0,058 Вт/(м?К),
Коэффициент теплоотдачи б , рассчитывается по формуле:
б=9,74+0,07(tп?tв)
где tп- средняя температура i-гo элемента ограждения аппарата при соответствующем режиме его работы, °С
tв- температура окружающей среды, °С
б = 9,74 + 0,07(60 - 20) = 12,5 Вт/(м2К).
Толщина слоя теплоизоляции определяется по формуле :
диз= 0,058?(100-60)/12,5?(60-20)= 0,0046 мм.
Тогда внутренний диаметр кожуха (Двнутр) будет равен:
Двнутр= 1754 + (4,6?2) = 1762,3 (1763) мм.
Рубашка варочного сосуда опускается ниже его днища примерно на 30 мм. Соответственно высота рубашки котла (НР) равна:
НР = НВ+ 30 = 1030 + 30 = 1060 мм.
Откуда высота постамента составит
НП = 1100 - 1060 = 40 мм.
4.3 Тепловой расчёт
При подводе энергии в тепловой аппарат выполняется тепловой расчет с целью определения требуемой поверхности теплообмена, удаления влаги из материала, расхода энергоносителя и т.п. Тепловой расчет позволяет выбрать энергоноситель, способ нагрева и конструкцию теплообменной поверхности с учетом тепловых потерь и изоляции. Одной из форм выражения закона сохранения энергии является уравнение теплового баланса. Это уравнение показывает, какое количество энергии поступает в аппарат с энергоносителем и как оно тратится на те или иные процессы, происходящие в аппарате, и, таким образом, позволяет оценить эффективность его работы путем анализа количественного соотношения отдельных энергозатрат при проведении теплового процесса. В реальных аппаратах подведенная к ним энергия расходуется не только на проведение требуемого технологического процесса, но и на различного рода процессы, неизбежно сопутствующие ему, что приводит к непроизводительным затратам энергии. Анализ этих затрат позволяет выделить среди них наиболее существенные и наметить пути их уменьшения, т. е. сделать аппарат более совершенным.
Уравнение теплового баланса для паровых пищеварочных котлов имеет вид:
Q = Q1+ Q5+ Q6
где Q - общее количество теплоты , затраченное в процессе , кДж
Q1 - количество теплоты затраченное на нагрев продукта (свинина) , кДж
Q5-потери теплоты в окружающую среду, кДж.
Q6 - тепло, затраченное на разогрев конструкции котла, кДж;
Определяем количество теплоты затраченное на нагрев продукта:
Q1=W? c (tк - tн)+Gпр? cпр(tпрк - tпрн)+?Wr,
где W - общее количество воды, заливаемой в рабочий объем аппарата, кг
с=4190- теплоемкость воды Дж/(кг•К);
G=1647,3кг -суммарное количество отдельных продуктов, загруженных в аппарат, кг;
tк, tн- конечная и начальная температуры воды, °С.
tк=92,5°C и tн=20°С. В процессе слабого кипения (варки) тепло расходуется на потери в окружающую среду.
Спр - теплоемкость продукта (свинина полужирная 3056)
tпрк , tпрн-конечная и начальная температура продукта соответственно, °С.
?W- количество влаги удаляемой в процессе кипения содержимого котла, кг;
r- удельная теплота парообразования, кДж/кг,
Q1= 1417?4190?(92,5-20)+1647,3?3600?(92,5-20)+30?2307=860?кДж
Определение потерь тепла из котла в окружающую среду
Q5 =?б•F•(tп?tв)?ф ,
где F- площадь наружная поверхность i-го элемента,
б- коэффициент теплоотдачи, Вт/? К , °С
tп- температура поверхности теплоизоляции котла, °С
tв- температура окружающей среды, °С
Коэффициент теплоотдачи б , для элементов котла рассчитывается по формуле:
б=9,74+0,07(tп?tв)
где tп- средняя температура i-гo элемента ограждения аппарата при соответствующем режиме его работы, °С
tв- температура окружающей среды, °С
Средняя температура i-гo элемента ограждения tп , аппарата рассчитывается по формуле:
tп=tн+tк2 ,
Средняя температура для поверхности котла:
tп1==60 °С
Средняя температура для крышки аппарата:
tп2==55 °С
Тогда коэффициент теплоотдачи для поверхности варочного котла равен:
б1=9,74+0,07(60?20)=12,54 Вт/?К
Коэффициент теплоотдачи для крышки варочного котла равен:
б2=9,74+0,07(55?20)=12,19 Вт/?К
Площадь поверхности котла F , , рассчитывается по формуле:
F = р ? D1? ?
где D1- диаметр варочного сосуда, м
h- высота варочного сосуда, м
F=3,14?1,71?0,6=3,22
Площадь поверхности крышки F рассчитываем по формуле:
F= р ?,
где D2- диаметр крышки котла, м
F= 3,14 =2,41
Таким образом :
Q5=(12,54?3,22 ?(60-20)+12,19?2,41?(55-20))?4200=4320166,42 Дж
Определяем расход тепла на разогрев конструкций котла
Q6=Q6м
где Q6м- тепло, затраченное на нагревание металлоконструкций котла, кДж;
Q6м =C•G•(tк-tн)
где С=0,5?- теплоемкость металлоконструкций котла, Дж/(кг•°С);
G=700 кг - вес металлоконструкций котла, кг (из условия);
tк=100°C- средняя температура нагрева металлоконструкций котла, °С
tн=20°С, tн-начальная температура металлоконструкций котла, °С.
Q6м =0,5• 700? (100-20)=28? Дж
Тогда общие затраты теплоты рассчитываются по формуле :
Q=860?+4,32?+28?=892,32? Дж
Определим необходимый расход пара D , кг , расходуемого в процессе варки по формуле:
D = Q/ ( h??h?)
где h?и h? - удельные энтальпии пара и конденсата , кДж/кг.
Для заданного давления пара Р = 0,3 МПа.
h?=340,57 кДж/кг
h?=2675,53 кДж/кг
Расход пара будет равен:
D=892320000/ (2675,99 -- 340,57) = 382071 кг
Коэффициент полезного действия котла ? , определяем по формуле:
? = ? 100%
? = •100% = 96,37%
5.Правила эксплуатации и требования безопасности
При выполнении курсового проекта ознакомилась с особенностями эксплуатации оборудования для варки продуктов, с основными признаками классификации этого оборудования, изучили принцип работы варочного котла К7-ФВЕ , правила эксплуатации этого аппарата. В ходе выполнения работы был произведен расчет производительности разрабатываемого аппарата, тепловой расчет и конструктивный расчет . Выполнен чертеж общего вида варочного котла и рабочих органов( решетка-фильтр и барботер), а также выполнена машинно-аппаратурная схема производства ливерных колбас.
Размещено на Allbest