Расчет производительности электрической сковороды. Тепловой баланс аппарата. Расчет температуры стенок в конце разогрева при установившемся режиме работы. Кинетические коэффициенты теплоотдачи. Расчет потерь тепла в окружающую среду. Подготовка к работе.
Аннотация к работе
3) производят расчет кинетических коэффициентов теплообмена и определяют коэффициент теплопередачи от рабочего теплоносителя в окружающую среду через теплоизолированную стенку ТА (предварительно задавая температуру кожуха-облицовки согласно паспортным данным аппарата). 6) определяют полезный и общий расход тепла в аппарате; 9) определяют тепловой КПД для различных режимов работы аппарата. Тепловой баланс ТА включает: с одной стороны тепло, получаемое аппаратом от энергоносителя, с другой - сумму всех затрат тепла в аппарате в процессе его работы, в т. ч. потери тепла в окружающую среду. Конечную температуру конструктивных элементов аппарата (варочного сосуда, наружного котла, изоляции, кожуха, стенок короба жарочного шкафа и др.) определяют расчетом, для чего необходимо определить коэффициенты теплоотдачи, коэффициент теплопередачи через многослойную стенку и удельный тепловой поток.
Введение
Электрические сковороды предназначаются в основном предприятий общественного питания: ресторанов, столовых, кафе и т.д. Источником питания такой сковороды является обыкновенная электросеть. На таких сковородах можно успешно приготовить весь ассортимент существующих блюд: рагу, плов, чебуреки, жаркое и многое другое. Современные электрические сковороды обеспечивают быстрый разогрев благодаря наличию в днище бронированных тэнов, управляемых электростатом. Нужно отметить, что практически все модели имеют антипригарное покрытие, обеспечивающее надежную защиту поверхности сковороды от внешних повреждений и царапин. Это покрытие заметно увеличивает продолжительность службы электрической сковороды.
В качестве материалов для их производства используют нержавеющую сталь (из нее выполнены детали, соприкасающиеся с пищей) и пищевой металл (из него изготовлен корпус). Некоторые модели электрических сковород выполнены из чугуна, обладающего великолепными возможностями для качественного приготовления пищи.
Современные компактные электрические сковороды выгодно отличаются от использовавшихся раньше громоздких конструкций, с трудом поддающихся транспортировке. Малые габариты при больших функциональных возможностях позволяют легко и удобно разместить электрическую сковороду даже в небольшом помещении. Помимо статических конструкций существуют небольшие переносные модели, которые можно установить на столе или другом предмете. В своей конструкции сковороды могут иметь предохранительный бортик, жиросборник и несколько зон нагрева. Поверхность у таких электрических сковород может быть как гладкой, так и рифленой или же комбинированной.
Электрические сковороды отлично зарекомендовали себя в работе. На них удобно готовить сразу несколько блюд (обширная площадь нагреваемой поверхности это позволяет), а затем поддерживать в режиме подогрева уже готовые блюда. Высокие показатели износоустойчивости и великолепные качественные характеристики, выпускаемых электрических сковород, служат залогом надежной эксплуатации в течение многих лет.
1.
Основные технические данные и характеристики
СЭ-0,45: Сковорода электрическая (сварная чаша). Номинальная вместимость чаши - 90 л. Масса - 220 кг.
Основным достоинством данной модели сковороды является более быстрый разогрев и малая инерционность. Легкость конструкции сковороды обеспечивает удобное размещение и транспортировку. Поверхность сварной чаши выполнена из черного металла.
В днище сковороды находятся четыре ТЭНА для нагрева наружной поверхности сковороды. Характерной особенностью конструкции является специальный крепеж электронагревателей. Изготовлена из черного металла покрытого молотковой эмалью, крышка и рабочие поверхности боковин из нержавеющей стали. Используется на предприятиях общественного питания и является идеальным решением для приготовления плова, рагу, соуса, чебуреков, а также для жарения и тушения мяса и овощей.
Технические характеристики: Время разогрева - 35 мин;
Номинальный объем (вместимость чаши) - 90 л (0,09 м333456555252тпот3);
Номинальная мощность - 11,5 КВТ;
Номинальное напряжение - 380 В;
Количество ТЭНОВ: 4 шт;
Частота тока - 50 Гц;
Площадь пода чаши - 0,45 м2;
Толщина чаши - 40 мм.
Размеры чаши ДХШХВ: 810x360x350 мм;
Рабочая температура - 250333456555252ТПОТОС.
Габаритные размеры ДХШХВ: 1200x800x330 мм;
Масса - 220 кг;
Материал изготовления: нержавеющая сталь.
Масса продуктов по рецептуре №599 «Поджарка»
№ компонента Продукты Вес брутто, г Вес нетто, г
1 Свинина 129 110
2 Лук репчатый 36 30
3 Жир животный 10 10
4 Томатное пюре 15 15
Выход 150
2.
Расчет производительности аппарата
Производительность аппаратов определяется по формуле
, (1) где QTA - производительность аппарата, кг/ч (шт./ч); М - масса готовой продукции (М = Мсырья Z, где Z - выход готового продукта), кг; ?3 - продолжительность загрузки, с; ?то - продолжительность тепловой обработки, с; ?B - продолжительность выгрузки (в нее входит и время остывания готового продукта), с.
Для расчетов принимаем время разогрева 35 минут; ?то = 30 мин, ?3 = 10 мин, ?B = 6 мин.
Продолжительность каждой стадии процесса тепловой обработки принимается на основе практических данных в зависимости от коэффициента заполнения рабочей камеры, а также рецептуры кулинарного изделия.
Поскольку согласно рецептуре жарение происходит не отдельными порциями (мелкие кусочки по 10-15 г.), то объем продукта на поде чаши найдем, умножив площадь подана высоту продукта (загружаем кусочки мяса примерно на всю высоту рабочей камеры (? 30 см)): м3.
Число порций, уместившихся в сковороде: , (2)
? - средняя плотность изделия, кг/м3 [14]; V - объем продукта, м3; mi - масса одного изделия (по рецептуре).
Производительность сковороды в выразим в единице .
Масса продуктов по рецептуре №599 «Поджарка» представлена в табл.1.
Таблица 1 Масса продуктов по рецептуре №599 «Поджарка»
№ компонента Продукты Вес брутто, г Вес нетто, г
1 Свинина 129 110
2 Лук репчатый 36 30
3 Жир животный 10 10
4 Томатное пюре 15 15
Выход 150
Плотность каждого из компонентов по [14]: ;
;
;
.
Средняя плотность сырья: кг/м3.
По формуле (2) находим: порций.
Масса исходного сырья: , (3) где m - масса одного изделия, n - количество порций.
По формуле (3) находим:
Выход готового продукта:
Масса готовой продукции: М = Мсырья Z = 78,75 • 0,79 = 62,2 кг.
Производительность аппарата: .
Принимаем размер порции 250 г., тогда производительность сковороды: .
3.
Тепловые расчеты
В разделе «Тепловые расчеты» проводят тепловой расчет поверяемого аппарата. На основании тепловых расчетов устанавливают соответствие техническим характеристикам, определяемых расчетом - мощности нагревательных элементов или расхода энергоносителя и теплового КПД (для данной рецептуры). Основными расчетными уравнениями являются уравнения теплового баланса и уравнение теплопередачи. Схема поверочного расчета теплового аппарата дана в [14].
Выполнение тепловых расчетов производят в следующей последовательности: 1) составляют тепловой баланс на два периода работы ТА: период разогрева аппарата (нестационарный режим) и период тепловой обработки продуктов (стационарный режим);
2) производят расчет массы компонентов сырья согласно рецептуре (п. 3.2.-3.6.). Затем рассчитывают полезно используемое тепло (Q1) в зависимости от способа тепловой обработки [14];
3) производят расчет кинетических коэффициентов теплообмена и определяют коэффициент теплопередачи от рабочего теплоносителя в окружающую среду через теплоизолированную стенку ТА (предварительно задавая температуру кожуха-облицовки согласно паспортным данным аппарата). Находят удельный тепловой поток q через стенку аппарата в окружающую среду;
4) рассчитывают температуру по конструктивным слоям изолированной стенки или другого узла ТА;
5) согласно рассчитанным температурам кожуха (облицовки), стенок рабочей камеры, теплоизоляции (берется средняя температура теплоизоляции) находят потери теплоты на нагрев аппарата (Q6), потери теплоты от наружных нагретых элементов ТА (Q5) [14];
6) определяют полезный и общий расход тепла в аппарате;
7) производят расчет мощности электронагревательных элементов;
8) находят мощность одного нагревательного элемента и рассчитывают его параметры;
9) определяют тепловой КПД для различных режимов работы аппарата.
3.1 Тепловой баланс аппарата
Тепловой баланс ТА включает: с одной стороны тепло, получаемое аппаратом от энергоносителя, с другой - сумму всех затрат тепла в аппарате в процессе его работы, в т. ч. потери тепла в окружающую среду.
Общий вид тепловых балансов ТА, работающих на различных энергоносителях, приведен в [4-6].
3.2 Расчет полезно используемой теплоты
Жарка проводится в одну стадию до кулинарной готовности и характеризуется температурой в центре и на поверхности изделия, а также образованием корочки. Полезная теплота в этом случае складывается из теплоты, пошедшей на нагрев продуктов до заданной температуры, и на испарение влаги из него: , (4) где масса сырья одного компонента продукта, кг; удельная теплоемкость компонента, Дж/(кг·К);
среднеобъемная температура на поверхности и в центре изделия [14]: ОС;
Мж - масса жира, кг; сж - средняя теплоемкость жира, Дж/(кг·К); конечная температура жира, ОС; Z - выход готового продукта; ?r - коэффициент фазового превращения, показывающий превращения, показывающий отношение количества испарившейся влаги к общей потере влаги продуктом (для жарки 0,6…0,7); r - удельная теплота парообразования при 100 ОС (2,26·106 Дж/кг).
Температура нагрева жира изменяется в процессе жарки от 150 до 190 ОС. Количество жира берется согласно рецептуре.
Согласно табл.1 определим долю каждого компонента в рецептуре: ; ;
; .
Масса сырья каждого компонента при общей массе сырья, загружаемой в рабочую камеру:
В процессе нагрева продукта его теплоемкость меняется и поэтому ее значение следует брать по некоторой средней температуре [2].
Конечная температура продукта при варке определяется средней по объему температурой продукта в конце процесса [14].
Массы компонентов и их теплоемкости представлены в табл.2.
Таблица 2 Массы и теплоемкости компонентов рецептуры [14]
№ компонента Продукт Масса компонента, кг Средняя теплоемкость, Дж/(кг•К)
1 Свинина 52,76 3653
2 Лук репчатый 14,18 3740
3 Жир животный 4,73 2512
4 Томатное пюре 7,09 4030
По формуле (4) находим:
3.3 Расчет температуры стенок аппарата в конце разогрева при установившемся режиме работы теплового аппарата
Конечную температуру конструктивных элементов аппарата (варочного сосуда, наружного котла, изоляции, кожуха, стенок короба жарочного шкафа и др.) определяют расчетом, для чего необходимо определить коэффициенты теплоотдачи, коэффициент теплопередачи через многослойную стенку и удельный тепловой поток.
Для выбранного аппарата выполняют схематический разрез стенки аппарата, затем устанавливают направление теплового потока.
Удельный тепловой поток через многослойную стенку определяют по формуле
, (9) где К - коэффициент теплопередачи через стенку аппарата от теплоносителя к внешней среде (обычно окружающий аппарат воздух); t1 - температура теплоносителя (пароводяной смеси, горячего воздуха и т. д.); t2 - температура окружающей среды.
Формула для расчета коэффициента теплопередачи через плоскую стенку имеет вид
, (10) где ?1 - коэффициент теплоотдачи со стороны рабочего теплоносителя, Вт/(м2·К); ?2 - коэффициент теплоотдачи от кожуха в окружающую среду, Вт/(м2·К); ?i - толщина слоев стенки, м; ?i - коэффициент теплопроводности материала слоев стенки, Вт/(м2·К).
Метод определения удельного теплового потока через коэффициент теплопередачи называется методом последовательных приближений, так как нужно предварительно задаваться температурами поверхностей - со стороны теплоносителя (тст1) и кожуха (тк). При расхождении более чем на 10 % произвести перерасчет, задаваясь новыми значениями температуры поверхностей.
Для определения температуры поверхностей стенок или удельного теплового потока можно использовать графический метод, основанный на построении нагрузочной характеристики, т. е. зависимости q= f (t, °С) [9].
В случае сковород можно воспользоваться эмпирической формулой для определения удельного теплового потока от нагретой изолированной поверхности (например, внутренняя стенка чаши сковороды) при температуре теплоносителей до 250 ОС [14]:
Уравнения для расчета температуры стенок находятся из равенства тепловых потоков.
От теплоносителя к стенке
. (11)
Через стенку к теплоизоляции
. (12)
Через теплоизоляцию
. (13)
Через кожух
. (14)
От кожуха к окружающей среде
. (15)
Из уравнений (11-15) можно найти температуры стенок аппарата: ; (16)
; (17)
; (18)
; (19)
Для проверки расчетов нужно определить температуру теплоносителя t1: . (20)
Расхождение должно быть не более 5 %.
С учетом рассчитанных коэффициентов ?1 и ?2 по формулам (16-19) находим:
ОС;
ОС;
ОС;
ОС.
Проверка: ОС.
Отклонение
3.4 Расчет кинетических коэффициентов теплоотдачи
Коэффициенты теплоотдачи ?1 и ?2 зависят от многих факторов: от вида среды (газ, пар, капельная жидкость), от характера и скорости движения среды, физических свойств среды, от формы, размеров и положения поверхности теплообмена, температуры стенки и др. Для небольшого числа случаев коэффициент теплоотдачи можно определить теоретически.
Сведения о величинах коэффициента теплоотдачи а и методах расчета можно найти в учебной литературе [4-6,9-10].
В процессе теплообмена между наружными нагретыми стенками аппарата (кожух, облицовка, крышка и т. д.) и окружающей средой имеет место одновременно конвективный и лучистый теплообмен.
В процессе теплообмена между нагретыми стенками аппарата и теплоносителем имеет место одновременно конвективный и лучистый теплообмен. Поэтому коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к стенке
, (22) где коэффициент теплоотдачи от теплоносителя конвекцией к стенке, Вт/(м·К); коэффициент лучеиспускания теплоносителя в стенку, Вт/(м·К).
Коэффициент находится из критерия Нуссельта
, (23) где l - определяющий геометрический размер теплоотдающей поверхности (численно равен внутренней высоте сковороды), м; ? - коэффициент теплопроводности окружающей среды (воздуха) при температуре , Вт/(м2·К).
Критерий Нуссельта Nu находится из соответствующего критериального уравнения [4-6, 10]. При свободной конвекции капельных жидкостей и газов можно использовать эмпирическое уравнение Михеева для любой поверхности
Nu = C (Gr · Pr)n (24) где Gr - число Грасгофа; Pr - число Прандтля.
С и n определяются по произведению (Gr · Pr) [14].
За определяющую температуру tm берется средняя температура пограничного слоя (тк - температура кожуха (облицовки); t2 - средняя температура окружающего воздуха), за определяющих геометрический размер труб - их диаметр d, для плоских стенок - их высота Н, так как при свободной конвекции движение отдельных слоев теплоносителя возникает вследствие разности плотностей холодных и нагретых слоев.
При решении частных задач для определения коэффициентов теплоотдачи конвекцией от горизонтальной облицовки аппарата к окружающему воздуху можно использовать формулу Жуковского [4]
, (24) при условии что 15 °С < < 90 °С в случае естественной конвекции от горизонтальной поверхности вверх.
Число Прандтля берется из таблиц или определяется по формуле
, (25) где ср - изобарная теплоемкость среды, Дж/(кг·град); ? - плотность среды при определяющей температуре, кг/м3; v - кинематический коэффициент вязкости среды, м2/с; ? - теплопроводность среды, Вт/(м·град) [14].
Число Прандтля при t при 250 ОС для животного (свиного) жира: .
Число Грасгофа определяется по формуле
, (26) где g - ускорение свободного падения, м/с2; ? - коэффициент объемного расширения для жира, 1/град; ?t = 0.08-0.4 ОС - перепад температур между теплоносителем и стенкой, °С; l = 0,35 м - определяющий геометрический размер (внутренняя высота сковороды), м; v - кинематический коэффициент вязкости среды (жира), м2/с.
.
При турбулентном режиме (Pr*Gr = 5,1·107) значения коэффициентов в формуле (24) равны: С = 0,135; n = 1/3.
Критерий Нуссельта по формуле (24): Nu = 0,135 (5,1·107)1/3 = 50,06.
Коэффициент теплоотдачи от кожуха конвекцией в окружающую среду
Вт/(м·К).
Коэффициент теплоотдачи излучением ал определяется по формуле Стефана-Больцмана [5]
, (27) где ? - степень черноты теплоотдающей стенки [14]; Со = 5,67 Вт/(м·К ) - коэффициент излучения абсолютно черного тела; tn - температура теплоотдающей поверхности, °С; t0 - температура окружающей среды, °С.
Вт/(м·К).
Коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к стенке
Вт/(м·К).
При решении частных задач суммарный коэффициент теплоотдачи нагретой поверхностью аппарата в окружающую среду (при тп 150 °С) в закрытых помещениях определяют по приближенной формуле [5]
. (28)
Формула (28) дает несколько завышенные значения коэффициента теплоотдачи .
Коэффициент теплоотдачи нагретой поверхностью аппарата в окружающую среду
Вт/(м·К).
3.5 Расчет потерь тепла в окружающую среду
Потери теплоты нагретыми наружными поверхностями аппарата в окружающую среду определяют по формуле
, (29) где ?2 - коэффициент теплоотдачи в окружающую среду i-ым элементом наружной поверхности теплового аппарата; S - поверхность теплоотдачи i-го элемента; тк - средняя температура (конечная) i-го элемента; тн - начальная температура г-го элемента; ? - время работы ТА в секундах.
Расчет Q необходимо произвести для одного периода в случае сковород Q5.
Неучтенные потери теплоты для периода принимают в пределах 10...30 % от Q5 (рассчитанные по формуле (29)).
Данные, необходимые для расчета тепловых потерь Q5 и Q6, оформляем в виде таблицы [14].
Для каждого элемента наружной поверхности определяем коэффициент теплоотдачи в окружающую среду по приближенной формуле (28): крышка
Вт/(м·К);
кожух
Вт/(м·К);
теплоизоляция
Вт/(м·К).
Расчет поверхностей и объемов представим в виде табл.3.
Потери теплоты нагретыми наружными поверхностями аппарата в окружающую среду:
Неучтенные потери теплоты:
Таблица 3 Расчет площадей и объемов
Основные элементы Размеры, м Площадь, м2 Расчет площади, м2 Объем, м3 Расчет объема, м3
Рабочая камера
Крышка
Кожух
Теплоизоляция
Для сковород во время жарения приоткрывается крышка. Поэтому учитываются потери от нагретой поверхности продукта:
Расчет полных потерь тепла в окружающую среду в период жарки:
3.6 Расчет теплоты на нагрев аппарата
Для проведения данного расчета нужно выделить в аппарате конструктивные элементы (детали), имеющие одинаковые материалы и конечную температуру нагрева. Конечную температуру определяют расчетом (16-19).
Температуру элемента ТА, например, теплоизоляции, определяют как среднюю арифметическую величину температур ее поверхностей (например, для изоляции ), согласно рис.2.
Начальную температуру элемента ТА (тн) рекомендуется принять равной температуре окружающего аппарат воздуха (18...20 °С).
Расход тепла на нагрев i-го элемента аппарата определяется по формуле
, (31) где массу i-го элемента определяют по формуле
, (32)
где Vi - объем i-го элемента, м3; - плотность материала i-го элемента, кг/м3 [14]; Si - площадь поверхности i-го элемента, м2; ?i - толщина i-го элемента, м.
Расчет - см. в табл.3.
Плотности и теплоемкости элементов приведены в табл.4. электрический сковорода производительность тепловой
Таблица 4
Элемент котла сі, КДЖ/кг/К ?i, кг/м3
Рабочая камера 0,45 7900
Крышка 0,46 7850
Кожух 0,62 2670
Теплоизоляция 0,9 50
Массы элементов:
Расчет теплоты на нагрев сковороды имеет следующие составляющие
, (33) теплота на нагрев рабочей камеры; теплота на нагрев изоляции; теплота на нагрев кожуха; теплота неучтенных потерь (неучтенных деталей).
Определяем составляющие:
определены выше.
Таблица 5 Результаты расчетов оформим в виде таблицы [14].
Величина Теплота, КДЖ
Q5 - потери тепла в окружающую среду 5016,5 теплота на нагрев камеры4647,2 теплота на нагрев изоляции400,7 теплота на нагрев кожуха964,1 теплота неучтенных потерь (неучтенных деталей)399,1
Итого 11427,6
3.7 Определение теплового коэффициента полезного действия
Тепловой коэффициент полезного действия ТА по периодам его работы можно определить по формулам
(36) где Q1 - полезно используемая теплота за период работы ТА, Дж; Q - теплота, затраченная на период работы, Дж. По формуле (36) находим для сковороды:
3.8 Расчет расхода теплоносителя или мощности электронагревательных элементов
Для аппаратов с электрическим обогревом мощность электронагревательных элементов (общая) определяется из выражений: - для периода разогрева
, Вт, (40) где Q - затраченное тепло на период разогрева ТА, Дж; ?I - время разогрева ТА, с;
- для стационарного периода
, Вт, (41) где Q" - затраченное тепло на тепловую обработку пищевых продуктов, Дж; ?II - время тепловой обработки продуктов согласно рецептуре, с.
По формулам (40) и (41) находим: КВТ;
КВТ.
Расчет электронагревательного элемента (спирали, ТЭНА) производится для периода с наибольшим Qзатр (соответственно и большей мощностью) - как правило, для периода разогрева.
Электрическая мощность одного ТЭНА (Рт) или спирали (Рс) определяется по формуле
, (42) где п - число ТЭНОВ или спиралей в данном аппарате (по технической характеристике), которое задается из следующих условий: 1) с целью регулирования теплового режима при трехфазном напряжении рекомендовано п кратно 3;
2) мощность ТЭНОВ, используемых в ТА, находится в пределах Рт = 0,2.. .5 КВТ, т. е. необходимо выполнить условие Рт < 5 КВТ.
По формуле (42) находим:
3.9 Расчет ТЭНА и спирали сковороды
Расчет ТЭНА сводится к определению геометрических размеров его рабочих элементов (длина ТЭНА, длина проволоки, длина спирали, плотность намотки) и их теплового режима (температура спирали и поверхности трубки). Устройство трубчатого электронагревателя приведено на рис.3.
Мощность ТЭНА пропорциональна теплоотдающей поверхности трубки St, см2 и ее удельной поверхностной мощности W, Вт/см2: , (43)
Значения удельной мощности ТЭНОВ, применяемых в электрических аппаратах, приведены в [14].
В соответствии с расчетной мощностью ТЭНА выбираем тип: 100В13/4,0 П 220 мощностью 4 КВТ. Удельная поверхностная мощность W = 5,0 Вт/см2.
Активная длина трубки ТЭНА равна
, (44) где D - наружный диаметр трубки, см (~12-18 мм с толщиной стенки 1-2 мм); La - активная длина трубки, см.
Полная длина трубки с учетом части концевых стержней, находящихся в трубке ТЭНА (пассивные концы)
, (45) где Ln - длина пассивных концов трубки, Ln ? 50 мм. см, что совпадает с выбранной (100 см).
Маркировка концевых стержней (А = 40 мм, Б = 65 мм, В = 100 мм) указывает их общую длину.
Сопротивление спирали
, (46) где U - напряжение сети.
Длина проволоки спирали l определяется из выражения
, (47) где d - диаметр проволоки спирали (принимается в пределах 0,5 мм для мощности Рт ? 800... 1000 Вт и 0,8 мм для мощности Рт ? 2200... 4000 Вт);
? - удельное сопротивление спирали при комнатной температуре
.
Длина витка спирали определяется по формуле
, (48) где 1,07 - коэффициент увеличения диаметра спирали при снятии со стержня; dct - диаметр стержня для намотки спирали (такой, чтобы между внутренним диаметром трубки Dв и наружным диаметром витка спирали был зазор не менее 2 мм).
Число витков спирали ТЭНА определяется по формуле
, (49) витков.
Для обеспечения нормального отвода тепла от спирали, расстояние между витками должно быть в 2-3 раза больше диаметра проволоки. Следует проверить это условие расчетом расстояния между витками (на концевые стержни наматывают по 20 витков):
, (50) где .
.
Если , то далее находят геометрические характеристики спирали для определения перепада температуры в изоляционном слое:
, (51) где d - диаметр проволоки спирали; Dвн - внешний диаметр трубки ТЭНА; dв -диаметр витка спирали; К - коэффициент плотности намотки.
; ; ; .
По номограмме на рис.4 определяют перепад температуры в изоляционном слое на единицу теплового потока при известной величине коэффициента теплопроводности изоляции (для альфоли ).
Удельный тепловой поток на единицу длины спирали
. (52)
.
Перепад температуры в изоляционном слое
. (53)
ОС.
Рабочая температура спирали
, (54) где 1,3 - коэффициент, учитывающий перепад температуры в контактном слое «поверхность проволоки-изоляция»; тр.п - температура рабочей поверхности ТЭНА (определяем для сковороды по графику, она равна 640 °С).
ОС.
Рис.4. Номограмма для определения перепада температур в изоляционном слое [5]
4. Указания мер безопасности
По способу защиты человека от поражения электрическим током сковорода относится к 1 классу по ГОСТ 12.2.007.0.
Лица, допущенные к обслуживанию сковороды, должны пройти инструктаж по правилам эксплуатации и технике безопасности при работе с котлом. Электропроводка и заземляющие устройства должны быть исправными. При замыкании на корпус немедленно отключить сковороду от электросети и включить вновь только после устранения неисправностей. Все работы по ремонту и чистке проводить только после отключения сковороды от электросети. Необходимо соблюдать осторожность при подъеме крышки сковороды и при ее разгрузке.
Запрещается: - включать сковороду при неисправности заземления, датчика температуры, отсека с электроаппаратурой;
- устранять неисправности, производить чистку при включенной сковороде;
- включать сковороду с незагруженной рабочей камерой (пустая сковорода);
- оставлять включенную сковороду без присмотра.
Для очистки наружной части сковороды не допускается применять водяную струю.
4.1 Подготовка к работе
Работу проводить в следующем порядке: - проверить целостность и надежность заземления и других элементов сковороды;
- изготовителем, на датчике реле температуры, установлены требуемые пределы температур.
При первоначальном пуске электромеханик обслуживающей организации обязан отрегулировать верхнее значение температуры.
Закрыть крышку сковороды. Порядок заполнения рабочей камеры продуктами определяется технологическим процессом приготовления.
Установить ручкой тумблера требуемый режим, при этом загорается сигнальная лампа режима, оповещающая о включении сковороды в работу.
Определить готовность продукта.
Повторное включение режима производить из положения «выключено». Выключить сковороду по окончании работы переводом ручку выключателя в положение «выключено».
5. Техническое обслуживание
Техническое обслуживание и ремонт должен производить электромеханик III - V разрядов, имеющий квалификационную группу по технике безопасности не ниже третьей.
Техническое обслуживание и ремонт сковороды осуществляется по следующей структуре ремонтного цикла: « ТО » - « ТР », ТО - техническое обслуживание, ТР - технический ремонт. ТО - проводится 1 раз в месяц, ТР - проводится 1 раз в 6 месяцев.
При техническом обслуживании аппарата проделываются следующие работы: - выявить неисправность аппарата путем опроса обслуживающего персонала;
- внешний осмотр на соответствие требованиям техники безопасности;
- исправность защитного заземления от автоматического выключателя до заземляющих устройств сковороды;
- исправность электропроводки. Все неисправности, вызывающие отказы, устраняются только специалистами.
Возможные неисправности и методы их устранения
Вид неисправности. Внешнее проявление и дополнительные признаки Вероятная причина Метод устранения
1. Сковорода не работает, сигнальная лампа «сеть» не горит Отсутствует напряжение в электросети Проверить наличие напряжения в электросети
2.При включении выключателя SB1, лампы выбора режимов не горят Не исправен блок контроля уровня (БКУ) Проверить монтаж блока контроля уровня. Проверить элементы (БКУ)
4. Сковорода включена, но не нагревается. Сигнальная лампа «сеть» горит Перегорели электронагреватели Заменить электронагреватели
Не исправна цепь пускателя КМ1 Устранить неисправность в цепи пускателя КМ1
5. Срабатывает датчик температуры. Температура в сковороде выше нормы Неисправен датчик температуры Устранить неисправность в датчике температуры
6. Не работает защита электронагревателей от «сухого хода». Сигнальная лампа не горит, ТЭНЫ нагреваются. Замыкание электрода на корпус (трещина на изоляторе) Заменить электрод
Список литературы
1. Единая система конструкторской документации. Основные положения. -М.: 1985.-349 с.
2. Теплофизические характеристики пищевых продуктов : справочник / под ред. А. С. Гинзбурга. - М.: Пищевая пром-сть, 1990.
3. Здобнов А. И. Сборник рецептур блюд и кулинарных изделий для предприятий общественного питания / А. И. Здобнов, В. А. Цыганенко, М. И. Пересичный. - Киев.: АСК, 2000. - 656 с.
4. Беляев М. И. Оборудование предприятий общественного питания / М. И. Беляев. - М.: Экономика. 1990. - Т. 3. - 559 с.
5. Дорохин В. А. Тепловое оборудование предприятий общественного питания / В. А. Дорохин. - Киев. : Вища шк., 1987. - 406 с.
6. Белобородов В. В. Тепловое оборудование предприятий общественного питания / В. В. Белобородов, Л. И. Гордон. - М. : Экономика, 1983. - 304 с.
7. Кирпичников В. П. Справочник механика. Общественное питание / В. П. Кирпичников, Г. X. Леенсон. - М.: Экономика, 1990. - 382 с.
8. Тепло- и массообмен : теплотехнический экспериментальный справочник / под общ. ред. В. А. Григорьева, В. М. Зорина. - М. : Энергоиздат, 1982. -510
9. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии / А. Г. Касаткин. - М. : Химия, 1971. - 784 с.
10. Литвина Л. С. Тепловое оборудование предприятий общественного питания / Л. С. Литвина, 3. С. Фролова. - М.: Экономика, 1980. - 248 с.
11. Соколов А. Я. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств / А. Я. Соколов. - М.: Пищепром, 1960.
12. Н. А. Бабулин. Построение и чтение машиностроительных чертежей: учеб. пособие для профессионального обучения рабочих на производстве / Н. А. Бабулин. - М. : Высш. шк., 1987. - 319 с.
13. Библиографическое описание документа. Составление библиографического списка : метод, указания / Краснояр. гос. торг.-экон. ин-т; сост. Т. В. Федюкевич. - Красноярск, 2004. - 21 с.
14. Оборудование предприятий общественного питания (тепловое): метод. указания / Краснояр. гос. торг.-экон. ин-т; сост. А. А. Поцелуйко. - Красноярск, 2006. - 66 с.