Методика теплового расчета электрического варочного аппарата

При проектировании варочного аппарата для определения часового расхода электрической энергии и расчета электрических нагревательных элементов необходимо составить тепловой баланс аппарата.

Тепловой баланс варочного аппарата для периода разогрева можно выразить следующим равенством:

Q = Q_П+ Q_ср+Q_об, (2.1.1.).

где Q — подведенное тепло, кДж;

Q_П — полезно используемое тепло, кДж;

Q_ср - потери тепла наружными поверхностями аппарата в окружающую среду, кДж;

Q_об — тепло, расходуемое на нагревание конструкции аппарата, кДж.

Определение полезно используемого тепла

Для определения количества порций приготовляемого блюда, необходимо определить количество отдельных продуктов, загружаемых в котел.

Согласно сборнику рецептур на 1 порцию равную 0,25 кг. Необходимо:

Таблица 2.1.

Щи из свежей капусты (ІІІ колонка).

n = 212 порций

Режим нагрева (нестационарный) Для определения полезно используемого тепла при нагреве воды для варки щей со свежей капустой до температуры кипения можно применить следующую формулу:

(2.1.2.).

где G_B — количество нагреваемой воды, кг; G_B = V_K;

V_K — объем варочной емкости, м³;

— коэффициент заполнения;

— плотность воды, кг/м³; при температуре воды 60єС равна 971,8 кг/м³;

с_В — теплоемкость воды, кДж/кг⁰С, в интервале температур t_K и t_H; принять равной 4, 195 кДж/кгєС;

t_H — начальная температура заливаемой воды, ⁰С, при расчете t_H можно принять 10⁰С;

t_K — конечная температура воды, ⁰С; t_K 100⁰С;

W — количество испарившейся воды в период разогрева до 100⁰С 0,5% от веса жидкости в котле, кг.

r = 2258, 2 кДж/кг — скрытая теплота парообразования воды при атмосферном давлении.

G_В = 0,2 212 = 42,4 л

= 42,4 4, 195 (100−10) +0,212 2258, 2= 16 486,85кДж

Стационарный режим (режим кипения) Полезно используемое тепло на режим слабого кипения определяется по формуле:

= Wr+G_СМ. c_СМ. ⁽t_К — t_СМ), (2.1.5.)

где.

W — количество влаги, удаляемой в процессе кипения содержимого аппарата, кг.

По опытным данным можно принимать равным 1,5 … 2,0% от веса жидкости в баке.

где G_СМ — общее количество загруженных в варочный котел пищевых продуктов, кг.

G_СМ = g₁+g₂+g₃+…+g_n; (2.1.6.).

g_1,g_2,g₃…g_n — количество отдельных продуктов, загружаемых в котел, определяется по нормам раскладки для приготовления данного блюда, кг;

G_СМ = (0,07+0,01+0,0025+0,01+0,0015+0,0025+0,005) 212 = 21,518 кг

с_СМ — средняя теплоемкость смеси загружаемых продуктов в интервале температур t_K и t_H, кДж/кг⁰С.

с₁, с₂, с₃…с_n — теплоемкости отдельных продуктов, кДж/кг⁰С.

с_{СМ = (}4,102+3,5+3,5+3,8+4,02+1,8+1,5) /7=3,175 кДж/кг⁰С.

Теплоемкость отдельных продуктов принимается из таблицы или подсчитывается по формуле:

с_см =, (2.1.7.).

а - влажность продукта в процентах по массе;

b — 100-а — сухие вещества, содержащиеся в продукте в процентах по массе.

1,68 — средняя теплоемкость сухих веществ, кДж/кг⁰С;

t_K - конечная температура загружаемых продуктов (температура кипения), 100 ⁰С;

t_СМ — начальная средняя температура загружаемых продуктов, определяемая из выражения:

t_СМ =, (2.1.8.).

t₁, t₂…t_n — начальная температура отдельных продуктов загружаемых в котел, ⁰С.

t_СМ =.

= = 0,125.

W=42,2· 1,5%=0,633

= 0,633· 2258,2+21,518 · 3,175· (100 — 0,125) = 8252,86 кДж