Плита кухонная с круглыми конфорками

При этом включают только необходимое количество конфорок за 10—15 мин до начала их загрузки.

— при среднем нагреве температура на поверхности конфорки — 350—380 С, при слабом — 220—230°С. Регулирование мощности конфорок в процессе эксплуатации обеспечивает более правильное ведение технологического процесса приготовления пищи и экономию электроэнергии;

— в процессе эксплуатации плит следует избегать попадания жидкости на разогретые конфорки, в противном случае конфорка может растрескаться. Кроме того, пролитая жидкость быстро испаряется и может послужить причиной ожога, а попадая на поддон, вызвать увлажнение электроизоляции конфорки. Пролитый на конфорку жир воспламеняется и также может вызвать сильный ожог. Погасить воспламенившийся жир очень трудно, конфорки при этом перегреваются и выходят из строя;

— по окончании работы рукоятки переключателей устанавливают в положение «0», а датчиков-реле температуры — «Откл» ;

— после остывания поверхность конфорок очищают от пригоревшей пищи. Затем очищают и протирают окрашенные наружные поверхности плиты, а хромированные детали протирают до блеска. Поддон промывают горячим содовым раствором и просушивают;

— запрещается оставлять включенную плиту без присмотра и производить уборку плиты во включенном состоянии. Не реже одного раза в месяц слесарем-электриком должна проверяться электрическая часть плиты, в том числе надежность заземления и состояние пусковой и регулирующей аппаратуры.

теплового нагрева.

Каждый раз при использовании электроплиты регуляторы тепловых режимов устанавливают в положении «III», и в течение 20−25 минут конфорки разогревают до температуры 250−300оС. Потом устанавливают посуду на конфорки и выставляют нужную Вам температуру. На максимальный режим регуляторы тепловых режимов выставляются для быстрого разогрева до рабочей температуры. Не допускается эксплуатировать конфорки электроплиты без их загрузки. Во избежание ожогов и выхода из строя конфорок, не допускается попадание жидкости на рабочие поверхности конфорок, так как поверхность плиты имеет температуру более 400оС.

После окончания работы регуляторы тепловых режимов устанавливают в положение «0». Отключают электроплиту от электросети. Охлаждают ее естественным путем (без использования воды или иных жидкостей) и производят санитарную обработку. Для выполнения санитарной обработки в центральный зазор между двумя конфорками вставляют приспособление для их откидывания. После этого производят санитарную обработку. Для очистки окрашенных поверхностей плиты нельзя использовать металлические предметы. Не допускается мыть плиту струей воды во избежание ее попадания на электропроводку и клеммные колодки.

2.

4. Описание конфорки электрической плиты типа ПЭСМ-2

Конфорка электрическая типа КЭ-0,12/3.

00.00.

00.000

НАЗНАЧЕНИЕ:

Электроконфорка является комплектующим изделием, применяемым в электроплитах и мармитах предприятий общественного питания. Соответствует ОСТ 27−51−162−87. Применяется на плитах: ПЭСМ-4ШБ, ПЭСМ-4, ПЭСМ-2.

Рабочая поверхность 0,12 м².

Мощность номинальная, кВт: 3,0

Рабочая температура поверхности, °С, не менее: 400

Время разогрева до рабочей температуры, мин, не более: 60

Напряжение, В: 220

Род тока: однофазный, переменный Способ заделки спиралей: электроизоляционная масса Материал спиралей: нихром Х20Н80-Н-0,8

Материал теплоизоляционного кожуха: плита базальтовая Покрытие кожуха: композиция «Алюмотерм»

3.Теплотехнический расчет проектируемой плиты

3.

1. Расчет теплового баланса и определение мощности плиты

3.

1.2. Исходные данные для расчета приведены в таблице.

Исходные данные к проекту Наименование параметра Усл. обознач. Значения Начальная температура элементов плиты и воды в варочном сосуде t1н, t2н, t3н, t4н,

t5н, t6н, t7н 20оС Температура окружающей среды (воздуха) tв 18оС Конечная температура крышки варочного сосуда t1к 98оС Конечная температура боковой поверхности варочного сосуда t2к 98оС Конечная температура поверхности конфорки t3к 400оС Конечная температура боковой поверхности конфорки t4к 400оС Конечная температура боковой облицовки плиты t5к 60оС Конечная температура воды в варочном сосуде t6к 98оС Конечная температура бортовой поверхности t7к 100оС Продолжительность подогрева конфорки и содержимого варочного сосуда (нестационарный режим) τр 25 мин Продолжительность кипения содержимого варочного сосуда

(стационарный режим) τ 0 Диаметр крышки варочного сосуда D 0,37 м Высота варочного сосуда H 0,21 м Ширина плиты A 0,9 м Глубина плиты B 0,6 м Диаметр конфорки d 0,4 м Высота конфорки b 0,04 м Высота боковой облицовки плиты С 0,24 м Мощность конфорки плиты Рн 3000

Вт Масса плиты М 110 кг

Количество теплоты, затраченной при нестационарном режиме (в процессе нагревания плиты и продукта) Qзатр, Дж, определяется по формуле:

Qзатр = Q1 + Q5 + Q6 (1)

Где: Q1 — количество теплоты, полезно используемой при нестационарном режиме, Дж;

Q5 — количество теплоты, теряемой в окружающую среду

наружными поверхностями плиты и варочного сосуда

при нестационарном режиме, Дж;

Q6 — количество теплоты, расходуемое на разогрев плиты и варочного

сосуда, Дж.

Количество полезно используемой теплоты при нестационарном режиме работы плиты Q1, Дж, определяется по формуле:

Q1 = М6 · с (tк6 — tн6) + Δω · γ (2)

где: М6 — масса нагреваемого продукта (воды), кг;

с — теплоемкость воды, Дж/кг/град ;

Δω - количество испарившейся жидкости за период

нестационарного режима, кг;

γ - удельная теплота парообразования воды, Дж/кг.

При расчете принимаем:

с = 4187

Дж/кг/град;

Δω = 0,5 кг

γ = 2257,2 · 103 Дж/кг

Q1 = 13,5 · 4187 · (98−18) + 0,5 · 2257,2 · 103 = 5650,5 кДж

Масса нагреваемой воды определяется исходя из объема варочного сосуда:

М6 = V · ρ · φ (3)

где: Vобъем варочного сосуда, м3 ;

ρ - плотность воды, кг/м 3;

φ - коэффициент заполнения варочного сосуда.

При расчете принимаем: ρ=1000 кг/м3, φ= 0,8.

М6 = 0,016 · 1000 · 0,8 = 13,5 кг

Объем варочного сосуда:

(4)

Количество теплоты, теряемое боковыми ограждениями системы «плита-варочный сосуд» в окружающую среду Q5, Дж, определяется по формулам:

Q5 = [ F1 · α1 + F2 · α2 + F3 · α3 + +F4 · α4 + F5 · α5 + F7 · α7 ] · τр (5)

Q5 = [0,11· 12,5+0,24·12,5+0,06·23+

+0,02· 23+0,568·11,1+0,23·16]·3000=

=(55+120+263,6+87,9+119,8+334,9)· 3000=2 943 600

Дж=2943,6 кДж где: F1, F2, F3, F4, F5, F7 — площади соответственно теплоотдающих поверхностей, м²; (крышка варочного сосуда, боковая поверхность варочного сосуда, горизонтальная поверхность нагревательного элемента, боковая поверхность нагревательного элемента, боковые ограждения плиты, горизонтальная поверхность плиты);

α1, α2, α3, α4, α5, α7 — коэффициенты теплоотдачи от вышеуказанных поверхностей при нестационарном режиме нагрева, Вт/м2· град.

Площади теплоотдающих поверхностей определяются по формулам:

(6)

F2 = π· D·H, (7)

F2 = 3,14· 0,37·0,21 = 0,24 м²

F3 = π(D2 — d2)/4 (8)

F3 = 3,14(0,402−0,372)= 0,07 м²

F4 = π· D·h (9)

F4 = 3,14· 0,4·0,04= 0,05 м²

F5 = 2ВС+2АС-F4 (10)

F5 =2· 0,6·0,24+2·0,90·0,24 — 0,05=0,67 м²

F7=(В-d)d+(A-d)B (11)

F7 =(0,60−0,40)· 0,40+(0,90−0,40)·0,60=0,38 м²

Коэффициенты теплоотдачи от наружных теплоотдающих поверхностей определяются по формулам:

α1= (12)

Вт/м2· град

(13)

Вт/м2· град

(14)

Вт/м2· град

(15)

Вт/м2· град

(16)

Вт/м2· град

(17)

Вт/м2· град

Количество теплоты, расходуемое на разогрев конструкции при нестационарном режиме работы плиты Q6, Дж, определяется по формуле:

Q6= М1· см (t1k- t1н)+. М2· см (t2k- t2н) (18)

где:

М1- масса металла элементов конструкции, имеющих температуру, близкую к температуре конфорки, кг;

М2- масса металла элементов конструкции, имеющих температуру, близкую к температуре облицовки, кг;

Смтеплоемкость металла, Дж/кг· град.

При расчете принимаем См=461 Дж/кг· град

Q6=45· 461(400−18)+15·461(100−18)=8450 кДж

Массу металлических элементов конструкции, имеющих температуру, близкую к температуре конфорки, и массу элементов конструкции, имеющих температуру, близкую к температуре облицовки, принимаем равными по величине, и определяемыми по формуле:

(19)

где:

Мп≈20 кгмасса постамента, на котором установлена плита, кг;

Мощность, затрачиваемая на проведение заданного технологического процесса (при нестационарном режиме) Р, Вт, определяется по формуле:

(20)

где:

Qзатр= 5650+2943,6+8450=17 043,6 кДж

3.

2. Расчет основных теплотехнических и эксплуатационных характеристик плиты

3.

2.1 Определение удельного расхода теплоты

Для определения эффективности работы плиты необходимо определить удельный расход теплоты на единицу готовой продукции, а затем найти коэффициент полезного действия.

Расход теплоты на единицу готовой продукции с учетом затрат на разогрев аппарата и жидкости qт, Дж/кг, определяется по формуле:

(21)

qт кДж/кг

где: Мг — масса готового продукта, кг

Мг= М6 — Δω (22)

Мг=13,5 — 0,5 =13 кг

3.

2.2. Определение коэффициента полезного действия плиты

Коэффициент полезного действия при нестационарном режиме определяется по формуле:

(23)

что является неплохим показателем для тепловых аппаратов.

3.

3. Расчет нагревательного элемента

При расчете электрических нагревателей (конфорок кухонных плит) необходимо учитывать следующие факторы:

— площадь поверхности не совпадает с поверхностью теплоотдачи;

— нагревательные элементы расположены несимметрично по отношению к теплоотдающей и и обратной (теплоизолированной) поверхностям, что требует учета тепловых потерь;

— необходимо учитывать тепловые потери через неизолированную боковую поверхность конфорки.

Для расчета конфорки необходимо знать ее мощность P, напряжение в электросети U, удельную нагрузку на поверхность W, ее форму и размеры.

Значение удельной нагрузки на поверхность конфорки W берут из таблицы.

Порядок расчета

Сначала выбирают конструктивные характеристики конфорки. Затем определяют перепад температур в двухслойной стенке (металл-изоляция). Рассчитывают удельные поверхностные нагрузки, и строят график для определения оптимальных величин. Затем находят размеры проволоки спирали.

Выбираем материал металлического корпуса конфорки (чугун или алюминий) и электроизоляции (периклаз).

Определим коэффициенты теплопроводности выбранных материалов:

— для чугуна λм=62,8 Вт/м· град;

— для периклаза λиз=2,1 Вт/м· град.

Конструктивно принимаем толщину металлического корпуса δм=(6…8)· 10−3м и толщину электроизоляции δиз=(3,5…4,0)· 10−3м.

Конструктивно принимаем размеры паза, в который укладывают спираль в изоляции:

А=(1,5…3,0)· 10−2м; В=(1,5…3,0)· 10−2м.

Определяем эквивалентный диаметр паза:

dэкв =2(А+В)/π=2(2+2)/3,14=2,55 · 10−2м.

Находим эквивалентный коэффициент теплопроводности металлического корпуса и электроизоляционной массы:

(24)

Вычисляем величину Кп· ΔТ, представляющую произведение коэффициента конфигурации Кп на перепад температур в двухслойном материале (металл-изоляция).

Коэффициент Кп, град, учитывает искажение температурного поля за счет теплоотдачи через боковую поверхность конфорки.

Расчет проводим для четырех значений шага спирали h :

(25)

где: h — шаг спирали, м.

Принимается произвольно, например h=0,02 м, h=0,04 м, h=0,06 м, h=0,08 м.

dспдиаметр спирали, м, принимаем из конструктивных соображений равным (5…6)· 10−3м;

Кп≈0,85 — коэффициент, учитывающий несимметричное расположение спиралей.

ε =0,7 — коэффициент, учитывающий отношение теплопотерь нагревателя к его мощности.

Определяют четыре значения удельной поверхностной нагрузки на проволоке нагревателя Wп, Вт/м2, в зависимости от ее диаметра d, для выбранной мощности конфорки по формуле:

(26)

где: ρt -удельное сопротивление проволоки, Ом· м;

d — диаметр проволоки нагревателя, м;

рt — определяется по формуле в зависимости от температуры спирали.

U — напряжение тока в сети, В

Диаметры проволоки нагревателя принимают произвольно, например,

d=6· 10−4м, d=8· 10−4м, d=10· 10−4м, d=12· 10−4м.

Зададимся расстоянием между витками спирали t, м, и определим относительное межвитковое расстояние t/d.

Величину t целесообразно принять равной величине одного из рассчитанных диаметров проволоки d, например, t=6· 10−4 м.

Построим зависимость Wп=f (t/d) по формуле (26).

Рассчитаем зависимость Wп´=f (t/d), Вт/м2, по формуле:

Wп´= (27)

При расчете по формуле (27) значения величины Кп· ΔТ принимают для различных значений, определенных ранее по формуле (25) при h=0,02; 0,04, 0,06, 0,08 м.

Значения Wп´, полученные из расчета по формуле (26), наносят на кривую (Рис.3), построенную по формуле (25).

Для принятого шага h определяют оптимальное значение (Wп)опт и (t/d)опт, как указано пунктирной линией на Рис. 3.

Размеры проволоки спирали определяют следующим образом:

— находим диаметр проволоки спирали dпр по формуле:

(28)

— определяем сопротивление проволоки R, Ом, из выражения:

Ом (29)

— рассчитываем длину проволоки по формуле:

(30)

Полученных в результате выполненного расчета данных достаточно для проектирования основных элементов нагревательного прибора (конфорки) для плиты электрической типа ПЭСМ-2

4. Заключение

Результатами выполненной работы можно считать следующие:

— обзор и сравнительный анализ состава, особенностей и конструкции существующих электрических варочных плит позволил выявить их преимущества и недостатки;

— изучены конструктивные и эксплуатационные особенности образцов данного вида оборудования;

— в качестве ближайшего аналога проектируемой плиты выбрана плита ПЭСМ-2;

— на базе технических данных выбранного аналога, и в соответствии с Заданием на курсовой проект выполнены проектирование и расчет теплового баланса плиты, ее основных теплотехнических и эксплуатационных характеристик, а также выполнен расчет нагревательного элемента конфорки плиты;

— выполнены графические работы, в том числе: общий вид аппарата, разрез аппарата, сборочный чертеж нагревательного элемента (конфорки), электрическая схема.

Список использованных источников

:

1. Вышелесский А. Н. Тепловое оборудование предприятий общественного питания, М., Экономика, 1975.

2. Литвина Л. С., Фролова З. С. Тепловое оборудование предприятий общественного питания, М., Экономика, 1990.

3. Белобородов В. В., Гордон Л. И., Тепловое оборудование предприятий общественного питания, М., Экономика, 1990.

4. Беляев М. И., Оборудование предприятий общественного питания. Тепловое оборудование., М., Экономика, 1990.

5. Тепловое оборудование: Методические указания к выполнению курсового проектирования для специальности 27.

11. /Супрун В. М., СИНХ, Свердловск, 1993

6. Проектирование тепловых аппаратов общественного питания: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию для студентов специальности 0517/3, 1011, Часть 1. Островский Л. В., Свердловский ин-т народного хозяйства, 1987, 36с.

7. Проектирование тепловых аппаратов общественного питания: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию для студентов специальности 0517/3, 1011

Часть 2. Островский Л. В.: Свердловский ин-т народного хоз-ва. 1987. 51с.

8. Кирпичников В. П., Леенсон Г. Х. Справочник механика (Общественное питание) М. Экономика, 1990 — 382с.

9. ГОСТ 27 570.

34−92 Безопасность бытовых и аналогичных электроприборов. Частные требования к конструкции электрических кухонных плит для предприятий общественного питания.