Електричні харчоварильні котли з непрямим обігрівом

F = Qпол / (k × Dtср);

Де k - коефіцієнт теплопередачі, Вт/ (м2*К).

В загальному випадку коефіцієнт теплопередачі для плоскої поверхні і через циліндричну стінку можна визначити по наступній формулі :

 и  - враховують сумарний термічний опір всіх шарів з яких складається стінка, включаючи шари забруднень (накипу), (м2*К)

/Вт; и - коефіцієнти тепловіддачі від гарячого і холодного теплоносіїв;

- коефіцієнт теплопровідності;

       Вибираємо конструкційний матеріал, стійкий для розчинів в інтервалі температурного середовища.

    Для таких умов хімічно стійкою є сталь марки Х18Н10Т, має теплопровідність

 

= 16,4 Вт/ (м*К).

     Товщина стінки 2 мм.

Приймемо, що сумарний термічний опір одно термічного опору стінки 

і накипу .

       Термічний опір з боку пара не враховуємо.

Приймаємо для корпусів товщину шару накипу = 0,01 мм, так як харчові котли, як правило, не іржаві і = 16 Вт/ (м*К) 10, отримуємо:

 

        Коефіцієнти тепловіддачі приймемо:

      При конденсації насиченої пари = 9300 Вт/м2*К;

Коефіцієнт тепловіддачі для продукту = 900 Вт/м2*К;

тоді:

282,2 Вт/ (м2·К)

 

      Середня різниця температур теплоносіїв (середній температурний напір) Dtср визначиться:

де:  D tб  і  D tм - відповідно велика і менша різниця температур теплоносіїв, °С.

 

D tб = t - tн = 125 - 30 = 95 °С

D tм = t - t = 150 - 125 = 25 °С

70,9

 

Остаточно, площа поверхні складе

 

0,25 м2

        Знайдена площа поверхні теплообміну F, м2, є основою для проведення конструктивного розрахунку апарату.

     Конструктивні розміри апарату

Діаметри патрубків для теплоносіїв. Для підведення і відведення теплоносіїв в корпус апарату вварюють патрубки, діаметри яких залежать від масової витрати теплоносіїв, їх щільності і швидкості.

     З рівняння витрати теплоносія визначимо внутрішній діаметр патрубка - di, м.

 

де: Д - масова витрата теплоносія, кг/с;

r - густина теплоносія, кг/м3, для пари при температурі 150 °С ,

r = 2,614 кг/м3;

v - швидкість теплоносія, м/с.

Швидкість гріючого пара в патрубках приймаємо = 70 м/с ;

 

0,1 м

Розрахунок на міцність. Для забезпечення безпечної працездатності проектованого апарата необхідно розрахувати на міцність його основні елементи.

     Корпус апарату.

      Під дією тиску пари - рп, МПа циліндричний корпус апарату внутрішнім діаметром - Dk, м виявляється навантаженим поздовжніми і поперечними напругами.

         Стінка корпусу отримує деформацію розтягу, тому з рівняння міцності його на цю деформацію можна розрахувати товщину стінки - hс, м дорівнює:

hс = (pп × Dk / (2 × [s] ×j)) + c;

 

де: [s] - напруга на розтягнення матеріалу корпусу, МПа.

Для визначення допустимого напруження на розтяг матеріал необхідно вибрати з межою міцності - sв sв, МПа;

sв = 160 МПа.

       Задаємося значенням запасу міцності по межі міцності - пв = 3 - 5, розраховуємо [s] :

[s] = sв / nв;

[s] = 160/3 = 53,33 МПа

j - коефіцієнт міцності зварних швів. Для односторонніх стикових швів, які виконуються в ручну електрозварюванням j = 0,7.

с - конструктивна прибавка товщини стінки на нерівномірність товщини матеріалу, корозію тощо с = 1 - 3 мм (0.001 - 0.003 м).

Приймаємо с = 0,002 м. Максимальний робочий тиск пари в котлі при спрацюванні клапана рп = 0,05 МПа

тоді:

hс = м hс =

мм

 

По знайденому значенню товщини стінки корпусу вибираємо товщину гарячекатаного листа за ГОСТ 19903-90 або холоднокатаного листа з ГОСТ 19904-90.

 

ІІІ  ПРОЕКТ МАШИНИ

3.1  Опис модернізованої конструкції котла газового

 секційного модульного  КПГСМ-60

        Завдання проекту  "Модернізація котла газового секційного модульного КПГСМ-60"

       Завданням передбачено модернізувати котел газовий секційний модульний КПГСМ-60. Розробка проекту дозволила удосконалити пружинне пристрій системи фіксації кришки і затискного пристрою та реалізувати конструкцію конусної частини котла з фіксацією вертикального положення упором.

      Призначення і область застосування

      Котел харчоваррильний газовий КПГСМ-60 відноситься до секційно модульованих котлів. Котел призначений для приготування на підприємствах громадського харчування гарнірів, каш, перших страв, соусів, компотів, сиропів та інших страв.

       Конструкції та принципу дії

       Котел виконаний у вигляді прямокутника. Він складається з внутрішнього циліндричного варильного судини, зовнішнього корпусу і малоемного парогенератора.

        Парогенератор виконаний у вигляді двох циліндричних кишень різної висоти, зовнішні стінки яких утворюють топку і два кільцевих газоходу.           Циліндрична зовнішня стінка другого газоходу не екранована. Вона переходить у нижню конічну торцеву стінку кільцевих газоходів.

        Зовнішній корпус котла покритий теплоізоляцією та облицьований плоскими емальованими панелями. Під топкою в спеціальному циліндричному кожусі встановлена газова пальник з кільцевої насадкою і запальником. Для підсосу вторинного повітря в днище топкової камери є спеціальні отвори.

       Між стінкою котла і облицювальним листом встановлений вертикальний димар прямокутного перетину, що забезпечує відведення продуктів згорання.

У правій стійці котла змонтовані перекидний пристрій і підвідний газопровід. У лівій - розташовані трубопроводи гарячої та холодної води.

 

 

 

Рисунок 3.1   Котел харчоварильний секційний модульний КПГСМ-60

1 - димар; 2 - зовнішній корпус; 3 - варильний  посудину; 4 - арматурний вузол; 5 - кришка; 6 - кран рівня; 7 - маховичок; 8 - дверцята; 9 - ніжки, що регулюються по висоті; 10 - рама; 11 - патрубок; 12 - кожух; 13 - пальник; 14 - топка; 15 - кільцеві газоходи; 16 - парогенератор; 17 - зовнішнє облицювання котла.

         Котел оснащений газовою автоматикою безпеки та регулювання 2АРБ і контрольно-вимірювальної арматурою, аналогічної арматури котла КПГ-60М.

 

VІ  СКЛАДАННЯ НОРМАТИВНОЇ ДОКУМЕНТАЦІЇ

 

4.1 Принцип дії котла газового

 секційного модульного  КПГСМ-60

             Порядок роботи. Після перевірки санітарно-технічного стану котла  його заповнюють продуктами і водою, закривають кришкою і закріплюють її відкидними болтами. Відкривають повітряний клапан або кран наповнювальної воронки, потім відкривають заслінку оглядового котла, підносять запалений сірник до запальної свічки, натискають на пускову кнопку автоматики і утримують її протягом 40 с. Відпустивши кнопку, необхідно переконатися в тому, що запальна свічка горить, відкривають кран пальника, яка запалюється від запалювальної свічки. Як тільки через повітряний клапан або, якщо його немає, через наповнювальну воронку починає виходити щільний струмінь пари, закривають клапан. Тривалість розігріву котла до робочого режиму - 50-60 хвилин. При тиску більше 0,5 кг/см2 котел автоматично за допомогою електроконтактного манометра переходить на режим "тихого кипіння". По закінченні варіння закривають регулятор первинного повітря, кран пальника і кран на газопроводі перед котлом.

       Вдосконалений пружинний пристрій системи фіксації кришки і затискного пристрою та конструкція конусної частини котла з фіксацією вертикального положення упором.

 

         4.2  Інструкція  з техніки безпеки при експлуатації газового

 секційного модульного  КПГСМ-60

             І. Загальні положення.

1.1. Ця інструкція з техніки  безпеки розроблена при виконанні робіт: кухаря, кондитера.

1.2. При розробці інструкцій враховано вимоги з охорони праці та безпеки життєдіяльності при виготовленні устаткування, при користуванні ним, а також відомості та вимоги внесені на підставі:

- аналізу документів з техніки  безпеки за професією: кухар, кондитер;

- описів і характеристик робіт вимог технологічних регламентів з охорони праці та безпеки життєдіяльності до виробничих процесів, устаткування;

- наявності характерних небезпечних  факторів і способів захисту  від їх шкідливої дії на  людину;

- аналізу характерних обставин і причин найбільш імовірних випадків професійних захворювань.

1.3. Вимоги з інструкції охорони  праці та безпеки життєдіяльності  є обов’язковими, як для працівників  закладу. Їх невиконання є порушенням  трудової дисципліни за яке  вони несуть відповідальність згідно чинного законодавства.

1.4. Ця інструкція передбачає  типові ситуації у роботі і  не вичерпує усіх вимог безпеки  для професії: кухар, кондитер.

1.5. Поряд із її вимогами треба  знати і виконувати вимоги, що  передбачаються інструкціями і  технологічними описами інструменту, обладнання, інструктажами охорони праці та безпеки життєдіяльності, які працівники отримують під час навчання.

1.6. Обслуговуючий персонал повинен  мати дозвіл відповідних медичних  закладів.

              ІІ. Вимоги безпеки перед початком роботи.

      Перед початком роботи оглядають котел та перевіряють його готовність до роботи. При необхідності в пароводяну сорочку через наповнювальну лійку добавляють кип'ячену воду до тих пір, поки вона не виливатиметься через відкритий кран рівня.

              ІІІ. Вимоги безпеки під час роботи.

        Під час першого пуску котла в його сорочку заливають 7-8 л кип'яченої води, яка попередньо повинна бути відстояна в якій-небудь посудині протягом 24 годин.

        На електроконтактному манометрі встановлюють границі нижнього та верхнього тиску. Як правило, стрілку електроконтактного манометра, яка відповідає нижній межі тиску, встановлюють на величину 0,005, а стрілку верхньої межі, яка відповідає верхній межі тиску - на величину 0,035 МПа.

     Наладжують манометр таким чином: у гніздо, яке розташоване в центрі манометра, вставляють спеціальний ключ і, повернувши його від себе,     встановлюють стрілки в необхідне положення.

          Після включення котла до електромережі рукоятку пакетного перемикача режимів роботи котла встановлюють у положення "І" або "II".

          Положення "І" - для варіння супів. Після розігрівання котла до величини верхньої межі тиску відбувається автоматичне відключення значної частини його електричної потужності і лише 1/6 частина її забезпечує режим "тихого ходу", внаслідок чого страва буде доведена до готовності.

        Положення "II"- для варіння крупів, овочів, макаронів. У цьому випадку після розгорання котла відбувається повне відключення його від електромережі і продукти доварюються за рахунок тепла, акумульованого котлом.

       Після заповнення котла продуктами та водою його накривають кришкою і натискають кнопку "Пуск". Одночасно загорається сигнальна лампа "Сильно". Для продувки пароводяної сорочки котла кран його наповнювальної лійки залишають відкритим. Після того, як з лійки з'явиться щільна струмина пари, кран її закривають. Така продувка прискорює розігрівання котла при мінімальних витратах електроенергії.

       Після відключення 5/6 електричної потужності котла лампа "Сильно" погасне і загориться лампа "Слабко".

      Під час роботи контролюють роботу електроконтактного манометра та запобіжного клапана.

       IV. Вимоги безпеки після закінчення роботи.

       Після закінчення варіння натискають на кнопку "Стоп", обережно відкривають кришку та виймають вміст котла.

        Після розвантаження котла його промивають гарячою водою з додаванням соди.

 

              V. Вимоги безпеки під час аварійних ситуацій.

5.1. При виникненні короткого замикання і пожежі негайно відключити котел від електромережі.

5.2. Прийняти посильні заходи по усуненню аварійної ситуації.

5.3. При виникненні інших аварійних  ситуацій, що загрожує життю, або  здоров’ю працівника, або оточуючих  негайно припинити роботу і повідомити керівника підрозділу, чи директора закладу.

5.4. При виникненні нещасного  випадку необхідно надати першу (долікарську) медичну допомогу потерпілому, викликати медпрацівників, або направити  постраждалого до медичного закладу.

 

 

ВИСНОВКИ

       

        Основний напрямок розвитку громадського харчування складається в підвищенні темпів та ефективності розвитку економії на базі технічного переозброєння і реконструкції виробництва, вдосконалення управління.

        Сучасні підприємства громадського харчування будуть будуватися за новими типовими проектами з впровадженням нового технологічного обладнання. Застаріле вітчизняне обладнання досить громіздко, метало - та енергоємне. Для значного прогресу необхідні суттєва реконструкція та модернізація обладнання підприємств. Створення нових підприємств в даний час надзвичайно дорого. При цьому повинні бути використані принципово нові конструктивні рішення. Одночасно потребує перегляду та класична технологія виробництва страв з позиції підвищення її ефективності, ув'язки з вітчизняною сировинною базою, яка характеризується великим розкидом показників якості сировини і вельми обмеженим асортиментом.