Паровое пищеварочного секционно-модулированного котла с косвенным обогревом

     Для выхода 700 г бульона массы сырьевого  набора 1231г:

     Тогда для бульона

     980+251=700+∆W, ∆W=531г. воды испаряется при варке бульона для одной порции супа картофельного

     Для супа:

     580+700=1000+∆W, ∆W=240г. воды испаряется при варке одной порции супа картофельного

     

     Потери  тепла с уходящими продуктами сгорания, от уходящих газов, и от химического  и механического тепла, а так  же при сжигании в аппарате твердого топлива -  для котла парового не рассчитываются [Беляев.М.И. Тепловое оборудование, М.: 1990, с. 101]

     Потери  теплоты стенками котла в окружающую среду определяют по формулам (2.6) (2.7):

     Для теплового оборудования рассчитаем потери тепла в окружающую среду наружными ограждениями аппарата Q₅ по формуле:

     В не стационарном режиме:

      ,                            (2.6)

     В стационарном режиме:

      ,                            (2.7)

     Где n – количество элементов ограждения котла (боковые стенки, постамент, крышка)

     Для каждого элемента ограждения

      - площадь  поверхности, м²;

      , - коэффициент теплоотдачи, Вт/м²*град;

      , - средние температуры;

      - время  разогрева до стационарного режима, ч;

      - время,  определяющее стационарный режим работы, ч;

      - температура  окружающей среды (воздуха), принимается  равной 25 °С.

     Боковые стенки:

     Fc = 2πRH= 2*3.14*2,1*0.860= 11,34м²

     Поверхность постамента:

     Fп = 2,1*0,84 = 1,764 м²

     Поверхность крышки

     Fк = 0,6*1,85= 1,11м²

     Средние расчетные температуры теплоотдающих  поверхностей: для нестационарного  режима

     Боковые стенки

     

     Крышка 

     

     Для стационарного режима:

     

     

     Средние расчетные температуры пограничного слоя воздуха:

     Нестационарный  режим

     У боковых стенок

     

     У поверхности постамента

     

     У поверхности крышки

     

     Стационарный  режим

     У боковых стенок

     

     У поверхности постамента

     

     Произведение  GrPr и постоянные С и n определяем по формуле 2.6:

                                                     (2.6)

                                                       (2.7)

     Нестационарный  режим

     Для боковых стенок

     Gr = 1/273+t_c^p * g(t_c –t_B) H_ф^з/v²=

= 15,63*10⁸

     Pr = 0,701; CrPr = 10,9*10⁸; С= 0,135; n = 1/3

     Для постамента

     Gr = 1/273+t_c^p * 9,8(t_c –t_B) 0,03^з/v²=

= 16,0•10⁵

     Pr = 0,7; CrPr = 11,2*10⁵; С= 0,54; n = 1/4

     Для крышки

     Gr = 1/273+t_c^p * 9,8(t_c –t_B) 0,303^з/v²=

= 2,1•10⁹

     Pr = 0,698; CrPr = 1,46*10⁹; С= 0,135; n = 1/3

     Стационарный  режим:

     Для боковых стенок

     Gr = 1/273+t_c^p * 9,8(t_c –t_B) 0,85³/v²=

= 4,5•10¹⁰

     Pr = 0,699; CrPr = 3,14*10¹⁰; С= 0,135; n = 1/3

     Для постамента

     Gr = 1/273+t_c^p * 9,8(t_c –t_B) 0,03^з/v²=

= 2,75•10⁶

     Pr = 0,698; CrPr = 1,9*10⁶; С= 0,54; n = 1/4

     Критерий  Нуссельта и коэффициента теплоотдачи  конвекцией определяется по формулам:

                         (2.8)

     Нестандартный режим 

     Для боковых стенок

     

     

     Для постамента

     

     

     Для крышки

     

     

     Стационарный  режим

     Для боковых стенок

     

     

     Для постамента

     

     

     Коэффициент теплоотдачи излучением определяется по формуле:

      , Вт/м²•град,                   (2.9)

     Нестационарный  режим:

     Для боковых стенок

     

 Вт/м²•град

     Для постамента

     

 Вт/м²•град

     Для крышки

     

 Вт/м²•град

     Стационарный  режим

     Для боковых стенок

     

 Вт/м²•град

     Суммарный коэффициент теплоотдачи

      , Вт/м²• град;                              (2.10)

      , Вт/м²• град;                            (2.11)

     Нестационарный  режим

     Для боковых стенок

     

, Вт/м²• град;

     Для постамента

     

 Вт/м²• град

     Для крышки

     

 Вт/м²• град

     Стационарный  режим

     Для боковых стенок

     

 Вт/м²• град;

     Для постамента

     

 Вт/м²• град;

     Потери  теплоты в окружающую среду –  по формулам:

                                            (2.12)

                                            (2.12)

     Нестационарный  режим (τ=0,67ч)

     Боковые стенки

     Q_{5стенки} = 11.34*9.85(40-20)*980 = 2189кДж

     Поверхность постамента

     Q_{5постамента} = 1,764*18,6(50-20)*980 = 964,62 кДж

     Поверхность крышки

     Q_{5крышки} = 1,1*17,1(64-20)*980 = 811,08 кДж

     Стационарный  режим

     Боковыми  поверхностями

     Q^/_{5стенки}=11,34*19,1(60-20)*3600 = 31189,53 кДж

     Поверхность постамента

     Q^/_{5постамента} = 1,764*21,1(80-20)3600 = 8039,60 кДж

     Поверхность крышки

     Q^/_{5крышки}=1,11*19,52(75-20)3600 = 4290,10 кДж

     Общие потери теплоты в окружающую среду.

     Нестационарный  режим

     

     Стационарный  режим

     

     Потери  теплоты на разогрев конструкции определяем по формуле:

                               (2.13)

     Масса элементов конструкции аппарата:

     Боковые стенки (материал – СТЗ, покрытие белой  эмалью)

     ρ = 7900кг/м³, с= 0,46кДж/кг* град; толщина стенки δ = 4•10^-3м

     M_i=11.34*4*10^-3*7900= 358,34 кг

     Постамент (материал сталь 12Х18Н10Т; ρ = 7980кг/м³

     с = 0,468кДж/кг; толщина стенки δ = 4•10^-3м;

     M_i=1,764*4*10^-3*7900= 55,74 кг

     Крышка (материал сталь 12Х18Н10Т; ρ = 7980кг/м³; толщина стенки δ = 2,5•10^-3м;

     M_i=1,11*2,5*10^-3*7900= 21,92кг

     Теплоизоляция

     M_i=11,34*1*10^-3*40= 0,45кг

     Рабочая камера (материал сталь 12Х18Н10Т, толщина  стенки δ = 4•10^-3м)

     M_i=(2*0,3*0,167+2*0,925*0,167+2*0,5*0,925*0,3+2*0,5*0,6*0,3)*4*

     *10^-3*7980= 27,66 кг

     Потерями  тепла на нагрев остальных элементов  конструкции можно пренебречь.

Q₆=358,34*0.46(60-20)+55,74*0,468(80-20)+21,92*0,468(90-20)+0,45*0,9(95-

-20)+27,66*0,468(120-20) = 10201,59 кДж

     Расход  теплоты, кДж:

     При нестационарном режиме

     Q=Q₁+Q₅+Q₆

     При стационарном режиме

     Q’=Q’₁+Q’₅

Таблица 2.2

Сводная таблица теплового баланса