Рабочие камеры тепловых аппаратов, их назначение, классификация, достоинства и недостатки. Тепловая изоляция, ее назначение, классификация, характеристика. Расчет тепловой изоляции.

 

Рабочая камера: 1) открытая (полный контакт с окр.средой) 2) закрытая (минимизирован) 3) герметичная (не контактирует вообще, под вакуумом).

Рабочая камера предназначена для тепловой обработки пищевых продуктов. Ее форма, а также размеры зависят от технологического назначения аппарата (резервуар пищеварочного котла, ванна фритюрницы, камера пароконвектомата, которая греет поверхность контактного гриля либо сковороды). Она может быть неподвижной и подвижной.

Тепловая изоляция: 1) органическая (хлопок, войлок) 2) металлическая 3) неорганическая (фарфор группы В, каулиновая вата, минеральная вата)

Теплоизоляция существенно снижает потери теплоты аппаратом в окружающую среду, а также выполняется в виде слоев из специальных материалов на наружной поверхности рабочей камеры.

Теплоизоляционные материалы, применяемые в тепловом оборудовании, должны обладать следующими свойствами: низким коэффициентом теплопроводности; небольшой плотностью; высокой термостойкостью-прочностью; низкой гидроскопичностью; антикоррозионностью; безвредностью; низкой стои­мостью.

 

Характеристики тепловой изоляции:

1) теплопроводность

2) влагопоглощаемость

3) допустимая температура использования t_доп.

 

Теплоизоляционные материалы применяют для уменьшения потерь теплоты в окружающую среду и снижения температуры наружных стенок аппарата. По конструктивному оформлению все теплоизоляционные материалы делятся: засыпные; оберточные; гибкие; формовочные. Теплоизоляционные материалы подразделяют по назначению на четыре группы: для изоляции горячих поверхностей; холодных по­верхностей; строительных сооружений; нестационарных установок. Основная теплофизическая характеристика изоляционных мате­риалов - коэффициент теплопроводности. По его величине выделяют четыре класса изоляционных материалов: А - = 0,08...0,116Вт/(м∙К); В - = 0,117...0,17 Вт(м-К) и Г - = 0,18... 0,21 Вт∕м.К).

7. Нагревательные элементы, их назначение, классификация, характеристика. Приборы автоматического управления и безопасности, применяемые в тепловых аппаратах, их назначение и варианты применения в тепловом оборудовании.

 

Для подведения энергии извне используется специальное устройство — нагревательный элемент того или иного вида и конструкции.

КЛАСИФИАЦИЯ

В зависимости от назначения нагревательные элементы выполняют:

1. открытыми (контактируют с окружающей средой).

2. закрытыми (контакт с окр. ср. нарушается)

 

Закрытые подразделяются на негерметичные (конфорки электроплит) и герметичные (ТЭНы).

 

К достоинствам открытого типа относятся простота конструкции, быстрота нагрева, легкость ремонта и относительно низкая стоимость. К недостаткам - возможность замыкания витков спирали внешними предметами, механическое повреждение спирали, а также недостаточная электробезопасность.

Нагревательные элементы закрытого типа негерметичные выполняют из спирали или ленты, помещенной в защитную оболочку из электроизоляционного материала, которая предохраняет ее от механических повреждений, но не препятствует доступу воздуха. Они просты по устройству, но обладают небольшой механической прочностью. При поломке же их может произойти замыкание спирали на корпус.

2 – проволока из нихрома, 3 – пластина из миканита, 4 - контактные выводы элемента

ТЭНы - герметичные трубчатые нагревательные элементы закрытого типа. Они получили наиболее широкое распространение в тепловых аппаратах, используемых на предприятиях общественного питания.

1 – контактный стержень 2 – контактные гайки и шайбы 3 – изолятор 4 – трубчатая оболочка 5 – нагревательная спираль 6 – наполнитель 7 – герметик

 

Принципиальные преимущества ТЭНов перед другими видами нагревателей заключаются в следующем: 1. поверхность нагревателя не находится под электрическим напряжением, 2. его можно помещать в воду, 3. значительный срок службы, 4. нагреватели надежно работают при вибрациях и ударных нагрузках, 5. конструкция нагревателя проста.

 

Так же существуют:

1. Гибкие нагревательные элементы, которые представляют собой плетеную ленту из стеклонити шириной, в основе которой лежит как правило 8 нагревательных жил из нихрома, покрытых водонепроницаемой оболочкой из композиции полиэтилена.

2. Нагревательные элементы для конвекторов представляют собой нагревательный элемент с алюминиевым оребрением специальной формы, которое служит для распределения тепла, исходящего от нагревательного элемента, что повышает эффективность работы конвектора.

3. Силиконовые нагреватели-маты состоят из нагревательного провода, изолированного между двумя силиконовыми матами, укрепленными текстильным стекловолокном. Благодаря устойчивости к сырости и влаге силиконовые плоские нагревательные элементы рекомендованы для многочисленных сфер применения (в том числе и общественного питания).

4. Керамические плоские нагревательные элементы предназначены для использования при высоких температурах свыше 450°C.

 

ПРИБОРЫ АВТОМАТИЗАЦИИ И БЕЗОПАСТНОСТИ

1. защитная система которая отключает напряжение питания ТЭНа раньше, чем перегорит спираль.

2. датчик давления, который делает невозможным подачу напряжения на выводы ТЭНа, если в баке по каким-то причинам нет воды.

3. электроды влажного и сухого хода (в водонагревателях)

 

Технико-экономические и эксплуатационные показатели работы тепловых аппаратов. Определение теплового и технического КПД тепловых аппаратов. Пути снижения тепловых потерь с уходящими продуктами сгорания топлива.

 

Потери тепла с уходящими газами - эти потери являются самыми значительными и представляют собой физическое тепло, удаляемое с продуктами сгорания. Достаточно указать, что увеличение температуры уходящих газов на 10-15 С⁰ приводит к возрастанию потерь тепла на 1%.

Допустим в тепловом балансе котельного агрегата наибольшей является потеря тепла с уходящими газами. Ее величина обычно находится в пределах от 4 до 8 % от располагаемого тепла.

 

Основными направлениями уменьшения потерь тепла с являются:

а) Экономайзер;

б) Обратка;

в) Перевод котлоагрегатов с твердого топлива на природный газ

 

а-Коэффициент теплоотдачи Вт/(м²∙К)

С-теплоемкость Дж/(кг∙К)

Классификация топлива и его характеристики. Элементарный состав топлива. «Химический и механический недожог» топлива и его последствия. Что такое верхний и нижний предел воспламенения газового топлива?

Топливо — вещество, из которого с помощью определённой реакции может быть получена тепловая энергия.

Классификация топлива по агрегатному состоянию

а) Твёрдые топлива (Древесина, Торф, Уголь)

б) Жидкие топлива. Их особенностью является простота в транспортировке, но при этом велики потери при испарении, разливах и утечках. (керосин, бензин). Практически всё жидкое топливо пока получают путём переработки нефти.

в) Газообразные топлива. (Пропан, Бутан, Метан, Водород)

 

Классификация топлива по происхождению

а) природное топливо (уголь, торф, нефть, горючие сланцы, древесина и др.)

б) искусственное топливо (моторное топливо, кокс, брикеты и др.)

 

Зольность и влажность – характеристики топлива.

 

Химический недожог является прежде всего следствием общего или локального недостатка воздуха в зоне горения.

Механический недожог топлива возникает в последствии– несовершенства организации процесса сгорания (неоднородность по размерам кусков ухудшает условия сжигания, так как скорость горения крупных и мелких кусков топлива неодинакова)

 

Нижним пределом воспламеняемости называется такое объемное содержание горючего газа в смеси с воздухом или кислородом, которое уже достаточно для воспламенения этой смеси.

Верхний предел — максимальному количеству газа в смеси, при котором происходят их воспламенение.