Определение расхода тепла на разогрев конструкции

 

Потери тепла на нагрев оборудования связаны с поглощением теплоты конструкционными материалами, прежде всего, металлическими сплавами, из которых изготовлено оборудование. Наибольшему нагреву подвергаются рабочие камеры, в которых происходит тепловая обработка.

Для выполнения расчета расхода тепла на разогрев конструкции последней ведется для нестационарного и стационарного режимов работы аппарата.

При нестационарном режиме расход тепла на разогрев конструкции фритюрницы определяется выражением:

 

,

 

где  - тепло, расходуемое на нагревание металлических конструкций фритюрницы, кДж;

 - тепло, расходуемое на нагревание изоляции фритюрницы, кДж;

 

,

 

где G_mi - масса i-го элемента металлической конструкции (крышка, чаша и т.п.), кг.

Для каждого элемента вес рассчитывается по формуле

 

,

 

где V_i - объем элемента i-ой конструкции, м³;

r_i - плотность материала элемента конструкции, кг/м³;

c_mi - удельная теплоемкость материала конструкции, кДж/ (кг×⁰С). T_mi - средняя конечная температура нагрева металлоконструкции котла, ⁰С.

t₀ - начальная температура металлоконструкции фритюрницы, ⁰С.

Конечную температуру по элементам конструкции можно принять:

· внутренняя поверхность фритюрницы - 170⁰С;

· крышка фритюрницы - 70⁰С;

· наружные стены - 55-60⁰С;

 

,

 

где G_и - вес изоляционной конструкции фритюрницы, кг;

 

 

 - толщина изоляционного слоя, м, определяется по формуле

 

,

 

где l_и - коэффициент теплопроводности изоляционного материала в зависимости от средней температуры изоляции;=α´₀ (t_{н. с}-t₀), Вт/м², - удельные тепловые потери поверхности

изолированной фритюрницы;

с_и - теплоемкость изоляции, кДж/ (кг×⁰С).

t_и - средняя температура нагрева изоляции, ⁰С.

 

t_и = ,

 

где t_внутр - температура частей изоляции, касающихся жарочной емкости;

t_{н. с} - температура частей изоляции, касающихся наружных стен,⁰С

t₀ - начальная температура изоляции, равная температуре окружающей среды, ⁰С.

 

Нагревание крышки и горизонтальной поверхности

 

Сталь нержавеющая: r=7800кг/м³; с=462Дж/кг⁰С

 

= ((0,188∙0,188) + 0,113). ∙^.0,001∙^.7800кг/м³=1,05 кг

Q₃ ^к=1,05.0,462∙ (160-20) =68,2 кДж

 

Разогревание корпуса

 

= (2∙0,001∙0,43∙0,46+2∙0,001∙0,43∙0,51+0,001∙0,46∙0,51) ∙7800 = 8,337 кг₃ ^корпус=8,337∙ 0,462∙ (60-20) = 206,758 кДж₃ ^мет=274,958 кДж

 

Нагрев теплоизоляции корпуса

 

l_и=0,53+0,00022^.110=0,5542Вт/ (м^.0С)

α´₀=9,74+0,07∙ (t_огр - t₀) =9,74+0,07∙ (60-20) =10,2 Вт/ м^2.0С=α´₀ (t_{н. с}-t₀) =10,2 (60-20) =400,8 Вт/м²

 Вт/ (м^.0С).

F_и=0,8342 м²

=0,138∙0,8342∙30^. =3,45кг

=3,45∙0,9∙ (110-20) =279,7 кДж

= 279,7+274,958= 554,6 кДж

 

Таблица 2.2 - Результаты расчетов

Расход тепла, кДж/ч	Режим разогрева	Стационарный режим
Полезно используемое тепло	=6117,4 =1951,13
Потери тепла в окружающую среду	=801,6 =574,23

Потери тепла на разогрев конструкции =554,6

Итого	7473,6	2525,36