Лр 2 печь. Отчет по лабораторной работе по дисциплине Тепловое оборудование

• Название: Отчет по лабораторной работе по дисциплине Тепловое оборудование
• Анкор: Лр 2 печь
• Дата: 25.11.2022
• Размер: 137.82 Kb.
• Имя файла: Лр 2 печь.docx
• Тип: Отчет; #812476

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Уральский государственный экономический университет» (УрГЭУ)

ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

по дисциплине «Тепловое оборудование»

на тему «Изучение работы жарочных, пекарных шкафов и конвекционных печей»

Институт торговли, пищевых технологий и сервиса	Студент Капустин А. Г.
Направление Технологические машины и оборудование	Группа МАПП-18
Профиль Машины и аппараты пищевых производств	Руководитель Шихалев С. В., к.т.н., доцент кафедры пищевой инженерии
Кафедра Пищевой инженерии

Дата защиты: ______________

Оценка:______________
Екатеринбург, 2021

СОДЕРЖАНИЕ

1. Цель работы и задачи 3

2. Теоретическая часть 4

2.2 Устройство и принцип работы конвекционных печей с пароувлажнением 6

2.3 Правила эксплуатации пищеварочного котла КПЭМ – 60 7

2.4 Теория расчета тепловых затрат конвекционной печи 8

3. Практическая часть 13

3.1 Результаты измерений 13

3.2 Расчеты 14

4. Вывод 18

1. Цель работы и задачи

Цель работы – приобретение основных знаний, необходимых для эффективной эксплуатации, расчета и конструирования жарочных и пекарных шкафов.
Задачи работы:

а) изучить особенности конструкций жарочных, пекарных шкафов и конвекционных печей;

б) изучить устройство и правила эксплуатации жарочных, пекарных шкафов и конвекционных печей на примере действующих аппаратов;

в) провести поверочный расчет жарочного шкафа или конвекционной печи.

2. Теоретическая часть

По виду осуществляемого технологического процесса оборудование для термообработки продуктов в среде горячего воздуха делится на жарочные, пекарные и конвекционные печи (пароконвектоматы).

По виду энергоносителя подразделяются на аппараты с электрическим, газовым обогревом и обогреваемые продуктами сгорания твердого топлива. В первых двух случаях оборудование являются автономными специализированными аппаратами, в последнем случае являются частью комбинированных твердотопливных плит.

По способу передачи теплоты оборудование для термообработки продуктов в среде горячего воздуха относятся к аппаратам с косвенным обогревом, в которых промежуточная среда - воздух передает теплоту продукту конвекцией. Наряду с этим часть теплоты продукт получает за счет лучистого теплообмена с элементами рабочей камеры и за счет теплопроводности от нагретого противня.

По способу движения среды в рабочей камере оборудование для термообработки продуктов в среде горячего воздуха делятся на устройства, в которых движение среды в рабочей камере осуществляется за счет естественной или принудительной конвекции (конвекционные печи и пароконвектоматы).

Перемещение среды может происходить под действием разности плотностей и температур слоев воздуха внутри камеры (естественная конвекция в замкнутом объеме); под действием разности плотностей и температур среды внутри и снаружи рабочей камеры (вытяжка, естественная тяга) и за счет работы вентилятора (принудительное перемещение слоев воздуха независимо от их плотности и температуры). При этом аппарат может иметь пароувлажнение.

По основному параметру, характеризующему производительность оборудование для термообработки продуктов в среде горячего воздуха делится по количеству камер на одно-, двух-, трехкамерные, а по количеству секций в каждой камере на одно- и многосекционные. Рабочей камерой является объем конструкции, ограниченный тепловой изоляцией и работающей автономно. Секцией называется часть объема рабочей камеры расположенная между двумя блоками нагревателей.

По конструктивного оформлению оборудование для термообработки продуктов в среде горячего воздуха могут быть «островного» типа и секционно-модулированными.

По степени автоматизации шкафы относятся к полуавтоматизированным аппаратам.

Лабораторная работа выполнялась с применением конвекционной печи UNOX XBC 604, общий вид которой представлен на рисунке 1.



Рисунок 1 – Общий вид конвекционной печи UNOX XBC 604
Конвекционная печь UNOX XBC 604 применяется для выпекания булочек, пирожков, кондитерских изделий, коржей для тортов и др. и состоит из одной пекарной камер. Камера печи делится на 6 ярусов (уровней) На боковых стенках рабочей камеры камеры имеются направляющие для установки противней или функциональных (гастрономических) емкостей.

2.2 Устройство и принцип работы конвекционных печей с пароувлажнением

По конструктивному исполнению пекарные печи похожи на жарочные модели и по существу являются конвекционными печами с пароувлажнением.

Принципиальная схема конвекционной печи с пароувлажнением представлена на рисунке 2.



1 — дверца; 2— направляющие для противней; 3 — теплоизоляция; 4 — ТЭН; 5 – вентилятор; 6— трубка подачи воды; 7— емкость с водой

Рисунок 2 – Принципиальная схема конвекционной печи с пароувлажнением
Для обогрева в камере установлен ТЭН (4). Температурный режим в камере устанавливается и поддерживается автоматически датчиком – реле.

Конвекционные печи с пароувлажнением оснащаются системой увлажнения, позволяющей эффективно применять их при выпечке дрожжевого теста, а также для размораживания полуфабрикатов в паровоздушной среде. Для подачи пара в камеру на панели аппаратов имеется специальная кнопка (подача пара производится ее удержанием в нажатом положении для подачи воды из емкости (7) по трубке (6) в зону работы вентилятора (5), в результате чего вода попадает на ТЭН (4) и образуется пар, или автоматическое программирование пароувлажнения (подача по той же схеме, но с помощью реле).

Конвекционная печь имеет автономное включение и регулировку интенсивности нагрева с помощью датчиков-реле температуры. На лицевой панели располагается блок управления (датчики-реле, ручки переключателей и сигнальные лампы). В большинстве моделей при открывании двери электрическая цепь питания ТЭНов и вентилятора разрывается. Наличие внутренней подсветки камер и прозрачной дверцы снижает до минимума тепловые потери.

2.3 Правила эксплуатации пищеварочного котла КПЭМ – 60

Устройство должно быть установлено в местах:

• 
  которые соответствуют действующим требованиям безопасности;
  
• 
  которые имеют соответствующую вентиляцию. Убедитесь, что воздух в помещении постоянно обновляется наружным воздухом для обеспечения правильного процесса сгорания и чтобы избежать образования летучих веществ, вредных для здоровья – опасность удушения.
  

Риск возгорания:

• 
  перед использованием печи убедиться, что в камере печи отсутствуют посторонние объекты или остатки моющего средства, кроме того убедиться, что выхлопные трубы свободны и что в окрестности печи отсутствуют легковоспламеняющиеся материалы;
  
• 
  не размещать источники тепла, легковоспламеняющиеся вещества и топливо в непосредственной близости от устройства;
  
• 
  не использоваться легковоспламеняющиеся продукты в процессе готовки (например, алкоголь);
  
• 
  всегда держите камеру чистой, очищая ее ежедневно после каждого цикла готовки.
  

Требования безопасности для установки и обслуживания:

• 
  установка, осмотр, техническое обслуживание и ремонтные работы должны осуществляться опытным квалифицированным персоналом, авторизованным фабрикой, в соответствии с действующими нормами и требованиями безопасности страны, где происходит установка;
  
• 
  перед подключением устройства убедитесь, что системы соответствуют стандартам страны, где устанавливается устройство, и что соблюдаются требования к питанию, указанные на шильде устройства;
  
• 
  лица, не участвующие в установке устройства, не должны находиться в рабочей зоне во время установки.
  

2.4 Теория расчета тепловых затрат конвекционной печи

Количество теплоты, затраченное при стационарном режиме, , Дж, определяется по формуле:

(2.1)

где – количество полезно используемой теплоты на разогрев продукта, Дж;

– количество теплоты, теряемое наружными поверхностями печи в окружающую среду при стационарном режиме, Дж;

– количество теплоты на разогрев противня, Дж.
Количество полезно используемой теплоты, , Дж, определяется по формуле:

(2.2)

где – масса бифштекса (полуфабриката), кг;

– количество полуфабрикатов, загруженных в рабочую камеру, шт;

– теплоемкость продукта, Дж/(кг °С) (принимаем Дж/(кг °С));

– соответственно конечная среднеобъемная температура бифштекса, начальная температура температура бифштекса, ;

– - количество испарившейся жидкости за период термообработки продукта, кг;

– удельная теплота парообразования, Дж/кг.
Количество полуфабрикатов загруженных в рабочую камеру, , шт., определяется по формуле:

(2.3)

где – количество противней в камере, шт. (принимается ).
Конечная среднеобъемная температура бифштекса, , , определяется по формуле:

(2.4)

Удельная теплота парообразования, , Дж/кг, определяется по формуле:

(2.5)

Количество испарившейся жидкости, , кг, определяется по формуле:

(2.6)

Количество теплоты теряемое наружными облицовками аппарата в окружающую среду, , Дж, определяется по формуле:

(2.7)

Площадь наружных облицовок шкафа, , м², определяется по формуле:

(2.8)

где – соответственно ширина, длина и высота аппарата, м.
Коэффициент теплоотдачи от наружных облицовок определяется по формуле, , определяется по формуле:

(2.9)

Количество теплоты на разогрев противня, , Дж, определяется по формуле:

(2.10)

где – теплоемкость металла противня, Дж/(кг град) (принимается ).
Количество теплоты, затраченное при нестационарном режиме, , Дж, определяется по формуле:

(2.11)

Количество теплоты, теряемое наружными облицовками шкафа, , Дж, определяется по формуле:

(2.12)

Коэффициент теплоотдачи от наружных облицовок при нестационарном режиме, , определяется по формуле:

(2.13)

Количество теплоты, расходуемое на разогрев конструкции при нестационарном режиме работы, , Дж, определяют по формуле:

(2.14)

где – соответственно масса внутренних стенок рабочей камеры, масса наружных облицовок и масса теплоизоляции, кг;

– соответственно теплоемкость металла внутренних стенок рабочей камеры, теплоемкость металла наружных облицовок и теплоемкость теплоизоляции, .

К расчету следует принять
Массу внутренних стенок рабочей камеры и массу наружных облицовок, соответственно, , кг, определяется по формуле:

(2.15)

Определение затраченной мощности при нестационарном режиме, , Вт, определяется по формуле:

(2.16)

Определение затраченной мощности при стационарном режиме, , Вт, определяется по формуле:

(2.17)

Расход теплоты на единицу готового продукта при стационарном режиме , Дж/кг, определяют по формуле:

(2.18)

Коэффициент полезного действия, , определяется по формуле:

(2.19)

3. Практическая часть

3.1 Результаты измерений

В ходе выполнения лабораторной работы для расчета необходимых величин были зафиксированы и занесены в таблицу 1 показания термопар и размеры/

Таблица 1 – Показания термопар и размеры котла.

Наименование параметра	Условное обозначение параметра	Значение параметра
Начальная температура элементов шкафа, воздуха в рабочей камере, противня, теплоизоляции, °С		20
Температура окружающей среды, °С		20
Диаметр бифштекса, м		0,1
Начальная температура бифштекса, °С		5
Конечная температура воздуха в рабочей камере, °С		200
Конечная температура наружных облицовок, °С		30
Конечная температура внутренних стенок камеры, °С		195
Конечная температура противня, °С		170
Конечная температура корочки бифштекса, °С		130
Конечная температура центра бифштекса, °С		85
Продолжительность разогрева шкафа (продолжительность нестационарного режима), с		600
Продолжительность термообработки продукта (продолжительность стационарного режима), с		2400
Наименование параметра	Условное обозначение параметра	Значение параметра
Масса противня, кг		2
Масса бифштекса (полуфабриката), кг		0,5
Выход готового продукта, %		90
Ширина корпуса шкафа, м		0,86
Длина корпуса шкафа, м		0,83
Высота корпуса шкафа, м		0,8
Ширина противня, м		0,37
Длина противня, м		0,61
Мощность шкафа, Вт		9400
Масса шкафа, кг		78

3.2 Расчеты

Рассчитаем количество полуфабрикатов загруженных в рабочую камеру, , шт., согласно формуле (2.3):

Принимаем
Рассчитаем конечную среднеобъемную температуру бифштекса, , , согласно формуле (2.4):

Рассчитаем удельную теплоту парообразования, , Дж/кг, согласно формуле (2.5):

Рассчитаем количество испарившейся жидкости, , кг, согласно формуле (2.6):

Рассчитаем количество полезно используемой теплоты, , Дж, согласно формуле (2.2):

Рассчитаем площадь наружных облицовок шкафа, , м², согласно формуле (2.8):

Рассчитаем коэффициент теплоотдачи от наружных облицовок определяется по формуле, , согласно формуле (2.9):

Рассчитаем количество теплоты теряемое наружными облицовками аппарата в окружающую среду, , Дж, согласно формуле (2.7):


Рассчитаем количество теплоты на разогрев противня, , Дж, согласно формуле (2.10):

Рассчитаем коэффициент теплоотдачи от наружных облицовок при нестационарном режиме, , согласно формуле (2.13):

Рассчитаем количество теплоты, теряемое наружными облицовками шкафа, , Дж, согласно формуле (2.12):

Рассчитаем массу внутренних стенок рабочей камеры и массу наружных облицовок, соответственно, , кг, согласно формуле (2.15):

Рассчитаем количество теплоты, расходуемое на разогрев конструкции при нестационарном режиме работы, , Дж, согласно формуле (2.14):



Рассчитаем количество теплоты, затраченное при нестационарном режиме, , Дж, согласно формуле (2.11):

Рассчитаем количество теплоты, затраченное при стационарном режиме, , Дж, согласно формуле (2.1):

Определим затраченную мощность при нестационарном режиме, , Вт, согласно формуле (2.16):

Определим затраченную мощность при стационарном режиме, , Вт, согласно формуле (2.17):

Определим расход теплоты на единицу готового продукта при стационарном режиме , Дж/кг, согласно формуле (2.18):

(2.18)

Определим коэффициент полезного действия, , согласно формуле (2.19):

4. Вывод

В результате выполнения данной работы был изучен пищеварочный котел КПЭМ – 60, а именно: его устройство, принцип работы и правила эксплуатации. Также были проведены расчеты тепловых затраты в процессе термообработки продукта в пищеварочном котле.