Сковорода электрическая

Содержание
Введение 3
1. Обзор аппаратов для жарки котлет 5
2. Описание проектируемого аппарата 19
2.1 Описание конструкции сковороды 19
2.2 Описание электрической схемы сковороды 21
2.3 Эксплуатация сковороды 22
3. Теплотехнический расчет проектируемой сковороды 23
3.1 Расчет теплового баланса и определение мощности сковороды 23
3.2 Расчет нагревательного элемента 31
3.3 Расчет основных теплотехнических и эксплуатационных характеристик сковороды 36
Заключение 40
Список литературы 41

Определяем массу металлических элементов сковороды по формуле(3.17)где– масса стоек, кг. Принимаем = 10 кг; = 39 кг.Тогда В конструкции сковороды использованы чугун ( = 550 Дж /(кг) и сталь ( = 461 Дж /(кг). Принимаем среднее значение = 505 Дж /(кг.Принимаем = 921 Дж /(кг; = 1670 Дж /(кг.Определяем средние конечные и средние начальные значения температур металлических элементов сковороды и теплоизоляции по формулам(3.18)(3.19)(3.20)(3.21)СледовательноПодставляем полученные значения в формулу (3.16)17185 кДж.Подставим полученные значения в формулы (3.1) и (3.2) 3.1.3 Определение мощности сковороды Мощность, затраченную на проведение заданного технологического процесса соответственно при нестационарном , кВт, и стационарном , кВт, режимах определяем по формуле (3.18)(3.19);;Мощность, полученная расчетным путем меньше номинальной, что позволяет производить заданный технологический процесс при выбранных параметрах.3.2 Расчет нагревательного элементаТрубчатые электронагреватели (ТЭН) предназначены для нагрева различных сред путем конвекции, теплопроводности и излучения посредством преобразования электрической энергии в тепловую. Для расчета ТЭН необходимо иметь сведения о его мощности Р, напряжении в электрической сети U, удельных нагрузках на поверхности трубки WТ и поверхности спирали WП, конфигурации, а также о размерах рабочего пространства, в котором он установлен.Суммарную мощность ТЭН, установленных в сковороде и их количество определяем из технической характеристики аппарата.Мощность ТЭН Р, Вт, определяем из соотношения (3.20)гдеΣP– суммарная мощность ТЭН, установленных в сковороде, Вт;n– количество ТЭН, шт.Напряжение электрической сети U, В, определяем из технической характеристики сковороды с учетом электрической схемы включения ТЭН в сеть.При расчете ТЭН следует обязательно обратить внимание на то, в какой среде работает нагревательный элемент (минеральное масло) и выбрать в соответствии с этим поверхностную нагрузку нагревателя. Значения удельных нагрузок на поверхности трубки WТ и поверхности спирали WП берем из таблицы Б.1 [3, стр.24] в зависимости от условий, в которых работает ТЭН.Конфигурацию ТЭН и размеры рабочего пространства, в котором он установлен выявляют в процессе изучения конструкции заданного теплового аппарата. Принимаем двухконцевой ТЭН Ф2.Таблица 3.2 – Исходные данные для расчета ТЭНаНаименование показателяЗначение показателяСуммарная мощность ТЭНов, установленных в аппарате, ΣP, кВт9Количество ТЭНов в аппарате, n, шт6Единичная мощность ТЭНа, P, кВт1,5Напряжение электрической сети, U, В220Вид среды, в которой работает ТЭНмаслоУдельная нагрузка на поверхности трубки WТ, Вт/м23 ∙ 104Удельная нагрузка на поверхности спирали WП, Вт/м28 ∙ 104Расчет ТЭН выполняем в три этапа:1 этап – определяем размеры трубки;2 этап – рассчитываем размеры проволоки;3 этап – находим размеры спирали.Определяем размеры трубки ТЭНа.Определяем длину активной части трубки ТЭН LА, м, по формуле(3.21)где– диаметр трубки ТЭН, м.Диаметр трубки принимаем в пределах DТ = 0,006…0,016 м. Принимаем DТ = 0,013 м.Полученное значение соотносим с размерами рабочего пространства с учетом формы ТЭН. Так как значительных расхождений в размерах ТЭН и рабочего пространства не выявлено корректировка не требуется.Рассчитываем длину активной части трубки ТЭН до опрессовки LАО, м, из соотношения(3.22)где– коэффициент удлинения трубки в результате опрессовки. = 1,15.Находим полную развернутую длину трубки после опрессовки LТ, м(3.23)где– длина пассивного конца трубки ТЭН, м.Длину пассивного конца трубки (длину контактного стержня) принимаем в зависимости от способа крепления ТЭНа в аппарате по таблице Б.2 [6, стр.25].Рассчитываем размеры проволоки ТЭН. Находим сопротивление проволоки ТЭН после опрессовки R, Ом, из выражения(3.24)а сопротивление проволоки ТЭН до опрессовки R0, из выражения(3.25)где– коэффициент изменения сопротивления проволоки в результате опрессовки = 1,3.Рассчитываем удельное сопротивление проволоки при рабочей температуре, t, Ом∙м, по формуле(3.26)где– удельное сопротивление проволоки из нихрома при рабочей температуре 20оС, Ом∙м;– температурный коэффициент, учитывающий изменение удельного сопротивления проволоки из нихрома при изменении температуры, град-1;– рабочая температура проволоки из нихрома, оС.К расчету принимаем сплав Нихром Х20Н80 со следующими параметрами: Определяем диаметр проволоки ТЭН d, м, по формуле(3.27)Выбираем ближайший стандартный диаметр dПР (т.е. результат округляем до десятых долей миллиметра).Принимаем dПР = 0,0007 м.Находим длину проволоки ТЭН lПР, м, из выражения(3.28)Проверяем значение фактической удельной поверхностной мощности на проволоке WПФ, Вт/м2(3.29)WПФ не должна превышать предельно допустимых величин.WПФWП. 5,29∙104 Вт/м2 < 8∙104 Вт/м2Находим размеры спирали. Вычисляем длину одного витка спирали lВ, м, по уравнению(3.30)где1,07– коэффициент увеличения диаметра спирали после снятия ее со стержня намотки;– диаметр стержня намотки, м, выбираем из конструктивных соображений = 0,003…0,006 м.Принимаем = 0,004 м.Находим количество витков спирали n, шт, по формуле(3.31)Расстояние между витками спирали а, м, связано с длиной активной части трубки ТЭН соотношением(3.32)Определяем шаг спирали s, м,(3.33)Вычисляем коэффициент шага Kш(3.34)и коэффициент стержня намотки Кс(3.35)Определяем диаметр спирали ТЭН dСП, м, по формуле (3.36)Находим общую длину проволоки l0, м, с учетом навивки на концы контактных стержней по 20 витков(3.37)3.3 Расчет основных теплотехнических и эксплуатационных характеристик сковородыЭффективность работы электросковороды при хорошем качестве готовых изделий может быть оценена различными показателями. К основным теплотехническим и эксплуатационным характеристикам электросковороды относятся [2, стр. 146]: производительность (350-400 шт/ч); тепловой коэффициент полезного действия (кпд); площадь жарочной поверхности (0,3 м2); установочная мощность (9 кВт); время разогрева (30 мин); габариты (1350 х 860 х 880 мм); масса (290 кг) и ряд удельных показателей: удельный расход энергии; удельная металлоемкость и энергоемкость; удельный расход жира (2,4 г/кг); равномерность температурного поля (22оС). Часть этих показателей содержится в технических характеристиках оборудования.Для определения эффективности работы сковороды определим следующие основные характеристики: удельный расход теплоты на единицу готовой продукции; коэффициент полезного действия.Расход теплоты на единицу готового продукта при стационарном режиме Дж/кг, определяем по формуле(3.38)где– масса готового продукта, кг (см. таблицу 3.1)Расход теплоты на единицу готового продукта с учетом затрат на разогрев сковороды и жира для жарки Дж/кг, определяем по формуле(3.39)Коэффициент полезного действия в период разогрева сковороды, определяем по формуле(3.40)Коэффициент полезного действия в стационарном режиме определяем по формуле(3.41)Удельную металлоемкость сковороды, кг/м3, определяем по формуле(3.42)где– масса чаши сковороды, кг;– объем чаши сковороды, м3. = 0,48 м3   Удельную энергоемкость сковороды при нестационарном режиме, , определяем по формуле(3.43)где– мощность сковороды, кВт;– продолжительность разогрева сковороды, ч;– объем чаши сковороды, м3. = 0,48 м3 Удельную энергоемкость сковороды при стационарном режиме, , определяем по формуле(3.43)где– мощность сковороды, кВт;– продолжительность жарки котлет, ч;– объем чаши сковороды, м3. = 0,48 м3 Заключение Тепловая обработка – главный технологический процесс, в ходе которого образуются новые химические соединения и происходит изменение консистенции, формы и окраски продукта, его способности к растворению и перевариванию. При жарке на поверхности сковороды тепло передается от жира продукту путем теплопередачи. Лучшей посудой для жарки являются чугунные сковороды и жаровни.Электрические сковороды более распространены и являются более безопасными, по сравнению с газовыми сковородами. Универсальными считаются сковороды с опрокидывающейся чашей и имеющие одну зону нагрева, в них помимо жарки продуктов основным способом также можно тушить, пассировать, бланшировать.В данном курсовом проекте была спроектирована сковорода электрическая с косвенным обогревом, т.к. косвенный обогрев способствует равномерному распределению температур на жарочной поверхности аппарат и обеспечивает высокое качество тепловой обработки изделий.При косвенном обогреве исключена возможность местного пригорания продуктов, а также достигаются хорошая колеровка котлет и экономия жира и муки при их жарке. Был произведен расчет теплового баланса, в результате чего была определена мощность сковороды, которая составила 8,6 кВт. Был рассчитан нагревательный элемент. Список литературыОсновная1. Гуляев В.А., Иваненко В.П., Исаев Н.И. и др. Оборудование предприятий торговли и общественного питания. Полный курс: Учебник. /Под ред. проф. В.А. Гуляева/ - М.: ИНФРА, 2002.2. Елхина В.Д., Журин А.А., Приничкина Л.П., Богачев М.К. Оборудование предприятий общественного питания. Том. 1. Механическое оборудование. 2-е изд. – М.: Экономика, 1987.3. Черевко А.И., Попов Л.Н. Оборудование предприятий общественного питания. Том. 2. Торгово-технологическое оборудование. – М.: Экономика, 1988. Дополнительная4. Золин В.П. Технологическое оборудование предприятий общественного питания. – М.: ИРПО; Академия, 2000.5. Улейский Н.Т., Улейская Р.И. Механическое и тепловое оборудование предприятий общественного питания. Ростов н/Д: Феникс, 2000.6. Гуляев В.А., Исаев Н.И., Крысин А.Г., Пеленко В.В. Оборудование предприятий торговли. Учебное пособие в 4-х частях. (ТЭИ СПб). 1994.7. Улейский Н.Т., Улейская Р.И. Оборудование торговых предприятий. – Ростов н/Д: Феникс, 2001.8. Лунин О.Г., Вельтищев В.Н., Калошин Ю.А. и др. Курсовое и дипломное проектирование. – М.: Пищевая промышленность, 1990.9. Дикис М.Я., Мальский А.Н. Технологическое оборудование консервных заводов. – М.: Пищевая промышленность, 1969; 1961.10. Справочник технолога плодоовощного консервного производства. Под ред. Рогачева В.И. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983.11. Чупахин В.М. Технологическое оборудование рыбоперерабатывающих предприятий. – М.: Пищевая промышленность, 1968 [1976].12. Леонов И.Т., Чупахин В.М. Механизированные и автоматизированные линии. – М.: Пищевая промышленность, 1965.13. Стефановская Н.В., Стефановкий В.М., Карпов В.И. и др. Процессы и аппараты рыбоперерабатывающих производств. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.14. Ситников Е.Д. и др. Оборудование консервных заводов. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981.15. Ключников В.П. и др. Торговое оборудование. Справочник. – М.: Экономика, 1986.16. Аминов М.С., Мурадов М.С., Аминова З.М. Технологическое оборудование консервных и овощесушильных заводов. – М.: Колос, 1996 [1986].17. Маршалкин Г.А. Технологическое оборудование кондитерских фабрик. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1988.