Расчет электрического кипятильника производительностью 25 л/ч

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Сведения об оборудовании для предприятий общественного питания

1.1 Состояние и перспективы развития общественного питания

1.2 Рынок оборудования для предприятий общественного питания

1.3 Обзор существующих аппаратов, сходных по технологическому назначению

1.4 Сущность и характеристика процесса кипячения

2. Расчет электрического кипятильника

2.1 Конструктивный расчет

2.2 Тепловой расчет

2.3 Выбор и расчет нагревательного элемента

2.4 Расчет основных показателей работы теплового аппарата

3. Описание кипятильника

3.1 Описание конструкции

3.2 Правила эксплуатации электрического кипятильника и техника безопасности

Заключение

Список используемой литературы



Введение

Развитие предприятий общественного питания напрямую связано с уровнем развития пищевой промышленности, достижениями в области создания новых технологий и оборудования. В результате инновационных процессов, происходящих в последний год в сфере общественного питания, техническое оснащение некоторых предприятий общепита достигло современного уровня, оборудование стало малогабаритным, удобным в обслуживании и эффективным. На современном этапе общественное питание будет занимать преобладающее место по сравнению с питанием в домашних условиях. В связи с этим возникает необходимость дальнейшей механизации и автоматизации производственных процессов, как основного фактора роста производительности труда. Ежегодно осваиваются и внедряются новые, более современные машины и оборудование, обеспечивающее механизацию и автоматизацию трудоемких процессов на производстве.

Создаются и осваиваются новые машины, оборудование, которые будут работать в автоматическом режиме без участия человека. На предприятиях общественного питания до сих пор преобладает большинство производственных процессов, выполняемых вручную. Существует много видов работы, где занято большое количество работников малоквалифицированного труда. Поэтому коренная перестройка в этой сфере производства предполагает необходимость широкой индустриализации производственных процессов, массового внедрения промышленных методов приготовления и постановки продукции потребителям.

Подобная организация производства в общественном питании позволит не только применить новое высокопроизводительное оборудование, но и более эффективно его использовать. В выигрыше будут и потребители, - сокращаются затраты времени, повышается культура обслуживания, и работники общественного питания - за счет механизации и автоматизации производства резко снижают затраты ручного труда, увеличивают производительность производства продукции и улучшают санитарно-гигиенические условия.

Совершенствование техники должно обеспечивать не только рост производительности труда и его облегчение, но и снижение затрат труда на единицу продукции при использовании новых машин и механизмов. Иначе говоря, новая техника только в том случае будет эффективной, если затраты общественного труда на ее создание и использование требуют меньше труда, сберегаемого применением этой новой техники. В снижении затрат на единицу продукции, производимую с помощью новой техники, в конечном счете и заключается экономическая суть совершенствования машин и механизмов.



1. Сведения об оборудовании для предприятий общественного питания

1.1 Состояние и перспективы развития общественного питания

На сегодняшний день индустрия общественного питания в России представляет собой огромное количество предприятий с различным уровнем обслуживания, качеством продукции, разнообразием используемого оборудования. Общественное питание сейчас - весьма и весьма развивающееся направление пищевой отрасли. Растет не только число самих предприятий общепита, но заметно расширяется их диапазон.

Смена плановых отношений в экономике на рыночные в начале 90-х годов определила крутой поворот в развитии предприятий общественного питания. Оно пошло по пути создания небольших, компактных, самоокупаемых предприятий с высоким уровнем услуг и качества приготовления пищи, т.е. приоритетным направлением стало не количество, а качество. конструктивный тепловой электрический кипятильник

Конечно, крупные предприятия общественного питания существуют и сегодня. Но уровень их оснащенности, качества приготовления пищи, культуры обслуживания вступают во все более жесткую конкуренцию с появившимися у нас "Макдональдсами", различными кафе, закусочными и др. предприятиями, открываемыми у нас иностранными фирмами.

В настоящее время на рынке предприятий общественного питания России не разработана жесткая классификация заведений. В мировой практике существует множество принципов классификации ресторанов: по ассортименту, по квалификации персонала, по целевой аудитории, по ценовому уровню. В России наиболее распространена простейшая классификация по типу: ресторан, бар, кафе, столовая, закусочная. При этом четких требований к тому или иному виду заведений общепита в России до сих пор не разработано. Поэтому обычно специализация заведения общепита определяется, исходя из его собственного позиционирования.

В традиционной классификации, установленной ГОСТом Р 50762-95, рестораны делятся на три класса: люкс, высший и первый, каждому из которых соответствует определенный набор требований. Однако в современных условиях целесообразно использовать несколько иную градацию; элитные, рестораны для среднего класса (демократичные) и фаст-фуды. Кроме того, помимо обычных баров и кафе, в последние годы появился существует особый тип заведений общественного питания - кофейни.

Кухонная мебель должна быть гладкой и закрытой, окрашенной масляной краской; такая мебель меньше пылится и легче чистится. В небольшом помещении выгодно использовать настенные шкафчики или закрытые полки. Рабочие столы должны быть сделаны так, чтобы при необходимости можно было расширить поверхность рабочего места.

Необходимо подчеркнуть, что для успешной работы предприятия необходимо наличие четкого плана по развитию предприятия, разработанный план работы предприятия, в котором прописывается порядок работы предприятия на одном цикле сырья (за один временной период), где вся работа ПОП расписана детально, с учётом 5-10 % резерва сырья, на случай форс-мажора. Неукоснительное соблюдение данного плана позволит сократить расход сырья и ресурсов предприятия. Для того, что бы "потянуть" планирование работы, на предприятии необходим профессиональный заведующий производством.

многообразия конкурентов. Основная ошибка инвесторов, пришедших на ресторанный рынок из других сфер бизнеса, - ставка на ту кухню, которую знают и понимают. Однако этого недостаточно.

Но таких предприятий единицы, так как они закрываются по понятным причинам (недостаток клиентов, отсутствие дохода).

Таким образом, резюмируя ситуацию на рынке общественного питания можно с уверенностью утверждать - развитие идет высокими темпами, рынок еще не насыщен и на нем есть еще достаточно места для большого количества игроков, однако успех в конкурентной борьбе во многом зависит от месторасположения, ценовой политики, концепции и высококвалифицированного ресторана.

1.2 Рынок оборудования для предприятий общественного питания

Условно можно разделить представленное на рынке оборудование для общественного питания и торговли на три категории. К первой категории (дорогой сегмент или "премиум") относится оборудование для оснащения ресторанов, кафе, баров, столовых известных брендов иностранных производителей (например, немецких), которое отличается использованием новейших технологий, современным дизайном и высокой стоимостью. Помимо высокой цены на подобное оборудование, определенным ограничителем для покупателей является дороговизна комплектующих и вспомогательных материалов, а также значительный срок их поставки в Россию (в некоторых случаях он может достигать несколько месяцев). Поэтому высококлассное и дорогостоящее импортное оборудование могут позволить себе далеко не все компании.

Оборудование, которое относится ко второму сегменту, обладает рядом преимуществ для покупателей, по сравнению с оборудованием класса премиум. Оно пользуется высоким спросом благодаря умеренно высокой цене, хорошему современному дизайну, сравнительно недорогими комплектующими, наличию большого количества оборудования и комплектующих на складе поставщиков на территории Российской Федерации.

Среди иностранных производителей оборудования второй ценовой категории можно выделить тепловое оборудование итальянских фирм Berto's и Tecnoinox, конвекционные печи и расстойные шкафы Garbin (Италия), пароконвектоматы итальянской фирмы Foinox и французской Bourgeois, оборудование фирмы Fimar (Италия), всемирно известные овощерезки и кухонные комбайны французской фирмы Robot coupe, кофемашины Saeco, Nuova Simonelli, La Cimbali (Италия) u Yura (Швейцария), холодильное оборудование Gram (Дания) и Afinox (Италия), линии раздачи Artserf (Италия), соковыжималки Friul, посудомоечное оборудование фирмы Elettrobar (Италия).

Также ко второй ценовой категории относят и некоторую часть оборудования отечественного производства. Как правило, эти модели отличаются сочетанием сравнительно высокого качества и невысокой цены.

Преимуществом отечественного оборудования являются оперативные поставки комплектующих, запчастей и возможность доукомплектации технологических линий. Среднеценовой сегмент представлен продукцией таких отечественных фирм, как "Атеси", "Чувашторгтехника".

Основную же часть оборудования российских производителей следует отнести к третьей ценовой нише (ОАО Завод "Проммаш" (Саратов), ЗАО "Тулатехмаш" (Тула) и ряд других).

Невысокий уровень цен определяет нацеленность этой категории оборудования на предпринимателей малого и среднего бизнеса. Производители стремятся к тому, чтобы совершенствовать свою продукцию, улучшать внешний вид, расширять ассортимент, и при этом оставаться в своем ценовом сегменте.

В зависимости от назначения и вида обрабатываемых продуктов, машины и агрегаты предприятий общественного питания можно разделить на несколько групп.

Для оснащения предприятий общественного питания используется следующее оборудование:

- тепловое - электроплиты, аппараты для жарки, фритюрницы, грили, аппараты для выпечки, пищеварочные котлы и многие другие;

- механическое - машины для обработки овощей, мяса, рыбы, для приготовления и обработки теста (тестомесы) и так далее;

- холодильное оборудование - морозильные камеры низко-и среднетемпературные, морозильные лари, холодильные шкафы;

- торгово-раздаточное - витрины, прилавки, линии раздачи.

Кипятильник - самый распространенный электрический прибор, используемый на предприятиях общественного питания. Кипятильники являются незаменимой техникой для любого общепитовского предприятия. Как правило, они устанавливаются в залах самообслуживания или на профессиональных кухнях. Существует огромное количество различных моделей кипятильников, отличающихся по объему и мощности. Однако, требования, которые предъявляются к такой технике, везде одинаковы - безопасность, высокое качество материалов и долговечность использования. Горячая или кипяченая вода нужна в ресторанах, столовых, кафе и барах. Специализация таких заведений может быть различной, различным может быть и ассортимент предлагаемых посетителям блюд. Но кофе или чай в меню присутствуют обязательно. Значит, без кипячения воды не обойтись. Кроме того, горячая вода может требоваться обслуживающему персоналу для различных хозяйственных нужд, и далеко не всегда она имеется в водопроводе.

Когда-то воду просто грели на плитах. Но даже самые первые модели электрокипятильников убедили, насколько они удобнее и практичнее обычных чайников. И в наши дни чуть ли ни в каждой стране есть предприятия, занимающееся выпуском этого несложного электрического устройства.

Предлагаемых моделей очень много. Различаются они по объему резервуара для воды, мощности, материалу, применяемому для изготовления, дизайну. Одни модели только нагревают воду до нужной температуры, после чего она постепенно она остывает. Другие постоянно поддерживают заданную температуру. Сложные конструкции снабжены защитой от так называемого "сухого хода", когда без воды в баке аппарат сам отключается. В некоторые модели встраивается индикатор уровня воды. Как правило, во всех моделях предусмотрен специальный дренажный патрубок для отвода образующегося пара.

Но, каковы бы ни были конструкции, принцип работы у вех один: источником энергии является электричество, и нагревание воды происходит от встроенных ТЭНов.

По способу заливки воды в баки все кипятильники делятся на два типа: проточные и наливные.

Первый тип имеет еще и другое название - кипятильники непрерывного действия. Чаще всего они крепятся к стене и через специальный смеситель подключаются к водопроводу. По мере расхода горячей воды, срабатывает автоматика, вода доливается в бак и включается подогрев. Таким образом, без вмешательства персонала обеспечивается постоянное наличие горячей воды заданной температуры. Диапазон нагрева воды достаточно широк - от 35-40 °С до 100 °С, производительность некоторых превышает 100 литров в сутки. Существенным недостатком является большой расход электроэнергии. Поэтому такой тип целесообразно применять в тех случаях, когда горячая вода требуется непрерывно и в больших количествах.

В наливные кипятильники воду заливают вручную. Производительность их гораздо ниже, но и электричества они потребляют значительно меньше. Применяют их в тех случаях, когда потребности в горячей воде невелики, нет возможности подключения к водопроводу или используется бутилированная вода. Очень удобны в плане самообслуживания - установленные в доступных местах, они дают возможность клиентам самим наливать кипяток.

Как правило, кипятильники изготавливаются и нержавеющей стали. В последнее время все чаще стали применять термопластик. Это дает существенный выигрыш в цене, но срок службы значительно сокращается.

На российском рынке очень широко представлены модели китайского производства. Их сильная сторона - дешевизна. Однако для изготовления часто используется слишком тонкая сталь, из-за чего баки довольно быстро изнашиваются.

В России есть свои заводы, выпускающие кипятильники. Это Челябинский "Дебис", завод "Термаль" в Нижнем Новгороде, завод "Чувашторгтехника" в Чебоксарах. Их продукция гораздо надежнее китайской, но и стоит она значительно дороже.

Кипятильники серии WB заливного типа выполнены из нержавеющей стали 304 и предназначены для кипячения воды и поддержки ее в нагретом состоянии. Конструкция кипятильников специально разработана таким образом, чтобы обеспечить простую эксплуатацию и лёгкое обслуживание оборудования, гарантировать быстрое кипячение воды и постоянный контроль температуры. Кипятильники оснащены термостатом, что позволяет довести воду до кипения и затем снизить температуру до необходимого (безопасного) уровня, что особенно важно при использовании кипятильников на предприятиях с системой самообслуживанием. Также в целях безопасности предусмотрена защита от "сухого хода". Ручки для переноски выполнены из термоизоляционного материала.

На сегодняшний день, отлично зарекомендовали себя на рынке кипятильной техники кипятильники Animo. Находящийся в Голландии, завод-изготовитель уделяет большое внимание разработке и усовершенствованию выпускаемого кипятильного оборудования, в связи с чем, кипятильники ANIMO завоевали хороший авторитет среди различных предприятий общественного питания.

1.3 Обзор существующих аппаратов, сходных по технологическому назначению

Основными видами водогрейных аппаратов являются кипятильник и водонагреватель. Водогрейное оборудование классифицируется по следующим признакам:

- по виду получаемого конечного продукта - кипятильники и водонагреватели;

- по виду энергоносителя - твердотопливные, паровые, газовые, электрические;

- по принципу действия - аппараты периодического и непрерывного действия;

- по степени автоматизации - неавтоматизированные, автоматизированные и полуавтоматизированные;

- по специфическим условиям эксплуатации - судовое оборудование, оборудование для вагонов-ресторанов.

Кипятильники независимо от вида обогрева и конструкции изготовления предназначены для приготовления кипятка для нужд предприятия общественного питания. По принципу работы кипятильники делятся на аппараты периодического и непрерывного действия.

Кипятильники периодического действия являются наливными, в которых процесс приготовления кипятка и разбор его отделены друг от друга по времени. воду в них доводят до кипения, после чего нагрев прекращают, кипяток разбирают. Промышленность выпускает наливной кипятильник КМ-60М, работающий на твердом топливе, самовары различной вместимости и кипятильники самоварного типа. Источником тепла для них служит твердое топливо, электричество и газ.

Кипятильники непрерывного действия работают по принципу сообщающихся сосудов, сокращенно они обозначаются на шелдиках КНД. По принципу действия и устройству они одинаковы, а различаются между собой производительностью, конструкцией и размерами греющей камеры.

В разделе 1.3 рассмотрим подробно конструкцию, принцип работы электрического кипятильника КНЭ-25 на рисунке 1.

Сейчас рассмотрим некоторые модели кипятильников, представленные на российском рынке.

Кипятильник электрический сделан из нержавеющей стали, настольный, автономный, производительность 30 литров в час. Температурный диапазон от 0 до 97 °C.

Рисунок 1 - Электрокипятильник Animo WKT 20N HA

Технические характеристики электрокипятильника Animo WKT 20N HA представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Технические характеристики кипятильника Animo WKT20N НА

Производитель:	Animo (Голландия)
Объем, л:	18 л
Мощность, кВт	3,2
Напряжение, В	220
Габариты (ДхШхВ), мм	диаметр 305, высота 560
Время нагрева	34 мин.
Тип:	Заливные

Кипятильник электрический ЭКГ-100 предназначен для приготовления кипяченой воды на предприятиях общественного питания. Время разогрева воды до температуры кипения - 6 мин. Масса - 27 кг. Производство - Беларусь.

Рисунок 2 - электрокипятильник ЭКГ - 100

Кипятильник электрический непрерывного действия КЭНД предназначен для подогрева воды до 100С. Рекомендован для использования на предприятиях общественного питания, в детских и медико-санитарных учреждениях.

Рисунок 3 - Электрокипятильник КНЭД

Технические характеристики электрокипятильников КНЭД представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Технические характеристики электрокипятильников КНЭД

1	2	3
Технические характеристики	КЭНД - 100	КЭНД-50
Производительность, л/час, не менее	100	50
Время нагрева воды до кипения, мин.	12	11
Номинальная мощность кипятильника, кВт	12	6
Номинальное напряжение кипятильника, В	380	380
Род тока	Трехфазный переменный
Частота, Гц	50	50
Давление воды в сети водопровода, кПа	50-600	50-600
Габаритные размеры: длина кипятильника, мм ширина кипятильника, мм высота кипятильника, мм	485 382 800	485 385 570

1.4 Сущность и характеристика процесса кипячения

Кипение - процесс парообразования в жидкости (переход вещества из жидкого в газообразное состояние), с возникновением границ разделения фаз. Температура кипения при атмосферном давлении приводится обычно как одна из основных физико-химических характеристик химически чистого вещества.

Кипение отличается от испарения, тем, что может происходить при определённой температуре и давлении.

Кипение является фазовым переходом первого рода. Кипение происходит гораздо более интенсивно, чем испарение с поверхности, из-за образования очагов парообразования, обусловленных как достигнутой температурой кипения, так и наличием примесей.

На процесс образования пузырьков можно влиять с помощью давления, звуковых волн, ионизации. В частности, именно на принципе вскипания микрообъёмов жидкости от ионизации при прохождении заряженных частиц работает пузырьковая камера.

Кипячение - нагревание жидкости (обычно воды) до температуры кипения. Физический способ дезинфекции.

По мере нагрева жидкости на греющей поверхности образуются пузырьки пара, внутрь которых испаряется жидкость. При определенной температуре давление насыщенного пара внутри пузырька становится равным наружному давлению. В этот момент пузырек отрывается от стенки, и жидкость начинает кипеть. Таким образом, если испарение происходит при любой температуре, то кипение - при одной, определенной для текущего давления. Когда процесс кипения начался, то несмотря на продолжающийся подвод тепла температура жидкости изменяется незначительно, пока вся жидкость не превратится в пар. Температура, при которой происходит кипение жидкости, находящейся под постоянным давлением, называется температурой кипения или температурой насыщения .

Кипячение-процесс доведения воды до кипения (получения кипятка), также процесс обеззараживания (в такой воде) пищевых продуктов и очистки (стирки) от жировых загрязнений сильно загрязнённой одежды и предметов (скажем, музыкальных струн).

Кипячение воды представляет собой сложный процесс, состоящий из трёх ясно отличимых одна от другой стадий:

- Первая стадия начинается с проскакивания со дна нагревателя маленьких пузырьков воздуха, а также появления групп пузырьков на поверхности воды у стенок аппарата. Затем постепенно количество пузырьков, возникающих в воде и рвущихся на поверхность, всё более увеличивается.

- Вторая стадия кипения характерна массовым стремительным подъёмом пузырьков, которые вызывают сначала легкое помутнение, а затем даже побеление воды, напоминая собой быстро бегущую воду родника. Это так называемое кипение "белым ключом" (отсюда название белый кипяток), оно крайне непродолжительное и вскоре сменяется третьей стадией;

- Интенсивное бурление воды, появлением на поверхности больших лопающихся пузырей, а затем брызганьем. Брызги будут означать, что вода очень сильно перекипела.

При этом процесс сопровождается обильным выделением пара. При кипячении воды оседают коллоидные частицы грязи, выпадают в осадок соли, образуя накипь, вода умягчается, уменьшается содержание легколетучих компонентов и часть свободного хлора, уничтожаются практически все болезнетворные микробы, вирусы и возбудители паразитарных заболеваний. В химии кипячение с обратным холодильником - распространённая техника увеличения скорости реакций.

При длительном кипячении возрастает концентрация нелетучих веществ, солей тяжёлых металлов, пестицидов, органических веществ.

Кипячение не уничтожает всех микробов, не говоря уже о тяжёлых металлах, пестицидах, гербицидах, нитратах, феноле и нефтепродуктах. Некоторые микробы и вирусы выживают в кипящей воде минуты и даже часы.

При кипячении хлор взаимодействует с органическими соединениями и образует хлорорганические соединения, такие как трихлорметан и диоксин (последний относится к категории особо опасных веществ и в тысячи раз более ядовит, чем цианистый калий).



2. Расчет электрического кипятильника

2.1 Конструктивный расчет

Конструктивный расчет позволяет определить размеры основных конструктивных элементов аппарата - рабочей камеры, теплогенерирующего и теплопередающего устройства, теплоизоляции, общие габариты аппарата.

Зададимся размерами аппарата - длина - 427 мм, ширина - 303 мм, высота - 622 мм.

Расчет тепловой изоляции. Производится для определения минимальной толщины изоляционного слоя при заданной (допустимой по условиям эксплуатации) температуре на поверхности ограждения аппарата.

Расчет толщины изоляции. Для плоской изолируемой поверхности кипятильника тепловой поток q, Вт/ м, определяется по формуле: 1 [1]-N источника:

q=, (1)

где t, t-температура греющей среды (пара) и окружающего воздуха, °С;

- толщина i-ого слоя, через который проходит тепловой поток, м;

-коэффициент теплопроводности i-ого слоя, Вт/(м*°С).

Ввиду того, что термическое сопротивление теплоотдачи от горячей среды к стенке и термическое сопротивление металлической стенки изолируемого аппарата или паропровода очень малы по сравнению с термическим сопротивлением изоляции и сопротивлением теплоотдачи о наружной поверхности изоляции к окружающее среде, величинами и можно пренебречь.

Пример расчета:

q ==187,7 Вт/ м.

Толщина изоляции , м, подсчитывается по формуле:

=, (2)

где t- температура наружной поверхности изоляции.

= =0,049 м.

2.2 Тепловой расчет

Тепловой баланс аппарата. Для кипятильников непрерывного действия наиболее характерен стационарный режим работы, для которого уравнение теплового баланса имеет вид:

Q= Q+ Q+ Q, (Кдж)

где Q - полезная тепловая нагрузка, кВт;

Q - тепловая мощность, пошедшая на испарение воды, кВт;

Q - потери в окружающую среду, кВт.

Расчет полезно используемой теплоты:

Q = D_в · С ·(t_{к -} t_н),

где D_в - удельная производительность кипятильника, л/ч;

С - удельная теплоемкость воды, кДж/ (кг·К);

t_к, t_н - соответственно температура воды на выходе и на входе, °С.

Q= 0,044·4,187·(100-7) = 17,1 кВт.

Тепловая мощность, пошедшая на испарение воды:

Q = ,

где - масса испаренной влаги, кг;

r - удельная теплота парообразования, кДж/кг. Удельная теплота парообразования воды 2260 кДж/кг;

- соответствующее время работы кипятильника, с.

Q = =0,138 кДж.

Потери теплоты в окружающую среду:

Q=0,001··F·(t-t),

где -коэффициент теплоотдачи, кВт/(м·К);

F=F-площадь наружных ограждений кипятильника, м;

t-температура стенки аппарата, °С;

t- температура воздуха, °С.

=9,7+0,07·(t-t).

F=+,

где l - длина кипятильника, м;

h - высота кипятильника, м.

F==0,977 м.

=9,7+0,07·(100-24) = 15,02.

Q= 0,001·15,02·0,977·(100-24) = 1,16 кДж.

Тогда Q= 17,1 + 0,138 + 1,16 = 18,4 кДж.

2.3 Выбор и расчет нагревательного элемента

Расчет мощности электронагревательных элементов

Электрическая мощность одного ТЭНа Р, Вт, определяется по формуле:

Р= ,

где n - число ТЭНов в аппарате.

Р==2300 Вт.

Расчет ТЭНа сводится к определению геометрических размеров его рабочих элементов (длина ТЭНа, длина проволоки, длина спирали, плотности намотки) и их теплового режима (температура спирали и поверхности трубки).

Мощность ТЭНа Р, Вт, пропорциональна теплоотдающей поверхности трубки S, см, и ее удельной поверхностной мощности W, Вт/ см и рассчитывается по формуле:

Р = S·W.

Р = 280·7 =1960 Вт.

Активная длина трубки ТЭНа L, см, рассчитывается по формуле:

L=,

где D - наружный диаметр трубки ТЭНа после опрессовки, принимаемый равным 1,4 см.

L= =63,7 см.

Полная длина трубки с учетом части концевых стержней, находящихся в трубке ТЭНа L, мм рассчитывается по формуле:

L = L+2 L,

где L - длина пассивных концов трубки, L50 мм.

L = 637 + 2·50 = 737 мм.

Сопротивление спирали R, Ом, определяется по формуле:

R =,

где U - напряжение сети, В.

R = =24,7 Ом.

Длина проволоки спирали L, мм, определяется по формуле:

R = ==,

L = ,

L = =11,28 мм.

где d-диаметр проволоки спирали (принимается в пределах 0,5 мм для мощности Р= 800 до 1000 Вт и 0,8 мм для мощности от 2200 до 4000Вт);

-удельное сопротивление спирали при комнатной температуре =1,1 Ом· мм/м.

Длина витка спирали L, мм, определяется по формуле:

L = 1,07··(d+2d),

где 1,07- коэффициент увеличения диаметра спирали при снятии со стержня;

d -диаметр стержня для намотки спирали.

L = 1,07·3,14·(0,4+2·0,8) = 6,72.

Число витков спирали ТЭНа n, шт., определяется по формуле:

n = .

n ==1,672.

2.4 Расчет основных показателей работы теплового аппарата

Работа кипятильников и водонагревателей характеризуется нормальной теоретической и действительной (технической) производительностью, удельной производительностью, удельным расходом энергоносителя, коэффициентом полезного действия аппарата (кпд), напряжением поверхности нагрева, металлоемкостью.

Производительность кипятильников и водонагревателей, при прочих равных условиях, зависит от температуры воды, поступающей в нагревательное устройство, и от температуры ее закипания, которая, в свою очередь, зависит от барометрического давления. В связи с этим при определении производительности водогрейных устройств введены понятия: нормальный кипяток и нормальная производительность, одновременно являющаяся и теоретический производительностью.

Нормальным кипятком условно принято называть воду, нагретую от 10 до 100 °С; при этом на нагрев 1 л воды затрачивается 337 кДж теплоты.

В технических расчетах кипятильников принято пользоваться нормальным кипятком и нормальной производительностью. Под нормальной (теоретической) производительностью кипятильника понимают количество нормального кипятка, полученного за 1 ч работы аппарата.

Нормальная производительность кипятильника определяется по формуле:

D_н = D_дв [(t_{к -} t_н)/80],

где D_дв - действительная (техническая) производительность кипятильника, л/ч;

t_к - конечная температура воды на выходе из кипятильника, °С;

t_н - начальная температура воды на входе в кипятильник, °С.

D_н = 25 [(100-7)/80]= 29 л/ч.

Удельная производительность кипятильника определяется по формуле:

D_в = D_дв /M_в,

где M_в - масса кипятильника, кг.

D_в = 25/16,5 = 1,5 л/ч.

Удельная металлоемкость m, [кг/(кг/с)], кипятильника характеризует совершенство конструкции аппарата и определяется по формуле:

,

где М-масса кипятильника, кг;

D- нормальная производительность, кг/с.

.

По технико-эксплуатационным показателям оцениваются конструктивные, эксплуатационные и экономические показатели водогрейных аппаратов.

Основные технические показатели работы кипятильника

Коэффициент полезного действия:

,

=0,92 %.

Удельный расход теплоты на приготовление 1 кг воды q, (кДж/кг)

q=,

q== 374,3 кДж/кг.

Расчет температуры стенок аппарата в конце разогрева при установившемся режиме работы теплового аппарата

Удельный поток от теплоносителя к стенке q, Вт/м ², рассчитывается по формуле:

q = (0,46·t+ 40)

где - средняя температура нагретой изолированной стенки, от которой исходит тепловой поток, єС. = (0,46·300 + 40) = 178 Вт/м².

Температуры стенок аппарата t_{cт 1}, єС; t_{cт 2}, єС; t_{cт 3}, єС; t_к, єС определяются по формулам:

t_{cт 1} =t₁ - q··

t_{cт 1} =320-178··=233 єС;

t_{cт 2} = t_{cт 1} - q·

t_{cт 2} = 233-178·=232,9 єС.

t_{cт 3} = t_{cт 2} - q·;

t_{cт 3} = 232,9-178·=40 єС.

t_к = t_{cт 3} - q·;

t_к = 40-178·=40 єС.

Для проверки расчетов определяется температура теплоносителя t_{cт 1}, єС по формуле:

t₁ = t₂ + q·(+++),

t₁ =24+178·(+++) =310 єС.



3. Описание кипятильника

3.1 Описание конструкции

Кипятильник КНЭ-25 - настольного исполнения. Состоит он из корпуса, питательной коробки, кипятильного сосуда и сборника кипятка.

В питательной коробке имеется поплавковое устройство, с помощью которого в ней поддерживается постоянный уровень воды, поступающей по питающему трубопроводу из водопровода.

В кипятильном сосуде установлены трубчатые тэны, переливная труба и сливной патрубок с пробкой.

Сборник кипятка имеет разборный кран, крышку-отбойник и отверстие, через которое кипяток при переполнении сборника кипятка попадает в питательную коробку.

Вода в переливной трубе согласно закону сообщающихся сосудов устанавливается на том же уровне, что и в питательной коробке, так как они соединены между собой питательной трубкой. При нарушении нормальной работы кипятильника кипяток удаляется по сигнальной трубе в трап.

На корпусе кипятильника установлены две лампочки, оповещающие о наличии напряжения кипятильника и работе тэнов.

Блок автоматики установлен в нижней части корпуса и служит для защиты от "сухого хода", т.е. невозможность включения тэнов при отсутствии воды.

Для защиты сборника кипятка от переполнения в нем установлены нижний и верхний электроды, которые в зависимости от уровня воды, включают и выключают нагрев тэнов.

Процесс приготовления кипятка заключается в следующем: холодная вода из водопровода поступает в питательную коробку, из нее по питательной трубе в кипятильный сосуд и переливную трубу. Когда уровень воды в переливной трубе и питательной коробке сравнивается и достигнет требуемого уровня, поплавковое устройство перекроет клапаном подачу воды из водопровода. При включенном кипятильнике тэны нагревают воду и доводят ее до кипения.

Образующиеся при этом пары поднимаются по переливной трубе, увлекают за собой часть кипящей воды, которая выплескиваясь и ударяясь об отражатель, собирается в сборнике кипятка. Уровень воды в кипятильной коробке и переливной трубе понижается. Поэтому поплавок опускается, открывает клапан, и в нижнюю часть кипятильного сосуда поступает вода из водопровода.

Из переливной трубы кипяток выбрасывается в сборник кипятка периодически, разбирать же кипяток через кран можно непрерывно.

Кипятильник устанавливается на типовом металлическом столе или подставке, в которых предусмотрено отверстие для водопроводной трубы, слива воды в трап, а также для электрического кабеля, подключаемого к магнитному пускателю автоматического пускового устройства. Заземляющий провод подводится к заземляющему болту, находящемуся на корпусе кипятильника.

Техническая характеристика кипятильника КНЭ-25 приведена в таблице 4.

Таблица 4 - Техническая характеристика кипятильника КНЭ-25

Наименование параметра	Значение
Производительность по кипятку, л/ч	25
Мощность, кВт	3
Ток	Трехфазный 50 Гц
Напряжение, В	380/220
Время до первого кипятка, мин	10-15
Объем сборника кипятка, дм 3	7,6
Габариты, мм: - длина - ширина - высота	427 303 622
Масса, кг	16,5

3.2 Правила эксплуатации электрического кипятильника и техника безопасности

Перед началом работы проверяют санитарное и техническое состояние кипятильника, особое внимание нужно обратить на заземление и его исправность. Затем открывают вентиль на водопроводе и включают кипятильник в работу. Места соединений проводов и шин должны быть плотно затянуты гайками, кроме того, не должно быть наложения одного провода на другой. Неисправности, имеющие место в процессе эксплуатации кипятильников и способы их устранения приведены в таблице 5.

Таблица 5 - Возможные неисправности водонагревателей и способы их устранения

Неисправности	Вероятные причины	Способы устранения
Снижена производительность кипятильника	Неисправны тэны	Заменить тэны
Из сливной трубки вытекает холодная вода	Неправильно работает питательный клапан	Отрегулировать работу питательного клапана
Из сливной трубки вытекает горячая вода	Не работает верхний электрод сборника кипятильника	Заменить электрод
Кипятильник включается после оголения верхнего электрода сборника кипятка	Нижний электрод покрыт накипью	Очистить или заменить электрод



Заключение

В данном курсовом проекте мною был сделан расчет электрического кипятильника производительностью 25 л/ч, была дана характеристика данного аппарата. Также был проведен анализ конструкций электрокипятильников, рассмотрены правила эксплуатации кипятильников.

Кипятильник - самый распространенный электрический прибор, используемый на предприятиях общественного питания. Кипятильники являются незаменимой техникой для любого общепитовского предприятия.

Существует огромное количество различных моделей кипятильников, отличающихся по объему и мощности.

Предлагаемых моделей очень много. Различаются они по объему резервуара для воды, мощности, материалу, применяемому для изготовления, дизайну. Одни модели только нагревают воду до нужной температуры, после чего она постепенно она остывает. Другие постоянно поддерживают заданную температуру. Сложные конструкции снабжены защитой от так называемого "сухого хода", когда без воды в баке аппарат сам отключается. В некоторые модели встраивается индикатор уровня воды. Как правило, во всех моделях предусмотрен специальный дренажный патрубок для отвода образующегося пара.

Также была сделана графическая часть.



Список используемой литературы

1. Кавецкий Г.Д. Оборудование предприятий общественного питания [Текст]: учеб. пособие / Г.Д. Кавецкий, О.К. Филатов, Т.В. Шленская. - М.: КолосС, 2004. - 304 с.

2. Золин В.П. Технологическое оборудование предприятий общественного питания / В.П. Золин. - М.: ПрофОбрИздат, 2002. - 248 с.

3. Беляев М.И. Оборудование предприятий общественного питания. Том 3. Тепловое оборудование. - М.: Экономика, 1989. - 456 с.

4. Беляев М.И. Тепловое оборудование. - М.: Экономика, 2006. - 567 с.

5. Могильный М.П. Оборудование предприятий общественного питания. Тепловое оборудование / М.П. Могильный, Т.В. Калашнова, А.Ю. Баласанян. - М., 2004. - 398 с.

6. Оборудование предприятий общественного питания. В.Д. Елхина, А.А. Журин, Л.П. Проничкина, М.К. Богачев. М.: Экономика, 2004. - 378 с.

7. Никуленкова Т.Т. Проектирование предприятий общественного питания/ Т.Т. Никуленкова, Г.М. Ястина. - М.: КолосС, 2008. - 247 с.

8. Оборудование и автоматизация перерабатывающих производств [Текст]: учеб. для вузов / А.А. Курочкин [и др.]. - Москва: Колос, 2007. - 591 с.

9. [Электронный ресурс]: - Режим доступа: www.marketing.rbc.ru.

10. [Электронный ресурс]: www.food-court.ru/.

Размещено на Allbest.ru

...