Розрахувати тен потужністю 2 кВт довжиною 0,8 м для роботи у фритюрному жирі
Розв’язок.
Зовнішній діаметр трубки ТЕНа дорівнює:
(100)
де D – зовнішній діаметр трубки ТЕНа;
La – активна довжина трубки ТЕНа;
W – питома поверхнева потужність, Вт/м2 [1, табл. 10].
Згідно з рекомендаціями D = (6 · 10-3...16 · 10-3) [1, с. 134].
Тому приймемо D = 16 ∙ 10-3 м.
Розрахуємо активну довжину ТЕНу.
(101)
Внутрішній діаметр трубки ТЕНа з товщиною стінки = 1,0 ∙10-3м:
(102)
Повну довжину трубки ТЕНа після опресовки з урахуванням пасивних кінців визначаємо за формулою:
, (103)
де Lп – довжина пасивних кінців, приймемо Lп = 0,05 м.
Опір у спіралі:
(104)
де U – напруга мережі. Приймаємо U = 220 В.
Довжина дроту спіралі:
(105)
де d – діаметр дроту спіралі, м. Приймемо d = 0,9 · 10-3м ;
– питомий опір матеріалу спіралі ( = 1,18 ∙ 10-6 Ом ∙ м).
Діаметр стержня для намотування спіралі (м) визначаємо за формулою:
(106)
Діаметр витка спіралі:
(107)
Довжина витка спіралі:
(108)
Кількість витків спіралі:
(109)
Довжина спіралі:
Відстань між сусідніми витками спіралі визначаємо за формулою:
(110)
Отримана відстань між витками відповідає вимогам нормального відведення теплоти від спіралі, оскільки > Dвн в 2,44 рази.
Для визначення температури спіралі розрахуємо її геометричні характеристики:
(111)
де Dвн – внутрішній діаметр трубки ТЕНа, м.
; (112)
; (113)
(114)
За номограмою [1, рис. 25] визначаємо перепад температур в ізоляційному шарі на одиницю теплового потоку при відомій величині коефіцієнта теплопровідності ізоляційної маси (для периклаза = 0,022 Вт/м °С).
(115)
Питомий тепловий потік на одиницю довжини спіралі дорівнює:
(116)
Перепад температур в ізоляційному шарі:
(117)
Робочу температуру спіралі визначаємо за формулою (118):
(118)
де tр.п – температура на поверхні трубки ТЕНа.
За експериментальними даними за температури жиру, яка дорівнює 180 ºС, середня температура на поверхні трубки ТЕНа становить 254 °С.
Це значення tсп є допустимою величиною для обраного матеріалу спіралі.
Список рекомендованих інформаційних джерел
1. Єдина система конструкторської документації. Основні положення : [довідник]. – Львів : НТЦ «Леонорм-стандарт», 2001. – 272 с.
2. Дипломне проектування : навч. посіб. / Г. В. Дейниченко [та ін.] ; відп. Г. В. Дейниченко. – Луганськ : Вид-во СНУ ім. Володимира Даля, 2004. – 256 с.
3. Курсове проектування : навч. посіб. / О. І. Черевко, Г. В. Дейниченко, Н. О. Афукова [та ін.] ; за ред. Г. В. Дейниченка ; Харк. держ. акад. технол. та організації харчування. – Харків, 1998. – 155 с.
4. Ботов М. И. Тепловое и механическое оборудование предприятий торговли и общественного питания / М. И. Ботов, В. А. Елхина, О. М. Голованов. – М. : Изд. центр «Академия», 2002. – 464 с.
5. Дорохін В. О. Теплове обладнання підприємств харчування : підручник / В. О. Дорохін, Н. В. Герман, О. П. Шеляков. – Полтава : РВВ ПУСКУ, 2004. – 283 с.
6. Беляев М. И. Оборудование предприятий общественного питания. Т. 3. Тепловое оборудование / М. И. Беляев. – М. : Экономика, 1987. – 558 с.
7. Литвина Л. С. Тепловое оборудование предприятий общественного питания / Л. С. Литвина, З. С. Фролова. – М. : Экономика, 1987. – 272 с.
8. Кирпичников В. П. Справочник механика / В. П. Кирпичников, Г. Х. Леенсон. – М. : Экономика, 1990. – 382 с.
9. Барышев А. И. Дипломное проектирование оборудования перерабатывающих производств : навч. посіб. / А. И. Барышев, И. Н. Заплетников. – Донецк : ДонГУЭТ, 2004. – 204 с.
10. Гончаренко Г. М. Технологічне обладнання консервних та овочепереробних виробництв : довідник / Г. М. Гончаренко, В. В. Дуб, В. В. Гончаренко. – К. : Центр учбової л-ри, 2007. – 380 с.
11. Розрахунки обладнання підприємств переробної і харчової промисловості : навч. посіб. / В. Г. Мирончук, Л. О. Орлов, А. І. Українець [та ін.]. – Вінниця : Нова книга, 2004. – 350 с.
12. Дейниченко Г. В. Патентознавство : навч. посіб. / Г. В. Дейниченко, В. В. Дуб. – Х. : ХДУХТ, 2006. – 224 с.
13. Дрейпер Норман Р. Прикладной регрессионный анализ / Норман Р. Дрейпер, Гарри Смит. – К. : Діалектика, 2007. – 912 с.
14. Власов К. П. Методы исследований и организация экспериментов / Власов К. П., Власов П. К., Киселёва A. A. – X. : Гуманитарный центр, 2002. – 256 с.
15. Пилипчик М. І. Основи наукових досліджень : підручник / М. Л. Пилипчук, A. C. Григор’єв, B. B. Шостак. – К. : Знання, 2007. – 270 с.
16. Романчиков В. І. Основи наукових досліджень : навч. посіб. / В. І. Романчиков. – К. : Центр учбової л-ри, 2007. – 254 с.
17. Дейниченко Г. В. Оборудование предприятий питания : справочник в 3 ч. / Г. В. Дейниченко, В. А. Ефимова, Г. П. Постнов. – Х. : Мир Техники и Технологий, 2002. – Ч. 1. – 256 с.
18. Дейниченко Г. В. Оборудование предприятий питания : справочник в 3 ч. / Г. В. Дейниченко, В. А. Ефимова, Г. П. Постнов. – Х. : Мир Техники и Технологий, 2003. – Ч. 1. – 380 с.
19. Дейниченко Г. В. Оборудование предприятий питания : справочник: в 3 ч. / Г. В. Дейниченко, В. А. Ефимова, Г. П. Постнов. – Х. : Мир Техники и Технологий, 2005. – Ч. 3. – 456 с.
20. Збірник рецептур національних страв та кулінарних виробів: Для підприємств громад. харчування всіх форм власності / О. В. Шалянінов, Т. П. Дяченко, Л. О. Кравченко [та ін.]. – К. : А.С.К., 2000. – 848 с.
21. Скурихин И. М. Химический состав пищевых продуктов. Справочные таблицы содержания основных пищевых веществ и энергетической ценности блюд и кулинарных изделий / И. М. Скурихин, В. А. Шатерников. – М. : Легкая и пищ. пром-сть, 1984. – 328 с.
22. Гинзбург A. C. Теплофизические характеристики пищевых продуктов : справочник / A. C. Гинзбург. – М. : Агропромиздат, 1990. – 286 с.
23. Лунин О. Г. Курсовое и дипломное проектирование технологического оборудования пищевых производств / О. Г. Лунин. – М. : Агропромиздат, 1990. – 269 с.
24. Роюв И. А. Сверхвысокочастотный и инфракрасный нагрев пищевых продуктов / И. А. Роюв, С. В. Некрутман. – М. : Пищ. пром-сть, 1981. – 210 с.
25. Черевко О. І. Устаткування підприємств харчування. Курсове проектування : навч. посіб. / О. І. Черевко, Г. В. Дейниченко, Н. О. Афукова та ін. – Х. : ХДУХТ, 2011. – 256 с.
26. Елхина В. Д. Оборудование предприятий общественного питания. Т. 1. Механическое оборудование / В. Д. Елхина, А. А. Журин, Л. П. Пронипак, М. К. Богачев. – М. : Экономика, 1987. – 447 с.