Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Тепловое оборудование предприятий общественного питания. Учебное пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

08.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

1 / 81 2 3 4 5 6 7 8 > Следующая >>>

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Т. Г. МАРТЫНОВА, Н. В. ПЕРОВА

ТЕПЛОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

ПРЕДПРИЯТИЙ

ОБЩЕСТВЕННОГО ПИТАНИЯ

Утверждено Редакционно-издательским советом университета

в качестве учебного пособия

НОВОСИБИРСК

2024

УДК 641.53.06/.9(075.8) М294

Рецензенты:

д-р техн. наук, профессор Ю. И. Подгорный

канд. техн. наук, доцент Е. А. Зверев

Работа подготовлена кафедрой проектирования технологических

машин для студентов III–IV курса ФБ всех форм обучения,

обучающихся по направлению 19.03.04 – Технология продукции

и организация общественного питания

Мартынова Т. Г.

М294 Тепловое оборудование предприятий общественного

питания: учебное пособие / Т. Г. Мартынова, Н. В. Перова. – Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2024. – 76 c.

ISBN 978-5-7782-5315-5

В учебном пособии приведены основные понятия из курса теплотехники и представлена необходимая информация о тепловом оборудовании предприятий общественного питания, приведены теоретические обоснования и практические расчеты, а также исходные данные к выполнению расчетно-графического задания (РГЗ).

Настоящее учебное пособие позволит студентам приобрести опыт в использовании современных методов расчета теплового паратов.

баланса ап-

УДК 641.53.06/.9(075.8)

ISBN 978-5-7782-5315-5 © Мартынова Т. Г., Перова Н. В., 2024

технический университет, 2024

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие ............................................................................................................. 4

1. Основы теплотехники. Основные понятия и определения ....................... 5

Контрольные вопросы ........................................................................................ 10

2. Общие сведения о тепловом оборудовании предприятий

общественного питания .................................................................................. 11

2.1. Классификация оборудования .................................................................... 11

2.2. Элементы и узлы аппаратов ........................................................................ 14

2.3. Удельные показатели ................................................................................... 16

Контрольные вопросы ........................................................................................ 18

3. Варочное оборудование ................................................................................... 19

3.1. Котлы пищеварочные и автоклавы ............................................................ 20

3.2. Пароварочные аппараты .............................................................................. 25

3.3. Арматура варочных аппаратов ................................................................... 26

Контрольные вопросы ........................................................................................ 29

4. Водогрейное и

4.1. Водонагреватели и кипятильники .............................................................. 30

4.2. Кофеварки ..................................................................................................... 36

Контрольные вопросы ........................................................................................ 40

5. Жарочное оборудование ................................................................................. 41

5.1. Сковороды .................................................................................................... 41

5.2. Фритюрницы ................................................................................................ 42

5.3. Жарочные и пекарные шкафы .................................................................... 46

Контрольные вопросы ........................................................................................ 48

6. Универсальные тепловые аппараты (плиты) ............................................ 49

Контрольные вопросы ........................................................................................ 53

7. Тепловой расчет аппарата ............................................................................. 54

Контрольные вопросы ........................................................................................ 59

8. Рекомендации по выполнению расчетно-графического задания (РГЗ) ... 60

8.1. Тематика, объем и содержание ................................................................... 60

8.2. Требования

Контрольные вопросы ........................................................................................... 65

Библиографический список .................................................................................. 66

Приложения ............................................................................................................ 68

кипятильное оборудование, кофеварки ........................... 30

к оформлению ......................................................................... 62

ПРЕДИСЛОВИЕ

В учебном пособии рассматриваются тепловые процессы, протекающие в аппаратах, приводятся конструктивные особенности аппаратов, связанные, как правило, с их применением и режимами эксплуатации. Пособие содержит рекомендации к расчетам основных характеристик аппаратов на примере котлов пищеварочных электрических. Предложенные в пособии методы и алгоритмы расчетов теплового баланса и других параметров аппаратов, эксплуатируемых щественного питания (ПОП), могут быть использованы студентами для выполнения всех видов работ в рамках указанной дисциплины, а также при написании ВКР.

Материал, представленный в настоящем учебном пособии, позволяет систематизировать и углубить знания, полученные ранее при изучении многих естественно-научных, общетехнических и специальных дисциплин.

Основная цель овладеть методиками расчетов и общими навыками проектирования теплового оборудования предприятий общественного питания.

Опыт, полученный при выполнении расчетов теплового оборудования, поможет студентам в принятии самостоятельных решений сложных практических задач в профессиональной деятельности.

Учебное пособие также будет полезно специалистам, работающим в пищевой промышленности, в сфере общественного питания; может быть использовано при получении дополнительного профессионального образования.

этой работы состоит в том, чтобы студенты могли

на предприятиях об-

1. ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИКИ.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

При тепловой обработке происходит естественный самопроизвольный переход от источника тепла к нагреваемому продукту, поскольку источник тепла всегда более нагрет, чем продукт [1, 2].

Теплообмен – самопроизвольный необратимый процесс переноса теплоты от более нагретых тел (или участков тел) к менее нагретым.

Теплота (количество теплоты) – энергетическая характеристика процесса теплообмена, которая определяется количеством энергии, отдаваемой

рость которых определяется скоростью подвода или отвода теплоты: нагревание, испарение (в том числе выпаривание), охлаждение, конденсация. Аппараты, в которых проходят эти процессы, называют теплообменными.

разделяющую их твердую стенку.

мая для переноса теплоты.

с различной температурой. Среда с более высокой температурой, отдающая при теплообмене теплоту, называется горячим теплоносителем, среда с более низкой температурой, воспринимающая теплоту, называется холодным теплоносителем (хладагентом).

вызывать коррозии аппаратуры, не образовывать отложений на стенках аппаратов.

или получаемой телом в процессе теплообмена.

К теплообменным относятся такие технологические процессы, ско-

Теплопередача – теплообмен между двумя теплоносителями через

Теплоноситель –

В процессах теплопередачи участвует не менее двух сред (веществ)

Теплоносители и хладагенты должны

движущаяся среда (газ, пар, жидкость), используе-

быть химически стойкими, не

В качестве теплоносителей в пищевой промышленности наибольшее распространение получили насыщенный водяной пар, вода, дымовые газы, а в качестве хладагентов – аммиак, фреоны, рассол хлорида кальция, воздух, азот. Выбор теплоносителя или хладагента определяется их назначением, температурой процесса, стоимостью.

Теплопередача между средами может происходить в установившихся (стационарных) и неустановившихся (нестационарных

) условиях.

При установившемся (стационарном) процессе поле температур в аппарате не изменяется во времени. При неустановившемся (нестационарном) процессе температуры изменяются во времени.

Установившиеся процессы имеют место в непрерывно действующих аппаратах; неустановившиеся процессы протекают в аппаратах периодического действия, а также при пуске и остановке аппаратов непрерывного действия и

изменении режима их работы.

Зависимость между количеством передаваемой теплоты и площадью поверхности теплообмена определяется основным уравнением теп-

лопередачи [1, 2]:

,dQ kF t d 

ср

где dQ – количество переданной теплоты; k – коэффициент теплопере-

t

дачи между средами; F – площадь поверхности теплообмена;

– раз-

ср

ность температур между средами – движущая сила процесса; dτ – продолжительность процесса.

Для установившегося процесса формула имеет следующий вид:

.QkFt

ср

Передача теплоты может осуществляться теплопроводностью, тепловым излучением и конвекцией.

Теплопроводностью называется процесс переноса тепловой энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым в результате теплового движения и взаимодействия микрочастиц.

Поверхность тела, все точки которой имеют одинаковую температуру, называется изотермической поверхностью.

Температура внутри тела (среды) изменяется в

направлении от одной изотермической поверхности к другой. Наибольшее изменение температуры происходит по нормали к изотермическим поверхностям.

Предел отношения изменения температуры Δt к расстоянию между изотермическими поверхностями по нормали Δl называется температурным градиентом



grad( ) lim .













Основной закон теплопроводности: количество теплоты dQ, пере-

данное теплопроводностью, пропорционально градиенту температуры

tl



времени dτ и площади сечения F:









dQ Fd



 







где λ – коэффициент теплопроводности среды, Вт/(м ꞏ К).

Коэффициент теплопроводности показывает, какое количество теп-

лоты проходит вследствие теплопроводности через

1 м поверхности за

1 ч при разности температур 1 К, приходящейся на 1 м длины нормали

к изотермической поверхности.

Коэффициент теплопроводности веществ зависит от их природы

и агрегатного состояния, температуры и давления.

Коэффициент теплопроводности газов возрастает с повышением температуры и почти не зависит от давления. Для жидкостей, за исключением воды и глицерина, наоборот

, λ уменьшается с повышением температуры. Для теплоизоляционных материалов коэффициент теплопроводности изменяется от 0,006 до 0,0116 Вт/(м ꞏ К).

Установившийся процесс передачи теплоты теплопроводностью через плоскую стенку от горячего теплоносителя к холодному: температура стенки со стороны го-

рячего теплоносителя равна

роны холодного –

теплопроводность

ст2

а со сто-

ст1

материала стенки – λ, толщина стенки – δ.

Температурное поле одномерно, и температуры изменяются только в направлении оси Х [3].

Тепловое излучение. Из всей лучистой энергии, которая попадает на поверхность тела, часть ее поглощается телом, часть отражается, а часть проходит через тело. В общем случае



QQQ

А RD





QQQ



В этом уравнении: первый член уравнения поглощательную способность тела, второй

()/

третий

– пропускную.

()/AQQ

()/RQQ

характеризует

– отражательную,

В зависимости от значений членов, входящих в уравнение, различают:

 абсолютно черное тело (вся падающая на него лучистая энергия поглощается им, т. е.

QQ

1;/)

 абсолютно прозрачное тело (вся падающая на тело лучистая энер- гия проходит через него, т. е.

QQ

1;/)

 абсолютно белое (вся падающая на тело лучистая энергия отража-

/1.)

ется им, т. е.

QQ

В природе нет абсолютно черных, белых и прозрачных тел. В технике приходится оперировать телами, называемыми серыми.

При конвективном теплообмене теплота распространяется в потоке

жидкости или газа от поверхности твердого тела или к его поверхности одновременно конвекцией и теплопроводностью. От поверхности твердого тела к потоку жидкости она распространяется пограничный слой за счет теплопроводности, от пограничного слоя в ядро потока жидкости или газа – в основном конвекцией.

Процесс конвективного теплообмена между стенкой аппарата и потоком жидкости показан на рисунке.

через

Поток жидкости можно рассматривать как двухслойную систему,

состоящую из пограничного слоя толщиной δ и ядра потока, в котором происходит интенсивное перемещение частиц жидкости при турбулентном режиме.

Теплота от стенки аппарата через пограничный слой распространя-

ется теплопроводностью [1, 2].

Различают теплоотдачу при свободной и вынужденной конвекции.

Под свободной, или естественной, конвекцией понимают перемеще ние частиц жидкости или газа в объеме аппарата или теплообменных устройств, вследствие разности плотностей нагретых и холодных частиц жидкости или газа.

Скорость естественной конвекции определяется физическими свойствами жидкости или газа, разностью температур между горячими и холодными частицами и объемом, в котором протекает процесс.

Вынужденная, или принудительная, конвекция

возникает под действием насоса или вентилятора и определяется физическими свойствами среды, скоростью ее движения, формой и размерами канала, в котором движется поток.

При вынужденной конвекции теплообмен происходит значительно

интенсивнее, чем при естественной.

Основной закон теплоотдачи (закон Ньютона) [3]: количество теп-

лоты dQ, переданное от поверхности теплообмена к потоку жидкости

(

газа) или от потока к поверхности теплообмена, прямо пропорцио-

нально площади поверхности теплообмена F, разности температур поверхности

процесса

и ядра потока

ст

:d

(или наоборот) и продолжительности

dQ t t Fd

();

  

ст

(),

  

ст



 





где  – коэффициент теплоотдачи, который показывает, какое количество теплоты передается от теплообменной поверхности в

1 м к омы-

вающему ее потоку или от потока к поверхности теплообмена, равной

1 м , в единицу времени τ = 1ч при разности температур поверхности

теплообмена и ядра потока 1 К.

Значение коэффициента теплоотдачи, который определяет скорость

конвективного теплообмена, зависит от нескольких факторов:

режима движения жидкости (газа);



физических параметров жидкости (газа);



формы и размера поверхности теплообмена и др.



Критерии теплового подобия [1, 2]

Критерий Нуссельта характеризует условия на границе погранич-

ного слоя и ядра потока.

Критерий Фурье характеризует связь между скоростью изменения температурного поля, размерами канала, в котором происходит теплообмен, и физическими свойствами среды в нестационарных условиях.

Критерий Пекле показывает соотношение между количеством теплоты, распространяемой в потоке жидкости или газа конвекцией, и

теп-

лопроводностью.

Критерий Прандтля характеризует поле теплофизических величин потока жидкости или газа.

Движущей силой теплообменных процессов является разность температур теплоносителей. Под действием этой разности теплота передается от горячего теплоносителя к холодному.

Значение движущей силы при теплопередаче между двумя теплоносителями не остается постоянным, а изменяется вдоль теплообменной поверхности.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Дайте определение понятиям: теплообмен, теплота, теплопере-

дача.

Перечислите виды теплоносителей.

В чем заключается основной закон теплопроводности? Что такое тепловое излучение?

Опишите сущность конвекции. Перечислите ее виды.

Назовите основной закон теплоотдачи.

С какой целью определяют критерии подобия?

1 / 81 2 3 4 5 6 7 8 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]