Тепловой расчет хлебопекарных печей

Тепловой расчет хлебопекарных печей

БАШКИРСКИЙ ГОСУДАСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет: пищевых технологий

Кафедра: Т и ЭОП

Специальность: Технология общественного питания

Форма обучения: очная

Курс, группа: 3,8

Тепловой расчет хлебопекарных печей

Курсовая работа

Ишкина Эльнара Уразбаевна

“К защите допускаю”

Руководитель

Ст.преп.Шамиданов Э.С.

Уфа 2010

ОГЛАВЛЕНИЕ

РЕФЕРАТ

ВВЕДЕНИЕ

. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ И ГАБАРИТОВ ПЕЧИ

РАСЧЕТ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА ПЕЧЕЙ ХЛЕБОПЕКАРНОГО И КОНДИТЕРСКОГО ПРОИЗВОДСТВА

.1 Тепловой баланс пекарной камеры

2.2 Тепловой баланс топки

3. РАСЧЕТ ПЕКАРНОЙ КАМЕРЫ

. РЕЖИМ ВЫПЕЧКИ ХЛЕБА ПШЕНИЧНЫХ И РЖАНЫХ СОРТОВ

. РАСЧЕТ ГОРЕНИЯ ТОПЛИВА И ПРОДУКТОВ ГОРЕНИЯ

. РАСЧЕТ ЧАСОВОГО РАСХОДА ТОПЛИВА И РАЗМЕРОВ ТОПКИ

. ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ТЕПЛОПЕРЕДАЮЩИХ УСТРОЙСТВ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

РЕФЕРАТ

Работа состоит: 19 с., библиографический список включает 4 источника, 1 лист графического материала А1.

ХЛЕБОПЕКАРНАЯ ПЕЧЬ, ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС, ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ, ТОПКА, ПЕКАРНАЯ КАМЕРА, ЧАСОВОЙ РАСХОД ТОПЛИВА, ТОПОЧНЫЙ ОБЪЕМ, РАДИАЦИОННАЯ ПОВЕРХНОСТЬ ТРУБЫ.

Расчет теплового баланса печи включает тепловой баланс пекарной камеры и тепловой баланс топки.

Пекарная камера рассчитывается через тепловой режим выпечки.

В расчете часового расхода топлива и размеров топки, определяем часовой расход условного топлива, топочный объем.

При расчете теплового баланса теплопередающих устройств определили температуру горения топлива, теплоту переданную на нагрев воды в водогрейном котелке, количество теплоты излучаемого из топки на радиационную поверхность трубы.

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ЛЕБОПЕКАРНЫХ ПЕЧЕЙ

ВВЕДЕНИЕ

Печные агрегаты - ведущее оборудование в поточных линиях по выработке хлебных изделий. Правильный выбор конструкции печи имеет большое значение для успешной работы хлебопекарного предприятия, так как ее производительность, эксплуатационная надежность и энергетические характеристики определяют производственную мощность и экономические показатели работы.

На хлебозаводах средней и большой производительности широкое распространение получили печи с комбинированной системой обогрева, состоящей из пароводяных трубок и каналов. Такая система обеспечивает определенные преимущества по сравнению только с пароводяным обогревом, так как в этом случае температура уходящих газов при всех прочих условиях значительно ниже.

При применении пароводяных трубок и каналов с малым термическим сопротивлением (металлических) система обогрева имеет относительно небольшую тепловую инерцию, что позволяет быстро разогревать печь и изменять тепловой режим в пекарной камере.

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ И ГАБАРТИОВ ПЕЧИ

Для определения основных размеров пекарной камеры исходят из времени выпечки t, ч, и заданный производительности mt, кг/ч. Если обе эти величины известны, то массовая емкость рабочей камеры по хлебу, кг, определяются по формуле:

= mt×t , (1.1)

где mt =9т/сут=375кг/ч (по условию);

t =46мин=0,76ч (по условию).

G =375∙0,76 =287,5кг

Количество изделий, размещаемых на поду или в люльке определяется расчетом и зависит от размеров изделий и величины зазора (а) между ними (а=20…30 мм).

Количество рядов изделий (nр.из.), размещаемых по ширине пода или люльки определяется по формуле:

р.из.=(В-а)/(в+а),                                     (1.2)

где В- ширина пода или люльки, мм;

В=1920мм, [приложение Г, таблица Г1, /3/],

в - ширина (диаметр) изделия, мм;

в=20см=200мм, (по методичке),

а=20мм - величина зазора между ними, мм.

nр.из =       (1920-20)/(200+20)=8

Количество рядов по длине пода или люльки (nр.д.) определяем по формуле:

р.д.=(L-а)/(l+а),                              (1.3)

где L - длина пода или люльки, мм;

L =5840∙0,9=5256мм, (приложение Г, таблица Г1, /3/),

l - длина (диаметр) изделия, мм;

l =20см=200мм, (приложение Б, таблица Б1, /3/),

а=20мм - величина зазора между ними, мм.

nр.д. = (5256-20)/(200+20)=23

Общее количество хлебных изделий N на поду или в люльке определяется по формуле

=nр.д.×nр.из . =((В-а)/(в+а))((L-a)/(l+а)), (1.4)

где nр.из. = 8;

nр.д. =23.

N=8∙23=184

При выпечке хлебных изделий в формах зазор между ними устанавливается не менее 5 мм, а зазор между подовыми изделиями - не менее 20 мм.

Площадь основания пекарной камеры (пода) Аn. ,мм2 находят по формуле:

Аn=Bk×Lk×b,                                    (1.5)

Bk и Lk =S-рабочая площадь пода;

Sпода=16м2, [приложение Г, таблица Г1, /3/],

b - коэффициент использования камеры, b=1,3;

Аn =16∙1,3=21м2

Число люлек (nл) для обеспечения заданной производительности печи (mt) находят по формуле

,                              (1.6)

где n1 - число караваев на каждой люльке;

1 =В/d, (1.7)

где В=1920мм-ширина пода(люльки),мм;=200мм-диаметр изделия, мм;

n1 =1920/200=9,6

р - развес каравая, кг;

р=1кг, [приложение Б, таблица Б1, /3/],

G=287,5кг.

nл =287,5/(1∙9,6)=30

Задаваясь расстоянием между осями люльки (lо) в зависимости от размеров цепи конвейера находят рабочую длину цепи в пекарной камере

ц=lo×nл,                                            (1.8)

где lo =В - ширина пода(люльки),(мм) + -зазор между люльками,(мм);

lo =1920+500=2420мм;

nл =30

Lц =2420∙30=72473,95мм

2. РАСЧЕТ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА ПЕЧЕЙ ХЛЕБОПЕКАРНОГО И КОНДИТЕРСКОГО ПРОИЗВОДСТВ

Независимо от способа обогрева рабочей части - пекарной камеры - тепловая эффективность печи характеризуется тепловым балансом, который является основой расчета при проектировании новых и при анализе работы действующих печей.

Тепловой баланс, характеризующий распределение теплоты топлива, может быть отнесен к произвольно выбранной единице. Для непрерывно действующих печей тепловой баланс удобно составить на 1 час.

Уравнение теплового баланса в общем виде выражается формулой:

SQ=SQi пол+SQi пот,                              (2.1)

где SQ - суммарное количество теплоты, поступающего в печь, кДж/ч;

SQi пол - суммарное количество теплоты полезно использованного печью, кДж/ч;

SQi пот - суммарные потери теплоты печью, кДж/ч.

Уравнение теплового баланса печного агрегата в развернутом виде состоит из совокупности тепловых балансов отдельных элементов печного агрегата: топочного устройства, пекарной камеры, парогенератора, водоподогревателя и т.д.

Поэтому расчет тепловых балансов отдельных агрегатов хлебопекарной печи производится раздельно.

.1 ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ПЕКАРНОЙ КАМЕРЫ

Уравнение теплового баланса пекарной камеры составляется на 1 кг горячих изделий, так как при остывании массы их изменяются. Изменение массы зависит от вида изделий, а также времени и способа их хранения.

qпк=q1+q2+q3+q4+q5+q6+q7+q8,                            (2.2)

где qпк - количество теплоты, переданные в пекарную камеру на выпечку 1 кг горячей продукции, кДж/кг;

q1 - теоретический расход теплоты на выпечку 1 кг продукции, кДж/кг;

q2 - расход теплоты на испарение влаги и перегрева пара, кДж/кг;

q3 - расход теплоты на нагрев вентиляционного воздуха, кДж/кг;

q4 - расход теплоты на нагрев транспортных устройств, кДж/кг;

q5 - потеря теплоты в окружающую среду наружными поверхностями стенок пекарной камеры, кДж/кг;

q6 - потери теплоты через нижнюю стенку (фундамент пекарной камеры), кДж/кг;

q7 - потери теплоты излучением через посадочные и разгрузочные отверстия, кДж/кг;

q8 - расход теплоты на аккумуляцию элементами печного агрегата, кДж/кг.

1=Wисп(h-h’)+mкск(tк-tт)+(mccc+Wхсв)(tм-tт),        (2.3)

где Wисп - величина упека (количество испаренной влаги из тестовой заготовки во время выпечки), выраженная в долях от единицы и отнесенная 1 кг горячего изделия.

Wисп =6%, (по условию);

Wисп =6%/100=0,06 доля.

Величина упека зависит от массы хлебобулочных изделий, от режима, от конструкции пекарной камеры и составляет 6…14 %.

h - удельная энтальпия перегретого пара при температуре пекарной камеры, кДж/кг: определяется по диаграмме h, s водяного пара при атмосферном давлении и температуре камеры или же рассчитываем по формуле:

h=r+сntсм,                                      (2.4)

где r=2495 кДж/кг - теплота парообразования при атмосферном давлении;

сn=1,969 кДж/(кг×К) - удельная массовая теплоемкость перегретого пара в атмосферных условиях;

tсм- температура камерной смеси, °С: принимают в пределах 180…250°С при атмосферном давлении;

tсм=200°С=473К;

h=2495+1,969∙473=3426,34 tк-температура корки,°С;

к=(tпк+tс)/2=(160+100)/2=130°С;           (2.5)

м - средняя температура мякиша горячего хлеба, °С принимают в пределах 98…99°С;

ск и сс - соответственно удельные массовые теплоемкости корки и сухого вещества: принимают равной ск=сс=1,269…1,670 кДж/(кг×К).

Массу сухого вещества в мякише определяют по формуле:

с=1-(Wx+mк),                                 (2.6)

где Wх - содержание общей влаги в 1 кг горячего изделия в момент выхода из пекарной камеры;

Wх =45%, (по условию). Wх =45% /100=0,45доля;

mк - масса корки, кг/кг горячего изделия;

mк =16,1% (по условию). mк =16,1%/100=0,161доля;

mс =1-(0,45+0,161)=0,389=38,9%

св - удельная массовая теплоемкость воды, кДж/(кг×К): принимают 4,19 кДж/(кг×К).

h’= hв= св∙ tк=544,7 кДж/кг;

tк=130°С;

tм =90°С, (по условию);

ск = сс =1,500 кДж/(кг×К).

tт =30°С;

Расход теплоты на испарение влаги и перегрева пара, поступающего на увлажнение тестовых заготовок в пекарной камере определяют по формуле:

2=qн(h-hx)+Wa(h-hв),                     (2.7)

где qн - массовая доля насыщенного пара, поступившего в пекарную камеру на увлажнение, кг пара/кг горячих изделий, практический расход пара на увлажнение составляет 0,7…0,15 кг пара/кг горячих изделий;

qн =0,7кг пара/кг горячих изделий;

Wа - массовая доля воды, поступившей в пекарную камеру на увлажнение, кг воды/кг горячих изделий;

Wа =0,2…0.3кг воды/кг горячих изделий;

hх - удельная энтальпия насыщенного пара перед пароувлажнительным устройством, кДж/кг;

hх=1700кДж/кг, (по h, s диаграмме водяного пара);

hв - удельная энтальпия воды, поступающей на увлажнение при заданной температуре, кДж/кг.

hв = св ∙ tв =4,19∙283К=1185,77кДж/кг, tв =10°С=283К;

q2=0,7(3426,34-1700)+0,2(3426,34-1185,77)=1657кДж/кг.

3=(Wисп+qн+Wa)ср(tп.к.-tвоз.)/(dп.к.-dвоз.),            (2.8)

где ср=1,0 кДж/(кг×К) - удельная массовая теплоемкость воздуха;

tп.к. - температура выходящей из пекарной камеры паро-воздушной смеси: принимают 180…200°С;

tп.к. =200°С;

dп.к. - влагосодержание горячего влажного воздуха в сечении посадочного окна на выходе из пекарной камеры, кг пара/кг сухого воздуха;

dп.к =0,025кг пара/кг сухого воздуха; (по H, d диаграмме влажного воздуха);

dвоз. - влагосодержание наружного воздуха, кг пара/кг сухого воздуха;

dвоз. =0,01кг пара/кг сухого воздуха;

tвоз =20°С;

q3=(0,06+0,7+0,2)∙1(200-20)/(0.025-0,01)=11520кДж/кг

 ,                     (2.9)

где mмф - масса металла, форм, приходящаяся на 1 кг хлеба, кг/кг;

mмф =0,8кг масса металла/кг хлеба;

см =0,46 кДж/(кг×К) - удельная массовая теплоемкость стали;

- соответственно температура форм при входе в печь и выходе из нее, °С.

t’ф =30°С;

tф’’=90°С.

q4 =0,8∙0,46(90-30)=22,08кг

5=3,6 Фо.с./тt,                        (2.10)

где 3,6 - переводной коэффициент;

Фо.с. - потери теплового потока в окружающую среду, Вт;

тt - производительность печи, кг/ч.

Фо.с.=aкАн(Тn-Твоз)+СоenАн((0,01Тn)4-(0.01Твоз)4),   (2.11)

где Ан - площадь поверхности наружных стенок пекарной камеры, м2;

Ан =(h∙l)∙2+(b∙l); (2.12)

=5840мм=5,840м, (приложение Г, таблица Г1, /3/),

b=4500мм=4,500м, (приложение Г, таблица Г1, /3/),

h=3900мм=3,900м, (приложение Г, таблица Г1, /3/),

Ан = (3,9∙5,84)∙2+(4,5∙5,84)=72м2;

Тn - температура наружной поверхности стенок, К;

Тn =40°С=313К, (по условию);

Твоз - температура окружающего воздуха, К;

Твоз =20°С=293К, (по условию);

Со=5,67 Вт/(м2×К4) - коэффициент излучения абсолютно черного тела;

en - приведенная степень черноты наружных поверхностей, принимают для кирпичной кладки в приделах 0,9…0,93;

en =0,90;

aк - коэффициент теплообмена наружной поверхности с окружающим воздухом, Вт/(м2×К);

aк колеблется приделах 10…15 Вт/(м2×К);

Фо.с.=10∙72(313-293)+5,64∙0,90∙72((0,01∙313)4-(0,01∙293)4)=22585,5кДж/кг

q5=3,6∙22586/375=217кДж/кг;

6=3,6Фн.с./ mt, (2.13)

где Фн.с. - тепловой поток через нижнюю стенку пекарной камеры, Вт.

Фн.с.=(lи/dи)Ан.с.(tст-tпол),                            (2.14)

где lи - теплопроводность изоляции, Вт(/м×К);

lи =0,06Вт/м∙К;

dи - толщина изоляции (нижней стенки), м;

dи =0,1м;

Ан.с. - площадь поверхности нижней стенки, м2;

Ан.с. = l∙b (2.15)

Ан.с. =5,84∙4,5=26,28м2;

tст - температура стенки со стороны передней камеры, °С;

tст =45°С;

tпол - температура пола, °С;

tпол =20°С;

Фн.с.= (0,06/0,1)26,28(45-20)=394,2Вт;

q6=3,6∙26,28/375=4кДж/кг;

7=СоeоАоjt((0,01Тп.к.)4-(0,01Тст)4)/mt,        (2.16)

где eо=1 степень черноты отверстия (считается как абсолютно черное тело);

Ао - площадь посадочного или выгрузочного отверстия, м2;

Ао =10,8(b∙h)                                                                             (2.17)

Ао =0,8(4,500∙3,900)=14,04м2;

Тп.к. - температура пекарной печи, К;

Тп.к. =105°С=378К;

Тст - температура стен в печном зале (принимают равным температуре воздуха), К;

Тст =20°С=293К;

t - продолжительность открытия посадочных отверстий, с;

t=20…30мин=1200с;

j - угловой коэффициент, зависящий от формы окна и его размеров;

j=0,60, [таблица 3, /3/];

q7=5,67∙1∙14,04∙0,060∙1200((0,01∙378)4-(0,01∙293)4)/375=19939,8кДж/кг

Поскольку печь рассчитывается для непрерывной работы при установившимся тепловом режиме, потерей теплоты на аккумуляцию печного агрегата, q8, кДж/кг, можно пренебречь.

Тепловая мощность пекарной камеры Фп.к., Вт, равен

Фп.к.=qп.к.×m (2.18)

пк=320+1657+11520+22,08+217+4+19939,8=33679,92кДж/кг

Фп.к.=33679,92∙3,75/3,6=35083,3Вт;

Условный технологический коэффициент полезного действия пекарной печи

.                                  (2.19)

ηt n.k =320/33679,92=0,53

Установочная мощность, Вт, печи определяется по формуле

уст=К×Фп.к.,                                    (2.20)

где К 1,3…1,6 - коэффициент запаса прочности печи.

Nуст =1,5∙35083,3=52624,9Вт

2.2 ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ТОПКИ

Уравнение теплового баланса топки печи составляется на 1 кг твердого или жидкого или на 1 м3 газообразного топлива.

SQ=+Qв+Qт+Qф=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5, (2.21)

где  - располагаемая теплота, вносимая в топку печи, кДж/кг;

- низшая теплота сгорания твердого или жидкого топлива, кДж/кг, (для газообразного топлив , кДж/нм3) принимается по [приложению З, таблица 3.2, /2/],газопровод -Кумертау-Ишимбай-Магнитогорск =36800 кДж/нм3

Qв - теплота вносимая в топку с воздухом при подогреве его в печи =0 кДж/кг;

Qт - физическая теплота топлива Qт = 0 кДж/кг;

Qф - теплота, поступающая в топку при паровом распыливании топлива, с форсуночным паром Qф =0 кДж/кг;

Q1 - теплота газов, выходящих из топки, без учета теплоты газов, уходящих из печи, кДж/кг;

Q2 - потери теплоты с уходящими газами, кДж/кг;

Q3 - потери теплоты от химической неполноты сгорания топлива, кДж/кг;

Q4 - потери теплоты от механической неполноты сгорания топлива, кДж/кг;

Q5 - потери теплоты топкой в окружающую среду, кДж/кг.

=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5

Теплота газов Q1:

,                                           (2.22)

где qп.к. - количество теплоты, подводимого в пекарную камеру, кДж/кг;

qп.к.=33679,92 кДж /кг

hт.п. - к.п.д.транспортируемого канала, hт.п.= 0,75…0,95;

Q1=33679,92/0,95=35452,5 кДж/кг.

Потери теплоты с уходящими газами

          (2.23)

где aух - коэффициент избытка воздуха за печью;

aух =1,2

tв - температура воздуха в помещении хлебопекарной печи, °С принимается равно 25°С;

q4 - потеря теплоты от механической неполноты сгорания топлива, %;

Для газообразных топлив q4=0;

Нух и Нхв - соответственно энтальпии продуктов сгорания и холодного воздуха, кДж/кг;

Нух=250кДж/кг,(поH,d-диаграмме);

Нхв=45 кДж/кг, (по H,d- диаграмме);

Q2=(250-45·1,2)(100-0)/100=196 кДж/кг.

                    (2.24)

2 = 196/36800·100=0,53;

Q3=до 3 % =610 кДж/кг. [таблица 7, /3/],

Q4=0 [таблица 7, /3/];

Q5=1-3 % от =1143 кДж/кг;

SQ=35452,5+196+610+1143=37401,5 кДж/кг

3. РАСЧЕТ ПЕКАРНОЙ КАМЕРЫ

(определение количества теплоты для определенных зон)

Для расчета пекарной камеры нужно знать тепловой режим выпечки. Этот режим может быть задан на основании опытных данных. Задается:

время выпечки;

распределение теплоты во время выпечки;

изменение температуры по времени каравая или его корки.

При конструктивном расчете и отсутствии приведенных данных выполняется приближенный расчет следующим образом.

По тепловой мощности Фп.к. находят коэффициент теплообмена a, Вт/(м2×К) по формуле

a=Фп.к./Ак(tкам-tn),                                (3.1)

где Ак - суммарная поверхность караваев в печи, м2;

л ∙n1 =9,6∙30=288;

Ак =3,14∙2002/4∙288=9043200мм=9м2

tкам - средняя температура в пекарной камере, °С;

tкам =105°С;

-средняя температура поверхности каравая, °С. (3.3)

tнач.=30,0 °С начальная температура поверхности каравая;

tкон.=90 °С конечная температура поверхности каравая;

30+90=39,9=40°С;

a=35083,3/9(105-40)=59,97 Вт/(м2×К)

По величине коэффициента теплообмена a определяют среднее значение числа подобия Био (Bi) для всего процесса выпечки:

,                                      (3.4)

где lэкв и Rэкв - эквивалентные значения теплопроводности и радиуса каравая;

Rэкв =960

lэкв=Rэкв/(dк/lк+dм/lмт),                     (3.5)

где dк и lк - средняя толщина и теплопроводность корки (величина dк в процессе выпечки меняется от 0 до 2 мм);

dк=2мм, lк =0,066

dм - толщина мякиша, м;

dм =10см-4мм=9,6см=0,096м;

lмт=(lм+lт)/2 - средняя теплопроводность теста-мякиша, Вт/(м×К), (3.6)

lм=0,244, [приложение И, таблица И1, /3/],

lт =0,438, [приложение И, таблица И1, /3/],

lмт =(0,244+0,438)/2=0,341;

lэкв =960/(2/0,066+0,096/0,341)=31,4

Bi=59,97∙960/31,4=1833,5

4. РЕЖИМ ВЫПЕЧКИ ХЛЕБА ПШЕНИЧНЫХ И РЖАНЫХ СОРТОВ

Для выпечки пшеничных изделий рекомендуется трех стадийный режим. Тестовые заготовки высаживают на под, нагретый до 250…260°С. Затем они поступают в зону увлажнения с относительной влажностью воздуха 60…70% и температурой 100…120°С. Продолжительность этой стадии 2…4 мин. В зоне увлажнения тестовые заготовки увеличиваются в объеме, на их поверхности образуются крахмальный клейстер, а в дальнейшем - блестящая плотная корка. При выпечке гребешковых изделий (городские булки, городские батоны и т.д.)относительная влажность среды в пекарной камере должна быть более высокой (не менее 70%), а подвод теплоты от пода более интенсивным.

Вторая стадия выпечки должна проходить в неувлажненной зоне с высокой температурой (280…300°С). В этой стадии на поверхности куска теста образуется корка. Температура центрального слоя теста достигает 50…60°С.

Третья стадия - допекание изделия - характеризуется сравнительно низкой температурой паро-воздушной среды (180…190°С).

Для выпечки хлеба ржаных сортов применяются двух стадийный режим: интенсивный прогрев теста в первой половине выпечки и последующее допекание его в зоне пониженной температуры. Температура среды пекарной камеры в начале процесса выпечки хлеба должна быть около 300°С при относительной влажности воздуха 30…40% во второй половине выпечки температуру желательно снизить до 170…180°С.

Подовые сорта хлеба выпекают с обжаркой: в первой зоне печи при температуре 320…350°С в течении 4…5 минут, далее при температуре 230…250°С, а допекают в зоне с температурой 180°С.

Средняя температура выпечки в расчете на 1 г изделия:

белый пшеничный хлеб                                    200-260°С;

темный пшеничный хлеб                         210-250°С;

смешанный ржаной хлеб

булочки и другие булочные изделия               220-270°С.

5. РАСЧЕТ ГОРЕНИЯ ТОПЛИВА И ПРОДУКТОВ ГОРЕНИЯ

Полный объем продуктов сгорания, полученных при сгорании 1 кг топлива, топлива составит:

п.с.=Vс.г.+VН2О,        (5.1)

где Vс.г.=VСО2+VSO2+VN2+VO2 - объем сухих газов.

VСO2=1,06 [приложение З,таблица З, /3/];

VN2=7,79 [ приложение З,таблица З, /3/];

VO2=10,98 [приложение З,таблица З, /3/];

VSO2 =0 [приложение З,таблица З, /3/];

VH2O =2,13 [приложение З, таблица З, /3/].

Vп.= 1,06+0+7,79+10,98=19,83;

Vп.с.=19,83+2,13=21,96 м3/нм3 ;

6. РАСЧЕТ ЧАСОВОГО РАСХОДА ТОПЛИВА И РАЗМЕРОВ ТОПКИ

Теплота, переданная из топки в пекарную камеру определяется по формуле

,                                (6.1)

где qп.к. - общий расход теплоты в пекарной камере на выпечку 1 кг хлеба, кДж/кг;

hт - к.п.д. топки, рассчитывают по формуле:

,                       (6.2)

где q3 - потери теплоты от химического недожога топлива, %;

q3 =0, (принимаем по таблице 7,/3/);

q4 - потери теплоты от механического недожога топлива, (для жидких и газообразных топлив q4=0) ;

q5 - потери теплоты в окружающую среду ограждающими конструкциями топки;

q5 =1…3% , (по формуле 25,/3/);

hт =100-(0+0+3)/100=0,97

QТ = 33679,92 /0,97= 34721,567кДж/кг

Часовой расход топлива В, кг/ч, определяют с учетом коэффициента тепловыделения в топке h по формуле:

,                                     (6.3)

где h=1+qв+qт-(q3+q4+q5) =hт                                  (6.4)

q2 - потери теплоты с уходящими газами в долях от теплоты сгорания топлива;

q2 =196/33679,92=0,0058,(по формуле 25,/3/);

- низшая теплота сгорания твердого или жидкого топлива, кДж/кг (для газообразного топлива , кДж/нм3);

=36800, кДж/кг;

В=33679,92∙375/36800(0,97-0,0058)=355,95кг/ч.

Удельный расход топлива в, отнесенный к 1 кг продукции, кг топлива / кг продукции, находят по формуле

 , (6.5)

кг/ч

;                                     (6.6)

Вусл =355,95∙36800/29330=446,6кг/ч;

, (6.7)

вусл =0,95∙36800/29330=1,19кг топлива/кг продукции;

где 29330 кДж/кг - теплота сгорания условного топлива;

Топочный объем рассчитываем по формуле:

,                                (6.8)

где (Q/V)т - теплонапряжение топочного объема, выбирается в пределах 232…290 кВт/м3.

м2

7. ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ТЕПЛОПЕРЕДАЮЩИХ УСТРОЙСТВ

Теплопередающими устройствами являются пароводяные нагревательные трубки (трубки Перкинса) и газоходы различной конструкции.

Тепловой баланс пароводяных нагревательных трубок выражается уравнением:

тр=В(Н1-Н2)×hтр,                           (7.1)

где Qmр - теплота переданная пароводяными трубками, кДж/ч;

В - часовой расход топлива, кг/ч (м3/ч);

В=355,95кг/ч

Н1 и Н2 - энтальпия дымовых газов перед и за трубками, кДж/кг (кДж/м3);

t1=1250°С; Н1=1250∙1,44=1800кДж/кг;

t2=800°С; Н2=800∙1,39=1112 кДж/кг;

hтр - к.п.д. пароводяных нагревательных трубок, принимается 0,95…0,98.

Qmр=355,95(1800-1112)∙0,95=232648,92 кДж/кг.

Уравнение тепловых балансов парового и водогрейного котелков имеет вид:

п.к.=В(Н3-Н4)hп.к.;                        (7.2)

Qв.к.=В(Н3-Н4)hв.к.;                               (7.3)

где Qп.к. и Qв.к. - теплота, переданная для получения пара или на подогрев воды, кДж/ч;

В - часовой расход топлива, кг/ч;

Н3 - энтальпия дымовых газов перед котелком, кДж/м3;

Н4 - энтальпия дымовых газов за котелком, кДж/м3.

hп.к. и hв.к. - коэффициенты полезного действия парового и водогрейного котелков, h=0,5…0,85 в зависимости от степени загрязнения теплопередающих поверхностей;

Qп.к.=355,95(1800-1112)∙0,5=106785кДж/кг.

Тепловой баланс воздухоподогревателя не определяется, так как в составе печи не имеется воздухоподогреватель для подогрева дутьевого воздуха.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Тепловой баланс пекарной камеры составил 33679,92 кДж/кг.

Использовала газ «Кумертау-Ишимбай-Магнитогорск» при расчетах. Теплота сгорания при этом составила  =36800 кДж/нм3

Число подобия Био для выпечки =1833,5

По полученным результатам расчета можно сделать итог, что хлебопекарная печь ФТЛ-2 является одной из универсальных и современных печей при выпечке хлебных изделий.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.          Михеев, А.А Практикум по курсу Промышленные печи хлебопекарного производства [Текст]: учебник/А.А. Михеев. - М.: Пищевая промышленность, 1974. - 287 с.;

2.      Храмеенков, В.М. Технологическое оборудование хлебозаводов и макаронных фабрик [Текст]: учебник/ В.М. Храмеенков. - СПб. ГИОРД 2004- 496 с.;

.        Мигранов, Д.К. Тепловой расчет хлебопекарных печей. Методические указания [Текст]: методические указание/ Д.К. Мигранов,Уфа: 2005 - 61с.

.        Панфилова, В.А Машины и аппараты пищевых производств [Текст] :Учебник/ В.А. Панфилова. - М.: Высшая школа, 2001. - 680 с.;