Котел пищеварочный электрический (стр. 4 из 5)
где tв - температура воздуха в помещении, tвоз = 20°С.
а = 9,1 А + 0,07 * (60 - 20) = 12,54 (Вт./(м2°С))
а=12,54 * (60 - 20) = 501,6 (Вт/м2)
Теплоизоляционный материал — альфоль, гофрированная, ее коэффициент теплопроводности λ находим по таблице, он определяется по следующей формуле:
λ= 0,059 + 0,00026 * (ср, (Вт/(м2 °С))
tср= 0,5 * 109,3 + 60 = 87,7 °С
λ = 0,059 + 0,00026 * 84,7 = 0,081 Вт/(м2 °С)
Толщина изоляции Dк определяется по выражению: диаметр защитного кожух будет равен:
0,5 мм = 0,0005 м толщина листа кожуха, выполненного из листовой углеводородистой стали, покрытой светлой малью.
D =0.853+2*(0.008+0.0005)= 0.87 м
Учитывая, что для удобства обслуживания общая высота котла не должна превышать НобЩ<1,2 м, и принимая высоту сферической крышки Икр = Ьвн= 0,037м, определяем высоту постамента Нпост
Нпост = 1,2 – hвн – hн – hкр = 1,2-0,594-0,043-0,037 = 0,526 м
4.2 Теплотехнический расчет
Расчет теплового баланса котла
Расчет теплового баланса котла на электрообогреве соответственно для нестандартного и стационарного режимов работы производится по формуле:
где
- полезно используемое тепло, Дж; 
-потери тепла в окружающую среду, Дж; 
-потери тепла на разогрев конструкций, Дж.Полезно используемое тепло определяется для нестационарного, а условно полезно используемое тепло для стационарных режимов работы соответственно по выражениям:
Q1 = WC ( tkвод – tнвод ) + W * r
Qיּ1 = ΔWיּ * r
где W- максимальное количество воды в варочном сосуде при принятом коэффициенте заполнения г| зал = 0,82, кг;
С - теплоемкость воды, (Дж/(кг°С)), С = 4187 Дж/(кг °С)
( tн tk- соответственно начальная и конечная температура воды, °С; количество испарившейся воды, при нестационарном режиме работы котла
r- теплота теплообразования, кДж/кг.
Потери тепла ограждениями котла в окружающую среду рассчитываются для нестационарного и стационарного режимов работы по формуле:
где
- коэффициент теплоотдачи, Вт/(м" °С); 
-площадь >го элемента поверхности аппарата, м2 
-температура ^-го элемента поверхности аппарата, С;т - время работы аппарата, с.
Потери тепла дном котла незначительны, и ими можно пренебречь.
Потери на разогрев конструкции рассчитывают по формуле:
где
- масса ] -го элемента аппарата, 
- теплоемкость ^-го элемента аппарата, Дж/(кг °С); 
- конечная и начальная температура соответственно >го аппарата, °СПолезно используемое тепло при расчете пищеварочных котлов определяется из условий нагревания и кипения воды. Полезно используемое определяется для стационарного, а условно используемое тепло для стационарного режимов работы соответственно по выражениям:
Q1 = WC ( tkвод – tнвод ) + W * r
Qj= ΔW * r
Где pвоз плотность воды, pвоз ~ 1 кг/д3, при температуре tводн = 20 °С; tводк - температура кипения, tводк = 100 °С
- для стационарного режима, 
- для нестационарного; 
г= 2257,5 кДж/кг - теплота парообразования.
= 205 * 4187 * (100 - 20) = 68,67 * 106 Дж; = 2,05 * 2257,2 = 4,63 * 106 ДжПотери тепла ограждениями котла в окружающую среду определяются нестационарного и стационарного режимов по формуле:
Поверхность стенок кожуха котла определяется как боковая поверхность цилиндра по выражению:
Fk =п*Dк *Hобщ
Рк= 3,14 * 0,8702 / 4 = 0,594 ( м2)
Поверхность крышки и верхней горизонтальной поверхности котла определяется приблизительно как площадь круга:
Fкр =п*D2кр/4
Fкр = 3,14 * 0,8702/ 4 = 0,594 (м2)
Начальная температура ограждений принимается равной температуре воздуха в помещении 11К = 1вод= 20 °С
Коэффициент теплоотдачи, может быть, рассчитал по формуле:
а = 9,74 + 0,07* (I ср] - (воз), (Вт/м2°С) — для нестационарного режима,
а' = 9,74 + 0,07 * (I ку- - 1в03), (Вт/м2оС) — для стационарного режима,
Q5= [12,36 * 0,594 * (57,5 - 20) +11,14 * (40-20) * 3,28]*3900 = 3,924 * 106
0'5= [14,99 * 0,594 * (95-20) + 12,54 * 3,28 * (40-20)]*3600 - 8,327 * 106(Дж)
Потери тепла дном котла незначительны, и ими можно пренебречь.
Потерина разогрев конструкции определяются по выражению
Потери тепла на разогрев варочного сосуда котла определяем по формуле:
где
- соответственно теплоемкость материала, масса,конечная температура варочного сосуда котла. 
Объем варочного сосуда определяют по формуле:
Плотность материала, кг/м - 7800.
Масса варочного сосуда, кг –
М вн = 0,0036 * 7800 = 28,08кг.
Конечная температура, X ш = 100°С.
Теплоемкость материала элемента, Дж/(кг°С) — 462.
Qвн6 = 462 * 28,08 * (100 - 20) = 1037,8 * 103 Дж
Потери котла на разогрев крышки определяем по формуле:
Где Скр, Мкр, tккр - соответственно теплоемкость материала, масса, конечная температура крышки котла.
Крышка котла изготовлена из нержавеющей стали.
Теплоемкость нержавеющей стали Сср = 462 Дж/(кг°С).
Плотность материала, кг/м3 - 7800. Конечная температура, °С X ккр = 95.
Вычислим объем крышки по формуле
Потери котла на разогрев наружного котла с парогенератором определяем по формуле:
где Сн, Мн, 1кн - соответственно теплоемкость материала, масса, конечная температура наружного котла с парогенератором. Наружный котел изготовлен из стали углеродистой.
Теплоемкость стали углеродистой Сн = 462 Дж /(кг°С).
Плотность материала, кг/м3 — 7800.
Конечная температура, 1н = 109,3 ~ ^
Вычислим объем наружного котла с парогенератором по формуле:
где Сиз, Миз, I киз - соответственно теплоемкость материала, масса,
конечная температура теплоизоляционной конструкции.
Материал элемента — асфоль.
Теплоемкость асфоли Сиз - 92 Дж/(кг°С).
Плотность асфоли, кг/м3 20
Конечная температура:
Вычислим объем теплоизоляционной конструкции по формуле:
V= 0,008 * [3,14 * (0,594 + 0,043) * (0,853 + 0,008)] = 0,0138 м3.
Масса теплоизоляционной конструкции, кг
