А я ч о

О

Is

На

Ш

I

«9

теристикой топлива, — это количество теплоты (в мДж), выделяемое при полном сгорании I кг твер­дого (жидкого) топлива или 1 м³ горючего газа.

Теплота сгорания различных видов топлива не­одинаковая, поэтому для сопоставления различных видов топлива и решения вопроса о замене одного вида топлива другим введено понятие условное топ­ливо. Условным называют такое топливо, теплота сго­рания которого составляет 29,3 кДж/кг.

2.1.3. Характеристика пр©межут©чнего теплоносителя

В аппаратах с косвенным обогревом теплообмен между греющей и нагреваемой средой происходит че­рез промежуточную среду, называемую промежуточ­ным теплоносителем. В качестве промежуточного теплоносителя в тепловых аппаратах используются водяной пар, минеральные масла.

Водяной пар может быть сухим насыщенным, влажным насыщенным и перегретым. Сухим насыщен­ным паром называется пар без примеси воды, обра­зующийся при температуре насыщения (кипения). Сухой насыщенный пар неустойчив: при нагревании он переходит в перегретый, а при охлаждении — во влажный насыщенный пар, поэтому его можно рас­сматривать в качестве промежуточного компонента между жидкостью и газом.

Смесь насыщенного пара с каплями кипящей во­ды представляет собой влажный насыщенный пар. Массовая доля сухого насыщенного пара во влажном паре называется степенью сухости и обозначается X. Массовая доля кипящей воды во влажном паре назы­вается влажностью пара и обозначается Y. 1 кг влаж­ного пара состоит из Y кг воды, поэтому X + Y = 1. Параметры влажного пара определяются его давле­нием Р и степенью сухости X, выраженной в про­центах или долях единицы.

Количество теплоты (в Дж), которое необходимо затратить для превращения 1 кг воды при темпера­туре кипения и постоянном давлении в сухой насы­щенный пар, называется теплотой парообразования и обозначается буквой Г. Для получения 1 кг влаж­ного насыщенного пара со степенью сухости X нуж­но затратить Х-Г Дж/кг.

Пар при понижении температуры легко конденси­руется, превращаясь в воду. Использование насыщен­ного пара позволяет равномерно нагревать варочные аппараты и регулировать степень их нагрева.

Пар применяют для процессов варки, так как жар­ка требует более высоких температур. При низком давлении температура конденсации пара постоян­ная, что позволяет поддерживать определенную тем­пературу нагрева аппарата и регулировать ее вели­чину путем изменения давления пара. К досто­инствам использования насыщенного пара следует отнести доступность его получения и пожаробезопас-иость. Кроме того, использование пара позволяет уменьшить габариты аппаратов.

В варочных и жарочных аппаратах с косвенным обогревом могут применяться высокотемпературные теплоносители с температурой кипения (при атмосфер­ном давлении) выше 250 °С.

К высокотемпературным теплоносителям относятся глицерин, минеральное масло и кремнийорганические теплоносители. Эти теплоносители не вызывают кор­розии металлов, термостойки, выдерживают длитель­ные и многократные нагревания без заметного из­менения своих свойств. Кроме того, они могут при­меняться в двухфазном состоянии (жидкость — пар). Возможность использования теплоносителя в двух­фазном состоянии позволяет значительно умень­шить количество теплоносителя, заливаемого в грею­щую камеру, что в свою очередь сокращает время разогрева аппарата до рабочего состояния и уменьшает потери теплоты на разогрев конструкции.

Если теплоноситель используется в однофазном жидком состоянии, то им необходимо полностью за­полнить греющую камеру, чтобы покрыть всю поверх­ность нагрева. Это увеличивает расход теплоты на разогрев конструкции.

2.1.4. Телоеая изоляцмя. Материалы, используемые для изготовления тепловых «яжратов

Тепловая изоляция. Для снижения температуры поверхности аппаратов и трубопроводов, уменьшения ими потерь теплоты в окружающую среду применя­ется тепловая изоляция.

Теплоизоляционные материалы (табл. 2.2) должны

обладать: низким коэффициентом теплопроводности, высокой термостойкостью, небольшой плотностью, низкой гигроскопичностью, биостойкостыо, безвред­ностью и низкой коррозийной активностью. Кроме того, они должны иметь небольшую стоимость и быть удобными при монтаже.

Для тепловых аппаратов целесообразно использо­вать теплоизоляционные конструкции из разных мате­риалов в сочетании с воздушными прослойками ма­лой толщины.

Расчет тепловой изоляции производится для опре­деления минимальной толщины изоляционного слоя при выборе конструкции тепловой изоляции с учетом заданных тепловых потерь или температуры наружной поверхности аппарата (трубопровода).

Таблица 2.2 Характеристика некоторых изоляционных материалов

Изоляционный материал

Плотность, кг/м³

Допустимая тем­пература приме­нения, °С

3...10 500 150...400 120.,200

350 600 600 450 1400

Альф оль Асбест

Минеральная вата Стекловолокно Шамотный кирпич

Материалы для изготовления тепловых аппаратов. Детали тепловых аппаратов изготовляются из таких материалов, которые обеспечивают надежность работы аппаратов при их минимальных массе, габаритах и

стоимости.

Свойства материалов должны соответствовать экс­плуатационным требованиям, предъявляемым к дета­лям, и обеспечивать минимальную трудоемкость на всех стадиях их изготовления.

Основными материалами для изготовления деталей тепловых аппаратов являются сплавы: стали к чугуна, силумин и пластмассы.

Чугун обладает высоким литейным свойством и употребляется для изготовления деталей сложной кон­фигурации.

Стальные детали обладают более низкими литей­ными свойствами, но прочнее чугунных, хорошо обра-

Ш

батываются и свариваются. Если в состав чугуна и стали ввести небольшое количество цветных метал­лов (хром, никель и др.), то износоустойчивость и жаропрочность их значительно повысятся. Каче­ство деталей, изготовленных из чугуна и стали, может быть улучшено за счет термической обработки. Чугун и сталь применяются при изготовлении деталей плит, котлов, сковород и других тепловых аппаратов.

Для производства деталей, соприкасающихся с пищевыми продуктами, используются сплавы алюми­ния и нержавеющая сталь. Сплавы алюминия имеют небольшую плотность при хорошей теплопроводности.

Пластмассовые детали по сравнению с металли­ческими имеют меньшую массу, достаточную проч­ность, износоустойчивость, а также высокую корро­зийную стойкость, что особенно важно для аппара­тов, используемых для приготовления пищи. К недо­статкам большинства пластмасс следует отнести низ­кую термостойкость, которая значительно затрудняет применение их в тепловых аппаратах, и быстрое старение, приводящее к растрескиванию и преждевре­менному выходу деталей из строя.

2.1,$. Характеристика и свойства трючмж газет

На предприятиях общественного питания широкое применение получили аппараты с газовым обогревом. Использование газа в тепловых аппаратах имеет зна­чительные экономические преимущества по сравнению с использованием электроэнергии. Для аппаратов оди­наковой тепловой мощности стоимость электроэнергии в 7—8 раз выше стоимости газа. Кроме того, исполь­зование горючего газа улучшает санитарно-гигиениче­ские условия работы; снижает время розжига; исклю­чает процесс заготовки, транспортировки и хранения топлива; позволяет регулировать, контролировать и автоматизировать процессы тепловой обработки.

Удельные расходы теплоты на газифицированных предприятиях ниже, чем на предприятиях, использую­щих другие виды топлива. Так, КПД газовых плит примерно в 2 раза выше, чем КПД плит, работаю­щих на твердом топливе.

Однако газ как топливо обладает и рядом отри­цательных свойств: в определенных соотношениях с воздухом горючий газ образует взрывоопасную смесь,

«4

способную взрываться даже от искры; горючий газ (особенно отдельные компоненты искусственного газа) ядовит и при вдыхании может вызвать отравление. Поэтому во избежание несчастных случаев работники предприятий общественного питания должны строго соблюдать правила эксплуатации.

Различают природный и искусственный горючие га­зы. Природный газ образуется в недрах земли при гниении растительных и животных клеток. Искусст­венный газ (коксовый, доменный) получают как побоч­ный продукт переработки нефти и каменного угля.

Основной составной частью газа являются угле­водороды, особенно метан (CHU), этан (СгНб), про­пан (СзНа) и др. При сгорании они выделяют боль­шое количество теплоты.

Природный газ не имеет цвета и запаха. Однако при неправильном сгорании (при недостатке кислорода в воздухе) образует угарный газ (СО), который явля­ется сильнейшим ядом.

Смесь газа с воздухом становится взрывоопасной, если содержание газа составляет 6...15%.

Большинство горючих газов легче воздуха; прони­кая через неплотности, они поднимаются вверх. Содер­жание в воздухе 25...30 % газа вызывает головокру­жение и удушье, содержание 0,03 % сероводорода смертельно.

Для определения утечки газа по запаху в него добавляют в распыленном состоянии особые, имеющие специфический запах вещества — одоранты.

В нормальных условиях при правильном режиме горения горючие газы сгорают бездымно.

2.1.6= Газовые горелки

Устройства для сжигания газообразного топлива включают участок подводящего газопровода, газовые горелки, расположенные в камере сгорания, и газо­ходы (в аппаратах с организованным отводом продук­тов сгорания).

Газовая горелка является основной частью газово­го теплового аппарата и служит для образования сме­си горючих газов с воздухом, подачи полученной смеси в камеру сгорания и сжигания ее. Горелка дол­жна иметь простую конфигурацию, обеспечивать ус­тойчивый процесс горения и полное сгорание горю-

чего газа, возможность регулирования подачи газа и воздуха, тщательное их перемешивание,

В зависимости от способа смешения газа с возду­хом газовые горелки подразделяются на горелки внеш­него и внутреннего смешения. Горелки внешнего сме­шения называются диффузионными, так как газ с воз­духом смешивается непосредственно в камере сгора­ния и одновременно происходит процесс сжигания горючего газа.

Горелки внутреннего смешения характеризуются тем, что смешение газа с воздухом происходит внутри самой горелки. В зависимости от количества воздуха, поступающего в горелки, они делятся на горелки частичного внутреннего смешения и полного внутрен­него смешения. В горелки частичного смешения посту­пает только часть воздуха (от 30 до 60%), который обеспечивает процесс горения. Этот воздух называ­ется первичным.

Для полного сжигания газовоздушной смеси, выхо­дящей из горелки, необходим дополнительный воздух, который поступает непосредственно в камеру сгорания за счет инжектирующего действия самого факела или разрежения, создаваемого в камере аппарата. Этот воздух называется вторичным. В горелках полного внутреннего смешения весь воздух, необходимый для горения, поступает внутрь горелки, смешивается с га­зом и в виде готовой смеси направляется в камеру сжигания.

Газовоздушная смесь в горелках внутреннего сме­шения образуется путем принудительной подачи воз­духа в горелку или засасывания воздуха в горелку за счет энергии струи движущего газа. Горелки, исполь­зующие энергию давления газа для засасывания воздуха, называются инжекционными. Имеются горелки низкого давления (до 5 кПа), среднего давления (до 300 кПа) и высокого давления (свыше 300 кПа).

В тепловых аппаратах предприятий общественного питания в основном применяются инжекционные го­релки низкого давления с частичным предварительным смешением горючего газа с воздухом. Применяются также горелки инфракрасного излучения, в которых весь необходимый для горения воздух предварительно подается в горелку.

Строение факела пламени. Различают факельное и беспламенное сжигание газа. В зависимости от спосо-

Рис. 2.1. Схема пламени газовой горелки:

/1 — область пламени, в которой горение не происходит; Н — область, в которой сгорание газа происходит не полно­стью вследствие недостатка кислорода; О — область полно­го сгорания газа с избытком кислорода: / — 300 °С; 2 — 1450 °С; 3 — 1550 °С; 4 — 1540 °С; 5 — 1560 "С; 6 ■- 1550 °С; g 7 — 1450 °С; 8 — 1570 °С; 0 — 1540 "С

ба смешения горючего газа с воздухом, ко-личества воздуха при сгорании смеси и конст­рукции горелки образуются факелы, различ­ные по форме, строению и наивысшей тем­пературе (рис. 2.1).

Устройство горелки. Несмотря на конст­руктивное различие инжекционных горелок, все они имеют следующие основные элемен­ты: сопло, регулятор подачи первичного воз­духа, смеситель и насадку (рис. 2.2).

Сопло предназначено для подачи газа в горелку, подсоса (инжекции) воздуха. Выхо­дя из сопла с большой скоростью, газ создает в смесите­ле разрежение, которое способствует засасыванию первичного воздуха.

Регулятор подачи первичного воздуха находится в торцевой части горелки и служит для регулирования подачи первичного воздуха.

Газ

Смеситель служит для смешения газа с первичным поздухом. Состоит он из конфузора (суженной части), цилиндрической горловины и диффузора (расширен­ной части). Такая форма трубки способствует лучше­му перемешиванию газа с первичным воздухом. Соот­ношение между газом и воздухом устанавливается регулятором подачи первичного воздуха.

Первичный У*

Вторичный воздух

Рис. 2.2, Схема инспекционной газовой го­релки:

/ — регулятор первичного воздуха; 2 — сопло; 3 — смеситель; 4 — насадка

Первичный ' воздух

Газ

Перйичный Воздух газ

Насадка служит для подачи газовоздушной смеси к отверстиям, создания определенной формы и размера пламени. Насадка горелки осуществляет подсос вто­ричного воздуха и должна соответствовать форме и размерам нагреваемой поверхности аппарата.

Конструкции наиболее распространенных инжекци-онных горелок с частичным смешением воздуха при­ведены на рис. 2.3.

Конфорочная горелка имеет горелочную насадку конической формы с колпачком для подвода вторичного воздуха, по окружности Которой располо­жены отверстия для выхода газовоздушной смеси.

Трубчатая горелка имеет трубчатые на­садки различной формы, которые имеют отверстия для горения газовоздушной смеси.

Кольцевая горелка имеет насадку в виде кольца, по окружности и радиусам которого располо­жены отверстия для выхода газовоздушной смеси.

Щелевая горелка имеет насадку в виде узкой щели — «ласточкин хвост».

Факельная горелка имеет касадку в виде короткой трубки с коническим отверстием на конце. Она может быть выполнена с кожухом и без него.

Запальник является разновидностью газовой горелки. Он. предназначен для зажигания горелки в труднодоступных местах. Насадка запальника выпол­нена в виде короткой трубки с отверстиями и служит стабилизатором горения, предотвращающим отрыв пламени от горелки. Первичный воздух поступает в запальник через отверстие в смесителе. Запальники могут быть переносными (с крючком для подвеши­вания) и стационарными.

Беспламенная горелка инфракрас­ного излучения называется микрофакельной, поскольку струи газовоздушной смеси сгорают в ней почти мгновенно без заметного факела, что сви­детельствует о химической полноте сгорания газа. Горелка (рис. 2.4) состоит из тех же элементов, что и обычная, но отличается от нее конструкцией насадки. В настоящее время насадки беспламенных горелок изготовляют из керамических плиток размерами, мм: длина. — 69, ширина — 47, высота — 12. Каждая пли­тка имеет 682 цилиндрических отверстия диаметром 1,5 мм. Суммарная площадь всех отверстий составля­ет 45...48 % общей площади плитки.

6 а

i i

Пзрдичныа воздух, о, I о

Вторичный й&здух

Рис. 2.3- Инжекционные газовые горелки:

конфорочная; 2 — трубчатая; 3 — кольцевая; 4 — щелевая; 5 — <.-льная; 6 — факельная с кожухом; 7 — переносной запальник; а —■ ло; 6 — смеситель; в — насадка; г — регулятор первичного воздуха

Первичный доздух

Рис. 2.4. Беспламенная горелка ин­фракрасного излучения: / — сопло; 2 смеси гели пая труТжа; 3 - - регулятор первичного по:(духа, -7 насадка; 5 — рефлектор; 6" керами­ческая перфорированная или ска на­садки; 7—распределительная камера; 8 — кожух

Горелки инфракрас­
ного излучения снабже­
ны электрозапальником
для розжига и рефлек­
тором, с помощью кото­
рого направляются
инфракрасные лучи.
В беспламенных го­
релках значительное
количество теплоты пе­
редается излучением, а
продукты сгорания поч­
ти не содержат угарно­
го газа, кроме того, го­
релка имеет высокий
КПД. Насадки горелок

могут быть расположены в любой плоскости, что уве­личивает область их применения. Недостатками указан­ных горелок являются их высокая чувствительность к изменениям параметров горючего газа и потеря устойчивости в работе при изменении давления газа перед соплом.

Правила эксплуатации горелок. В труднодоступных местах горелки зажигаются с помощью переносных запальников при закрытом регуляторе первичного воздуха. Пламя запальника подносят к выходным от­верстиям насадки горелки, затем открывают края перед горелкой и зажигают смесь. После этого закры­вают кра?2 переносного запальника и регулируют пода­чу воздуха.

По характеру и цвету пламени можно судить о правильности горения газа. При недостатке воздуха пламя сильно удлиняется и в нем появляются жел­тые коптящие языки, свидетельствующие о неполном сгорании газа. При правильном (полном) сгорании газа и незначительном избытке воздуха пламя почти прозрачное с сине-фиолетовым ядром в середине каж­дого факела. При значительном избытке воздуха пламя резко укорачивается, становится почти бес­цветным и горит с потрескиванием.

Признаками неправильной эксплуатации горелки являются: проскок пламени в горелку — скорость выхода газовоздушной смеси меньше скорости распро­странения пламени; отрыв пламени от горелки — скорость выхода газовоздушной смеси больше скоро—

сти распространения пламени. Горелки одного типа, одинаковой тепловой мощности должны быть взаимо­заменяемы.

2А.7. Автоматика безопасности и регулирования теплового режима в газовом оборудовании

Одним из основных преимущес'1 п газовых тепло­вых аппаратов перед аппаратами, работающими на твердом и жидком топливе, является возможность полной автоматизации этих аппаратов как в отноше­нии безопасности их работы, так и в отношении регулирования теплового режима работы.

Система автоматики безопасности повышает бе­зопасность работы на газовых аппаратах, так как ав­томатически прекращает подачу газа к ним при изме­нении контролируемых параметров.

Применение системы автоматического поддержания заданного теплового режима работы аппарата осво­бождает обслуживающий персонал от постоянного наблюдения за процессом приготовления пищи и спо­собствует улучшению ее качества за счет строгого соблюдения режима тепловой обработки продуктов. В результате автоматизации тепловых аппаратов снижается расход горючего газа, улучшаются условия труда обслуживающего персонала и увеличивается срок службы рабочих элементов в аппарате.

Система автоматического регулирования теплового режима аппарата предназначена для автоматического отключения или уменьшения подачи горючего газа в аппарат по достижении заданной максимальной тем­пературы на рабочем элементе, а также для автоматического включения или увеличения подачи газа при снижении температуры на рабочем элементе до минимально достигнутого значения.

Система автоматики безопасности должна обеспе­чивать правильный (безопасный) розжиг аппарата, а также прекращать подачу газа к нему при погасании контрольного пламени стационарного (постоянно го­рящего) запальника в результате падения давления газа в сети ниже минимально допустимого предела или нарушения тяги в дымоходе. Не все системы безопасности полностью осуществляют перечисленные выше функции, но любая система предохраняет аппа­рат от выхода несгоревшего газа в камеру сгорания.

12 13 14 15 /6 Г 7 18 W 20

21

Вход ■газа.

Все системы автоматики безопасности газового аппарата характеризуются временем срабатывания — периодом от момента погасания стационарного запаль­ника до прекращения подачи газа к аппарату и вре­менем розжига — периодом от момента зажигания пламени стационарного запальника, обогревающего датчик пламени, до момента приведения системы в рабочее состояние.

Оба эти периода должны быть минимальными, так как увеличение времени срабатывания создает угрозу образования взрывоопасной смеси и опасной для здо­ровья человека концентрации газа в помещении, а увеличение времени розжига ухудшает условия эксплуатации газовых аппаратов.

Отечественное газовое оборудование снабжается системами газовой автоматики различного типа: АБ — автоматикой безопасности (плиты ПГС-2МА и газовые кипятильники); АР — автоматикой регули­рования (жарочные шкафы плит ПГС-2МА); АРБ (2АРБ-2, 2АРБ-1) — автоматикой безопасности и регулирования {газовые котлы).

Автом а т и к а безопасности — АБ (ряс. 2.5) состоит из мембранного клапана — отсекателя, распо­ложенного в одном блоке с реле-инвертором, датчика пламени, обогреваемого пламенем стационарного запальника, и соединительных импульсных трубок диаметром 3 мм. Трубки с помощью накидных гаек крепятся к штуцерам блока и датчика.

Система автоматики АБ исключает выход газа в камеру сгорания при погасании факела стационарного запальника, понижении давления газа в сети ниже допустимого предела (650 Па) и нарушении герме­тичности газопровода за клапаном-отсекателем.

Для включения аппарата, снабженного автомати­кой безопасности АБ, в работу надо открыть кран на газопроводе перед клапаном-отсекателем. Тогда газ по каналу 10 начнет поступать через сопло источника давления в полость В реле-инвертора и по каналу 18 в надмембранную полость Б клапана-отсекателя. Клапан 6 благодаря давлению газа в полости Б и собственной массе будет прижиматься к седлу и за­крывать выход газа из подводящего газопровода. При нажатии на пусковую кнопку 9 газ начинает поступать в подмембранную полость А клапана-отсека­теля и далее по каналу 26 к стационарному запальни-

Рис. 2.5. Схема автоматики АБ:

/ — газовая горелка; 2,8 — газовые краны; 3 — корпус клапана-отсекателя; 4 — канал подачи газа к основной горелке; 5 — сопло клапана; 6 — клапан; 7 -— мембрана клапана-отсекателя; 9 — пусковая кнопка; 10 — канал пода­чи газа к соплу источника давления; // — сопло источника давления; 12 — линия эвакуации; 13 — кнопка экстренного отключения системы; 14 — сопло, соединяющее полость В с полостью Г реле-инвертора; 15 — мембрана реле-индикатора; 16 — заслонка; 17, 25 — пружины; 18 — канал, соединяющий ' полости В и Б; 19 — дроссель; 20 — импульсная трубка датчика пламени; 21 — датчик пламени; 22 — клапан, закрывающий сопло датчики пламени; 23 — металлический стержень; 24 — стационарный за­пальник; 26 —внутренний канал защиты; А, Б, В — полости клапана-отсекателя; Г, Д — полости реле-инвертора

ку, пламя в котором поджигается переносным запаль­ником.

После того как пламя стационарного запальника нагреет металлический стержень нормально открытой сопла-заслонки¹ датчика пламени, сопло благодаря удлинению при нагревании металлического стержня с клапаном-заслонкой на конце закроется, преодолев сопротивление пружины 25. Одновременно через внутренний канал защиты с дросселем (вставка с колиброванным отверстием 0,2 мм, снижающая дав­ление за собой) газ поступит в надмембранную по­лость Д реле-инвертора. При этом его мембрана под давлением поступающего в надмембранную полость газа, преодолев сопротивление пружины 17, опустится вниз, а заслонка отойдет от сопла 14 и закроет сопло П. Газ, находящийся в надмембранной полости Б кла­пана-отсекателя, через сопло 14 поступит в полость Г

¹ Нормально открытой называют сопло-заслонку открытую, ког­да датчик нагрет.

и через линию эвакуации 12 выйдет в камеру сгорания. Под давлением газа в подмембраиной полости А клапана-отсекателя мембрана поднимется, а связан­ный с ней клапан отойдет от седла, открыв проход газу из газопровода в подмембранную полость А.

В этот момент пламя запальника станет длиннее и кнопку 9 можно отпустить.

После этого открывают кран 2, газ по газопроводу начинает поступать к основной горелке, где будет загораться от горящего стационарного запальника. Как только пламя стационарного запальника погаснет (но любой причине), стержень сопла-заслонки датчика пламени с клапаном-заслонкой на конце под действием пружины 25 отойдет от сопла. При этом газ из под-мембранной полости газового реле-инвертора через импульсную трубку датчика пламени и открытое сопло выйдет в камеру сгорания, а заслонка под действием пружины 17 переместится в первоначальное положе­ние, закрыв сопло 14 и открыв сопло 11. Далее через сопло 11 газ из основного газопровода по перепускно­му каналу 10 начнет поступать в полость В и по каналу 18 в надмембранную полость Б кланана-отсе-кателя. Когда давление в над- и подмембранной полостях сравняется, клапан под действием собствен­ной массы опустится на седло и закроет проход газу к основной горелке и стационарному запальнику.

При падении давления газа в сети ниже 650 Па клапан 6 под действием собственной массы опустится на седло и подача газа прекратится. При обрыве импульсной трубки давление в надмембранной полости Д реле-инвертора падает, и система срабатывает так же, как и при погасании пламени стационарного запальника, что обеспечивает самоконтроль системы на герметичность.

Если на линии, идущей от клапана-отсекателя к горелке, нарушается герметичность, то система не срабатывает на запуск, так как давление в подмем­бранной полости клапана-отсекателя не поднимется.

Автоматика регулирования отличает­ся от системы АБ тем, что к полости Д реле-инвертора подводится импульсная трубка от датчика регулиро­вания (давления или температуры). При достижении заданного давления (температуры) открывается про­ход из полости Д реле-инвертора через датчик регули­рования в линию эвакуации, через которую газ выхо-

дит наружу. В результате давление в полости Д становится равным атмосферному и клапан-отсекатель срабатывает так же, как в автоматике АБ при погаса­нии пламени стационарного запальника. При пониже­нии давления (температуры) соединение с линией эвакуации прекращается, давление в полости Д реле-инвертора блока регулирования АР повышается и клапан-отсекатель открывает проход газу к горелке.

Комплексная автоматика безопас­ности и регулирования АРБ состоит из двух последовательно установленных блоков — АБ и АР, а также датчика пламени и датчика системы регули­рования, соединенных импульсными трубками соответ­ственно с блоками АБ и АР.

Регулирование в приборе АРБ двухпозиционное, рассчитанное на максимальный и минимальный расход газа.

2.1.8. Электронагревательные элементы

Терморегулирующее устройство электрического на­гревательного аппарата состоит из подводящих электрических проводов, электронагревательных эле­ментов и пускорегулирующих приборов.

В связи с быстрыми темпами развития электро­энергетики электротепловая аппаратура находит все более широкое применение на предприятиях об­щественного питания. Ее использование повыша­ет производительность труда, улучшает его условия, дает возможность секционного обогрева рабочей каме­ры, автоматизации температурных режимов, снижает пожароопасность, повышает технико-эксплуатацион­ные показатели аппарата.

При правильной эксплуатации случаи выхода из работы электрических аппаратов редки, ремонт их, как правило, сводится к замене перегоревшего электрона­гревателя или пускорегулирующего прибора.

Основной частью электротеплового аппарата явля­ются электронагревательные элементы, которые служат для преобразования энергии электрического тока в тепловую. Широкое применение в аппаратах предприя­тий общественного питания получили электронагрева­тели с металлическим сопротивлением.

Материалы, используемые для изготовления элект­ронагревательных элементов с металлическим сопротив-

Трубчатый злентронагрсбатель-ный элемент - 13н (рница. ЗФ-10)

Лампа инщракрапиого бн

В I

Закрытый электро-нагревательный элемент (нонторни злентроплит)

лением, должны обладать высоким удельным сопротив­лением при незначительном температурном коэффици­енте сопротивления, быть термостойкими (не окисляться при нагреве) и жаропрочными (не изменять механи­ческих свойств при температурах 1000...1200 °С).

Таким требованиям отвечают сплавы никеля с хромом, алюминием, железом: ншсром, фехраль, хромали и др. Нагревательные элементы, изготовлен­ные из данных сплавов, могут длительно (более 10 000 ч) работать при высоких температурах (600... 1000 °С) даже на воздухе, так как образующаяся на них прочная пленка оксида не позволяет окисляться и разрушаться внутренним слоям металла. Однако при резких изменениях температуры, из-за частого включения и отключения аппаратов защитные пленки растрескиваются, в результате чего кислород прони­кает в трещины и сплав окисляется.

Для компактности нагревательному элементу при­дают форму спирали, наматывая ее на сердечник круглого сечения. Спирали изготавливают зигзагооб­разной формы, изгибая в одной плоскости. Спирали закладывают в изоляционный материал, обладающий высокой электрической и механической прочностью, большим удельным электрическим сопротивлением, хорошей теплопроводностью и незначительной влаго-поглощаемостью. К таким материалам относятся: периклаз (оксид магния), шамот (огнеупорная глина), кардиенит (керамика), фарфор и др.

По конструктивному оформлению электронагрева­тели с металлическим сопротивлением подразделяются на открытые, закрытые (с доступом воздуха) и герме­тические (без доступа воздуха).

Открытые электронагреватели (рис. 2.6,Л) представляют собой нихромовую спираль, уло­женную в пазы керамических плиток или подвешен­ную на изоляторах. Передача теплоты от спирали к нагреваемой среде происходит в основном излуче­нием, поэтому такие нагреватели называют излучате­лями. В общественном питании они нашли ограни­ченное применение в аппаратах (тостеры и др.), так как имеют повышенную опасность поражения током и ограниченный срок службы из-за быстрого скисле-ния кислородом воздуха.

Закрытые нагревательные элемен­ты (рис. 2.6,5) представляют собой спирали, запрес-

Рис. 2.6. Электрические нагревательные элементы:

Л: / — плита чугунная; 2 — спираль нихромовая; 3 — изолятор фарфоро­вый; Б: 1 — затяжная гайка; 2 — шайба; 3 — изолятор фарфоровый; ■/ — контактный стержень; 5 — трубка; 6 — наполнитель; 7 — нихромовая спираль; В: 1 — конфорка чугунная; 2 — кожух; 3 — нихромовая спираль; 4 — тепловая изоляция; 5 — керамическая масса; Г: 1 — контактные пласти­ны; 2 — кварцевая трубка лампы; 3 — нихромовая спираль; 4 — керами­ческий изолятор; Д — магнетрон: / — катодные ножки; 2 — медные пере­мычки; 3 — резонаторы; 4 — анод; 5 — катод; 6 —коаксильные линии; 7 — герметический колпак; 8 — катод

сованные в электроизоляционную массу и помещенные в защитный кожух. Они защищены от механических повреждений, но не изолированы от доступа воздуха. Передача теплоты в закрытых нагревательных элемен­тах осуществляется в основном теплопроводностью. Эти нагреватели долговечнее, чем открытые. Приме­няются они в кофеварках, электросковородах, конфор­ках плит и др.

U7

V—^

В качестве закрытых электронагревателей исполь­зуются и негерметизированные трубчатые излучатели, представляющие собой кварцевую трубку, внутри которой помещена спираль из нихрома. Используют их в электрогрилях типа ГЭ. Конструкция этих электро­нагревателей проста, но из-за продольного провисания спирали они не могут работать в вертикальном поло­жении.

Герметично закрытые нагреватель­ные элементы (рис. 2.6, Б) представляют собой спираль, помещенную в металлическую или стеклян­ную трубку. Герметически закрытые нагреватели в металлической трубке называют тэнами (трубчатые электрические нагреватели).

Тэны представляют собой стальную трубку, внутри которой расположена спираль из нихромовой прово­локи. Пространство между корпусом и спиралью за­полнено периклазом, который является хорошим электрическим изолятором и проводником теплоты от спирали к стенкам трубки. Иногда трубки допол­нительно покрывают никелем или цинком, что увели­чивает срок службы тэнов и уменьшает отложение накипи на их поверхности.

Форма трубчатого электронагревателя (рис. 2.7) зависит от места его установки и конфигурации аппа­рата. Для тепловых аппаратов предприятий общест­венного питания выпускают: воздушные тэны — для нагрева камер шкафов; водяные — для нагрева воды в котлах; масляные — для подогрева пищевых жиров во фритюрницах. Тэны рассчитаны на работу только в определенной среде. В тепловых аппаратах тэны устанавливают обычно блоками, что позволяет регули­ровать тепловой процесс приготовления пищи.

К достоинствам тэнов следует отнести относительно продолжительный срок службы, компактность, эконо­мичность, возможность работы в разных средах; к недостаткам — сложность изготовления и невозмож­ность ремонта.

Герметично закрытые электронагреватели (ИК-из-лучатели) (рис. 2.6, Г) могут быть выполнены и с труб­кой из кварцевого стекла, внутри которой находится спираль из вольфрама. Трубка заполнена инертным газом (аргоном) с добавлением йода, благодаря которому она обладает стабильным энергетическим и световым потоком в течение всего срока службы.

JU

Рис. 2.7. Различные варианты форм трубок тзнов

Электронагреватель в СВЧ-аппаратах, преобра­зующий электрическую энергию переменного тока в энергию электромагнитного поля сверхвысоких час­тот, называется магнетроном. Он состоит из двух основных частей: цилиндрического диода и рабочего магнита (рис. 2.6, Д). В центре диода расположен катод, изготовленный из вольфрама. Катод окружен массивным медным цилиндром-анодом, на внутренней стороне которого симметрично расположены объемные резонаторы. Они соединены с внутренней полостью щелевыми зазорами. На наружной части анода распо­ложена рубашка водяного охлаждения или радиатор воздушного охлаждения. Электронагреватель работает следующим образом. Между катодом и анодом со­здается электрическое поле, вдоль него движутся электроны. Магнитное поле, необходимое для работы магнетрона, создается с помощью рабочего магнита. В результате взаимодействия электрического и маг­нитного полей создается поток электронов. Электроны,

проходя вблизи щелевых зазоров резонатора, возбуж­дают в последних импульсы наведенного тока. Далее по волноводу энергия подается в рабочую камеру.

2.1.9. Классификация теплового оборудования. Понятие о секционном

модулированном оборудовании

Тепловое технологическое оборудование классифи­цируется но технологическому назначению, источникам теплоты (видам энергоносителей), способу обогрева, способу передачи теплоты, принципу работы, степени автоматизации.

По технологическому назначению тепловые аппараты подразделяются на универсальные (плиты), специализированные, которые в свою очередь делятся на варочные (котлы, автоклавы, пароварочные шкафы и т.д.), жарочные (шкафы, сковороды) и под­собные (мармиты, стойки, кипятильники).

По источнику энергоносителя тепло­вые аппараты делятся на электрические, газовые, паровые и твердотопливные (жидкотопливные).

По способу обогрева различают аппараты с непосредственным и косвенным обогревом. В аппа­ратах с непосредственным обогревом нагрев продукта происходит путем соприкосновения с теплоносителем или через разделительную стенку, а в аппаратах с косвенным обогревом — через промежуточный тепло­носитель (тепловую рубашку) и разделительную стенку.

По принципу работы различают аппараты непрерывного действия, в которых загрузка, тепловая обработка и выгрузка продукта происходят одновре­менно, и периодического действия, в которых продукт последовательно загружается, подвергается тепловой обработке и разгружается.

По степени автоматизации аппараты подразделяются на неавтоматизированные, т. е. такие, в которых контроль за безопасной работой и соблю­дением режима тепловой обработки осуществляет об­служивающий персонал; полуавтоматизированные, в которых безопасная работа аппарата обеспечивается приборами автоматики, а режим тепловой обработки контролируется обслуживающим персоналом, и авто-

матизированные, в которых контроль за безопасной работой и соблюдением теплового режима работы осу­ществляется приборами автоматики.

Оборудование выпускается в соответствии с требо­ваниями ГОСТов или технических условий (ТУ), в которых регламентируются важнейшие показатели но каждому изделию и типоразмеру.

На каждое изделие имеются формуляр и руковод­ство по эксплуатации. В них ставятся отметки ОТК завода о приемке изделия и возможностях его реа­лизации, приводятся описания устройства, подготовка изделия к работе, порядок работы и обслуживания, возможные неисправности и способы их устранения.

Индексация тепловых аппаратов — буквенно-цифровая. В зависимости от выполняемой технологи­ческой операции тепловые аппараты подразделяются на группы. Наименование группы оборудования опре­деляет первая буква индекса: плиты — П, котлы и кипятильники — К, шкафы — Ш, водонагреватели — В и т. д.

По технологическому назначению оборудование подразделяют на виды. Наименование вида определя­ет вторая буква индекса: котлы пищеварочные — КП, шкафы жарочные — ШЖ и т. д. Энергоноси­тель, на котором работает аппарат, характеризует третья буква индекса: КПЭ, КЦГ, КПП, KJ1T — соответственно котел электрический, газовый, паровой, твердотопливный.

Основной параметр, характеризующий производи­тельную мощность, обозначается цифрой и отделя­ется от буквенного обозначения дефисом. Например, котел пищеварочный электрический вместимостью 250 л — КПЭ-250 или кипятильник непрерывного действия производительностью 100 дм³/ч — К.НЭ-100.

Первое поколение секционного модулированного оборудования выпускалось с модулем, кратным 210 мм, а с 1980 г. выпускается оборудование второго поколения (рис. 2.8) с модулем 100 мм, кото­рому кратны длина и ширина аппаратов: 1 = п --100 и Ь= п-100, где п — кратность модуля, которая должна быть целым числом.

Это оборудование рассчитано на использование при приготовлении блюд функциональных емкостей, кото­рые кратны модулю 1 = 530 мм и b == 325 мм. Ем­кости выпускаются размерами 2; 1; ²Д; ¹/з', '/■♦'> 'Л

"а ч 5 Я W g 13 Я

" к к

Вон

g К ЕС СО О

ч; s s» a

Дата добавления: 2015-06-26