Электродные (жидкостные) нагреватели

Влияние формы отражателя на плотность потока излучения

Отражатель	Плотность потока, 1ּ10^4 Вт/м^2	Отражатель	Плотность потока, 1ּ10^4 Вт/м^2
Нет отражателя	12,5	Гиперболический	33,6
Плоский	16,7	Параболический	41,9
Сферический	29,3

Отражатели изготавливаются из материалов, имеющих большой коэффициент отражения в области ИК-спектра. Применяются в основном два вида материалов: листовая сталь с гальваническим полированным покрытием хромом или никелем и листовой алюминий, который может иметь различные покрытия. Наиболее широко применяются анодированные и просто полированные алюминиевые отражатели с коэффициентом отражения 98 %.

Электродный нагрев представляет собой непосредственное прохождение электрического тока промышленной частоты (50 Гц) через нагреваемую среду. В этом случае непосредственно в нагреваемой среде, обладающей определенной проводимостью (сопротивлением), происходит выделение теплоты при прохождении через нее электрического тока. Электрический ток подводится к нагреваемой среде с помощью электродов. Соответственно основным конструктивным элементом этих нагревателей являются электроды.

Если осуществляется нагрев пищевого продукта непосредственно электрическим током при контактировании его с электродами, то такой нагрев называется электроконтактным. Электроконтактный нагрев представляет собой объемный нагрев, при котором возрастает концентрация энергии в единице объема, что приводит к резкому сокращению времени тепловой обработки. Однако для осуществления электроконтактного нагрева электроды необходимо подводить индивидуально к каждому изделию, а процесс тепловой обработки является не управляемым и может быть использован только для разогрева кулинарной продукции.

Электроконтактный нагрев прост по устройству, ремонтопригоден, практически безынерционен и имеет высокий к. п. д. Однако этот вид нагрева не нашел применения в общественном питании в связи с тем, что металл с электродов переносится в пищевой продукт и часть продукта соприкасавшаяся с электродами будет не пригодна в пищу. Кроме того, в электроконтактном аппарате для тепловой обработки значительного количества одновременно нагреваемых изделий, чтобы обеспечить надежный подвод электрической энергии к каждому изделию, кулинарная продукция должна иметь строго стандартные размеры, которая в общественном питании практически отсутствует.

Если непосредственно электрическим током осуществляется нагрев воды (рис. 4.13), поместив с нее электроды, то такой нагрев называется электродным. Мощность (P) такого нагревателя определяется по формуле

P = Вт, (4.12)

где U – подведенное к электродам напряжение, В;

R – сопротивление столбы жидкости между электродами, Ом.

Сопротивление любого проводника определяется из выражения

R = , (4.13)

где ρ – удельное сопротивление материала проводника (в данном случае электролита), Омּм;

l – длина проводника (расстояние между электродами), м;

F – сечение проводника (площадь электрода), м².

Подставив значение сопротивления в формулу 4.12 получим

P = . (4.14)

Так как напряжение в сети предприятий общественного питания есть величина постоянная, то мощность электродного нагревателя будет зависеть от удельного сопротивления электролита (воды), размеров электродов и расстояния между ними.

Следует учитывать, что удельное сопротивление электролита уменьшается с ростом температуры, что приводит к возрастанию мощности нагревателя. Кроме того, при закипании воды появляются пузырьки пара в сечении, по которому протекает электрический ток, за счет чего уменьшается его сечение и соответственно мощность.

Как показывает исследование, удельное сопротивление воды в процессе нагрева падает со 100 до 40 %. При этом минимальное значение находится при температуре воды 100 °С. Соответственно при пуске аппарата происходит плавный его запуск, так как его пусковая мощность будет значительно меньше номинальной.

Электродный нагрев прост по устройству, ремонтопригоден, практически безинерционен и имеет высокий к. п. д. Однако электроды имеют небольшой срок службы за счет переноса металла в электролит под воздействием электрического тока, а при осуществлении технологического процесса возникают сложности, так как с изменением температуры и концентрации электролита меняется его удельное сопротивление и, соответственно, мощность электродных нагревателей. Кроме того, возникает возможность появления опасного для жизни человека потенциала на корпусе аппарата. Все это ограничивает использование электродного нагрева в общественном питании.

Несмотря на указанные недостатки, электродный нагрев иногда используется в предприятиях общественного питания для получения горячей воды для технических целей и в парогенераторах некоторых конструкций зарубежных пищеварочных котлов.

В водонагревателях проточного типа электродные нагреватели обычно представляют собой соосно размещенные два цилиндрических электрода. Водопроводная вода, протекающая между цилиндрическими электродами, нагревается проходящим через нее электрическим током. Размеры электродов и расстояние между ними рассчитываются исходя из напряжения в сети, необходимой мощности и удельного сопротивления нагреваемой воды.

Для электродных нагревателей, устанавливаемых в парогенераторах, например пищеварочных котлов, в качестве электролита обычно используется раствор дистиллированной воды с определенным количеством соды (Na₂CO₃). Концентрация раствора выбирается исходя из обеспечения необходимого удельного электрического сопротивления электролита. Обычно для электродных парогенераторов пищеварочных котлов употребляется вода с содержанием солей от 2 до 8 %.

Электроды в парогенераторе обычно изготавливают из металлических полос в форме спирали закрепленных на диэлектрических подставках (рис. 4.14) на съемном фланце. Фланец с электродами жестко крепится к дну парогенератора через герметизирующую прокладку болтами с гайками, для чего во фланце имеются соответствующие отверстия. Подвод электрической энергии к электродам осуществляется через проходные изоляторы. В качестве материала для электродов используется медь, латунь, иногда, нержавеющая сталь. Для осуществления регулирования технологического режима тепловой обработки в блоке нагревателей парогенератора размещают шесть электродов: три больших и три малых. Малые электроды используются для осуществления режима слабого нагрева, обеспечивающего режим «тихого» кипения.

Питание котла осуществляется от трехфазной сети напряжением 220 или 380 В. Одни и те же электроды могут быть использованы, при условии заливания в парогенератор различной концентрации электролита, для различных напряжений питающей сети.

Дата добавления: 2015-06-30