Меню

Тепловое оборудование в теории



Лекция №3

date image2014-02-03
views image3074

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Классификация и индексация теплового оборудования

1. Классификация и индексация теплового оборудования

2. Модульное оборудование и функциональные емкости

Ключевые слова: классификационные признаки, индексация, модульное тепловое оборудование, функциональные емкости

1. Классификация и индексация теплового оборудования

Многообразие способов тепловой обработки продуктов предопределяет широкую номенклатуру тепловых аппаратов. Их можно классифицировать по нескольким различным признакам.

По функциональному назначению тепловое оборудование классифицируется на универсальное и специализированное. К универсальным тепловым аппаратам относятся плиты кухонные, с помощью которых можно осуществлять различные приемы тепловой обработки. Специализированные тепловые аппараты пред­назначены для реализации отдельных способов тепловой обработки.

По технологическому назначению специализированное тепловое оборудование классифицируется на варочное, жарочное, жарочно-пекарное, водогрейное и вспомогательное.

Варочное оборудование включает пищеварочные котлы, автоклавы, пароварочные аппараты, сосисковарки.

В группу жарочного оборудования входят сковороды, фритюрницы, грили, шашлычные печи.

К жарочно-пекарному оборудованию относятся жарочные и пекарные шкафы, парожарочные аппараты.

Водогрейное оборудование представлено кипятильниками и водонагревателями.

Вспомогательное оборудование включает мармиты, тепловые шкафы и стойки, термостаты, оборудование для транспортировки пищи.

По виду источника теплоты оборудование классифицируется на электрические, паровые, огневые, газовые (твердо- или жидкотопливные) тепловые аппараты.

По структуре рабочего цикла тепловое оборудование подразделяется на аппараты периодического и непрерывного действия.

По способу обогрева различают контактные тепловые аппараты и аппараты с непосредственным и косвенным обогревом пищевых продуктов. В контактных тепловых аппаратах продукт нагревается при непосредственном контакте с теплоносителем (например, с паром в пароварочных аппаратах). В аппаратах с непосредственным обогревом теплота к продуктам передается через разделительную стенку (например, котлы и сковороды), в аппаратах с косвенным обогревом — через промежуточный теплоноситель. В качестве промежуточного теплоносителя используют воду, пар, минеральные масла, органические и кремнийорганические жидкости.

По конструктивному решению тепловые аппараты классифицируются на несекционные и секционные, немодулированные и модулированные.

Несекционные тепловые аппараты имеют различные габариты, конструктивное исполнение; их детали и узлы не унифицированы и они устанавливаются индивидуально, без учета блокировки с другими аппаратами. Несекционное оборудование требует для своей установки значительных площадей, так как его монтаж и обслуживание осуществляются со всех сторон.

Секционное оборудование выполняется в виде отдельных секций, в которых основные узлы и детали унифицированы. Фронт обслуживания таких аппаратов — с одной стороны, благодаря чему возможно соединение отдельных секций и получение блока аппаратов требуемой мощности и производительности.

В основу конструкции модульных аппаратов положен единый размер — модуль. При этом ширина (глу­бина) и высота до рабочей поверхности всех аппаратов одинаковы, а длина кратна модулю. Основные детали и узлы этих аппаратов максимально унифицированы.

В эксплуатации находится модулированное оборудование с модулем 200±10мм (длина кратна модулю, ширина 840 мм, высота до рабочей поверхности 850±10 мм) и модулем 100±10мм (длина и ширина кратны модулю, высота до рабочей поверхности 850 или 900 мм).

В соответствии с классификационной схемой была принята индексация теплового оборудования, которая дает сведения о назначении теплового аппарата, его энергоносителе, размере и особенностях конструкции.

В основу индексации положено буквенно-цифровое обозначение оборудования. Первая буква соответствует наименованию группы, к которой относятся данные аппараты. Например: плиты — П, котлы — К, шкафы — Ш и т. д. Вторая буква соответствует наименованию вида оборудования, например: секционные — С, пищеварочные — П, непрерывного действия — Н. Третья буква соответствует наименованию энергоносителя, например: паровые — П, газовые — Г, электрические Э, твердотопливные — Т.

Цифра, отделенная от буквенного обозначения дефисом, соответствует типоразмеру или основному па­раметру данного оборудования: площадь жарочной поверхности, число конфорок, число жарочных шкафов, производительность по кипятку, вместимость котла.

В индексацию секционного модульного оборудования вводится четвертая буква М — модульный.

КПЭ-60 — котел пищеварочный электрический, вместимостью 60 дм3;

КНЭ-25 — кипятильник непрерывного действия производительностью 25 дм3/ч;

ПЭСМ-4 — плита электрическая секционная модульная четырехконфорочная.

2. Модульное оборудование и функциональные емкости

Секционное модулированное оборудование имеет ряд преимуществ перед немодулированным оборудованием:

— одинаковая ширина и высота отдельных секций позволяют устанавливать их в технологические линии;

— применение линейного принципа расстановки позволяет экономить до 12. 20 % производственных пло­щадей;

— обеспечивается последовательность технологического процесса, удобная взаимосвязь отдельных его стадий;

— сокращается непроизводительное перемещение персонала, что способствует повышению производитель­ности труда;

— снижаются затраты на монтаж и ремонт оборудования;

— уменьшаются расходы на прокладку трубопроводов, канализационных труб, электрического кабеля.

За исходные параметры в типоразмерном ряду тепловых аппаратов приняты:

для плит и сковород — площадь жарочной поверхности, м2;

для кипятильников — часовая производительность, дм3/ч;

для котлов — вместимость варочного сосуда, дм3, и т. д.

Тепловые аппараты с модулем 100мм предназначены для работы с функциональными емкостями (гастроемкостями), что наиболее полно удовлетворяет задаче индустриализации процессов приготовления пищи.

Гастроемкости представляют собой профессиональную посуду для хранения, приготовления и разогрева продуктов. Они изготовлены из нержавеющей стали и имеют коробчатую форму и унифицированные размеры. Базовый размер днища гастроемкости 325х530 мм (0,17м2).

Источник

Лекция «Классификация теплового оборудования»

Нажмите, чтобы узнать подробности

Лекция «Классификация теплового оборудования» по дисциплине «Техническое оснащение и организация рабочего места» для обучающихся первого курса по профессии «Повар, кондитер»

Просмотр содержимого документа
«Лекция «Классификация теплового оборудования»»

Урок 73-73. Классификация теплового оборудования по технологическому назначению, источнику теплоты и способы его передачи.

Тепловое оборудование для обработки продуктов классифицируется по способу обогрева, технологическому назначению, источникам теплоты.

По способу нагрева оборудование подразделяется на оборудование с непосредственным и косвенным обогревом. Непосредственный обогрев – это передача теплоты через разделительную стенку (плита, кипятильник). Косвенный обогрев – это передача теплоты через промежуточную среду (пароводяная рубашка котла).

По технологическому назначению тепловое оборудование подразделяется на универсальное (электроплита) и специализированное (кофеварка, пекарский шкаф).

В зависимости от источника теплоты тепловое оборудование подразделяется на электрическое, газовое, огневое и паровое.

Тепловые аппараты также можно классифицировать по принципу действия – непрерывного и периодического.

По степени автоматизации тепловое оборудование подразделяется на неавтоматизированное, контроль за которым осуществляет обслуживающий работник, и автоматизированное, где контроль за безопасной работой и режимом тепловой обработки обеспечивается с помощью приборов автоматики теплового аппарата.

На предприятиях общественного питания тепловое оборудование может использоваться как несекционное, так и секционное модулированное.

Несекционное оборудование – это оборудование, которое различается по габаритам, конструктивному исполнению и архитектурному оформлению. Такое оборудование предназначено только для индивидуальной установки и работы с ним, без учёта блокировки с другими видами оборудования. Несекционное оборудование для своей установки требует значительных производственных площадей, так как обслуживание такого оборудования осуществляется со всех сторон.

Секционным модулированным называется оборудование, которое выпускается в виде отдельных секций, из которых можно комплектовать различные технологические линии. Оно имеет единые размеры по длине, ширине и высоте.

Все тепловые аппараты имеют буквенно-цифровую индексацию, первая буква которой соответствует наименованию группы, к которой относится тепловой аппарат, например, котёл – К, плита – П, шкаф – Ш и др. вторая буква соответствует наименованию вида оборудования: пищеварочный – П, непрерывного действия – Н и др. третья буква соответствует наименованию теплоносителя: электрический – Э, газовый – Г, паровой – П. цифрами обозначают параметры теплового оборудования, например КПП-160 – котёл пищеварочный, паровой, вместимостью 160л.

Источники теплоты

Топливо и его состав. Топливо – сложное органическое соединение, способное при горении выделять значительное количество тепловой энергии.

По агрегатному состоянию топливо подразделяется на твёрдое, жидкое и газообразное. К твёрдому топливу относятся дрова, торф, уголь и горючие сланцы. К жидкому – нефть и продукты её переработки – бензин, керосин, мазут и печное топливо. К газообразному – природный и искусственный газ.

В состав топлива входят горючие (углерод, водород, сера) и негорючие (азот, зола, влага) элементы. Кислород – негорючий элемент, но поддерживает процесс горения.

Дрова имеют низкую температуру сгорания и относятся к местному топливу. Торф – продукт неполного разложения органических веществ растительного происхождения при избытке влаги и очень малом доступе воздуха.

Уголь является высококалорийным топливом, имеет большое содержание углерода, малое содержание влаги и незначительное количество летучих веществ.

Горючие сланцы – слоистая горная порода, используемая в качестве низкокалорийного топлива; применять их рекомендуется после переработки или вблизи мест добычи.

Основным видом жидкого топлива, используемого на П.О.П. является печной мазут. В качестве газообразного топлива используют природные горючие и искусственные газы, которые по своим качествам превосходят все остальные виды. Преимущества газа – высокий КПД, возможность использовать автоматику, газ не загрязнет атмосферу. Недостатки – газ ядовит, поэтому неправильное с ним обращение приводит к несчастным случаям.

Электрические нагревательные элементы. Работа электрического оборудования основана на преобразовании электрической энергии в тепловую с помощью проводника. При этом используется свойство проводников нагреваться при прохождении через них электрического тока.

В настоящее время в электротепловых аппаратах используют только металлические проводники, изготовленные из нихрома или фехраля в виде спирали.

По конструктивному наполнению электрические нагреватели с металлическим сопротивлением подразделяются на три основные группы: открытые, закрытые (с доступом воздуха) и герметично закрытые (без доступа воздуха).

Открытые нагревательные элементы представляют собой нихромовые спирали, помещенные в керамические бусы или уложенные в пазы керамических панелей. Имеют повышенную опасность, поэтому на П.О.П. практически не используются.

Закрытые нагревательные элементы состоят из нагревателей, помещенных в электрозащитную оболочку, которая предохраняет их от механических повреждений. Они применяются в электроплитах и электросковородах.

Герметично закрытые трубчатые нагреватели (ТЭНы) получили широкое применение в электрическом оборудовании, используемом на П.О.П.

ТЭН выполнен в виде цельнотянутой трубки, изготовленной из углеродистой стали с антикоррозийным покрытием. Внутри трубки находится спираль, запрессованная в изоляцию. ТЭНы имеют разную конфигурацию в зависимости от места их установки и конструкции теплового оборудования.

Читайте также:  Пуск включение в работу оборудования под давлением

ТЭНы долговечны и универсальны. Их можно погружать в воду (кипятильник, мармит, пищеварочный котёл), в масло и жир (жаровня, фритюрница), а также помещать в воздухе (жарочная камера, тепловые шкафы).

Урок 75-76. Характеристика основных способов нагрева. Автоматика безопасности. Правила безопасной эксплуатации.

Техника безопасности при эксплуатации теплового оборудования зависит от вида энергоносителя, его параметров, а также технологического назначения.

Безопасность теплового оборудования должна обеспечиваться конструкцией аппаратов, применением всех необходимых контрольно-измерительных приборов, предохранительных и защитных устройств, строгим выполнением соответствующих инструкций при эксплуатации теплового оборудования.

Источник

ТЕПЛОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ — КАК ОСНОВА ОСНОВ

Тепловая (или термическая) обработка продуктов на кухне — основной и важнейший процесс, применяемый во время приготовления большей части блюд. Для успешного осуществления тепловой обработки обязательно наличие специального, теплового оборудования.

Присутствие на кухне теплового оборудования — это даже не залог успеха, это та часть, без которой кухня просто не сможет существовать. Тепловое оборудование нужно на любой кухне, вне зависимости от размеров и ранга заведения общепита. Хоть маленькая чебуречная, хоть элитный ресторан, а тепловое оборудование должно присутствовать обязательно. Отличия будут только в типе самого оборудования, его размерах и выполняемых функциях.

Приобретая готовую еду покупатель в первую очередь надеется насладиться вкусной и качественной пищей. И обеспечить высокое качество приготовляемой еды может только качественное оборудование, с помощью которого можно сохранить все полезные свойства продуктов и презентовать клиенту еду высшего класса.

Классификация теплового оборудования

Обширное понятие «тепловое оборудование» классифицируется по многим признакам, например:

  • функциональные возможности делят тепловые аппараты на универсальные и специализированные. Универсальные тепловые аппараты способны выполнять различные типы тепловой обработки, тогда как специализированные разработаны для выполнения конкретных специфических задач;
  • тип источника энергии делит аппараты на электрические, газовые, паровые и так далее. Наиболее практичный, безопасный и широкий ассортимент представлен электрическими приборами — они присутствуют в самых разных исполнениях практически на любой кухне. Газовые аппараты часто используются в старых именитых заведениях, которые и являются собственником помещения — в случаях, когда помещение арендовано газовое оборудование далеко не всегда оправдывает и окупает себя. Агрегаты на альтернативных (твердых и жидких) видах топлива чаще всего используются при организации питания в условиях отсутствия возможности стационарного подключения источника энергии;
  • способ обогрева также разделяет тепловое оборудование на контактное и бесконтактное. Контактный способ разогрева предполагает непосредственный контакт продуктов с теплоносителем, в то время, как бесконтактный способ предполагает наличие тепловой рубашки между приготовляемым продуктом и теплоносителем.
  • принцип работы делит аппараты на аппараты непрерывного и периодического действия. Тепловое оборудование непрерывного действия позволяет загружать и выгружать продукты без отключения источника питания, например к такому оборудованию можно отнести жарочные поверхности, ротационные печи, грили. Тепловое оборудование периодического действия необходимо полностью останавливать, а иногда и дополнительно остужать для того, чтобы произвести выгрузку готовых продуктов (ярким примером служат пароконвектоматы и фритюрницы).

Выбор теплового оборудования — на что стоит обратить внимание

Выбор теплового оборудования — самый ответственный момент в оснащении любой кухни. Ведь оно должно быть надежным, функциональным и идеально подходящим к типу заведения питания. Правильно подобранное тепловое оборудование — это инвестиция на долгие годы, и выбирая его стоит обратить внимание на некоторые нюансы:

  • вне зависимости от типа оборудования оно обязано быть исключительно прочным, наиболее подходящие материалы для тепловых аппаратов — чугун или нержавеющая сталь. Допускается изготовление некоторых частей из высококачественного прочного пластика, но эти части должны легко меняться и не поддаваться никакому нагреву;
  • части оборудования, подвергающиеся интенсивному износу должны легко меняться — тогда не придется тратиться на серьезный ремонт при незначительных поломках;
  • наиболее оптимальные источники питания — электричество и газ (если другого источника питания не требует специфика предприятия);
  • количество и комплектация аппаратов должна определяться нуждами и потребностями производства;
  • наличие дополнительного функционала требует глубокого изучения — в одних случаях, это сильно упростит жизнь владельцу тепловых машин, в других — только увеличит стоимость оборудования.

Виды теплового оборудования

Тепловое оборудование на пищевых предприятиях представлено очень широким ассортиментным рядом. Какие-то аппараты рассчитаны на выполнение определенных «узких» функций, какие-то объединяют в себе одновременное выполнение множества операций. К самым востребованным и распространенным видам теплового оборудования можно отнести: тепловые плиты, пищеварочные котлы, жарочные шкафы, жарочные поверхности, электрические сковороды, конвекционные печи, пароконвектоматы, расстоечные шкафы, тепловые витрины.

  • Тепловые плиты предназначены для приготовления основных блюд, между собой отличаются размерами, мощностью, количеством конфорок, комплектацией, способом установки и типом энергопитания.

Источник

Тепловое оборудование в общественном питании

Как оборудовать профессиональную кухню, кому нужна специфическая, а кому — многофункциональная техника, а также почему в общепите не стоит использовать бытовое оборудование — расскажем в этой статье.

Некогда читать? Задайте ваш вопрос через чат и получите скидку здесь.

Классификация теплового оборудования

Оборудование, предназначенное для профессионалов общественного питания, можно условно классифицировать по следующим признакам:

1. По функционалу: на специализированные и универсальные агрегаты. Первые выполняют небольшой круг задач. К ним можно отнести, например, пицца-печи. Вторые — многофункциональные приборы. Например, газовые или электрические плиты.

2. В зависимости от того, на каком источнике энергии работает оборудование, его можно разделить на электрическое, газовое и т.д. Наибольшей популярностью пользуются электрические приборы. Хотя и газовые выбирают тоже нередко, так как они позволяют значительно экономить на электроэнергии.

3. По способу обогрева их можно подразделить на два основных типа: контактные и бесконтактные. В первом варианте продукт соприкасается с поверхностью теплоносителя, как в жарочном оборудовании. Во втором — происходит обработка только теплым воздухом или паром.

4. Еще одна классификация — по принципу работы. Например, на гриле и электрических сковородах можно производить загрузку и выгрузку продукта, не останавливая работу прибора. Этот принцип называется непрерывным.

В то же время фритюрницы и пароконвектоматы требуют остановки, а иногда и спада температур перед тем, как выгрузить готовое блюдо (так как в противном случае повар может получить ожог в разогретом агрегате). Поэтому их называют приборами периодического действия.

5. Также по типу установки можно выделить модульные, отдельно стоящие и настольные агрегаты. Модульные — это приборы, которые входят в комплект тепловых линий, например, мармиты. Отдельно стоящие можно приобрести самостоятельно, они стоят на полу и, как правило, не требуют дополнительных установок. К ним относят пищеварочные котлы, пекарские шкафы и т.д. Для настольного необходимы специальные подставки. Это жарочные поверхности, плиты и др.

Тепловое оборудование в общепите

Виды и характеристики теплового оборудования

С помощью теплового оборудования продукты подвергаются обработке отдельно горячим воздухом или паром, либо в сочетании пар+горячий воздух.

Согласно ГОСТу, есть 17 видов такого оборудования. Есть универсальные модели, подходящие большинству предприятий, а есть такие, которые решают узкие задачи.

Тепловые линии

Это модульное оборудование для горячего цеха. Подходит для профессиональных кухонь с высокой нагрузкой.

Тепловая линия состоит из различного оборудования: плит, жарочных поверхностей, фритюрниц, мармит, электросковород, пищеварочных котлов и др. Есть 2 серии: 700 и 900.

Серия 700 подходит для кафе, ресторанов и фаст-фудов со средним потоком до 100 посадочных мест.

Газовые тепловые линии 700 серия

Электрические тепловые линии 700 серия

900 серия используется в крупных столовых и больших ресторанах объемом 120-200 посадочных мест.

Газовые тепловые линии 900 серия

Электрические тепловые линии 900 серия

Пароконвектоматы

Очень популярны в сфере общепита. На многих предприятиях заменяет до 90% оборудования. Обычно работают в 3 режимах — обработка паром, горячим воздухом с конвекцией и пар плюс конвекция.

Посмотрите каталог пароконвектоматов здесь.

Жарочные шкафы

Можно приобрести отдельно или вместе с другими позициями тепловой линии. Используются для приготовления горячих блюд и выпечки. В них можно жарить, запекать, тушить.

Плиты

Универсальные поварские агрегаты, которые используются для варки, жарки, запекания, тушения в специальной посуде. Вы можете приобрести плиту отдельно или в составе тепловой линии.

Кроме газовых и электрических есть индукционные плиты, отличающиеся особыми характеристиками.

Такая плита нагревает стоящую на ней посуду с помощью индуцированных вихревых токов, создаваемых вихревым магнитным полем.

Индукционные плиты дороже, чем газовые или электрические. Но несмотря на это пользуются популярностью, потому что позволяют значительно экономить, что окупает вложения уже в первый месяц использования. Такая экономия обусловлена тем, что тепловая энергия не расходуется на нагрев и не уходит мимо посуды. Также это позволяет сократить время приготовления блюд.

Кроме того, такие плиты более удобны в использовании, позволяют точнее газовых регулировать температуру посуды, имеют больше функций и режимов работы, а также легче очищаются и не портят посуду.

Пермторгтехнике представлено разнообразие моделей плит.

Кипятильники

Предназначены для кипячения и розлива воды в условиях пищевого производства.

Разделяют 2 типа:

  • Наливные — более доступные по цене. Вода наливается в такой нагреватель вручную. Необходимо время для нагрева. Подойдут для небольшого кафе.
  • Проточные — более производительные. Их подключают к системе водоснабжения, поэтому они работают бесперебойно, и нет необходимости ожидать нагревания воды.

Котлы пищеварочные

Предназначены для приготовления жидких блюд, супов, соусов, каш, гарниров, а также компотов, киселей и других напитков, требующих варки. На некоторых предприятиях используются также для кипячения воды.

Есть опрокидываемые модели, модели со сливным краном. Посмотреть все пищеварочные котлы можно здесь.

Читайте также:  Оборудование весы для самообслуживания

Линии раздачи

На них выставляют готовые блюда для посетителей. Такие линии позволяют ускорить работу персонала, так как клиент самостоятельно выбирает, а иногда и достает блюдо. Еще одна их задача — это кратковременное хранение и поддержание температуры готовых блюд.

Линии раздачи — это модульная техника, они могут состоять из холодильных витрин для десертов, напитков и салатов, мармитов для горячего, стойки для приборов, стойки кассира и др.

В Пермторгтехнике представлены также мини-линии раздачи — это компактные прилавки из одной холодильной витрины и мармита. Подойдут для небольшого кафе или уличных пунктов питания.

К этой категории оборудования можно также отнести линии самообслуживания.

Не знаете, как оборудовать линию раздачи? Спросите у онлайн-консультанта.

Массажеры для мяса

Их используют для ускорения маринования мяса, птицы и рыбы. Во вращающемся барабане создается вакуум, благодаря чему специи и соус быстрее проникает в продукт, улучшая его вкусовые качества.

Посмотреть массажеры для мяса можно здесь.

Печи для пиццы

В них готовят пиццу и другие блюда, для которых необходимо выпекание без обработки паром.

Самые популярные модели:

Подовые пекарские шкафы

Используются для приготовления выпечки, хлеба и кондитерских изделий. Подразделяются на одно- и многоярусные. Многоярусные позволяют одновременно готовить несколько наименований, что ускоряет производственный процесс.

Модели с прозрачными дверцами дают возможность контролировать стадию готовности.

Ротационные шкафы

Еще один агрегат для пекарского дела. Работает методом обработки паром или горячим воздухом, а также в комбинированном режиме.

Почему бытовая техника — плохое решение для общепита?

Кухонная техника, предназначенная для домашнего использования совершенно не подойдет для промышленных задач.

Проведем сравнительный анализ основных показателей.

Бытовая Профессиональная
Разработана для нечастой эксплуатации и малой загруженности Максимальная загрузка и практически безостановочная эксплуатация теплового оборудования
Максимальная температура нагрева — до 300° C Максимальная температура — 600° С
Один прибор с большим количеством функций, нельзя одновременно использовать несколько Узкая специализация, но максимальное использование каждого прибора
Компактный размер, малый объем готового продукта Позволяет готовить большие объемы блюд
Хрупкие и относительно дешевые материалы Используются крепкие и долговечные материалы
Ограниченный функционал Профессиональный функционал, например, быстрое охлаждение горячих блюд

На что обратить внимание при выборе

Для предприятий общественного питания необходимо долговечное, надежное оборудование, которое выдерживает большие нагрузки. Поэтому выбирая кухонные агрегаты, обратите внимание на следующие технологические моменты:

  • Техника должна быть прочной, изготовлена из чугуна или нержавеющей стали. Допускается, чтобы некоторые элементы, которые не подвергаются нагреванию, были выполнены из качественной пластмассы.
  • Уточните, можно ли заменить детали оборудования, которые подвергаются разнофакторному воздействию.
  • Современные модели оснащены дополнительными функциями. Внимательно ознакомьтесь с функционалом разных устройств, чтобы понять, что подойдет лучше для ваших задач.
  • Оснащение предприятий общественного питания должно быть экономически обосновано. Перед тем, как выбирать основное оборудование, рассчитайте технологическую модель вашего производства. Необходимо заранее продумать загруженность каждого агрегата, чтобы впоследствии максимально эффективно их использовать.

Интернет-магазин Пермторгтехника осуществляет продажу профессиональной кухонной техники от ведущих производителей. В каталоге вы найдете широкий ассортимент теплового оборудования российских и мировых производителей.

Некогда разбираться? Наше тепловое оборудование — это надежные устройства, работающие уже в 568 предприятиях Перми и Кунгура. Опытные менеджеры помогут определиться с выбором.

Связаться с нами можно через форму обратной связи или по телефонам:

Источник

Оборудование

Промышленная печь как теплотехнический агрегат

Печная теплотехника, как и другие науки теплотехнического характера, опирается на физические науки (учение о теплопередаче и движении газов), на химические и физико-химические науки (учение о горении); однако указанные науки, являющие­ся теоретическими основами печной теплотехники, все же не яв­ляются еще предметом теории печей, четкое определение которой очень важно с точки зрения обеспечения прогресса данной от­расли технической науки. Действительно, в технической физике, химии и физической химии рассматриваются проблемы теплопе­редачи, движения газов и горения как таковые, независимо от конкретных условий протекания смежных процессов. Например, учение о теплопередаче конвекцией, естественно, рассматривает этот вид передачи тепла в зависимости от скорости движения сред, что, однако, непосредственно не связано с конкретными условиями движения газов в рабочих камерах печей, не говоря уже о влиянии на теплопередачу конвекцией процесса горения и технологических процессов.

То же самое можно сказать и о теплопередаче излучением. В технической физике рассматривается тот или иной процесс при определенных встречающихся в технике краевых условиях, и при этом возможная связь этого процесса с процессами в окру­жающей среде заменяется теми или иными краевыми условия­ми, обычно относительно простыми, чтобы облегчить получение точных решений. Различные физические /теории могут дать не­посредственно ответы на поставленные вопросы печестроения, если в рассматриваемом явлении представлены в чистом виде или преимущественном значении процессы, относящиеся к дан­ной отрасли физики. Например, в электрических нагревательных печах не происходит горения, и можно пренебречь движением газов. В этом случае простое применение теории теплового из­лучения может дать практически точные результаты. Общая теория печей строится на базе физических и физико-химических тео­рий и представляет собой систему научных взглядов в области тепловой работы печей. Предметам ее изучения являются про­цессы теплообмена, горения и движения газов, рассматриваемые во взаимной связи и обусловленности применительно к условиям работы печей.

Сюда, следовательно, можно отнести изучение тех или иных краевых условий как результата взаимодействия различных про­исходящих в печи теплотехнических процессов. Поясним сказан­ное на следующем примере. Пусть имеется рабочая камера пе­чи, в которой протекает целая совокупность взаимосвязанных теплотехнических процессов. Для каждого из этих процессов могут быть написаны характеристические уравнения, опираю­щиеся на механизм данного процесса или на феноменологиче­ские представления о нем. Путем составления уравнений, ха­рактеризующих краевые условия, для каждого из этих процес­сов в отдельности формулируются задачи технической физики. Однако совокупность указанных уравнений не описывает еще процесс в целом, протекающий в рабочей камере печи. Для то­го чтобы охватить такой сложный процесс, все отдельные про­цессы должны рассматриваться комплексно и поэтому различ­ные параметры, входящие в уравнения для отдельных процес­сов, должны быть между собой связаны дополнительной систе­мой уравнений. Эти связи нельзя найти в общем виде для печей всех видов; они могут быть установлены для отдельных групп родственных печей. Таким образом, возникает необходимость классификации печей или, точнее, режимов их работы.

Комплексное рассмотрение теплотехнических процессов на основе определенной классификации режимов работы печей и есть коренная задача общей теории печей.

Только таким путем можно получить динамические харак­теристики тепловой работы печей, столь необходимые для комплексного автоматического регулирования, особенно с помощью счетно-решающих устройств. Сложность указанной задачи на­столько велика, что аналитическое ее формулирование зачастую пока невозможно. Однако решать эту задачу необходимо, ис­пользуя все доступные средства (моделирование, приближенные решения, основанные на упрощающих предпосылках, и т. д.), а с точки зрения понимания существа работы печей, даже каче­ственный анализ является весьма важным.

Оборудование промышленного производства можно разделить на два класса: энергетическое и технологическое. Назначение энергетического оборудования — преобразование одного вида энергии в другой, изменение энергоносителя, а также параметров энергии.

Энергетическое оборудование также удобно делить на два класса: энергогенераторы и энергопреобразователи соответствующих видов энергии. В энергогенераторах нужный вид энер­гии получается из другого вида, например пламя и слой топлива выпол­няют функции генератора тепла из химической энергии топлива, элект­рическая дуга генерирует тепло из электроэнергии, электродвигатель генерирует механическую энергию из электрической, а гидравлическая турбина — из гравитационной и т.д. В энергопреобразователях вид энергии остается неизменным, но в нужном направлении изменяются ее параметры, а в некоторых случаях изменяется энергоноситель. Так, например, в регенераторах и рекуператорах продукты сгорания как теплоносители заменяются воздухом или горючим газом.

При генерировании и преобразовании энергии неизбежна ее дисси­пация, поэтому количество энергии на выходе из энергетического обо­рудования всегда ниже, чем на входе. Соотношение этих величин ха­рактеризует совершенство процесса генерации или преобразования энер­гии, т.е. к.п.д. энергооборудования. Наиболее низкие к.п.д. характер­ны для теплового оборудования вследствие практически неизбежных потерь тепла в окружающую среду.

Назначением технологического оборудования является использование с максимально возможным к.п.д. рабочего вида энергии для осуществ­ления данного технологического процесса. Многообразие технологичес­ких процессов, применяемых в промышленности, определяет и многооб­разие видов технологического оборудования. К технологическому обо­рудованию относятся станки для механической обработки металлов, прокатные станы, кузнечные молоты и прессы, а также тепловое обо­рудование. Тепловым технологическим (теплотех­ническим) оборудованием называется такое, в котором рабочим видом энергии является тепло. Печи различных конструкций и назначения являются наиболее важным видом этого оборудования.

«Печь» – это пространство огражденное от окружающего пространства тепловое технологическое оборудование, в котором происходит генерация тепла из того или иного первичного вида энергии и передача тепла материалу, подвергаемому тепловой обра­ботке в технологических целях (плавлению, нагреву, сушке, обжигу и т.д.).

В целом печь является объединением теплогене­ратора и теплопреобразователя (теплообменника). Дополнительный приз­нак — ограждение от окружающего пространства имеет целью несколько сузить использование термина «печь» в соответствии с существующей традицией. При этом под понятие «печь» не попадают устройства, ис­пользующие тепло в технологических целях, но не имеющие огражде­ния, например, газо-кислородные резаки, применяемые в машинах непрерывного литья заготовок, или сварочные аппараты.

В печах протекает комплекс явлений, сопровождающих получение тепла, его преобразование и использование для осуществления тех­нологического процесса. Совокупность этих явлений получила название тепловой работы печей.

Печь, независимо от назначения, включает в себя следующие основ­ные элементы:

– рабочее пространство, представляющее собой камеру той или иной конфигурации, огражденную огнеупорной футеровкой;

– устройства, обеспечивающие генерацию тепловой энергии (топки, горелки, форсунки, электронагреватели и т.д.);

Читайте также:  Трудоемкость обслуживания оборудования это

– устройства для удаления продуктов сгорания (дымовые каналы, отсечные клапаны, дымовые трубы и др.);

– устройства для использования тепла отходящих газов (регенераторы, рекуператоры, котлы-утилизаторы и др.);

– механическое оборудование (устройства загрузки, транспортиров­ки и выгрузки материала, открытия и закрытия рабочих окон и т.д.).

Понятие «теория печей» является более широким, чем теория тепловой работы печей, поскольку можно назвать ряд нетеплотехнических проблем печестроения, однако в дальнейшем в це­лях сокращения термин «теория печей» будем относить именно к теории тепловой работы, поскольку главным содержанием ра­боты печей в соответствии с определением печи как теплового аппарата является их тепловая работа.

Теория печей как теоретический раздел науки о конструиро­вании, строительстве и эксплуатации печей едина, но внутри ее можно усмотреть рациональное распределение материала между общей теорией тепловой работы печей и частыми теориями для печей конкретного технологического назначения.

Предметом общей теории тепловой работы печей являются теплотехнические проблемы конструирования и эксплуатации пе­чей, общие для печей различного технологического назначения, и общие принципы расчета печей как теплового аппарата.

В одной и той же печи с успехом могут совершаться различ­ные технологические процессы, поэтому в общей теории печей теплотехнические проблемы рассматриваются вне связи с техно­логическими задачами.

Предметом частных теорий тепловой работы печей является приложение положений общей теории к печам конкретного тех­нологического назначения, когда полностью учитываются все технологические процессы, совершающиеся в печи данного типа, и конкретный метод расчета тепловой работы печи данного тех­нологического назначения. Таким образом, теория тепловой ра­боты мартеновских печей, нагревательных колодцев, туннельных печей для обжига кирпича и т. д. представляют собой частные теории печей.

Основываясь на изложенном, необходимо рассматривать тео­рию нагрева металла как составную часть частных теорий пе­чей. Действительно, теория расчета нагрева металла методами теории теплопроводности является предметом физики, а не тео­рии печей. Всесторонний анализ нагрева металла не может быть сделан без учета конкретных условий технологии, что и являет­ся содержанием частных теорий печей.

Развитие теории печей позволяет установить рациональные правила конструирования печей. Некоторые из них вытекают не-посредственно из общей теории тепловой работы и поэтому яв­ляются общими для печей различных типов. Другие вытекают из частных теорий и поэтому приложимы только к печам соответ­ствующих типов или отдельным их группам.

В основе всякого обобщения должна лежать рациональная классификация. Рациональная классификация в любой науке должна быть связана с формой движения материи, которую дан­ная наука изучает. Значение классификации в науке раскры­вается [словами Ф. Энгельса [1]: «Классификация наук, из кото­рых каждая анализирует отдельную форму движения или ряд связанных между собою и переходящих друг в друга форм дви­жения, является вместе с тем классификацией, расположением, согласно внутренне присущей им последовательности, самих этих форм движения, и в этом именно и заключается ее значе­ние».

Исходя из этого, тепловые устройства выше были разделены на четыре характерные группы по признаку решающего тепло­вого процесса. Поскольку главными, определяющими теплотех­ническими процессами в печах являются процессы, теплообмена, постольку для обобщения принципов расчета, конструирования и эксплуатации печей в рамках общей теории тепловой работы в основу должна быть положена классификация по признаку тепло-обменных процессов. Это следует и из того, что процессы горе­ния и движения газов, например в электрических нагревательных печах, иногда вообще отсутствуют, а в топливных печах имеют подчиненное значение и должны быть организованы так, чтобы обеспечить наилучшее развитие процессов теплообмена.

Для того чтобы можно было сделать обобщения в рамках частных теорий печей, классификация по признаку темплообмен-ных процессов, естественно, является недостаточной. Должны быть введены дополнительные классификационные признаки, вы­деляющие из общего понятия «печь» печь конкретного техноло­гического назначения. Если для принципа классификации по признаку теплообменных процессов можно провести аналогию с дифференциальными уравнениями, характеризующими, как из­вестно, принадлежность данного явления к тому или иному клас­су явлений, то дополнительные признаки можно рассматривать как некоторого рода «краевые условия».

Дополнительные классификационные признаки удобно раз­делить на три группы: технологические, энергетические и эксплу­атационные.

К технологической группе относятся, характеристики материа­лов, подвергаемых тепловой обработке, характеристики процес­сов, происходящих в печи, в частности температура и допускае­мая скорость нагрева, требования к атмосфере печи, мощность печи и др.

К энергетической группе относятся: сорт применяемого топ­лива и его характеристики, способ и температура подогрева топ­лива и воздуха, способ использования тепла отходящих газов и т. д.

К эксплуатационной группе относятся: способ подачи, транс­портирования и выдачи материалов из печи, условия ее обслу­живания, условия службы огнеупоров и т. д.

Как следствие из всего сказанного ранее вытекает, что в расчете печей можно усмотреть следующие составляющие:

1) принципы расчета;

2) методика определения тех иди иных величин;

3) техника расчета.

Установление правильных принципов расчета печей является предметом общей теории печей. Для установления этих прин­ципов, в частности, также необходима классификация режимов работы печей по признаку теплообменных процессов, так как это позволяет правильно определять для печей каждого типа наи­более целесообразную, с точки зрения достижения точности, на­правленность расчета.

Методики определения применяемых в расчетах величин яв­ляются чаще всего предметом физики и физической химии (ко­эффициент теплоотдачи к поверхности тела, время нагрева тела, температура горения топлива, длина факела и т. д.).

Техника расчета печей является предметом частных теорий, так как различна для печей разного технологического назначе­ния, а также зависит от других параметров (вид топлива, спо­соб нагрева воздуха и т. д.), которые входят в состав дополни­тельных классификационных признаков.

Техника расчета печей в свою очередь охватывает главные и вспомогательные элементы расчета. Главными, стержневыми элементами расчета, от которых зависит его точность, являются:

1) определение производительности агрегата;

2) определение общего расхода тепла на процесс и изменение расхода тепла во времени;

3) определение мощности энергетических устройств. Вместо того чтобы рассчитывать все указанные величины,

можно их выбрать на основании данных практики. Это, однако, можно квалифицировать как консервативный метод, отражаю­щий только существующую практику, и использование такого метода означает по сути дела отказ ют расчета печи и, как след­ствие, от выяснения возможностей интенсификации ее работы. При теоретическом расчете печи производительность определя­ют на основании расчета теплообменных процессов, при кото­ром полностью должны быть учтены требования технологии.

Такой метод, если, конечно, в расчете будут учтены все ос­новные особенности происходящих процессов, по самой своей природе является прогрессивным, поскольку он позволяет уста­навливать пути улучшения работы печей.

Расход тепла на (процесс определяют путем составления теп­ловых балансов для отдельных отрезков времени (для печей с не­стационарным тепловым режимом), основанных на расчете про­цесса тепловыделения (горения) с учетом теплопередачи окру­жающей среде.

Мощность энергетических устройств определяют на основа­нии расчета механики газов для системы печи.

Таким образом, для того чтобы выполнить основные элемен­ты расчета, необходимо проводить энергетические расчеты про­цессов теплопередачи, тепловыделения и движения теплоноси­телей. К вспомогательным расчетам относятся все остальные расчеты и в первую очередь определение геометрических харак­теристик тех или иных элементов печи. Вспомогательные расче­ты должны служить средством для создания такой конструкции, которая была бы наиболее благоприятна с точки зрения исполь­зования энергетических возможностей агрегата.

Создание теоретического метода расчета процесса или агре­гата является, как известно, завершающим этапом в построении теории.

Еще сравнительно недавно производительность печей опре­делялась почти исключительно по опытным данным, что сущест­венно снижало научный уровень расчета печей. Действительно, если основная исходная величина (производительность) опреде­ляется по эмпирическим данным, то и все прочие параметры ра­боты печей, какими бы методами расчета они не определялись, можно считать достоверными постольку, поскольку к данному конкретному случаю приложимы взятые в основу эмпирические данные. Так в настоящее время рассчитывают мартеновские и многие другие печи.

Производительность печей определяется развитием теплообменных процессов в рабочем пространстве. Поэтому в теорети­ческом расчете печей основным, исходным расчетом должен быть расчет теплообмена в рабочем пространстве. Для выполнения этого расчета следует установить, какой вид теплообмена яв­ляется лимитирующим, ибо ,в целях определения производитель­ности печей с большой точностью должен быть рассчитан тепло­обмен именно этого вида.

Современная техническая физика обладает значительным арсеналом методик расчета теплопередачи теплопроводностью, конвекцией и лучеиспусканием для различных краевых условий. Однако этого недостаточно для того, чтобы удовлетворить тре­бования, предъявляемые со стороны расчета печей. Краевые ус­ловия теплообмена столь многообразны, что разработанные в технической физике методы не позволяют пока решать весьма многие практические задачи.

Вопрос о возможной точности расчета печей является весьма трудным и глубоким.

Наиболее точны расчеты, носящие термодинамический харак­тер, когда определяются конечные или равновесные параметры того или иного процесса, т. е. величины, значение которых не зависит от скорости протекания этого процесса.

Расчеты кинетики процессов (горения, теплообмена и т. д.) находятся на более низкой ступени развития. Из них проще и точнее можно рассчитать процессы, относящиеся к стационар­ному состоянию, т. е. когда скорость процесса является постоянной величиной.

В итоге неточность расчетов печей обусловливается двумя главными причинами:

1) излишней схематизацией процесса для использования наи­более простых и точных методов решения тех или иных частных задач: например, замена термокинетичеакого метода решения термодинамическим, нестационарного процесса —совокупностью мгновенных стационарных состояний и т. д.;

2) использованием усредненного значения величин, харак­теризующих физические свойства агентов, которые участвуют в процессе, вместо реального переменного значения этих величин.

Таким образом, каждый расчет печи в той или иной степени неточен и это практически пока неизбежно. Поэтому главным вопросом является установление погрешности определения ос­новных величин, характеризующих тепловую работу печи.

Источник