1) с целью  регулирования теплового режима  при трехфазном напряжении n кратно 3;

2) мощность ТЭНов,  используемых в ТА, находится в пределах             

= 0,2…5 кВт, т. е. необходимо  выполнить условие кВт. 

11. Расчет ТЭНа котла.

       Расчет  ТЭНа сводится к определению геометрических размеров его рабочих элементов (длина ТЭНа, длина проволоки, длина спирали, плотность намотки) и их теплового режима (температура спирали и поверхности трубки).

       Активная  длина трубки ТЭНа равна:

 = 5290/(3,14*1,8*7) = 133,7см;

Где:

D = 1,8см – наружный диаметр трубки с толщиной стенки 1мм;

W = 7Вт/см²  (прил.20) - удельная поверхностная мощность.

       Полная  длина трубки с учетом части концевых стержней, находящихся в трубке ТЭНа (пассивные концы):

= 133,7 + 2*5 = 143,7 см.        (8.4)

    где – длина пассивных концов трубки, ≈ 50 мм.

       Сопротивление спирали:

     =  380²/5290 = 27,2 Ом        (8.5)

       Где:

     = 380 В – напряжение сети.

       Длина проволоки спирали l определяется из выражения:

= 0,785*0,8²*27,2/1,1=12,42м      (8.6)

       Где:

 – диаметр проволоки спирали  (принимается в пределах  0,8 мм  для мощности ≈ 2200…4000 Вт);

ρ – удельное сопротивление спирали при комнатной температуре .

       Длина витка спирали определяется по формуле: 

= 1,07*3,14*(12 +2*0,8) = 69мм  = 0,046м    (8.7)

       Где:

1,07 – коэффициент  увеличения диаметра спирали  при снятии со стержня;  = 18 – 2 – 4 = 12мм – диаметр стержня для намотки спирали (такой, чтобы между внутренним диаметром трубки и наружным диаметром витка спирали был зазор не менее 2 мм).

       Число витков спирали ТЭНа определяется по формуле:

= 12,42/0,069 = 379 витков

       Для обеспечения нормального отвода тепла от спирали, расстояние между витками должно быть в 2-3 раза больше диаметра проволоки. Следует проверить это условие расчетом расстояния между витками (на концевые стержни наматывают по 20 витков):

= (10*133,7 – 359*0,8)/359 = 2,92мм     (8.8)

       Где:

= 379 – 20*2 = 359

       Так как , то далее находим геометрические характеристики спирали для определения перепада температуры в изоляционном слое:

= 0,8/18 = 0.0444;

= 0,8/14,6 = 0,055;

= 18/14,6 = =1,23

= (2,92 + 0,8)/0,8 = 4,65        (8.9)

       Где:

 – диаметр проволоки спирали;

 – внешний диаметр трубки  ТЭНа; =1,07( +2* )=1,07(12+2*0,8)=14,6мм – диаметр витка спирали;

 – коэффициент плотности намотки.

       По  номограмме ( рис. 6.4) определяем перепад температуры в изоляционном слое на единицу теплового потока при известной величине коэффициента теплопроводности изоляции (для периклаза ).

=4(см*ºС)/Вт             (8.10)

       Удельный  тепловой поток на единицу длины  спирали:

q1=PT/lсп =5290/1242=4,26          (8.11)

       Перепад температуры в изоляционном слое

= 4*4,26 = 17,03°С          (8.12)

       Рабочая температура спирали

t _{спирали}  =1,3 t +t _р.п.  =1,3*17,03 + 126 = 148,148 ºС.      (8.13)

       Где:

1,3 – коэффициент, учитывающий перепад температуры в контактном слое «поверхность проволоки–изоляция»;

  – температура рабочей поверхности ТЭНа (для кипящей воды при давлении в пароводяной рубашке котла 150 кПа равна 126ºС).                
 
 
 
 
 
 
 

5.Правила эксплуатации аппарата.

       Техническая и пожарная безопасность при эксплуатации теплового оборудования зависит от вида энергоносителя, его параметров, а также технологического назначения и конструктивных особенностей.

       Так, для электротеплового оборудования характерна опасность поражения электрическим током и возникновение пожара. Безопасность теплового оборудования должна обеспечиваться конструкцией аппаратов, применением в них необходимых контрольно-измерительных, регулирующих, предохранительных и защитных устройств и строгим выполнением соответствующих правил и норм при ведении монтажных, эксплуатационных и ремонтных работ.

       Конструкция теплового аппарата должна отвечать требованиям техники безопасности и санитарии в соответствии с указанными ранее в разделе «Тепловое оборудование» ГОСТами ССБТ и Санитарными нормами, а также определенным требованиям по ограничению температуры нагрева ограждающих поверхностей, ручки дверцы рабочей камеры, крышек, кранов и других подобных элементов, органов управления и регулирования, к которым работник прикасается рукой во время работы, и требованиям пожарной безопасности.

       Правила безопасной эксплуатации теплового оборудования можно разделить на общие, характерные для большей части тепловых аппаратов и агрегатов, и специальные, применительно к конкретному виду, аппарата по технологическому назначению, по виду энергоносителя и конструкции (инструкция по эксплуатации).

       Общие правила. К эксплуатации теплового оборудования допускаются лица, прошедшие обучение по программе техминимума или специальное обучение.

       Работать  можно только на исправном оборудовании. Перед началом работы необходимо осмотреть аппарат, проверить исправность рабочих частей аппарата, изоляции, заземления, арматуры и санитарное состояние, наличие ограждений. Аппарат должен использоваться только по назначению. При работе необходимо соблюдать нормы загрузки рабочей камеры, степень заполнения рабочих объемов обрабатываемым продуктом, соблюдать указанные режимы работы аппарата.

       При обнаружении неисправности аппарата на нем вывешивается предупредительная надпись «Неисправен». После работы требуется привести аппарат в надлежащее санитарное состояние.

       Особенность эксплуатации котлов типа КЭ заключается  в том, что варка в этих котлах может осуществляться в функциональных емкостях, поэтому для загрузки и выгрузки кассет с функциональными емкостями используют подъемные тележки типа ТП-80К.

       Загрузка  котла происходит следующим образом: обрабатываемый продукт закладывают в перфорированные емкости, закрывают их крышками и задвигают в кассету по направляющим уголкам. Затем, подкатив тележку к загруженной кассете, фиксируют последнюю захватами каретки тележки и, вращая ручку редуктора тележки по часовой стрелке, поднимают кассету до крайнего верхнего положения. После чего подвозят ее к котлу, устанавливая таким образом, чтобы кассета оказалась над варочным сосудом. Далее, вращая ручку тележки против часовой стрелки, опускают кассету в варочный сосуд, освобождают захваты каретки и откатывают тележку от котла.

       После окончания варки производят выемку кассет. Для этого отключают котел поворотом ручки переключателя в положение 0. Снимают давление в варочном сосуде котла, для чего поворачивают ручку клапана на крышке по часовой стрелке. Открывают крышку котла, отвернув накидные рычаги, и подкатывают тележку к котлу, фиксируя кассету захватами. Затем вынимают ее из варочного сосуда, подняв каретку в крайнее верхнее положение, и оставляют на несколько минут для стекания бульона. Выполнив эти   операции, откатывают тележку с кассетой   от котла.

       Для слива бульона и других жидкостей  из варочного сосуда в функциональные емкости, установленные в передвижные котлы, мармиты и другое подобное оборудование, крышку котла закрывают и герметизируют с помощью накидных рычагов; переливной кран при этом должен находиться в открытом положении над емкостью, в которую производится слив. Котел включают поворотом ручки переключателя в положение 1. В варочном сосуде при кипении жидкости создается избыточное давление, в результате чего осуществляется перелив (выдавливание) содержимого из варочного сосуда.

       При отсутствии интенсивного выдавливания бульона ручку предохранительного клапана поворачивают стрелкой вверх и держат клапан открытым до тех пор, пока стрелка манометра не переместится к отметке, близкой к нулю. После этого клапан закрывают, поворачивая ручку стрелкой вниз. Процесс выдавливания ускоряется.

       После окончания работы производят санитарную обработку котла горячей водой. Для санитарной обработки верхнего переливного крана котел заливают водой на 2—3 см выше уровня фильтра; плотно закрывают крышку котла всеми накидными рычагами; включают котел; подкатывают к нему тележку ТП-80К с емкостью и осуществляют перелив воды, как было указано ранее. Оставшуюся воду сливают через нижний кран.

Правила техники безопасности при работе с аппаратом.

       Безопасность  конструкции производственного   оборудования обеспечивается (ГОСТ 12.2.003-91):

       - выбором принципов действия и конструктивных решений, источников энергии и характеристик энергоносителей, параметров рабочих процессов, системы управления и ее элементов;

       - минимизацией потребляемой и накапливаемой энергии при функционировании оборудования;

       - выбором технологических процессов изготовления;

       - применением встроенных в конструкцию средств защиты работающих, а также средств информации, предупреждающих о возникновении опасных ситуаций;

       - надежностью конструкции и ее элементов;

       - применением средств механизации, автоматизации, дистанционного 
управления и контроля;

       - возможностью использования средств защиты, не входящих в конструкцию;

       - выполнением эргономических требований;

       - ограничением физических и психофизиологических нагрузок на работающих.

       - Производственное оборудование должно отвечать требованиям безопасности в течение всего периода эксплуатации.

       К общим требованиям  безопасности относятся  следующие:

       - материалы конструкции оборудования не должны оказывать опасное и вредное воздействие на организм работающего, а также создавать пожаро- и взрывоопасную ситуацию;

       - конструкция оборудования должна исключать на всех режимах работы нагрузки на детали и сборные единицы, способные вызывать разрушения, представляющие опасность для работающих;

       - конструкция оборудования должна обеспечивать надежную защиту работающих от травм,    причинами которых могут стать какие-либо разрушающиеся части деталей или сборных единиц в результате воздействия на них нагрузок, превышающих расчетные;

       - конструкция оборудования и его отдельных частей должна исключать возможность их падения, опрокидывания и самопроизвольного смещения при всех предусмотренных условиях эксплуатации и монтажа, в противном случае должны быть предусмотрены средства и методы закрепления оборудования и его частей;

       - конструкция оборудования должна исключать падение или выбрасывание предметов (инструмента, заготовок, обработанных деталей и др.), представляющих опасность для окружающих, а также выбрасывание на рабочего смазывающих, охлаждающих и других рабочих жидкостей, либо в эксплуатационной документации должны быть представлены требования об использовании защитных средств, не входящих в конструкцию;

       - движущиеся части оборудования, являющиеся потенциальным источником травмоопасности, должны быть ограждены или расположен так,чтобы исключались возможность касания работающего, или должны быть использованы другие средства, предотвращающие травмирование;

       - конструкция электрооборудования должна включать в себя средства, 
обеспечивающие электробезопасность работающих установленными способами.