Обработка результатов эксперимента и основные расчетные уравнения.

6.1. Источники инфракрасного излучения характеризуются длиной волны максимального излучения λ_мако.

                            , мкм,                          (2-1)

 

где Т_т, t_T- соответственно температура ИК - излучателя в рабочем режиме К,°С. К основным  эксплуатационным показателям работы гриля относятся производительность, коэффициент полезного действия, удельный расход электроэнергии и др.

6.2. Производительность гриля в каждом конкретном случае определяется по формуле

                                , кг/ч                       (2-2)

 

где m_пр - масса изделий после тепловой обработки кг; τ_ц - длительность цикла, с.

τ_э, τ₀, τ_в - соответственно длительность загрузки, тепловой обработки и выгрузки, с.

6.3. В общем, виде производительность гриля зависит от коэффициента загрузки К_з.

                                          ,                                           (2-3)

 

где а - фактическая загрузка, кг, шт; а_ном - номинальная загрузка; кг, шт; Г эй загрузке штучных изделий на решетки

                                       ,                                      (2-4)

где N_p - количество решеток, S_p - площадь решетки, м², в,h – соответственно длина и ширина решетки, м, З_изд - площадь изделия, м².

,

d_np - средний диаметр клубня, м; К_р - коэффициент использования площади решетки: К_р=0,8-0.9.

6.4. Расчёт производительности  аппарата для определенного технологического процесса при различных значениях К_з, может быть произведен по формуле

                           , кг/ч              (2-5)

где а_н - номинальная загрузка, шт; m_пр - масса одного изделия после тепловой обработки, кг; а - фактическая загрузка, шт. ; τ_ц - длительность цикла при данной загрузке, С; τ₃, τ₀, τ_в - соответственно длительность загрузки, тепловой обработки и выгрузки, С.

6.5. Основной теплотехнической характеристикой аппарата является коэффициент полезного действия

                                                                              (2-6)

где Q_n - полезно используемая теплота, передаваемая продукту при тепловой  обработке, Дж; Q_затр теплота, выделяемая нагревательными элементами, Дж.

6.6. Выражение для определения количества теплоты, поглощаемой продуктом в процессе эксперимента, при наличии двух видов теплоподвода, имеет вид

                                                                          (2-7)

где Q_ПK - количество теплоты, передаваемой продукту конвенцией, Дж; Q_ПЛ -количество теплоты, передаваемое продукту посредством ИК - излучения, Дж.

6.6.1. Количество теплоты  передаваемое продукту конвекцией

 

                               , Дж                        (2-8)

 

где F_нзд - площадь поверхности изделия, м²;

d_np - средний диаметр клубня, м; tp^ср - среднее значение температуры воздуха в камере, °С,

,

t_p^н, t_p^к - соответственно начальная и конечная температура в камере, °С; t_p^cp - среднее значение температуры поверхности продукта, °С,

,

t^н_K, t_K^k - соответственно начальная и конечная температура поверхности продукта, °С; τ_с - время тепловой обработки продукта, с; α_k – коэффициент теплоотдачи конвекцией, Вт/м²К.

С учетом ряда допущений можно принять

                                                                        (2-9)

6.6.2. Количество теплоты передаваемое продукту излучением.

                    , Дж                     (2-10)

 

где е_пр - приведенная степень черноты, е_пр =0,6-0,7; С₀ - коэффициент излучения  абсолютно черного тепла (С₀=5,7 Вт/м²К⁴); F - площадь поверхности излучения, м²

,

где N_T - число ТЭНов; L_т, d_т,. - соответственно длина и диаметр ТЭНа, м; τ₀ – время тепловой обработки продукта, С; Т_т - абсолютная температура ТЭНа, К,

;

t_т -температура излучателя в рабочем режиме, °С; Т_к – абсолютная температура поверхности продукта, К,

,

t_k^ср - среднее значение температуры поверхности продукта, С; φ - коэффициент, который определяется формой и размерами поверхностей теплообмена, их взаимным расположением и расстоянием (в нашем случае φ=0,007); α -коэффициент, характеризующий влияние формы отражателя на величину плотности теплового потока (для плоского отражателя α=1,33).

6.7. Количество теплоты выделенной нагревательными элементами

                                         ,                                       (2-11)

где Р_р - мощность, потребляемая аппаратом, Вт; τ - длительность тепловой обработки, С.

6.8. Расчет КПД аппарата для определенного технологического процесса при различных значениях К_з, может быть произведен по формуле

                                                                            (2-12)

где α_н - номинальная загрузка гриля, шт.

6.9. Удельный расход электроэнергии характеризует уровень совершенства аппарата, правильность его эксплуатации, уровень организации производства

                 , кВтч/кг,              (2-13)

де А - общий расход электроэнергии за определенный промежуток времени, квтч; m_пр- количество готовой продукции, произведенное за это время, кг; Рр, Р_дв, Р_осв - соответственно мощность ИК - излучателей, двигателя, освещения, кВт; τ_ц, τ₀ - соответственно время цикла и тепловой обработки изделий час;α_н - номинальная загрузка гриля, шт; K_З коэффициент загрузки гриля.

6.10. Коэффициент использования аппарата К_и характеризует степень использования гриля во времени,

                                         ,                                       (2-14)

где τ_цi - продолжительность работы аппарата для одной загрузки, час; τ-продолжительность занятия {смены), час; n - число загрузок гриля. При K_З=const

                                                     ,                                                   (2-15)

где -τ_ц  длительность цикла в процессе эксперимента, час.

6.11.Для различных значений К_и при K_З=const

                                                     , кВтч/кг,                          (2-16)

где А, m_пр, - соответственно расход электроэнергии и масса продукта, полученные экспериментально, кВт•ч/кг.