Определяем размеры варочного сосуда :
, (1)
где внешний диаметр варочного сосуда, м;
V – вместимость сосуда, м³;
К =0,8;
К1 = 0,05.
Высота вогнутости варочного сосуда:
, 2)
где высота вогнутости варочного сосуда, м.
Высота варочного сосуда:
, (3)
Высота заполнения варочного сосуда определяется по формуле:
, (4)
Определяем размеры наружного котла, установив предварительно его диаметр, который должен быть больше диаметра варочного сосуда на 0,1 м. Это необходимо для того, чтобы между варочным сосудом и наружным котлом образовалось пространство, представляющее собой рубашку для промежуточного теплоносителя (см. таблицу 3).
, (5)
, (6)
Таблица 3– Исходные данные для расчета
Показатели | Обозначение | Величина | Примечание | |
Давление в варочном сосуде, кПа | Котел работает без избыточного давления | |||
Коэффициент заполнения варочного сосуда | 0,82 | Для того, чтобы вода расширившись при нагревании, не переливалась через кромку варочного сосуда, заполняют содержимым на 80 – 90 %. В расчет принимаем =0,82 | ||
Максимальное количество воды в варочном сосуде при принятом коэффициенте заполнения, кг | 205 | |||
Варочный сосуд цилиндрической формы с вогнутым дном | ||||
| 0,8 | Варочный сосуд выполнен из листовой нержавеющей стали толщиной =2 мм | ||
0,05 | ||||
Показатели | Обозначение | Величина | Примечание | |
Зазор между стенками варочного сосуда и наружного котла, м | 0,05 | По конструктивным соображениям | ||
Крышка варочного сосуда одинарная сферическая выпуклая, мм | 2 | Крышка выполнена из листовой нержавеющей стали толщиной 2 мм | ||
Наружный котел цилиндрический, мм | 3 | Выполнен из углеродистой стали | ||
Кожух | 0,5 | Выполнен из листовой углеродистой стали, покрытой светлой эмалью с толщиной листа 0,5 мм | ||
Температура наружной поверхности котла, °С | 60 | Согласно требованиям ГОСТ 16997-77 | ||
Избыточное давление пара в пароводяной рубашке, кПа | 40 (0,4) | Согласно требованиям ГОСТ 16997-77 | ||
Степень сухости пара | 0,9 | |||
Количество воды, испарившейся при стационарном режиме, кг | 2,05 | |||
Температура воздуха в помещении, °С | 18 | |||
Время работы котла при стационарном режиме, ч | 1,0 | |||
Время разогрева котла, мин | 55 | |||
Температура на крышке котла при стационарном режиме работы, °С | 95 | |||
Размеры парогенератора: |
| По аналогии с серийно выпускаемыми аппаратами | ||
длина, мм | 400 | |||
ширина, мм | 200 | |||
высота, мм | 200 | |||
Каркас и арматура котла, кг |
| 250 | % от массы варочного сосуда | |
Постамент, кг |
| 400 | % от массы варочного сосуда | |
Начальная температура воды, °С | 12 | |||
Температура кипения воды в варочном сосуде, °С | 100 | |||
Устанавливаем толщину изоляции стенок наружного котла, для чего предварительно определяем удельные потери теплоты теплоизолированным котлом и коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности котла воздуха соответственно по формулам и для тонкой стенки; температуру изолированной стенки = 60°С по таблице, температуру стенки наружного котла‚ принимаем равной температуре пара (при заданном избыточном давлении 40 кПа =109,3°С).
(7)
(8)
где - коэффициент теплоотдачи, Вт/м²ּ°С;
q – потери теплоты, Вт/м²;
t - температура внутренней поверхности изоляции, °С;
t - температура воздуха, °С.
Находим коэффициент теплопроводности мятой (гофрированной) альфоли:
(9)
(10)
Толщина изоляции определяется из формулы:
(11)
Диаметр защитного кожуха D , будет равен
(12)
Учитывая, что для удобства обслуживания общая высота котла не должна превышать Н м и принимая сферическую крышку м, определяем высоту постамента
(13)