Выбрасываемые вещества, при горении углеводородного топлива (Таблица 2. 1) Вещество Характеристики Диоксид серы (SO 2) Оказывает влияние на процессы окисления, разрушает материалы и вредно воздействует на здоровье человека (раздражает слизистую оболочку дыхательных путей). Оксид азота (NOX) Оказывает вредное воздействие на здоровье человека и способствует образованию парникового эффекта и разрушению озонового слоя, что также отрицательно влияет на здоровье человека. Оксид азота вызывает вымирание лесов, кислотные дожди. Моноксид углерода (СО) Выделяется в результате неполного сгорания топлива. Взаимодействует с другими веществами и оказывает разнообразное вредное воздействие (угарный газ). Углекислый газ Образование СО 2 – необходимое условие процесса горения (СО 2) (производства энергии). Экологические законы ограничивают уровень выбросов СО 2 (Киотский протокол 1997 г. ). Способствует созданию парникового эффекта. Твердые частицы Включают сажу и другие несгоревшие материалы. Переносят тяжелые металлы и углеводороды. Могут являться источником выбросов в атмосферу радионуклидов при сжигании древесины из чернобыльской зоны.
Рис. 3. 1. Принципиальная схема МГД-генератора: • а – конструктивная схема; б – принцип действия: N, S – полюса магнита; А – амперметр; R – нагрузочное сопротивление; V – поток ионизированного газа – плазма.
Рис. 3. 2. Принципиальная схема токамака.
Рис. 3. 3. Принципиальная схема топливного элемента.
Рис. 4. 1. Нарезка клубня картофеля кубиками (закрашенные кубики отбраковываются на переработку).
Характеристика люминесцентных ламп Тип лампы Световой поток, лм Световая отдача лм/Вт % ЛБ 5220 65, 25 100 ЛХБ 4440 55, 5 85 ЛТБ 4440 55, 5 85 ЛД 4070 50, 87 78 ЛДЦ 3560 44, 5 68
Характеристика ламп накаливания Мощность лампы, Вт Световой поток, лм 25 40 60 100 200 300 500 205 370 620 1240 2700 4350 8100 Световая отдача лм/Вт % 8, 2 9, 25 10, 33 12, 4 13, 2 14, 5 16, 2 50, 6 57, 1 63, 7 76, 5 81, 5 89, 5 100
Расход электроэнергии силовым оборудованием • • • Wсил = Pприс∙Кз∙τ, 6. 1 где Wсил – расход электроэнергии любым электроприводом, к. Вт∙ч; Pприс – присоединенная мощность электродвигателя (Pприс = Pн/η), к. Вт; Pн – номинальная мощность электродвигателя (Pн = ∙I∙U∙cosφ), к. Вт; η – коэффициент полезного действия электродвигателя; I – ток, А; U∙– напряжение, В; cos φ – коэффициент мощности; τ – продолжительность работы электродвигателя, ч.
Тепловой баланс аппарата • Qзатр = Qпрод + Qтопл + Qконст , (6. 2) • где Qзатр – затраченное (общее) количество теплоты, которое выделяется в аппарате, к. Дж; • Qпрод – количество теплоты, расходуемой на тепловую кулинарную обработку продукта, к. Дж; • Qтопл – количество теплоты, теряемой с топливом (для огневых аппаратов), к. Дж; • Qконст – потери теплоты, определяемые конструкцией аппарата, к. Дж.
Количество теплоты расходуемое на тепловую кулинарную обработку продукта • Qпрод = Qпол + Qисп + Qпер + Qпос. (6. 3) • где Qпол - полезная теплота, затрачиваемая на нагревание продукта, к. Дж; • Qисп – теплота на испарение влаги из продукта или из содержимого варочного сосуда, к. Дж; • Qпер – теплота на перегрев этого пара до температуры в рабочей камере, к. Дж; • Qпос – теплота, затрачиваемая на нагревание посуды, к. Дж;
Потери теплоты, определяемые конструкцией аппарата • Qконст = Qогр + Qраз + Qувлж + Qдв. (6. 4) • Qогр - потерь теплоты в окружающую среду наружными ограждениями , к. Дж; • Qраз – потерь теплоты на разогрев конструкции, к. Дж; • Qувлж - на увлажнение камеры , к. ДЖ; • Qдв - потери через дверцу при ее открывании, к. Дж.
Общее количество теплоты Qзатр = P∙τ, (6. 5) где Q – затраченное (общее) количество теплоты, к. Дж; Р – мощность аппарата, к. Вт; τ – продолжительность работы аппарата, с. • Теоретический расход теплоты на процесс тепловой кулинарной обработки • , (6. 6) • где – средняя теплоемкость продуктов, к. Дж/(кг К); • – теплоемкость греющей среды (воды, бульона, молока или жира), к. Дж/(кг К); • – общая масса загруженных пищевых продуктов, кг; • – масса воды, бульона, молока или жира, загружаемых в аппарат, кг; • – конечная и начальная температура загружаемых продуктов, ºС; • – конечная и начальная температура среды, ºС.
Количество теплоты, расходуемое на испарение влаги • Qисп = r, (6. 7) • где – масса испарившейся воды за период тепловой кулинарной обработки, кг; • r – удельная теплота парообразования, к. Дж/кг. Количество теплоты, расходуемой на перегрев пара • Qпер = cпар • где cпар – теплоемкость пара, к. Дж/(кг К); • – конечная температура пара, ºС; • – начальная температура пара, ºС. (6. 8)
Потеря теплоты на нагревание посуды • • • Q = спос mпос (t t ), (6. 9) где спос – теплоемкость материала посуды, к. Дж/(кг К); mпос – масса посуды, в которой находится заданное количество обрабатываемой продукции или производимой за один часа, кг; t средняя температура посуды на выходе из аппарата, ºС; t – средняя температура посуды поступающей в аппарат, ºС.
Потери теплоты наружными ограждениями в окружающую среду • Q = 10 , (6. 10) • где Q – потери теплоты в окружающую среду, к. Дж; • αi – коэффициент теплоотдачи от i-ro элемента ограждения аппарате к окружающему воздуху, Вт/(м 2 К); • Fi – площадь поверхности i-ro элемента ограждения, м 2; • ti – средняя температура i-ro элемента ограждений, ºC; • tв – температура окружающего воздуха, ºС; • τ – продолжительность работы аппарата, с. • ti = . (6. 11) • t , t - температура стенки начальная и конечная, ºC.
• α = α к + α л, (6. 12) • где αк, αл – коэффициенты теплоотдачи конвекцией и лучеиспусканием, Вт/(м 2∙К). • α = 9, 7 + 0, 07∙(tст − tв). (6. 13) Потери теплоты на разогрев конструкции • Q = (6. 14) • где Q – потери теплоты на разогрев конструкции, к. Дж; • mi – масса i-го элемента конструкции аппарата, кг; • ci – теплоемкость материала i-го элемента конструкции аппарата, к. Дж/(кг К); • t , t – конечная и начальная температура i-го элемента конструкции аппарата, ºС.
Потери теплоты на увлажнение камеры • Qувлж = cв∙mв∙(t – t ) + Δm∙r + cпар∙Δm∙(t +t ), (6. 15) • где св – теплоемкость воды (4, 19), к. Дж/(кг К); • спар – теплоемкость пара (2, 01) к. Дж/(кг К); • mв – масса воды, кг; • t , t – конечная (100) и начальная температура воды, ºС; • t – конечная температура пара, равная температуре в рабочей камере аппарата, ºС; • t – начальная температура пара, (100), ºС; • Δm – масса испарившейся воды (Δm = mв), кг; • r – удельная теплота парообразования (r = 2256), к. Дж/кг.
Потери теплоты через дверцу • • • Qдв = Qвен + Qизл , (6. 16) где Qвен- на нагрев вентиляционного воздуха , к. Дж; Qизл- на излучение через дверной проем, к. Дж. • Qвен = (Iср− Iв)∙B∙τ, (6. 17) где Iср, Iв – энтальпии соответственно газовой среды в рабочей камере и окружающего воздуха, к. Дж/м 3; B – количество выходящей паровоздушной смеси из рабочей камеры, м 3/с; τ – продолжительность открывания дверцы, с;
• Qизл = 5, 7∙ 10 ∙ε∙F∙φ∙τ∙ , (7. 1) • где ε – степень черноты излучающего дверного проема (в нашем случае ε близка к 1); • 5, 7∙– коэффициент лучеиспускания абсолютно черного тела, Вт/(м 2∙К 4); • F – площадь излучающего дверного проема, м 2; • φ – угловой коэффициент излучения, (в нашем случае для аппарата находящегося внутри помещения φ = 1). • tк , tв – соответственно средняя температура в рабочей камере и окружающего воздуха, ºС.
• Если каждую составляющую уравнения теплового баланса разделить на Qзатр, и обозначить: • = qпол; ; ; …; , (7. 2) • то оно приобретает вид • 1 = qпол+ qисп+ qпер+ qпос+ qогр+ qраз+ qувлж+ qдв. • η= 100 %. (7. 4) • η - коэффициент полезного действия. (7. 3)
Удельный расход энергии на единицу производимой продукции • • • ωбл = , (7. 5) где ωбл – удельный расход энергии на единицу произведенной продукции, к. Вт∙ч/усл. блюдо или к. Вт∙ч/кг; Wобщ = Wраз + Wст – общий расход энергии на процесс приготовления, к. Вт∙ч; Wраз – расход энергии на период разогрева, к. Вт∙ч; Wст – расход энергии в стационарном режиме, к. Вт∙ч; n – количество готовой продукции за процесс в соответствующих единицах. Расход энергии аппаратом за рабочий день • Wобщ = Wраз∙Кц + Wст + Wд = Pраз∙τраз∙Кц + Pст∙τст + Pд∙τд (7. 6) • где Wд – расход энергии в дежурном режиме, к. Вт∙ч; • Кц – количество циклов разогрева за рабочий день; • Pраз, Pст, Pд – мощность аппарата соответственно для периода разогрева, стационарного и дежурного режимов, к. Вт; • τраз, τст, τд – продолжительность разогрева, стационарного и дежурного режимов, ч.
Рис. 7. 1. Зависимость изменения температуры постоянной массы продукта от продолжительности разогрева при различной мощности нагревателей.
Рис. 7. 2. Зависимость продолжительности разогрева постоянной массы продукта от удельной мощности приходящейся на единицу массы загружаемого продукта.
Рис. 7. 3. Зависимость удельного расхода энергии от массы загружаемого продукта.
Рис. 7. 4. Зависимость удельного расхода энергии от удельной мощности приходящейся на единицу массы загружаемого продукта.
Теплопередача от конфорки к наплитной посуде Рис. 7. 5. Схема жарки изделий на плите в наплитной посуде. • , (7. 7) • где λэк - эквивалентный коэффициент теплопроводности; • Q –количество теплоты, передаваемое через прослойку воздуха; • δ – толщина воздушной прослойки; • F – площадь поверхности теплообмена; • Δt – разность температур между конфоркой и посудой.
• Плотность потока теплоты q= qл + qк • • , (7. 8) • где - плотность потока теплоты, передаваемого теплопроводностью. • Расчетная формула для лучистого теплообмена (qл ) между параллельными серыми плоскостями имеет вид: • qл= • где , (7. 9) – приведенная степень черноты; • ε 1, ε 2 – степень черноты конфорки и наплитной посуды; • со – коэффициент излучения абсолютно черного тела (5, 7 Вт/м 2∙К 4); • Т 1, Т 2 – температура конфорки и наплитной посуды, К.
Рис. 8. 1. Зависимость между отношением установившейся конечной температуры конфорки к начальной и величиной воздушного зазора между конфоркой и наплитной посудой.
Экономия электроэнергии (Δэ) в сети при переводе ее на более высокое напряжение • Δэ = 0, 003∙ρ∙L∙τ∙ , 8. 1 • где ρ – удельное сопротивление материала провода при 20°С, Ом∙м; • L – длина участка сети, на котором производится повышение номинального напряжения, м; • τ – расчетный период времени, ч; • I 1, I 2 – среднее значение токов в одной фазе сети соответственно при низком и высоком напряжениях, А; • q 1, q 2 – сечение проводов сети при низком и высоком напряжениях, м 2 (при проведении мероприятий без замены проводов q 1 = q 2); • 0, 003 – переводной коэффициент Вт в к. Вт и однофазную в трехфазную сеть.
Экономия электроэнергии при реконструкции сети • Δэ = 0, 003∙I ∙ , 8. 2 • где I – среднеквадратическое значение тока нагрузки одной фазы, А; • L 1, q 1, ρ1 – соответственно длина (м), сечение (м 2) и удельное сопротивление материала провода при 20°С (Ом∙м) для данного участка сети до ее реконструкции; • L 2, q 2, ρ2 – то же, после реконструкции; • τ – расчетный период времени, ч.
Влияние напряжения сети на работу электротепловых аппаратов • • • Q = I 2∙R∙τ, 8. 3 где Q – количество теплоты, Дж; I – протекающий ток, А; τ – продолжительность нагрева, с. Заменим ток на его значение по закону Ома • I = U/R, 8. 4 где U – напряжение, В; R – сопротивление, Ом. Тогда выражение для количества выделяемой теплоты примет вид • Q = (U 2/R)∙τ = P∙τ, 8. 5 где P – мощность нагревателей (P = U 2/R = I∙U), Вт.
Скачать презентацию Выбрасываемые вещества при горении углеводородного топлива Таблица 2
Плакаты Эн. и рес.сб..pptx