1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Доработка электрошашлычницы

Модернизация электрошашлычницы

Основы работы электрошашлычницы. Составление уравнений теплообмена и изменение температурного поля. Общая характеристика способов тепловой обработки продуктов. Тепловой и кинематический расчет прибора. Выбор и расчет источника инфракрасного излучения.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

1. Теоретическая часть

1.1 Информационно-патентный поиск

1.2 Теоретические основы работы прибора

1.3 Составление уравнений теплообмена и изменение температурного поля

1.4 Теоретические основы работы электропривода

2. Расчетно-конструкторская часть

2.1 Общая характеристика способов тепловой обработки продуктов

2.2 Обоснование и выбор конструкции

2.3 Тепловой расчет электрошашлычницы

2.3.1 Расчет отражающего экрана

2.3.2 Определение коэффициентов теплопередачи и теплоотдачи

2.4 Выбор и расчет источника инфракрасного излучения

2.5 Составление теплового баланса

2.6 Расчет кинематической схемы прибора

В настоящее время достижение научно-технического прогресса позволяют внедрять новые технологии в разнообразные сферы человеческой деятельности. Особенно это затрагивает сферу быта. Именно здесь человек хочет чувствовать себя комфортно. В этом ему помогают различные бытовые приборы. Бытовые приборы выполняют однообразную работу и освобождают от нее человека.

Это коснулось и процесса приготовления пищи. На наших кухнях появились разнообразные миксеры, кухонные комбайны, СВЧ — печи, электрогрили и многое другое. Все эти приборы быстро и качественно выполняют свою работу, оставляя человеку удел творчества.

Мясо и мясные продукты являются древнейшими продуктами цивилизации. С давних времен человек придумывал все новые и новые способы приготовления мяса.

Из всего разнообразия способов обработки мяса, основным все же является тепловая обработка, которая удобна при ее использовании.

Разработка устройств для тепловой обработки мяса с малыми габаритами, низкой энергопотребляемостью, эргономичными формами, высокой надежностью, простотой и удобством эксплуатации и обслуживания является одним из перспективных направлений в бытовой технике. Одну из ступеней в семействе бытовой техники занимают электрогрили и электрошашлычницы. Эти устройства используют традиционный способ тепловой обработки, в котором носителем энергии являются инфракрасные лучи.

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.

1.1 Информационно-патентный поиск

Электрошашлычница относится к классу бытовых приборов и имеет международный код изобретения A47J37/04.

В результате информационно-патентного поиска в вышеуказанной области изобретений найден ряд материалов с изобретениями и предложениями.

Читать еще:  Классификация дверных петлей

Все изобретения развиваются по двум направлениям:

— повышение удобства эксплуатации приборов;

— улучшение качества приготовляемого продукта.

Первое направление, а именно, повышение удобства эксплуатации приборов представлено в нескольких работах.

В работе [1] описывается устройство, содержащее горизонтально расположенный корпус, в торцевых стенках которого выполнены пазы для вхождения концов вертелов. Вертела выполнены с поперечным сечением в виде прямоугольника. Суть изобретения состоит в том, что с целью фиксации вертелов в любом положении при их повороте, пазы имеют звездообразную форму, причем внутренний диаметр паза меньше, а внешний больше ширины вертелов.

Это изобретение применяется в электрошашлычнице, где отсутствует какой-нибудь привод вращения шампуров, поэтому возникает необходимость вращения фиксировать вертела в определенном положении. Однако, применение изобретения не решает всех проблем, в частности остается необходимость переставлять в ручную вертела через определенные интервалы времени, для того чтобы мясо обжаривалось равномерно.

В работе [2] описывается устройство для приготовления шашлыка, которое содержит корпус, горизонтальную опору для шампуров, шампуры, оснащенные ограничителями осевого перемещения и привод. Целью изобретения является упрощение конструкции и улучшение условий эксплуатации. Для достижения этой цели концы шампуров загнуты, а привод представляет собой шарнирно — рычажный механизм, содержащий водила, предназначенные для взаимодействия с загнутыми концами шампуров. Опора у этого устройства представляет собой выдвижной поддон.

Это более прогрессивное устройство, в котором появляется привод для вращения шампуров. Упрощение конструкции позволяет повысить удобства эксплуатации, хотя горизонтальная компоновка не всегда приемлема в бытовых условиях. Это устройство более приемлемо для предприятий общественного питания, где оно может быть использовано в качестве модуля, устанавливаемого в шкаф с источником инфракрасного излучения.

В следующей работе [3] описано устройство для обжарки мяса, содержащее корпус, внутри которого размещены съемные вертикальные носители для нанизывания мяса, а также привод, который укреплен на фланце, вертикальный нагреватель и поддон.

Вертикальная компоновка данного устройства самая удачная, так как занимает минимум места. Электропривод вращения шампуров обеспечивает равномерное прожаривание. Возможность поворота излучателя инфракрасной энергии от центрального положения позволяет обжаривать продукты различных размеров. Это очень удобно, так как вместо шашлыка можно обжаривать тушки птицы или рыбы.

Проблема качества приготовляемого продукта наиболее актуальна, поэтому большинство изобретений касаются именно ее.

В работе [4] дано описание устройства для обработки пищевых продуктов. Это устройство состоит из: корпуса, шампуров для продукта, нагревателей, расположенных по окружности под углом 120 один к другому и отражателей, число которых равно числу нагревателей. С целью повышения равномерной обжариваемости шампуры располагаются между нагревателями по окружности под углом 120 один к другому, а отражатели выполняются по форме полуэллипсов и соединяются между собой, при этом расстояние от оси симметрии устройства до центра полуэллипса как 1,0:1,1 — 1,4:0,8 — 1,0, а расстояние от оси симметрии устройства до шампуров относятся к малой полуоси эллипса и к большой полуоси эллипса как 1,1:1,0 — 1,4:1,3 — 1,7.

Читать еще:  Как выбрать оформление для фасада?

В этом устройстве отсутствие вращения шампуров компенсируется применением трех источников инфракрасной энергии и специальных отражающих экранов, что позволяет создавать равномерный по плотности поток инфракрасного излучения, обжаривающий шашлык одновременно со всех сторон. Преимуществом данного устройства является высокий коэффициент полезного действия, так как большинство инфракрасных лучей отражаются отражателями во внутреннюю часть устройства и их энергия тратится на приготовление шашлыка.

Внимание также уделяется сокращению времени приготовления шашлыка. Этот вопрос рассмотрен в работе [5], где приведено описание устройства для обработки шашлыка. Это устройство содержит жарочную камеру, внутри которой установлены выполненные с возможностью вращения держатели с вертелами, нагревательный элемент и поддон для жира. С целью сокращения времени тепловой обработки каждый вертел выполнен в виде тепловой трубки, внутренняя полость которой заполнена теплоносителем с высокой температурой кипения, на 20 — 25%, и установлены под углом 5-10 к горизонтали.

Идея тепловой обработки шашлыка не только с наружи, но и внутри очень интересна, так как позволяет свести к минимальному времени приготовления продукта. Также данное изобретение позволяет повысить плотность инфракрасного излучения, используемого для приготовления мяса, что в обычном исполнении вертелов привело только к подгаранию натужного слоя, так как за счет ограниченной теплопроводности мяса, оно не успевало бы прожариваться изнутри.

В результате анализа изобретений можно сформулировать требования к электрошашлычнице, используемой в бытовых условиях.

Для электрошашлычницы необходима вертикальная компоновка, исходя из условия минимизации занимаемой площади.

Необходим электрический привод вращения шампуров, это обеспечит равномерное прожаривание продукта и сведет к минимуму обслуживание прибора.

Желательна установка отражающего экрана и теплоизоляционного кожуха, что уменьшит расход тепла и потерь инфракрасной энергии в окружающую среду, уменьшит время приготовления шашлыка и повысит коэффициент полезного действия прибора.

1.2 Теоретические основы работы прибора

Электрошашлычница — это устройство для тепловой обработки мяса, а именно для приготовления шашлыка, и используется преимущественно в быту.

Электрошашлычница состоит (рис.2.1) из корпуса (1), закрытого в нижней части кожухом (2), установленным на четырех резиновых ножках (9), провода с вилкой (3), шести шампуров (4), нагревателя (5).

Читать еще:  Чем лучше утеплить балкон изнутри

В корпусе установлен электродвигатель с приводом для вращения шампуров.

Нагреватель с защитной трубкой из кварцевого стекла (6) закреплен стойками (10) между накладкой (7) и корпусом.

Подставка (8) под шампурами предохраняют от попадения влаги и жира в корпус устройства.

Электрошашлычница работает следующим образом:

Дольки шашлыка надевают на шампуры. Устанавливают шампуры в отверстия накладки и оси подставок. Электрошашлычницу с закрепленными на шампурах шашлыками включают в бортовую сеть автомобиля напряжением 12В. Устройство следует включать в сеть при работающем двигателе, чтобы исключить разряд аккумуляторной батареи. Тепловое и световое излучение спирали в сочетании с вращательным движением шампуров обеспечивают равномерное прожаривание долек шашлыка. По мере приготовления продукта стекающий жир и сок попадает в подставку.

Работа электрошашлычницы может быть рассмотрена как взаимосвязанное течение трех процессов:

превращение электрической энергии в механическую с помощью;

превращение механической энергии вращения вала электродвигателя в кинематическую энергию вращения шампуров;

процесс инфракрасного излучения энергии нагревательным элементом и поглощения этой энергии приготовляемым мясом.

Основным из этих трех процессов является процесс излучения и поглощения инфракрасной энергии, остальные два процесса являются вспомогательными. Один из которых обеспечивает работу электродвигателя, а другой — равномерное прожаривание шашлыка. Применение электрического привода вращения шампуров повышает удобство эксплуатации электрошашлычницы и качество приготавливаемого продукта. Подробно эти процессы рассмотрены в пункте.

Для жаренья некоторых изделий из мяса (шашлыки и др.), создания на их поверхности корочки, а также поддержания готовых изделий в горячем состоянии может быть использовано инфракрасное излучение.

Инфракрасное излучение является результатом сложных внутриатомных процессов, связанных с поглощением энергии веществом и преобразованием его в излучение; протекает оно по схеме “тепловая энергия — лучистая — тепловая энергия”. Термин “излучение” многозначен: под ним понимают процессы генерирования и переноса энергии электромагнитными волнами. Процесс превращения тепловой энергии в лучистую называется тепловым излучением: оно характеризуется температурой.

Инфракрасное излучение обусловлено возбуждением атомов и молекул в следствии их теплового движения. При поглощении инфракрасных лучей облучаемым телом в нем соответственно увеличивается интенсивность теплового движения атомов и молекул, что и вызывает его нагревание. Естественно, что перенос энергии происходит от тела с большей температурой к телу с меньшей температурой.

Инфракрасное излучение подобно свету обладает как волновыми, так и дискретными свойствами. Волновыми свойствами излучения объясняются закономерности его распространения, а дискретными — явления отражения, поглощения, пропускания.

Инфракрасное излучение, как и всякое электромагнитное колебание, можно охарактеризовать длиной волны , частотой колебаний и скоростью распространения V. Эти параметры связаны между собой соотношением:

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector