Варочные аппараты

в

ВАРОЧНЫЕ АППАРАТЫ, открытые сосуды, служащие для нагревания или выпаривания. Простейшего вида варочный аппарат, или котел, представляет собой обогреваемый снаружи огнем сосуд, внутри которого помещается обрабатываемая жидкость. Варочный аппарат с обогревом открытым огнем в настоящее время употребляется в домашнем хозяйстве, в кустарных, химических и пищевых производствах, где для обработки требуется высокая температура. Такие конструкции варочных аппаратов встречаются и в промышленности как пережиток старого, например, котлы для варки мыла в мыловаренной промышленности. Варочные аппараты или котлы для парового обогрева или обогрева какой-либо горячей жидкостью строятся для самых разнообразных отраслей промышленности, начиная с основной - химической и кончая сравнительно небольшой - кондитерской. Материалами для постройки варочных аппаратов служат: чугун, железо, кислотоупорная сталь, медь, алюминий, никель, фарфор, кварцевый материал и др. в зависимости от цели, для которой варочные аппараты предназначены. Наиболее распространенный металл для варочных аппаратов - железо. Чугун употребляется для отливки сравнительно небольших аппаратов и для котлов, в которых обрабатываются химически активные жидкости. Если в таких варочных аппаратах или в котлах обрабатываются сильные кислоты, то внутреннюю поверхность покрывают свинцом или кислотоупорной эмалью. Красная медь как дорогой материал употребляется только в случае крайней необходимости, большей частью для варочных аппаратов в пищевой и химико-фармацевтической промышленности. Никель применяют часто для котлов, предназначенных для варки пищи.

При постройке варочных аппаратов и котлов им придают такую геометрическую форму, которая для своего выполнения потребовала бы наименьшего количества материала и обладала бы наибольшим сопротивлением. К таким формам относятся: цилиндр, конус, шар и полушар. Днища варочных аппаратов следует делать выпуклыми, шаровыми или вогнутыми. Плоских днищ следует избегать, т. к., по условиям прочности, они должны быть слишком толстыми и, следовательно, будут обладать малой теплопроводностью. Плоские днища рекомендуется применять только в тех случаях, когда они служат опорой и когда обогреваются лишь стенки варочного аппарата или котла. При расчете варочного аппарата приходится определять поверхность нагрева, пользуясь формулой

При расчете варочного аппарата приходится определять поверхность нагрева, пользуясь формулой

где Н - поверхность нагрева в м2, Q - количество тепла, потребного на нагревание или выпаривание в единицу времени, К - коэффициент теплопередачи, ϑm- средняя разность температур. Количество тепла Q, необходимого для нагревания, определяется по формуле:

Количество тепла, необходимого для нагревания, определяется по формуле

где М - вес нагреваемой жидкости в кг, с - ее теплоемкость, t1 - начальная температура жидкости, t2 - конечная температура жидкости. Коэффициент К зависит от многих причин; главные из них: материал, из которого сделан варочный аппарат, и условия работы. Расход тепла и  ϑmв случае выпаривания определяются, как указано для вакуум-аппарата.

Варочные аппараты из чугуна отливаются, а железные изготовляются из отдельных листов, которые соединяют однорядным заклепочным швом или сваривают. Медные варочные аппараты, если они небольшого размера, выковывают или штампуют из целого куска или листа меди. Если варочные аппараты делаются для парового обогрева, то в небольших аппаратах для увеличения поверхности нагрева греющая камера делается в виде двойного дна, а в больших аппаратах применяется змеевик. На фиг. 1 изображен чугунный варочный аппарат, внутри эмалированный, обогреваемый при помощи двойного дна (кожуха), предназначенный для выпаривания кислот, разъедающих металлы. Пар пускается между стенками котла и кожуха варочного аппарата через отверстие, имеющееся в кожухе, и уходит через другое отверстие, расположенное на противоположной стороне.

Чугунный варочный аппарат

Наружная и внутренняя рубашки соединяются между собой болтами при помощи фланцев, отлитых вместе с рубашками. Фиг. 2 изображает красномедный варочный аппарат небольшого размера. Пар пускается через вентиль 1 в пространство между стенками котла, а конденсат выходит через отверстия в цилиндрическое пространство вокруг впускной трубы 2 и удаляется отводящим паропроводом, который присоединяется к вентилю 3.

Красномедный варочный аппарат

Для спуска конденсата при первоначальном пуске варочного аппарата в стойке, на которой стоит аппарат, имеется спускной кран 4; для спуска воздуха при гидравлической пробе имеется малый воздушный кран 5. Иногда варочные аппараты снабжаются мешалкой (фиг. 3), а в случае надобности строятся и опрокидные. Для контроля работы варочного аппарата и для безопасности их снабжают манометром и предохранительным клапаном.

Иногда варочные аппараты снабжаются мешалкой

Расчет котла на прочность производится по формулам Баха:

1) Толщина стенки наружной рубашки при выпуклых днищах, которые подвержены внутреннему давлению, может быть определена из соотношения:

Толщина стенки наружной рубашки при выпуклых днищах, которые подвержены внутреннему давлению, может быть определена из соотношения

где S - толщина стенки в мм, р - наибольшее давление в кг/см2, R - радиус днища в мм, kz- допускаемое напряжение в кг/мм2, равное для меди 4, при температуре греющего пара до 200°.

2) Для определения толщины стенки шарового днища, подверженного наружному давлению, можно воспользоваться формулой:

Для определения толщины стенки шарового днища, подверженного наружному давлению, можно воспользоваться формулой

где k = 0,4kz. Прибавка в 0,1 делается на неровности листов и на разъедание.

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 3 - 1928 г.