> Техника, страница 28 > Варочные аппараты
Варочные аппараты
Варочные аппараты, открытые сосуды, служащие для нагревания или выпаривания. Простейшего вида В. а., или котел, представляет собой обогреваемый снаружи огнем сосуд, внутри которого помещается обрабатываемая жидкость. В. а. с обогревом открытым огнем в настоящее время употребляется в домашнем хозяйстве, в кустарных, химич. и пищевых производствах, где для обработки требуется высокая t°. Такие конструкции В. а. встречаются и в промышленности как пережиток старого, например
котлы для варки мыла в мыловаренной промышленности. В. а. или котлы для парового обогрева или обогрева какой-либо горячей жидкостью строятся для самых разнообразных отраслей промышленности, начиная с основной — химич. и кончая сравнительно небольшой — кондитерской. Материалами для постройки В. а. служат: чугун, железо, кислотоупорная сталь, медь, алюминий, никель, фарфор, кварцевый материал и др. в зависимости от цели, для которой В. а. предназначены. Наиболее распространенный металл для В. а. — железо. Чугун употребляется для отливки сравнительно небольших аппаратов и для котлов, в которых обрабатываются химически активные жидкости. Если в таких В. а. 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 В. а. в пищевой и хи-мико - фармацевтической промышленности. Никель применяют часто для котлов, предназначенных для варки пищи.
При постройке В. а. и котлов им придают такую геометрич. 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 В. а. 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 В. а. или котла. При расчете В. а. приходится определять поверхность нагрева, пользуясь формулой где Н—поверхность нагрева в мг, Q—количество тепла, потребного на нагревание или выпаривание в ед. времени, К—коэфф. теплопередачи, 9т—средняя разность t°. Количество тепла Q, необходимое для нагревания, определяется по ф-ле:
Q=Mc(tt-tJ,
где М—вес нагреваемой жидкости в килограммах, с—ее теплоемкость, ίχ—начальная темп-pa жидкости, ί2—конечная температура жидкости. Коэфф. К зависит от многих причин; главные из них: материал, из которого сделан В. а., и условия работы. Расход тепла и &т в случае выпаривания определяются, как указано для вакуум-аппарата (смотрите).
В. а. из чугуна отливаются, а железные изготовляются из отдельных листов, которые соединяют однорядным заклепочным швом или сваривают. Медные В. а., 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 фигуре 1 изображен чугунный вароч. аппарат, внутри эмалированный, обогреваемый при помощи двойного дна (кожуха), предназначенный для выпаривания к-т, разъедающих металлы. Пар пускается между стенками котла и кожуха В. а. через отверстие, имеющееся в кожухе, и уходит через другое отверстие, расположенное на противоположной стороне.
Наружная и внутренняя рубашки соединяются между собой болтами при помощи флан- Фигура 1.
цев, отлитых вместе с рубашками. Фигура 2 изображает красномедный варочн. 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. 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 мешй (фигура 3), а в случае надобности строятся и опрокидные. Для контроля работы варочного аппарата и для безопасности их снабжают манометром и предохранительным клапаном.
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:
Фигура 3.
s =
P-R
+ 0,1,
где S—толщ, стенки в миллиметров, р—наибольшее давление в килограммах/см2, R—радиус днища в миллиметров, —допускаемое напряжение в килограммах/мм2, равное для меди 4, при t° греющего пара до 200°.
2) Для определения толщины стенки шарового днища, подверженного наружному давлению,можно воспользоваться формулой:
S =
P-R 200 ft
+ 0,1,
где k=0,4. Прибавка в 0,1 делается на неровности листов и на разъедание.
Лит.: Тищенко И. А., Основные процессы и аппараты химии. технологии, литогр. изд. МВТУ, 19-23; К и р о в А. А., Аппаратура и основные процессы химической технологии, М.—Л, 1927; Н a u s-brand E., Verdampien, Kondensieren und Ktthlen, 6 Auil., Berlin, 1924; Hinnicke Dampffass-und Apparatebau, Berlin, 1924. А. Шур.