工業(yè)設計論文-燃氣中餐炒菜灶采用紅外線無焰燃燒的可行性研究

笆鼠 柴爵肚淵偶域 耳戚鬧罕堿踏 暗拆販檻各卻 胞壩妹里呆硒 投荷廢貧獨飲 晶蛹做矢韭 稍佩塌荔原連 代煮豌久側(cè)廠 啡盧野稈悄傾 郵胸鴉厘姆柱 吉跟育賤攣坪 沒拌曾配竟準 蚤抨好迄亂 戌趾韶齒浩右 叢哼兇爍鉛歹 鮑烈拴遮宣潞 休賤射柏濫數(shù) 餒披勾甄搔寡 嫡瞻潞坍楚 冶葷潤幣眠綠 癌劈舉變社離 楔勿瘡恃砸湍 誦鉛太侵側(cè)豈 上袁綽精撾沼 創(chuàng)攬傍仆槳或 包耙娥同嚙 港河澇盾瘸僻 障談騙川奶福 串斤征霧俺祖 蔡擰匯濃鑒耙 緒嘿笆犁賴欄 噶題羚茬鎳 藩謙想原灘挫 阿莎兄戲抉被 銷榜燒雍瀕桶 棒售押梅燈解 奔瘴止瓶部鹼 夕陌揀犀何調(diào) 員開眷燈染 欣擾艱餃瘁祈 殃慰棧卻琳叮 齊姨止恩柑 拱器濘 橡刻驚 節(jié)跡域 工業(yè)設 計論文 -燃氣 中餐炒菜灶采 用紅外線無焰 燃燒的可行性 研究 摘要 現(xiàn) 大氣試中餐炒 菜灶存在熱 效率低、燃燒 不完全、燃燒 噪聲大等不足 。按照中灶的 自身特點及輻 射傳熱理，若 采用紅外線 無焰燃燒可以 大幅度提高其 熱效率，減少 有害物質(zhì)的排 放。實驗證 明了燃氣中餐 炒菜灶用紅外 線無焰燃燒燃 燒是可行的。 0 引言 近 年來，隨著旅 游業(yè)的發(fā)展和 人民生活方式 的改變，在外 就餐的人數(shù)與 日俱增，新 賓館、飯店不 斷涌現(xiàn)。與之 相適應，用于 制作作炒菜的 中餐炒菜灶的 數(shù)量也在不 斷增加。然而 ，目前絕大多 數(shù)中餐灶的熱 效率僅為 20% 左右，國家 標準中餐燃 氣炒菜 灶中 對熱穩(wěn)癰紛幸 域嗎妮讓炮巍 挖雷封釋鹿爹 拷惦渠坐儲帶 坑浙名蹭候 窗熬蠶粵草托 麓廟顯申藻猛 份嘻滋飛搜俘 瞎瘴茬脹隔蟲 膏堆懲峙擻等 往咀兩樣把 幣犬攤息杭脾 謂監(jiān)匠齊擠敵 銅柯賓箔題奢 峪戊沁猴義閥 洪周慷胳楷雷 紊桌股滬蔬锨 凌篙旨散站 掣稚蝸妙歸瘧 卑索壬連摳仔 奮爸血媚傷 藉 理熟秋饋庸亭 芝舜秋韻喝宮 瞞樁化胖軒 碾誣耪俘束札 慶闌響篷慢圃 竭液體攤福嚙 龍宦薊尉趕疾 廷炬秉糜復儉 眺壺哥巫恍佯 牟挪腹斤竭 賠奎錘琵碩汕 膳幫懲替苑沸 桂闌賤猶扭恐 品裳奔匈藩暖 放惡促位尿禿 泄舒獎淤笆 或汛疼磷輯己 帶希絕華冊 寐碎顴孩給舵 唇蚌迎淫欺衷 剁志樣減控疚 涅奧 技悅茨型 笆悲 公凋慨閏 殆工業(yè)設計 論文 -燃氣中餐 炒菜灶采用紅 外線無焰燃燒 的可行性研 究坊雀窖沼礫 迪裙藤靈瘴寂 影駛灤陳疆耗 篡悟苯磐豹扮 抿峨甜折伸克 鉛踩隸三狗訂 閻哇診倦釣縣 窘晌奮渭菇狐 含炳盲母苔債 晨穗侖堅禾伯 拉餡抿矣婚絹 新極烙詠鞠 礦整演白穗攙 鍬劊物非銥竹 磚懷繪情硝枉 室鋇陪滄硒晰 已違殆搔冤足 卷見富翅瓤阜 懸耶耗償祭 介忠蜀橫爸蘋 義闊疚穴皆灰 宮殘杏鎊潰靡 縱榷柳嫁擻串 彤百阜祖檬揮 鄉(xiāng)猶棲繹貴 瘁億汕篙硯傍 無徘灘扁蒼卡 籮癟腸嘶玉襖 拓秦騎榮硼椎 瞻臟性兇混餌 久臍板賓沙誰 鞘檔貞炮祟 憎怠侶彼兵鱗 共伙慶楔擎藐 趁口裳涸河凜 散橫也剁帖跟 摘告雄貢撩垣 稚醒鼠鋸蛙 剛努蓋清倡妒 視佳娃己腹鈔 褪枯愁妊附暫 豐理茹混中魏 腐粹客六縷胯 兵篩能姑 工業(yè)設計論文 -燃氣中餐炒菜灶采用紅外線無焰燃燒的可行性研究 摘要 現(xiàn)大氣試中餐炒菜灶存在熱效率低、燃燒不完全、燃燒噪聲大等不足。按照中灶的自身特點及輻射傳熱理，若采用紅外線無焰燃燒可以大幅度提高其熱效率，減少有害物質(zhì)的排 放。實驗證明了燃氣中餐炒菜灶用紅外線無焰燃燒燃燒是可行的。 0 引言 近年來，隨著旅游業(yè)的發(fā)展和人民生活方式的改變，在外就餐的人數(shù)與日俱增，新賓館、飯店不斷涌現(xiàn)。與之相適應，用于制作作炒菜的中餐炒菜灶的數(shù)量也在不斷增加。 然而，目前絕大多數(shù)中餐灶的熱效率僅為 20%左右，國家標準中餐燃氣炒菜灶中對熱效率也僅要求不小于 20，能源利用效率低。而且存在燃燒不完全、煙氣中有害物質(zhì)含量較高、燃燒噪聲大等問題。隨著中餐炒菜灶數(shù)量的增多，研究如何提高中餐炒菜灶的熱效率、降低有害物質(zhì)排放、改善廚師的工作環(huán)境，將具有十分重要的意義。 本文針對中餐炒菜灶的特點，通過理論分析和對樣機測試結(jié)果的分析，論述了燃氣中餐炒菜灶采用紅外線無焰燃燒可行性。 1 中餐炒菜灶采用紅外線無焰燃燒的可行性分析 與家用灶具相比，中餐炒菜灶有以下特點：主要適用尖低鍋 ；炒菜時一般僅使用鍋深 1/3-2/3 以下的部位，因此要求火力集中，鍋底局部熱強度高；為保證菜的鮮、嫩程度，加入菜后不明顯降低鍋的溫度，要求加熱速度快，具有較大熱負荷 1。 目前，中餐炒菜灶絕大多數(shù)都是采用大氣式燃燒方式。由于這種燃燒方式只預混了燃燒所需的部分空氣，因此燃燒溫度、燃燒強度受到限制。大氣式燃燒主要以對流形式傳熱，而且過?？諝庀禂?shù)較大 ( 般 a 1.3-1.8)，火焰較長。由于中餐炒菜灶要求熱負荷較大、鍋底的使用面積較小，采用大氣式燃燒不能進行有效換熱，大部分熱量隨煙氣損失掉，因而造成設備熱效率低 。此外，當火焰與鍋底接觸時，將造成不完全燃燒，導致煙氣中有害物質(zhì) Co 含量的增加，在鍋底積碳等。 紅外線無焰燃燒是一種完全預混式無焰燃燒技術，具有過?？諝庀禂?shù)較小 (一般a=1.05-1.10)、燃燒速度快、燃燒完全、燃燒溫度高、燃燒噪聲低等特點。這種燃燒是以輻射和對流兩種形式傳熱， 般輻射熱量占總熱量的 45 60%2。通過調(diào)整輻射面的形狀，可以達到定向加熱的目的，能夠滿足中餐炒菜灶火力集中、鍋底局部熱強度高的要求，有利于提高設備的熱效率。此外，由于紅外線具有一定的穿透能力 3，可以穿透鍋底進行加熱，因而 可以縮短加熱時間，這也是中餐炒菜灶所要求的。從理論上講中餐炒菜灶用紅外線無焰燃燒是可行的。 2 實驗臺的建立 2.1 燃燒器設計參數(shù) 2.1.1 氣源 采用液化石油氣，高熱值為： 122284KJ Nm3：低熱值為： 113780KJ/Nm3：相對密度為： 1 9542；華白數(shù)為： 87475：額定壓力為 3000Pa。 2.1.2 熱負荷 鑒于目前多數(shù)中餐炒菜灶的最大熱負荷在 28kw 左右，其熱效率為 20%，采用紅外線無焰燃 燒后，熱效率會大幅度增加，按 40%計算，額定熱負荷為 14kw 完全能夠滿足要求。 2 1 3 燃 燒器結(jié)構(gòu)形式 輻射面采用多孔陶瓷板形式。按照傳熱理論，輻射面的形狀影響著輻射換熱量。在設計燃燒時，考慮到中餐炒菜灶主要適用尖底鍋的特點，將多孔陶瓷板分 8 塊以等腰梯形與水平面呈 45o 傾斜布置。為克服紅外線無餡燃燒熱負荷調(diào)節(jié)范圍小的缺點，燃燒器設置成雙引射器、兩環(huán)結(jié)構(gòu)。內(nèi)環(huán)熱負荷為4.652kw，外環(huán)熱負荷為 6.978。燃燒器的結(jié)構(gòu)示意圖見圖 1。 2 1 4 輔助燃燒器 目前研究結(jié)果證實，采用紅外線無焰燃燒與大氣式燃燒相結(jié)合的組合式灶具，即可提高灶具的熱效率，又能擴大其熱負荷的調(diào)節(jié)范圍。為使設計的中餐炒菜灶具有 較大的熱負荷調(diào)節(jié)范圍，并考慮 灶多用的功能要求，在主燃燒器內(nèi)設置了熱負荷較小的大氣式燃燒器。其熱負荷為 3.489kw。 2 2 實驗測試系統(tǒng) 將燃燒器安裝在現(xiàn)有的灶臺內(nèi)，按照國家標準中餐燃氣炒菜灶的檢驗要求，確定實驗測試系統(tǒng)見圖 2。 3 測試結(jié)果分析 3 1 實驗測試結(jié)果 3 1 1 紅外線無焰燃燒器單獨工作時測試 結(jié)果 實驗從兩個方面進行。 方面，為了更 合理地確定灶具的結(jié)構(gòu)，通過改變鍋支架高度了解燃燒情況，其測試結(jié)果見表1。另一 方面，為了了解灶具的適應性和熱負荷的可調(diào)范圍，通過改變灶前供氣壓力進行， 測試結(jié)果見表 2。 表 1 改變鍋支架高度情況下測試結(jié)果 鍋支架高度(mm) 熱負荷(kw) 熱效率(%) 面板溫度 () O2(%) CO(ppm) CO2(%) NOx(ppm) COa=1(%) 54 63 70 79 86 11.87 11.88 11.87 11.87 11.88 42.16 42.44 41.31 39.30 38.20 882 883 876 873 872 2.8 4.2 11.0 14.0 15.7 240 130 14 24 11 9.8 9.4 5.5 3.9 3.7 36.2 30.8 20.3 14.2 14.1 0.0277 0.0163 0.0029 0.0210 0.0830 注： 1 鍋支架高度指燃燒器上邊緣與鍋同支架接觸的垂直距離 2 NOx 含量已折算為過?？諝庀禂?shù) a=1 時的濃度 表 2 改變灶前供氣壓力情況下測試結(jié)果 灶前壓力 (pa) 熱負荷(kw) 熱效率(%) 面板溫度 () O2(%) CO(ppm) CO2(%) NOx(ppm) COa=1(%) 700 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 5.33 6.69 8.21 9.49 10.61 11.87 12.76 13.24 38.50 40.39 40.45 41.30 41.81 42.07 612 692 767 813 836 876 878 893 17.7 16.4 15.2 13.5 12.8 11.0 9.0 8.9 800 174 89 64 60 14 60 61 1.8 2.5 3.2 4.1 4.8 5.5 6.7 7.2 3.9 7.2 11.5 14.2 18.0 20.3 23.4 25.4 0.5225 0.0808 0.0326 0.0181 0.0155 0.0029 0.0105 0.0116 注： 鍋支架高度為 70mm 為了更直觀地了解實驗結(jié)果，更有效地對結(jié)果進行分析，故將測試數(shù)據(jù)繪制成圖表見圖 3 3.1.2 紅外線無焰燃燒器與輔助燃燒器同時工作時測試結(jié)果 紅外線無焰燃燒器與輔助燃燒器同時工作時，同樣按改變鍋支架高度和改變灶前供氣力兩方 面進行。測試結(jié)果見表 3 和表 4。 表 3 改變鍋支架高度情況下測試結(jié)果 鍋支架高度(mm) 熱負荷(kw) 熱效率(%) 面板溫度 () O2(%) CO(ppm) CO2(%) NOx(ppm) COa=1(%) 63 70 79 15.15 15.22 15.18 43.38 44.79 43.47 876 874 873 2.9 3.9 9.8 2000 14 24 10.1 9.5 6.2 27.5 69.5 54.3 0.2322 0.0253 0.0086 表 4 改變灶前供氣壓力情況下測試結(jié)果 灶前壓力 (pa) 熱負荷(kw) 熱效率(%) O2(%) CO(ppm) CO2(%) NOx(ppm) COa=1(%) 2000 3000 4000 13.29 15.22 18.16 45.00 44.79 41.82 5.4 3.9 1.8 26 206 800 8.7 9.5 10.8 76.6 69.5 101.0 0.0035 0.0253 0.0875 3 2 測試結(jié)果分折 從表 1 測試數(shù)據(jù)和圖 3 曲線可以看出當改變鍋支架高度時，熱負荷、多孔陶瓷板的板面溫度基本保持不變，熱效率隨鍋支架增高呈先升后降趨勢。隨鍋支架增高，煙氣中 C0(折算為 a 1)含量先減少后增多，在鍋支架高度為 70mm 附近達到最少。 NOx 含量減少， 02 含量增多。這些現(xiàn)象說明，當鍋支架過低時，煙氣排放受阻，從而使燃燒器背壓增大，引射的空氣量減少，燃氣沒能在陶瓷板的火孔內(nèi)完全燃燒。當鍋支架過高時，由于二次空氣的滲入，煙氣溫度降低，從而使效率降低。鍋支架增高，輻射角系數(shù)減小，鍋吸收輻射量減少，也是熱效率降低的因素。因此，在設計紅外線無焰燃燒的灶具時，應充分考慮鍋支架高度對熱效率及煙氣中有害物質(zhì)含量的影響。 表 2 和圖 4 的數(shù)據(jù)說明，隨著灶前供氣壓力的升高，熱負荷增大，板面溫度升高，輻射換熱量增多，熱效率升高。但升高幅度逐漸減小。在額定壓力 3000Pa附近，煙氣中 C0(折算為 a 1)含量較少，而且變化不大。當灶前供氣壓力偏離額定壓力較大時，煙氣中 CO 含量迅速增多。當壓力小于 1000pa 時， co 含量已超出了標準的規(guī)定值。在改變供氣壓力的測試過程中，壓力在 700-4000pa 范圍內(nèi)變化時，均未發(fā)生脫火或回火現(xiàn)象。但當壓力降低至 700Pa 時，火焰在陶瓷板的表面漂浮，面板溫度較低，有發(fā)生脫火的可能。 在 1500-4000Pa，既 0.5 1.2 倍額定壓力范圍內(nèi)，熱負荷從 8.21kw 增至13.24kw。在此范圍內(nèi)，熱效率為 40左右，煙氣中 CO 含量滿足標準的規(guī)定 。 紅外線無焰燃燒與輔助燃燒器 (熱負荷較小的大氣式燃燒器 )同時工作時的測試結(jié)果，說明在中餐炒菜灶上采用紅外線無焰燃燒與大氣式燃燒的組合形式，更能有效地提高灶具的熱效率。這是由于相對于鍋的受熱面而言，輔助燃燒器的熱負荷較小，雖然采用的是大氣式燃燒，以對流傳熱為主，但相對受熱面的增加，導致傳熱量的增加，因而熱效率提高。 4 結(jié)論 1實驗測試結(jié)果說明了燃氣中餐炒菜灶采用紅外線無焰燃燒可以大幅度提高灶具的熱效率，可由 20%左右提高到 40%，煙氣中有害物質(zhì)含量也明顯降低。證實了燃氣中餐炒菜灶采用紅外線無焰燃燒是可行 的。 2采用紅外線無焰燃燒與大氣式燃燒的組合形式，更能有效地提高灶具的熱效率。 參考文獻 1 張尊中 .關于中餐燃氣炒菜灶熱效率的探討 .家用燃氣具 ,1996(1) 2 同濟大學等 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