5.4.5.1. Đối với bếp hộ gia đình
Đối với hộ gia đình, giả định mỗi lần nấu cần một lượng nhiệt để đun sôi 4 lít nước từ 200C đến 1000C, vậy lượng nhiệt cần thiết để làm sôi nước là:
-Trong đó:
là lượng nhiệt cần thiết để làm sôi 4 lít nước. mn là khối lượng nước đun sôi (4 lít) (mn = 4kg) Cn là nhiệt dung riêng của nước. (Cn =4200J/kg.K)
-Thay số ta có:
Qns = 1.344.000 (J)
Như vậy, để đun sôi 4 lít nước cần lượng nhiệt là 1.344.000J, tuy nhiên do hiệu suất của bếp không đạt 100%, khi đốt cháy nhiên liệu một phần nhiệt của nhiên liệu sẽ làm sôi nước, một phần nhiệt sẽ bị tổn hao qua vách lò, qua khói.
-Do đó Phương trình cân bằng nhiệt có dạng: Qcđ – Qth ≥ Qns -Trong đó:
Qcđ là lượng nhiệt do nhiên liệu cháy sinh ra. Qth là lượng nhiệt tổn hao.
Qns là lượng nhiệt làm sôi nước
+ Lượng nhiệt do nhiên liệu cháy sinh ra là: Qcđ = qcđ .mcđ
Với qcđ là năng suất tỏa nhiệt do nhiên liệu cháy sinh ra, mcđ là khối lượng nhiên liệu.
+ Lượng nhiệt tiêu hao trong quá trình nấu ăn: 10
Qth = Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7+Q8 Q1 là lượng nhiệt tổn hao qua vách lò 10%
Q2 là lượng nhiệt tổn hao qua khói lò 17,2% Q3 làtổn thất nhiệt do hơi trong khói lò 8.1% Q4 là tổn thất nhiệt do độ ẩm trong nhiên liệu 1.7% Q5 là tổn thất nhiệt do độ ẩm trong không khí 0.3% Q6 là tổn thất nhiệt do xỉ 2.4%
Q7 là tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn 3%
Q8 là tổn thất nhiệt do bức xạ và các tổn thất khác không tính được 5% [7, 8] Như vậy, lượng nhiệt tổn hao khi nấu ăn sẽ là Qth = 47.7% lượng nhiệt mà nhiên liệu cháy sinh ra. Từ đó phương trình cân bằng nhiệt có thể viết lại là:
Qcđ – 47.7% Qcđ ≥ Qns Hay
Thay số:
52.3Qcđ ≥ 100x1.344.000 =134.400.000 (J) Qcđ ≥ 2.569.789,67 (J)
-Khi nấu củi, lượng củi tiêu hao là:
m củi . q củi ≥ 2.569.789,67 Với q củi = 10.106 J/kg
Vậy
= 0,26 kg
- Khi nấu than tổ ong
Với Với q than = 14.106 J/kg
= 0,18 kg
5.4.5.2. Đối với bếp ăn tập thể
Bếp ăn tập thể, giả định là nấu song song 2 nồi dung tích mỗi nồi là 40 lít nước, nấu từ 200C lên 1000C, vậy lượng nhiệt cần thiết để đun sôi 80 lít nước là:
Qns = 26.880.000 (J) - Phương trình cân bằng nhiệt có dạng:
Qcđ – Qth ≥ Qns
Do nấu song song 2 nồi nên nhiệt trong bếp truyền qua vách giữa lò coi như bằng không (vì vách ngăn giữa 2 lò đốt chung) nên lượng nhiệt tiêu hao qua vách lò có giá trị là 8%. [10]
Như vậy lượng nhiệt tổn hao khi nấu bằng bếp ăn tập thể là 45.7% lượng nhiệt mà nhiên liệu cháy sinh ra.
Qcđ – 45.7% Qcđ ≥ Qns 54.3 Qcđ ≥100 Qns
Thay số ta có:
54.3Qcđ ≥ 100x26.880.000 =2.688.000.000 (J) Qcđ ≥ 49.502.762,76 (J)
-Khi nấu củi, lượng củi tiêu hao là:
m củi . q củi ≥ 49.502.762,76 Với q củi = 10.106 J/kg
Vậy
= 4,95 kg - Khi nấu than tổ ong
Với q than = 14.106 J/kg
= 3,54 kg