[实用新型]一种微火加热节能蒸煮锅

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种炊具，特别是一种微火加热节能蒸煮锅。

背景技术

压力锅已经成为我国亿万家庭的必备炊具之一，以我国3.7亿家庭平均拥有一口计算，即有近4亿口压力锅在日常使用。传统压力锅一般有锅体与锅盖间旋转嵌合结构、泄放高压蒸汽的限压阀或卸压阀结构等。这种高压锅需要有人看护，及时通过人工手段关闭热源。其卸压阀还会发出刺耳的气流声，喷射大量压力高温蒸汽或者液体。在卸压阀气路堵塞的情况下，传统高压锅会发生爆炸等缺陷。

传统压力锅还存在另一个突出缺陷是热能利用效率低，依据压力锅工作过程中的热传递形式，压力锅加热过程是，燃气通过燃气灶给锅底加热，锅底通过热传导形式将热量传递到锅底和锅体壁；锅内的食物与锅底和锅体壁内表面发生热传导，锅内的食物被加热煮熟，与此同时，锅体的锅壁外侧与周围空气发生对流换热，并且伴随着辐射放热。

食物蒸煮锅蒸煮分析表明，食物在锅内由生到熟的时间长短与锅内温度和压力锅压力的大小有关。压力锅压力的大小，是由限压阀重锤的重量与阀座孔的面积大小来决定的，大多数型号重锤约重160g～190g左右，阀座孔直径约4mm，压力锅(直径为18cm～26cm)内的压力为0.13MPa～0.15MPa，此时压力锅内温度为125℃～130℃。一般而言，压力越大、温度越高食物熟得越快，但是并非线性关系，这是因为有的食物在蒸煮过程吸收水分和吸收热量，有的食物则吸收热量和析出水分，食物的吸收热量其本质是传热过程，析出水分或吸收水分是传质过程，还包括水的相变。传热由温差决定，传质则与温度的高低、压力大小相互作用，所以，并非锅内温度越高、压力越大食物熟成速度就越快。无论是肉类还是植物类食物蒸煮加工，当锅内温度处于饱和温度，即125℃～130℃之后，锅内食物的熟成所需要保温时间长短，由食物传质速率所决定，传质的过程实质，是食物在物理条件下的化学反应过程，这个物理化学过程中，食物主要的物理变化有分散、熔化、凝固、挥发、凝结等，化学变化有变性、水解、分解、聚合、氧化、酯化等，上述过程也就是食物熟成的过程。保温时间的长短决定了炉灶燃烧加热的时间，保温阶段所需热功率，取决于锅内维持温度需要的热量和锅壁的散热量，锅内维持温度需要的热量与压力锅泄放锅内蒸汽有关，压力锅泄放锅内蒸汽越多，所消耗热量越多。分析表明，锅内维持温度阶段，压力锅泄放锅内蒸汽属于富余泄放，也就是说压力锅内的压力在0.13MPa～0.15MPa之间处于饱和压力，高于此压力泄放锅内蒸汽属于多余的加热。因此，可以认定泄放蒸汽属于富余加热，这种富余泄放蒸汽浪费了燃料。这种浪费在使用压力锅蒸煮烹饪极为普遍。分析压力锅热力学过程，寻求通过热力学措施实现节能，对于我国普遍使用压力锅蒸煮烹饪的生活方式，具有重要的节能减排意义。

压力锅的耗热分析：

压力锅经炉灶燃气加热后，压力锅即成为传热施主，压力锅内侧蒸煮食物即为受主，由于压力锅外壁同时与周围空气发生传热现象，压力锅外侧空气也为受主，压力锅的耗热分析：

压力锅的总耗热Q₀＝Q₁+Q₂(1)

式中：

Q₁——为锅体的锅壁外侧与周围空气对流换热和辐射热耗；

Q₂——为锅体和锅内食物的传热耗热；

Q₂＝Q₃+Q₄(2)

式中：

Q₃——锅内食物从20℃开始加热，加热至锅内压力处于0.13MPa～0.15MPa，相当于125℃～130℃所消耗的热量。锅内食物质量以3kg牛肉计算，锅内蒸煮食物的比热为2.81kJ/kg·℃。

Q₄——锅壁对锅内食物传热耗热W。

锅体的锅壁外侧与周围空气对流换热、辐射放热的热量可以通过对流换热、辐射换热的传热公式计算：

锅体的锅壁外侧的散热量Q₁为：

Q₁＝Q₅+Q₆(3)

式中：

Q₅——对流换热的散失热量W；

Q₆——热辐射的散失热量W；

对流换热的散失热量为：

q₅＝h(T_w-T_f)(4)

式中：