Đề tài Thiết kế nhà máy chế biến vải cùi lạnh đông với năng suất 3 triệu tấn sản phẩm/năm

cửa (W/ m2) Ta có: B1 = 3,5 (W/ m2) B1d = 2,5 (W/ m2) Vậy: Q41 = 3,5 x 1152 = 4.032 (W) Q41d = 2,5 x 288 = 720 (W) Q4gd = 3,5 x 27 = 94,5 (W) Suy ra: Dòng nhiệt do vận hành ở kho lạnh 00C: = 1382 + 1400 + 3000 + 4032 = 9814 (W) Dòng nhiệt do vận hàng ở kho lạnh -200C =245,6+1400+3000+720=5.465,6(W) Dòng nhiệt do vận hàng ở phòng đóng kiện 00C: (W)=32,4+1400+3000+94,5=4.526,9(W) 5. Dòng nhiệt do hoa quả hô hấp: Chỉ xuất hiện ở kho bảo quản nguyên liệu do rau quả hô hấp trong quá trình bảo quản. Như vậy, khi bảo quản lạnh đông không có tổn thất này: Tổn thất trong kho bảo quản lạnh ở 00C: E: Dung tích kho lạnh: E: = 1.100 (tấn) Q1, Q2: Dòng nhiệt toả ra khi sản phẩm có nhiệt độ nhập vào kho lạnh và sau có nhiệt độ bảo quản (W/ tấn) Ban đầu, sản phẩm có nhiệt độ: t1 = 200C; Q1 = 178 (W/ tấn) Sau đó, sản phẩm có nhiệt độ: t2 = 00C; Q2 = 20 (W/ tấn) Khi đó: = 1100 x (0,1.178 + 0 9.20) = 217.580(W) Bảng tổng kết dòng nhiệt cho kho bảo quản: Kho Kho lạnh 00C 24.458,2 213.160 35.010 9814 217.580 518.022,2 Phòng đóng gói 9.704,4 4.200 0 4.526,9 0 18.430,9 Kho lạnh -200C 1.074,8 6220 0 5465,6 0 12.760,4 * Xác định tải nhiệt cho thiết bị và máy nén: - Với kho lạnh 00C: + Nhiệt tải thiết bị: QOTB = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 = 24.458,2+ 231.160+ 35.010+ 9.814 + 217.580 = 518.022,2(W) + Nhiệt tải cho máy nén: QOMN = 100%Q1+ 70%Q2+ 100%Q3 + 70%Q4 + 100%Q5 = 24 x 458,2+ 0,7 x 231.160+ 35.010+ 0,7 x 9814+ 317.580 = 445.729,8 (W) - Với kho lạnh - 200C + Nhiệt tải thiết bị: QOTB = Q1 + Q2 + Q4 = 1.074,9+ 6.220+ 5.465,6 = 11.120,7 (W) - Với phòng đóng kiện: + Nhiệt tải thiết bị: QOTB = Q1 + Q2 + Q4 = 9.704,4+ 4200+ 4.526,9= 18.430,9 (W) + Nhiệt tải cho máy nén: QOTB = Q1 +70%Q2 + 70%Q4 = 9704,4+ 0,7x 4.200+ 0,7x 4.526,9 = 15.813,2 (W) Như vậy đối với phòng 00C ta có: QOTB = 18.450,9 + 518.022,2 = 536.453,1 (W) QOMN = 15.813,2 + 445.729,8 = 461.543 (W) II. tính nhiệt cho thiết bị cấp đông *Đối với máy cấp đông: Chủ yếu tổn thất là do làm lạnh đông sản phẩm. Tổn thất do làm lạnh sản phẩm Với h1, h2: Entanpy của sản phẩm trước và sau xử lý lạnh (KJ/ Kg) Trước xử lý lạnh t1 = 100C nên h1 = 398,8 KJ/ Kg Sau xử lý lạnh t2 = - 290C nên h2 = 0 KJ/ Kg M: Công suất kết đông: Khi đó: Q1 = M (h1- h2) = 0,416.(398,8 - 0) = 165,9 (KW) Tổn thất nhiệt qua vỏ máy là như nhau ở các mặt. Khi đó hầm có kích thước: 6800 x 3600 x 28 (mm) Tổng diện tích các mặt: (6,8 + 3,6) x 2 x 0,028 + 3,6 x 0,028 = 0,704 (m2) t = hiệu nhiệt độ giữa trong buồng và ngoài buồng. t = tn - t1 = 10 - (-35) = 450C K: Hệ số truyền nhiệt của vỏ máy, chọn K = 0,19. Khi đó: Q2 = 0,19 . 0,704 x 45 = 6,344 (KW) Tổn thất nhiệt: QT = Q1 + Q2 = 165,9 + 6,344 = 172,244 (KW) Với máy cấp đông băng truyền theo, loại máy đã chọn, yêu cầu năng suất lạnh là: Qm = 107 (KW) * Tổn thất nhiệt cho thiết bị kết đông: Thực phẩm: Q = QT + Qm = 172,2 + 107 = 279,2 (KW) Khi tính đến hệ số an toàn, ta chọn: Q0 = 279,2 x 1,05 = 293,16 (KW) chương IV tính toán chu trình lạnh- tính cho thiết bị lạnh i. chọn máy lạnh: a. chọn máy nén cho phòng nguyên liệu: Chọn máy nén một cấp Amoniac: 1. Chọn thông số của chế độ làm việc: a) Nhiệt độ sôi của mỗi chất lạnh: t0 = tb - t0 Với: tb: Nhiệt độ buồng lạnh (tb = 00C) t: Hiệu nhiệt độ yêu cầu: t0 = 50C Vậy t0 = -50C b) Nhiệt độ ngưng tụ tk = tw2 - tk tw2 = tw1 + (26)0C Với: tw1: Nhiệt độ trước khi vào tháp ngưng tw2: Nhiệt độ nước ra khỏi tháp ngưng Nước dùng cho tháp ngưng là: tw1 = 300C tw2 = 30 + 4 = 340C 2. Nhiệt độ quá lạnh tql: ttl = twl + (3 + 5)0C = 30 + 4 = 340C 3. Nhiệt độ hơi hút th: Với môi chất NH3 nhiệt độ hơi hút cao hơn nhiệt độ sôi từ (5 15)0C Chọn th = t0 + (5 15) = -5 + 5 = 00C 4. Chu trình máy nén hơi một cấp: Các thông số được tra từ bảng hơi áp suất hơi bão hoà va đồi thị Ib - h: Thông số Điểm mút T (0C) P (quá trình) h (kj/ kg) V (cm3/ kg) 1' -5 3,55 1676 0,29 1 0 3,55 1682 2 95 14,2 1684 3' 39 14,2 604 3 34 14,2 579 4 -5 3,55 579 - Năng suất lạnh đông: q0 = h - h4 (kJ/ kg) q0 = 1676 - 579 = 1097 (kJ/ kg) - Năng suất lạnh riêng thể tích: = 33782,2 (kJ/ m3) Công nén riêng (kJ/ m3) là công lý thuyết mà máy phải sản ra để nén 1 kg hơi môi chất. Theo quá trình đoạn nhiệt từ áp suất P0 lên áp suất Pk I = h2 - h1 (kJ/ kg) Với: h1: Entanpy của hơi vào máy nén h2: Entanpy của hơi qua nhiệt ra thỏi máy nén I = 1864 - 1682 = 192 (kJ/ kg) - Năng suất nhiệt riêng: qk = 1864 - 597 = 1285 (kJ/ kg) - Hệ số lạnh của chu trình là tỷ số giữa năng suất lạnh đạt được trên công tiêu tốn cho chu trình: Hiệu suất Exergi của chu trình: Với: : Hệ số lạnh của chu trình lý tưởng Tk: Nhiệt độ ngưng (0K) T0: Nhiệt độ bay hơi (0K) - Tính nhiệt máy nén của chu trình một cấp, từ năng suất lạnh q0 yêu cầu ta phải tính nhiệt để chọn máy nén theo các bước sau: Năng suất lạnh riêng khối lượng: q0 = h1 - h4 (kJ/ kg) = 1676 - 579 = 1097 (kJ/ kg) Năng suất khối lượng thực tế của máy nén: (lưu lượng mỗi chất nén qua máy nén) (kh/s) Năng suất thể tích thực tế của máy nén: Vtt = mtt x V1 = 0,74 x 0,29 = 0,215 (m3/s) Hệ số cấp của máy nén: Là tỷ số giữa thể tích thực tế (Vn ) và thể tích lý thuyết Vtt của máy nén: Với: P0: tổn thất áp suất khi hút (= 0,05 at) Pk: tổn thất áp suất khi đẩy (= 0,1 at) m= 0,95 1,1 đối với máy nén amôniac (chọn m = 1) C: Tỷ số thể tích chất (C = 0,03 0,05, lấy C = 0,04) - Thể tích lý thuyết (do pit tông quét được) (m3/s) Trong đó thể tích lý thuyết của một máy nén lắp đặt: (m3/s) - Xác định chu trình lạnh tiêu chuẩn Chế độ tiêu chuẩn của hệ thống lạnh amoniac 1 cấp t0 = -150C; tqn = - 100C tk = 300C Các thông số của chu trình lạnh tiêu chuẩn - Năng suất lạnh riêng thể tích tiêu chuẩn: (kJ/m3) Năng suất tiêu chuẩn: (kw) Chọn máy nén theo năng suất tiêu chuẩn: Đối với phòng bảo quản lạnh chọn máy nén kiểu ký hiệu: 2AT125 các thông số kỹ thuật sau: Số lượng xi lanh 2 chiếc Đường kính xi lanh 125 mm Hành trình pít tông 110 mm Năng suất lạnh tiêu chuẩn 30 kw Công suất động cơ máy nén 14 kw Công suất động cơ máy nén 1,7 kw Điện áp 20/380 V Tốc độ tần số 1440 V/ phút. 50Hz Khối lượng nạp Nh3 75 kg Dầu bôi trơn XA Khối lượng dầu bôi trơn 12 kg Khối lượng thực phẩm bảo quản 100 tấn - Số máy nén cần chọn: Công suất đoạn nhiệt: Ns = mtt.I (kw) Ns: Công suất lý thuyết mtt: Lưu lượng khối lượng qua máy nén (kg/s) I: Công nén riêng (kJ/ kg) I = h2 - h1 NS = mtt . (h2- h1) = 0,74. (1864 - 1682) = 134,69 (kw) Hiệu suất chỉ thị: là công nén thực do quá trình nén bị lệch khỏi quá trình nén đoạn nhiệt lý thuyết. Ni = (kw) Với: : Hiệu số chỉ thị (kw) Công suất ma sát: Nms = Vtt + Pms P: áp suất ma sát riêng LT = 0,59 . 0,017 = 0,01 (m3/s) Nms = 0,01 . 0,6 . 104 = 60 (kw) Công suất hữu ích Nc. Nc = Ni - Nms = 251,644 - 60 = 191,644 (kw) Công suất điện Ncc là công suất đo được trên bảng đấu điện có kể đến tổn thất truyền động khớp và hiệu suất của chính động cơ điện. (kw) Hiệu suất truyền động khớp đai = 0,95 (kw) Công suất điện cơ lắp đặt: Để đảm bảo an toàn cho hệ thống lạnh, động cơ lắp đặt phải có công suất lớn hơn Ncc. Tuỳ theo điều kiện cụ thể có thể chọn động cơ lắp đặt lớn hơn công suất tính toán từ 1,1 2,1 lần. Ndc = 2,1 . 224,145 = 470,701 kw Nhiệt tải ngưng tụ Qk Qk = m.qk = m(h2 - h3) = 0,74 . (1864 - 579) = 950,9 (kw) b. chọn máy nén cho phòng bảo quản lạnh đông và thiết bị cấp đông: Sử dụng máy nén hai cấp nhằm: - Cải thiện hệ số cấp nhận của máy. - Giữ nhiệt độ cuối tầm nén không quá cao. - Đạt được nhiệt độ sôi tương đối thấp. * Các thông số làm việc: - Nhiệt độ sôi của môi chất: + Máy nén cho phòng bảo quản lạnh đông: (0C) + Máy nén cho tủ cấp đông: (0C) + Nhiệt độ ngưng tụ: tw1 = 300C tw2 = 340C tk = tw2 + tk = 34 + 4 = 380C - Nhiệt độ quá lạnh: tq1 = tw1 + t11 = 30 + 4 = 340C - Nhiệt độ hơi hút: Cho buồng bảo quản đông lạnh: th = t0 + 5 = -25 + 5 = -200C Chu tủ cấp đông: th = t0 + 5 = -42 + 5 = - 370c * Chu trình máy nén hơi cấp hai bình trung gian có ống xoắn: Thuyết minh quá trình: 1- 1': Quá nhiệt hơi hút. 1- 2: Nén đoạn nhiệt cấp hạ từ P0 lên P, St = S2 2- 3: Làm mát hơi quá nhiệt hạ áp xuống đường hơi bão hoà; X = 1 3- 4: Nén đoạn nhiệt cấp cho áp từ Ptg lên Pk, S3 = S4 4- 5: Làm mát ngưng tụ và quá lạnh lỏng trong bình ngưng 5- 7: Quá trình lạnh lỏng đỏng áp trong bình trung gian, 6- 10: Quá trình tiết lưu từ áp suất Pk xuống P0 10- 1': Bay hơi thu nhiệt của tác nhân lạnh. * Xác định chu trình máy nén hơi hai cấp bình trung gian ống xoắn: a) Máy nén cho buồng quản lạnh đông: T0 = -250C thì P0 = 0,152 (MPa) Tk = 38 0C thì = 1,47 (MPa) áp suất trung gian: = 0,473 (MPa) tg = 280C Khi đó: Chọn T6 = ttg + 4 = 2 + 4 = 60C b) Máy nén cho tủ cấp đông: t0 = -420C thì P0 = 0,065 (MPa) tk = 380C thì Pk = 1,47 (MPa) áp suất trung gian: (MPa) ttg = -80C Khi đó, chọn t6 = ttg + 4 = -8 + 4 = -40C Dựa vào đồ thị 1gP - I và bảng hơi bão hoà của NH3 ta xác định được thông số tại các điểm nút. Bảng thông số tại các điểm nút Điểm nút Nhiệt độ áp suất (MPa) I (kJ/ kg) V (m3/ kg) Bảo quản đông Tủ cấp đông Bảo quản đông tủ cấp đông Bảo quản đông Tủ cấp đông Bảo quản đông Tủ cấp đông 1' -25 -42 0,152 0,065 1720 1712 0,770 1 -20 -37 0,152 0,065 1735 1725 0,620 1,345 2 50 60 0,473 0,310 1883 1883 0,350 38 2 -8 0,473 0,310 1762 1762 0,270 0,388 4 90 100 0,470 1,470 1938 1938 0,048 5' 38 38 0,470 1,470 675 675 5 34 34 0,470 1,470 658 658 6 6 -4 0,470 1,470 530 530 7 2 -8 0,473 0,310 658 658 9 2 -8 0,473 0,310 509 509 10 2 -42 1,152 0,065 530 530 1. Tính cho buồng bảo quản lạnh đông: - Năng suất lạnh riêng, q0 q = h1 - h10 = 1720 - 530 = 1190 (kJ/ kg) - Năng suất lạnh riêng thể tích, qv: (kJ/ kg) V1: Thể tích riêng hơi hút về máy nén: (Kg/ m3) - Công nén riêng. 1 1 = (kJ/ kg) 1 = (kJ/ kg) Với: m1: lưu lượng môi chất qua máy nén hạ áp m3: lưu lượng môi chất qua máy nén cao áp Mà Suy ra: qk = (1938 - 658) x 1,225 = 1568 (kJ/ kg) - Hệ số lạnh của chu trình: Chọn máy nén: a) Tính chọn máy nén cho cấp áp thấp: - Năng suất lạnh riêng, q0 q0 = h1' - h10 = 1720 - 530 = 1190 (kJ/ kg) - Lưu lượng thực tế (kg/ s) Trong đó: k0: hệ số tính đến tổn thất trên đường ống, k0 = 1,05 b: hệ số thời gian làm việc, b = 0,85 Q0: Nhiệt tải yêu cầu của máy nén, Q0=19781,6 (w)=19,781 (kw) Nên: (kw) Do đó: (kg/ s) - Thể tích hút thực tế cảu máy nén - Thể tích hút cấp hạ áp: (m3/ s) = 59,04 (m3/ h) * Tính theo điều kiện tiêu chuẩn: Chế độ tiêu chuẩn của NH3 với máy nén NH3 hai cấp như sau: - Nhiệt độ sôi: t0 = -400C - Nhiệt độ ngưng tụ tk = 350C - Nhiệt độ quá lạnh lỏng: rq = 300C - Nhiệt độ quá lạnh hơi hút: qqn = -300C Thông số tại các điểm nút Điểm Nhiệt độ (t0C) áp suất (PMPa) I (kJ/ kg) 1' -40 0,072 1710 1 -30 0,072 1730 2 65 0,32 1920 38 -8 0,32 1750 4 95 1,40 1950 5' 35 1,40 675 5 30 1,40 645 6 -4 1,40 645 7 -8 0,32 465 9 -8 0,32 460 10 -40 0,072 480 Tính toán tương tự ta có: Năng suất lạnh riêng khối lượng: qOTC = 1230 (kJ/ kg) Năng suất lạnh riêng thể tích qOTC = 745,45 (kJ/ m3) Hệ số hao Năng suất lạnh riêng tiêu chuẩn (kw) * Chọn máy nén Piston hở một cấp của hãng bock; chọn máy AM4/ 370- 4 các thông số sau: Ký hiệu Số xi lanh Piston (mm) Tốc độ (vòng/ phút) Thể tích quét (m3/ h) S AM4/ 370- 4 4 55 49 1450 66,03 - Số lượng máy: z = - Công suất nén đoạn nhiệt hạ áp: Năng suất = M1 x l1(kw) Với l1 Công nén hạ áp, (kJ/ kg) l1 = h2 - h1 = 1883 - 1735 = 148 (kJ/ kg) (kg/ s) Nên công suất nén đoạn nhiệt là: Năng suất = 0,0206 x 148 = 3,05 (kw) - Hiệu suất nén chỉ thị: - Công suất nén chỉ thị: (kw) - Công suất ma sát: Nms = Vtt x Pms Với: Pms: áp suất ma sát riêng, với máy nén amoniac thẳng dòng, có Pms = 0,06 (MPa) Nên: Nms = 0,0128 x 0,06 x 103 = 0,767 (kw) - Công suất hữu ích (trên trục máy nén) Nc = Ni + Nms = 3,476 + 0,768 = 4,244 (kw) - Công suất tiếp diện cấp hạ áp: (kw) b) Tính toán cấp cao áp: - Lưu lượng hơi thực tế qua máy nén: (kg/ s) - Thể tích hút thực tế của máy nén: VttCA = m3 x V3 = 0,0252 x 0,27 = 0,00681 (m3/ s) - Hệ số cấp của máy nén: - Thể tích hút lý thuyết cấp cho áp: (m3/ s) = 28,26 (m3/ h) Chọn máy nén Piston hở 1 cấp của hãng Bock, có ký hiệu F4.170 Các thông số máy Ký hiệu Số xi lanh Piston (mm) Tốc độ (vòng/ phút) Thể tích quét (m3/ h) S AM4/ 370- 4 4 55 49 1125 31,4366,03 Chọn 1 máy nén F4.170 và 1 máy dự phòng F4.170 - Công suất nén đoạn nhiệt cao áp: Ns = m3 x l2 (kw) Với: l2: Công nén cao áp, kJ/ kg l2 = h4hh3 = 1938 - 1762 = 176 (Kj/ kg) Nên: Công suất nén đoạn nhiệt là: Ns = 0,0252 x 176 = 4,435 (kw) - Hiệu suất nén chỉ thị: - Công suất nén chỉ thị: (kw) - Công suất ma sát Nms = Vtt x Pms - Công suất hữu ích (trên trục máy nén) Nc = Ni + Nms Nc = 5,029 + 4,1 = 5,439 (kw) - Công suất tiếp điện cấp cao áp: (kw) - Công suất tổng cao áp và hạ áp là: - Nhiệt thải ra ở bình ngưng: Qk = m3 x l3 Với: l3 = h4 - h5 = 1950 - 645 = 1305 (kJ/ kg) = 0,0252 (kg/ s) Nên: Qk = 0,0252 x 1305 = 32,886 (kw) Tính thêm tổn thất trong, ta có: Q'k = Qk + (Ni + Ns)CA = 32,886 + (5,029 - 4,435) = 33,48 2. Tính cho thiết bị cấp đông: - Năng suất lạnh riêng, Q0: q0 = h1 - h10 = 1712 - 590 = 1182 (kJ/ kg) - Năng suất lạnh riêng thể tích, qv: (kJ/ m3) - Công nén riêng, l (kJ/ kg) (kJ/ kg) - Năng suất nhiệt riêng, qk: (kJ/ kg) Với: m1: Lưu lượng mỗi chất qua máy nén hạ áp m3; Lưu lượng mỗi chất qua máy nén cao áp mà: Suy ra: qk = (1975 - 658) x 1,288 = 1696,296 (kJ/ kg) - Hệ số lạnh của chu trình: Chọn máy nén: a) Tính chọn máy nén cho cấp áp thấp: - Năng suất lạnh riêng, q0. q0 = h1 - h10 = 1712 - 590 = 1182 (kJ/ kg) - Lưu lượng thực tế: (kg/ s) - Thể tích hút thực tế của máy nén VttMNA = mttHA x VA = 0,124 x 1,345 = 0,167 - Hệ số cấp của máy nén: - Thể tích hút lý thuyết cấp hạ áp. (m3/ s) = 828(m3/ h) - Năng suất lạnh riêng tiêu chuẩn: (kw) - Chọn loại máy nén Máy nén Piston MYCOM hai cấp nén (t0 = -400C; tk = -350C) Loại có thông số sau Kí hiệu Piston và S (mm) Số xi lanh (chiếc) Tốc độ (vòng/ phút) Thể tích quét (m3/ h) Q0 103 (Kcal/ h) Nc KW N124B 130 x 100 12 + 4 870 1108,6 110,7 79 N62B 130 x 100 6 + 2 1000 637,1 63,6 45,4 - Nếu chọn máy N124B, ta chỉ cần chọn một máy, do Z = - Nếu chọn máy N62B, ta chỉ phải chọn hai máy do: Z = Chọn hay máy nén kiểu N62B để phục vụ cho tổng cấp đông - Công suất nén đoạn nhiệt hạ áp: Ns = m1 x I1 (kw) Với: I1: Công nén hạ áp, kJ/ kg I1 - h2 - h1 = 1937 - 1725 = 212 (kJ/ kg) (kg/ s) Nên công suất nén đoạn nhiệt là: Ns = 0,124 x 212 = 26,288 (kw) - Hiệu suất chỉ thị: - Công suất nén chỉ thị: (kw) - Công suất ma sát: Nms = Vtt x Pms Với Pms: áp suất ma sát riêng, với máy nén amoniac thẳng dòng có: Pma = 0,06 (MPa) Nên Nms = 0,167 x 0,06 x 103 = 10,02 (kw) - Công suất hữu ích (trên trục máy nén) Nc = Ni + Nms = 30,46 + 10,02 = 40,46 (kw) - Công suất tiếp diện hạ áp: (kw) b) Tính chọn máy nén cho cấp cao áp: Lưu lượng thực tế qua máy nén: (kg/ s) (kg/ s) - Thể tích hút thực tế của máy nén: VttCA = m3 x V3 = 0,164 x 0,388 = 0,0636 (m3/ s) - Hệ số cấp của máy nén: - Thể tích hút lí thuyết cấp cao áp: (m3/ s) Theo cách chọn trên, với máy nén N62B ta có: VltMN = 637,6 (m3/ h) = 0,177 (m3/ h) - Số lượng máy nén: Chọn hai máy nén trên - Công suất nén đoạn nhiệt cao áp: Ns = m3 + I2 (kw) Với: I2: Công nén cao áp. (kJ/ kg) I2 = h4 - h3 = 1975 - 1750 = 225 (kJ/ kg) Nên công suất nén đoạn nhiệt là Ns = 0,164 x 225 = 36,9 (kw) - Hiệu suất chỉ thị: - Công suất nén chỉ thị: (kw) - Công suất ma sát: Nms = Vtt x Pms = 0,0636 x 0,06 x 106 = 3,816 (kw) - Công suất hữu ích (trên trục máy nén) Nc = Ni + Nms = 42,72 + 3,816 = 47,536 (kw) - Công suất tiếp diện cao áp; (kw) - Công suất tổng cao áp và hạ áp là: (kw) - Công suất tiếp điện khi chọn máy N62B là: (kw) - Nhiệt thải ra ở bình ngưng: Qk = m3 x 13 Với I3 = h4 - h5 = 1975 - 658 = 1317 (kJ/ kg) Nên Qk = 0,164 x (1975 - 658) = 215.998 (kw) Tính thêm tổn thất trong, ta có: Qk' = Qk + (Ni - Ns)CA = 215,998 + (43,72 - 36,9) = 222,806 (kw) ii. chọn dàn bay hơi 1. Phòng bảo quản nguyên liệu: Do nguyên liệu tười là rau quả nên cần có biện pháp thông gió. Ta chọn dàn lạnh quạt: là dàn trao đổi nhiệt đối lưu cường bức không khí. Bề mặt trao đổi nhiệt được tính theo công thức: F = Qotb/ k.t Qotb: Tải nhiệt cho thiết bị K: Hệ số tải nhiệt của dàn lạnh t: Hiệu nhiệt độ giữa không khí trong buồng lạnh và môi chất sôi trong ống Với kho bảo quản lạnh, ta có Qotb = 518.022,2 w Nhiệt độ sôi của NH3: t0 = -70C Nhiệt độ của phòng: tp = 00C t = 0 - (-7) = 70C Chọn dàn quạt ống cạnh có k = 15 w/ m2..k Diện tích yêu cầu dàn lạnh: F = 518.022,2 / 15.7 = 4933,54 m2 Chọn 4 dàn BO 230 Lưu lượng không khí V = Qotb/ PK (i1 - i2)n PK: Khối lượng riêng của không khí, PK = 1,29 kg/ m3 i1, i2: Entanpy của không khí vào và ra khỏi dàn n: Số dàn quạt Chọn nhiệt độ không khí vào dàn là: 1,50C, ra khỏi dàn là: -10C Tra đồ thị I- D của không khí ẩm = 90%, ta có i1 = 10 kJ/ kg i2 = 6,9 kJ/ kg VK = 513.022,2/ 1,29 (10.95 - 6,9). 4 = 4,79m3/ s Vậy chọn 8 dàn quạt có các thông số sau: Dàn quạt Diện tích bề mặt (m2) Tải nhiệt (w) khi t = 10k Bước cánh (mm) Công suất sưởi điện (kw) Sức chứa NH3 (1) BO230 239 27000 17,5 12 60 Quạt Số lượng (Chiếc) Đường kính (mm) Vòng quay (vòng/ phút) Công suất (kw) Lưu lượng (m3/ s) 1 800 25 4 4,7 2. Phòng đóng kiện: Ta có: Qotb = 18430,9 w K = 15 w/ m2. k = 70C Diện tích lạnh yêu cầu: F = 18430,9/ 15.7 = 175,2m2 Chọn hai dàn: BO - 75 Ta có các thông số sau Dàn quạt Diện tích bề mặt (m2) Tải nhiệt (w) khi t = 10k Bước cánh (mm) Công suất sưởi điện (kw) Sức chứa NH3 (1) BO75 75 9000 8,6 8,68 22 Quạt Số lượng (Chiếc) Đường kính (mm) Vòng quay (vòng/ phút) Công suất (kw) Lưu lượng (m3/ s) 2 400 16,7/ 25 0,4/ 0,6 0,67/ 0,95 3. Phòng bảo quản đông: Nhiệt tải thiết bị: Qotb = 12.760 W Chọn dàn trầm được bố trí giữa các xà, khi có chiều dài dàn < 10m Ta chọn: K = 4,9 w/ m2, hiệu điện thế không khí trong buồng và nhiệt độ sôi của môi chất dàn ống. T0 = -250C Khi đó: t = - 18 - (-25) = 70C Diện tích trao đổi nhiệt yêu cầu của buồng là: F = 12.760/ 4,9.7 = 375,29 m2 Chiều dàn lạnh không khí kiểm theo, cánh từ các băng mỏng, có các thông số sau: Các chỉ tiêu HBOA - 1 - 160 Diện tích trao đổi nhiệt (m2) 158 Thể tích bên trong (1) 75 Khối lượng ở dạng đã lắp đặt (kg) 661 Lưu lượng không khí (m3. h) 160 Số ống theo chiều sâu (chiếc) 9 Số ống theo chiều cao (chiếc) 10 Bước cánh (mm) 10 Chiều dài phần có cánh (mm) 2400 Chiều sâu của dàn (mm) 778 Đường kính ống áp hơi và lỏng (mm) 57 x 35 Lưu lượng nước phá tuyến (m3/ h) Tiết diện ống (m2) 1,19 iii. chọn thiết bị ngưng tụ: Chọn bình ngưng tụ ống vỏ nằm ngang Đặc điểm: Bình ngưng ống vỏ nằm ngang là loại thiết bị ngưng tụ gọn nhẹ, chắc chắn, hệ số truyền nhiệt cao (800 - 1000 w/ m2. k) ít tốn kim loại, ít tốn diện tích lắp đặt. Từ phương trình truyền nhiệt: Qk = K. F. t Trong đó: Qk; Phụ tải nhiệt của thiết bị ngưng tụ, kw F: Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt, m2 t: Hiệu nhiệt độ trung bình logarit ttb = (tmax - tmin) Trong đó: tmax: Hiệu điện thế lớn nhất phía trước vào tmin : Hiệu điện thế nhỏ nhất phía nước ra. tmax = tk - tw1 = 38 - 30 = 80C tmin = tk - tw2 = 38 - 34 = 40C ttb = (8 - 4)/ 2,3.log (8/4) = 5,80C k: Hệ số truyền nhiệt của bình ngưng ống vỏ nằm ngang k = 800 w/ m2. k * Mật độ dòng nhiệt (hay phụ tải riêng) qF = k . ttb = 800.5,8 = 4640 w/ m2 Phụ tải nhiệt bình ngưng: Qk = Qki Qki: Nhiệt tải bình ngưng ở phần máy nén Qki: 108,47 kw: Nhiệt tải bình ngưng tính trong máy nén một cấp phòng nguyên liệu. Qk2 = 33,48 kw: Nhiệt tải bình ngưng tính tring máy nén hai cấp phòng lao động Qk3 = 222,81 kw: Nhiệt tải bình ngưng tính trong máy nén hai cấp tủ cấp đông. Qk = 222,81 + 33,48 + 108,47 = 364,76 kw * Diện tích bề mặt truyền nhiệt: (m2) * Lượng nước tiêu thụ cho bình ngưng: Qk: Nhiệt tải thiết bị ngưng tụ, Qk = 256,46 kw Cn: Nhiệt dung riêng của nước, Con người = 4,29 kJ/ kg twn : Độ tăng nhiệt của nước t = tw2 = tw1 = 34 - 30 = 40C Vn = 364,75/ 4,19 . 1000, 4 = 0,0218 m3/ s = 78,35 m3/ h (m3/ s) = 78,35 (m3/ s) Ký hiệu Diện tiách bề mặt (m2) Kích thước phủ bì (mm) Đường kính Dài Rộng Cao KKT 90 90 800 46400 1110 1230 Số ống Kích thước ống (mm) Thể tích giữa các ống (m3) Khối lượng (kg) Hơi Lỏng Nước 386 80 32 425 1,26 3300 Chọn 1 bảng kí hiệu 4K - 18 Bơm có các thông số sau: Ký hiệu Đường bánh công tắc (mm) Năng suất (m3/ h) Cột áp bar Hiệu suất Công suất trên trục kw 4- K18 148 83 2,2 81 6,3 chương 5 tính chọn thiết bị phụ 1. bình chưa cao áp: Theo quy định về an toàn thì bình chứa cao áp phải chứa 60% thể tích của toàn bộ hệ thống dàn bay hơi (cả dàn tĩnh + dàn giụt) khi vận hành, mất chất lỏng của cao áp chỉ được phép chiếm 50% thể tích. Sức chứa bình cao áp: Vca: Thể tích bình chứa cao áp Vd: Thể tích hệ thống bay hơi 1,2: hệ số an toàn Hệ sô bay hơi gồm: 4 dàn BO230 1 dàn BO75 4 dàn HBOA- 1 - 160 Vd = 4.6 + 1,22 + 4.7591 = 0,562 (m2) Chọn bình chứa lỏng cao áp nằm ngang do Nga chế biến, có các thông số sau: Loại bình Kích thước (mm) Dung tích m3 Khối lượng (kg) D x S L H 0,75 PB 600 x 8 3190 500 0,75 430 2. Bình chứa thu hồi: Dùng để chứa các chất lỏng xả từ các chất lỏng xả từ các bình bay hơi khi tiến hành phá băng: V: Thểt tích bình chứa thu hồi, m3 Vdt: Thể tích lớn nhất của một dàn tỉnh: Vdtmax = 7,5 m3 Vdqmax: Thêt tích lớn nhất của một dàn quạt, Vdqmax = 60 m3 0,8: Mức cho phép của bình thu hồi 1,2: Hệ số an toàn V = 1,5 (75 x 10-3 +60-3) = 0,2025 m3. Ký hiệu D x S L H V P 0,75 600 x 8 3000 500 0,75 430 3. bình tách lỏng: Được bố trí trên đường hút về máy nén để bảo vệ máy nén không hút phải chọn bình tách lỏng theo ống nối vào đường hút máy nén: Pmax = 1,5 MPa T0 = 40 - 500C chọn bình tách lỏng có các thông số sau: Kí hiệu Kích thước (mm) Khối lượng D x S D B H 70- 0x 426 x 10 70 890 1750 210 4. bình trung gian: Được sử dụng máy lạnh 2 cấp Dùng để làm mát môi chất sau khi nén cấp áp thấp và để quá lạnh lỏng môi chất trước khi vào van tiết liệu bằng cách bay hơi một phần lỏng ở Ptg và Ttg Bình trung gian được chọn theo đường kính ống hút vào máy nén cấp áp cao Yêu cầu: Vhơi 0,5 m/ s Vlỏng = 0,4 - 0,7 m/ s Hệ truyền nhiệt ống xoắn k = 580 - 700 W/ m2. K Pmax = 1,5 MPa + Máy 2 cấp cho phòng lạnh đông ddanh nghĩa = 25mm Chọn bình trung gian có các thông số sau: Ký hiệu Kích thước mm Diện tích bề mặt ống xoắn m2 Thể tích bình m3 Khối lượng kg D x S D H 40TTC3 420 x 10 70 2390 1,75 0,22 330 + Máy lạnh hai cấp tủ cấp đông Pdn = 70mm Chọn bình trung gian ký hiệu 40TTC3 như trên. 5. bình tách dầu: Được lắp vào đường ống đẩy của máy nén amôniac để tách dầu ra khỏi dòng hơi nén trước khi vào bình ngưng tụ, chọn bình chứa có ký hiệu + Máy nén 1 cấp cho nguyên liệu : 25 MO + Máy nén 2 cấp kho lạnh đông : 15 MO + Máy nén 2 cấp tủ cấp đông :32 MO 6. bình chứa dầu: Dùng để gom dầu từ các bình tách dầu, từ các bình tách dầu của các thiết bị Ta chọn bình ký hiệy 150CM Kích thước mm Thể tích m3 Khối lượng kg D x S D H 159 x 4,5 600 770 0,008 18,5 7. tính chọn tháp giải nhiệt: Sau khi làm mát thực hiện trao đổi nhiệt ở dàn ngưng tụ và được nóng lên từ tw1 đến tw2. Trong tháp giải nhiệt, nước được phun chảy từ trên xuống trao đổi nhiệt với không khí từ dưới lên nước sẽ nguội đi. Phương trình cân bằng: Qk = C.P.V (tw2 - tw1) = Vk.Pk. (ik2 - ik1) Qk: Nhiệt lượng thải ra ở bình ngưng tụ, kw V: Lưu lượng nước, m3/ s tw1, tw2: Nhiệt độ nước vàp và ra sau khi ngưng tụ C: Nhiệt dung riêng của nước, kJ/ kg.k P: Khối lượng riêng của nước, kg/ m3 ik1, ik2: Entanpy của không khí vào và ra khỏi tháp kJ/ kg Lưu lượng nước cần thiết V = Qk/ (C.P. tw) Qk = 364,758 kw C = 5,19 kJ/ kg.k tw = tw - tw1 = 34 - 30 = 80C P = 1000 kg/ m3 V = 364,758/ 4,19. 1000. 4 = 0,0218 m3/ s = 21,8 / s Tính diện tích tháp là: F = Qk/ qt qf: Nhiệt tải riêng, kw/ m2, qf = 45 kw/2 F = 364,78/45 = 8,11 m2 Chọn tháp giải nhiệt có thông số sau: Thông số kỹ thuật T IIB- 80M Lưu lượng nước 1/ s 4,44 t của nước, 00C 5 Lưu lượng không khí, m3/ s 4,44 Nhiệt tải I, kw 93 Đường kính quạt hướng trục, mm 100 Số vòng quay, 1/ s 5,9 Tiết diện tháp, m2 1,88 Kích thước mm Mặt bằng 1580 x 1580 Thân tháp 1320 x 1320 Cao 2200 Khối lượng, kg 689 Chương 6 Tính chọn đường ống I. Chọn đường ống tách nhân Việc chọn đường ống là một bài toán tối ưu giống như các bài toán tối ưu khi thiết kế thiết bị trao đổi nhiệt hoặc chọn chiều