Đề tài Tính toán thiết kế hệ thống máy làm nước đá cây 20 tấn/Ngày

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
ĐỒ ÁN MÔN HỌC KỸ THUẬT LẠNH TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG MÁY LÀM NƯỚC ĐÁ CÂY 20 TẤN / NGÀY Họ và tên sinh viên: Dương Công Thành Trần Đình Trọng Vũ Ngọc Hiển Ngành: CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH Niên khóa: 2008 – 2012. Tháng 07/2011 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG MÁY LÀM NƯỚC ĐÁ CÂY 20 TẤN / NGÀY Nhóm thực hiện: 1. Dương Công Thành 08137023 SĐT: 01688561862 2. Trần Đình Trọng 08137025 SĐT: 01668598922 3. Vũ Ngọc Hiển 08137002 SĐT: 01689949373 Đồ án được thực hiện nhằm tìm hiểu và đáp ứng yêu cầu môn học. Giáo viên hướng dẫn: Thạc sĩ Lê Văn Bạn Tháng 07/2011 MỤC LỤC CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 4 1.1. Đặt vấn đề 4 1.2. Mục đích của đồ án : 5 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 6 2.1. Hệ thống sản xuất nước đá cây 6 2.2. Công dụng và phân loại nước đá 6 2.2.1.Công dụng nước đá 6 2.2.2.Phân loại nước đá 6 2.3. Cấu tạo máy đá cây [khối] 7 2.4. Nguyên lý làm việc 8 CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN 9 3.1 Phương tiện thực hiện 9 3.2 Phương pháp tiến hành 9 3.2.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 9 3.2.2 Phương pháp thực hiện 9 CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 10 4.1. kết quả tính toán 10 4.1.1. Các lựa chọn ban đầu 10 a. Chọn phương pháp thiết kế nước đá 10 b. Chọn chất tải lạnh 10 c. Chọn tác nhân lạnh 11 d. Quy trình sản xuất nước đá 12 4.1.2. Tính chu trình lạnh 14 4.1.3. Tính chi phí lạnh 15 a. Tính cách nhiệt, cách ẩm 15 b. Tính toán chi phí lạnh cho bể đá 18 4.1.4. Chọn máy nén 22 a. Tính năng suất thể tích thực tế của máy nén 22 b. Tính năng suất thể tích lý thuyết của máy nén 22 c. Chọn máy nén 22 d. Chọn động cơ cho máy nén 23 4.1.5. Tính chọn thiết bị ngưng tụ (kiểu xối tưới) 25 a. Mật độ dòng nhiệt phía ngoài 25 b. Diện tích bề mặt truyền nhiệt 27 4.1.6.Tính chọn thiết bị bốc hơi (kiểu xương cá) 29 a. Dòng nhiệt phía ngoài giàn lạnh 29 b. Diện tích bề mặt truyền nhiệt 30 4.1.7. Các thiết bị khác 31 a. Đường ống 31 b. Bình tách lỏng 32 d. Bình chứa dầu 33 e. Bình chứa cao áp 33 f. Thiết bị tách khí không ngưng 34 g. Phin lọc và phin sấy 35 h. Mắt gas 35 i. Các loại van: 36 j. Áp kế 38 k. Cánh khuấy 38 h. Bố trí lắp đặt 39 CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO 41 Chương 1 MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Từ xa xưa con người đã biết lấy các loại nước đá thiên nhiên từ sông, suối, ao, hồ để sử dụng làm lạnh, dự trữ trong nhà để mùa hè lại đem ra dùng. Quá trình hình thành đá thiên nhiên dựa vào lạnh của thiên nhiên, nhiều nơi mùa đông không khí lạnh đến -20 độ C, -30 độ C làm cho nước trong ao, hồ, sông, suối, bị đóng băng. Cho đến khi ngành lạnh ra đời, và bắt đầu phát triễn mạnh ở trên thế giới thì con người sử dụng kỹ thuật lạnh vào trong nhiều mục đích khác nhau của mình, từ đơn giản cho đến tinh vi. Một trong những ứng dụng đầu tiên của con người chính là sản xuất ra nước đá( đá nhân tạo) ở nhiều dạng khác nhau( dạng khối, dạng viên, dạng vẩy, dạng bột, .), tuỳ theo yêu cầu sử dụng và điều kiện sản xuất thực tế. 1.2. Mục đích của đồ án : - Tính toán thiết kế máy làm nước đá cây 20 tấn / ca - Cụ thể: + Tính chọn máy nén + Tính toán bể đá + Tính chọn dàn ngưng + Tính chọn các thiết bị phụ Chương 2 TỔNG QUAN 2.1. Hệ thống sản xuất nước đá cây /10/ Phương pháp sản xuất đá cây là một trong những phương pháp cổ điển nhất. Đá cây được sản xuất trong các bể dung dịch muối lạnh, có nhiệt độ khoảng –10oC. Nước được đặt trong các khuôn có kích thước nhất định, theo yêu cầu sử dụng. Khối lượng thường gặp nhất của các cây đá là 12,5; 25; 50 kg. ưu điểm của phương pháp sản xuất đá cây là đơn giản, Dụ thực hiện, đá có khối lượng lớn nên vận chuyển bảo quản được lâu ngày, đặc biệt dùng cho việc bảo quản cá, thực phẩm khi vận chuyển đi xa. Ngoài ra đá cây cũng được sử dụng làm đá sinh hoạt và giải khát của nhân dân. Tuy nhiên, đá cây có một số nhược điểm quan trọng như: chi phí đầu tư, vận hành lớn, các chỉ tiêu về vệ sinh không cao do có nhiều khâu không đảm bảo vệ sinh, tính chủ động trong sản xuất thấp do thời gian đông đá lâu. Đi kèm theo hệ thống máy đá cây phải trang bị thêm nhiều hệ thống thiết bị khác như: hệ thống cẩu chuyển, Hệ thống cấp nước khuôn đá, bể nhúng đá, bàn lật đá, kho chứa đá, máy xay đá. Vì vậy ngày nay trong kỹ thuật chế biến thực phẩm người ta ít sử dụng đá cây. Nếu có trang bị cũng chỉ nhằm bán cho tàu thuyền đánh cá để bảo quản lâu ngày. 2.2. Công dụng và phân loại nước đá /10/ 2.2.1.Công dụng nước đá Nước đá có nhiều ứng dụng trong đời sống hằng ngày cũng như trong sản xuất, sau đây là một số ứng dụng của nước đá: Bảo quản thực phẩm Điều tiết không khí Thể duc thể thao Công nghiệp hóa chất 2.2.2.Phân loại nước đá Có nhiều cách để phân loại nước đá: Dựa vào nguyên liệu sản xuất: Nước đá từ nước ngọt (nước lã, sôi, nguyên chất). Nước đá từ nước biển, từ nước muối. Nước đá từ nước sát trùng và kháng sinh. Dựa vào độ trong của đá: Nước đá pha lê Nước đá trong suốt Nước đá đục Dựa vào hình dạng: Nước đá khối Nước đá tấm Nước đá thỏi Nước đá ống Nước đá vẩy 2.3. Cấu tạo máy đá cây [khối] /10/ Hệ thống có các thiết bị chính sau: 1- Máy nén: Máy nén 1 cấp, sử dụng môi chất NH3 hoặc R22. 2. Bình chứa cao áp. 3. Dàn ngưng: Có thể sử dụng dàn ngưng tụ bay hơi, bình ngưng, dàn ngưng tụ kiểu tưới và có thể sử dụng dàn ngưng không khí. 4. Bình tách dầu. 5. Bình tách khí không ngưng. 6. Bình thu hồi dầu (sử dụng trong hệ thống NH3). 7. Bình tách lỏng. 8. Bình giữ mức- tách lỏng. 9. Bể nước muối làm đá, cùng bộ cánh khuấy và dàn lạnh kiểu xương cá. 
  2.4. Nguyên lý làm việc /9/ Các loại đá cây với khối lượng khác nhau được sản xuất bằng phương pháp làm lạnh trong bể nước muối. Đây là phương pháp phổ biến nhất trong nhà máy nước đá hiện nay Bể nước muối được chia làm hai ngăn, ngăn lớn để bố trí các khuôn đá, còn ngăn nhỏ để bố trí dàn bay hơi làm lạnh nước muối trong bể có bố trí một bơm nước muối tuần hoàn mạnh từ dàn bay hơi ra làm lạnh khuôn rồi lại quay lại dàn bay hơi. Bơm nước muối bố trí thẳng đứng để tránh rò rì nước muối ra ngoài. Dàn bay hơi kiểu xương cá có khả năng tăng khả năng trao đổi nhiệt lên đáng kể. Các khuôn đá được ghép lại với nhau thành linh đá suốt chiều ngang của bể. Các linh đá không phải đứng im trong bể mà chuyển động từ đầu này đến đầu kia của bể nhờ cơ cấu chuyển động xích. Khi một linh đá kết đông xong và được nhắc ra khỏi bể thì cơ cấu xích chuyển động dồn tất cả các linh đá lên chừa ra phía cuối bể một khoảng hở vừa đủ để đặt linh đá đã đổ đầy nước mới vào. Chuyển động giữa nước muối tuần hoàn và linh đá là ngược chiều.    Khi đá đã kết đông trong khuôn, toàn bộ linh đá được cầu trục nâng ra khỏi bể và thả vào bể làm tan giá. Các khuôn đá nóng lên, lớp băng dính khối đá với khuôn tan ra, cầu trục sẽ nâng đá trượt lên bàn trượt đá để vào kho chứa đá, còn linh đá được cầu trục đưa đến máng rót nước, máng rót nước tự động nhiều vòi có định lượng rót đồng thời cho tất cả các khuôn đá lượng nước đã định trước. Sau khi rót nước xong linh đá được đặt vào đầu bể vị trí mà cơ cấu chuyển động xích vừa đẩy toàn bộ các linh đá dịch ra. Với phương pháp này nước sau khi qua quá trình xử lý được đổ vào khuôn định hình sẵn, các khuôn này được đặt trong bể nước muối, bể này được làm lạnh bởi thiết bị bốc hơi , sau một thời gian nước trong khuôn được làm lạnh và kết tinh lại. Quá trình kết thúc, đá được lấy ra từ các khuôn và sử dụng . Chương 3 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN 3.1 Phương tiện thực hiện Máy vi tính cá nhân. Các tài liệu liên quan 3.2 Phương pháp tiến hành 3.2.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết Tra cứu tài liệu sách báo nhằm phục vụ mục đích đề tài. Tìm kiếm các thông tin liên quan đến đề tài qua mạng internet. 3.2.2 Phương pháp thực hiện Theo phương pháp tổng hợp và kế thừa ta tiến hành theo trình tự sau: Tiến hành nghiên cứu và tổng hợp lại các tài liệu đã có Lựa chọn các vấn đề liên quan đến đề tài - Tính toán chọn các thiết bị của hệ thống máy đá cây Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1. kết quả tính toán 4.1.1. Các lựa chọn ban đầu a. Chọn phương pháp thiết kế nước đá /9/ - Các giai đoạn sản xuất nước đá Giai đoạn 1: là hạ nhiệt độ của nước từ nhiệt độ t1 (nhiệt độ ban đầu của nước) xuống nhiệt độ 0oC. Giai đoạn 2: là giai đoạn kết tinh nước hoàn toàn, chuyển nước từ trạng thái lỏng trạng thái rắn. Giai đoạn 3: là giai đoạn hạ thấp nhiệt độ băng của nước từ 0oC xuống nhiệt độ t2 (thường chọn -5oC). Vậy nhiệt lượng riêng cần thiết để chuyển 1Kg nước ở nhiệt độ ban đầu t1 thành nước đá ở nhiệt độ t2 được tính theo công thức: /2/ - Chọn phương pháp sản xuất nước đá Các loại đá cây với khối lượng khác nhau được sản xuất bằng phương pháp làm lạnh trong bể nước muối. Đây là phương pháp phổ biến nhất trong nhà máy nước đá hiện nay. Các loại đá cây với khối lượng khác nhau được sản xuất bằng phương pháp làm lạnh trong bể nước muối. Đây là phương pháp phổ biến nhất trong nhà máy nước đá hiện nay. Với phương pháp này nước sau khi qua quy trình xử lý được đổ vào khuôn định hình sẵn, các khuôn này được đặt trong bể nước muối, bể này được làm lạnh bởi thiết bị bốc hơi , sau một thời gian nước trong khuôn được quá lạnh và kết tinh lại. Quy trình kết thúc,đá cây được lấy ra từ các khuôn và sử dụng. Kết cấu cây đá hiện nay có các cỡ khối lượng thông dụng như sau:Loại 3,5 Kg, loại 12,5 Kg, loại 25 Kg, loại 50 Kg. ở đây ta chọn loại 50 kg. b. Chọn chất tải lạnh /9/ - Yêu cẩu của chất tải lạnh Chất tải lạnh phải đảm bảo những yêu cầu sau: Nhiệt độ đông đặc phải thấp. Nhiệt dung riêng và khả năng dẫn nhiệt cao. Độ nhớt và trọng lượng riêng nhỏ. Không ăn mòn kim loại và các vật liệu khác trong thiết bị. Không độc hại và không nguy hiểm. Dễ kiểm, rẻ tiền, dễ bảo quản và dễ vận hành. - Phân tích tính chất của chất tải lạnh Chất tải lạnh có ban trạng thái: Rắn, lỏng, khí - Chọn chất tải lạnh Bảng: nhiệt độ đông đặc của một số dung dịch muối Số Thứ Tự  Muối hòa tan  Nồng độ % Khối lượng  Nhiệt độ Đông đặc   1 2 3 4  NaCl CaCl2 MgCl2 MgSO4  23,1 29,9 20 19  -21,2 -55 -35 -9,9   Trong sản xuất, người ta thường chọn nhiệt độ dung dịch chất tải nhiệt thấp hơn nhiệt độ để đông đá là 5oC, và cao hơn nhiệt độ đóng băng của dung dịch khoảng 10oC. Nhiệt độ để đông đá là -5oC, nên nhiệt độ trung bình của chất tải nhiệt l -10oC, và nhiệt độ đông đặc của dung dịch là -20oC. Cho nên, dung dịch NaCl 23,1% có nhiệt độ đông đặc là 21,2oC, sẽ tha điều kiện trên. Ngoài ra do NaCl rẻ tiền và có nhiều trên thị trường nên việc chọn dung dịch NaCl làm chất tải lạnh là hợp lý. c. Chọn tác nhân lạnh /9/ Ta nhận thấy tác nhân NH3 là thích hợp nhất với hệ thống sản xuất nước đá vì: Có năng suất lạnh riêng lớn So với Freon thì NH3 có năng suất lạnh riêng lớn hơn, hệ số truyền nhiệt lớn hơn. Tổn thất trong quá trình tiết lưu nhỏ Dễ phát hiện sự rò rỉ của tác nhân ra ngòai do nó có mùi đặc trưng Nhiệt độ đông đặc và bay hơi của NH3 rất thấp Tđđ = - 77,7 0C Tbh = - 33,35 0C Với khoảng nhiệt độ này thì NH3 không thể đông đặc trên đường ống gây tắt nghẽn và nở đường ống tác nhân khi dùng sản xuất đá . Vậy ta chọn tác nhân lạnh là NH3. d. Quy trình sản xuất nước đá
 Nước được bơm trực từ giếng lên, qua quá trình xử lý, tách bỏ cặn bã có trong nước. Nước được chứa trong hồ, một phần được hòa với muối với lượng thích hợp để tạo ra nồng độ muối theo ý muốn, một phần cho vào các khuôn đá. Đặt các khuôn đá vào bể nước. Do kết cấu của bể đá, khuôn được giữ trên các thanh bắt ngang bể. Sau một ngày đêm, nước đã được đông thành đá. Khi có nhu cầu sử dụng, ta lấy đá lên bằng phương pháp thủ công. Ta dùng nước ở nhiệt độ thường, xối lên trên khuôn đá, nhằm tách đá ra khỏi khuôn. e. Chọn các thông số kỹ thuật - Chọn thiết bị ngưng tụ trong hệ thống lạnh là kiểu xối tưới có trích lỏng giữa dòng. - Nhiệt độ của nước vào giàn xối tưới tw1 = 33oC. - Theo những điều kiện công nghệ ở phần trên, nhiệt độ đóng băng của nước tđđ = -5oC. - Nhiệt độ trung bình của nước muối tm = -10oC. - Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh Với hiệu nhiệt độ yêu cầu được chọn là (t = 5oC. - Nhiệt độ nước ra khỏi giàn xối tưới - Nhiệt độ ngưng tụ của môi chất lạnh Trong đó chọn (tk = 5oC. - Nhiệt độ quá lạnh môi chất lạnh Trong đó độ quá lạnh được chọn (tql = 3oC. - Nhiệt độ quá nhiệt môi chất lạnh Trong đó độ quá nhiệt được chọn (tqn = 5oC. 4.1.2. Tính chu trình lạnh /9/ Bảng các thông số cần cho tính toán chu trình lạnh    toC  pMpa  hKJ/Kg  m3/Kg         1'  -15  0.2425  1739.29  0.5   1  -10  0.2425  1757.14    2  138  1.7143  2057.14    2'  41  1.7143  1775    3'  41  1.7143  678.571    3  38  1.7143  664.286    4  -15  0.2425  664.286   
Năng suất lạnh riêng Năng suất lạnh riêng thể tích Công nén riêng Năng suất nhiệt riêng - Chọn cấp máy nén Ta có tỷ số nén
Chọn chu trình lạnh một cấp nén. 4.1.3. Tính chi phí lạnh Tính cách nhiệt, cách ẩm /9/ - Tính cho tường bể đá + Tính bề dày lớp cách nhiệt
Hình 1: Cấu tạo tường bể đá Lớp  Vật liệu  bề dày m  hệ số dẫn nhiệt W/m.K  hệ số khếch tán ẩm g/mhMpa   1  Lớp ximang và đá vữa  0.02  0.88  90   2  Lớp gạch ống và sắt  0.38  0.82  105   3  Lớp ximang và đá vữa  0.02  0.88  90   4  Lớp cách ẩm - giấy dầu  0.004  0.18  1.35   5  Lớp cách nhiệt - styropore  cn  0.047  7.5   6  Lớp cách nhiệt, cách ẩm - bitum  0.1  0.18  0.86   7  Lớp thép tấm  0.006  39  0   Hệ số dẫn nhiệt của tường /2/] Chọn K1= 0,3 W/m2.độ Bề dày lớp cách nhiệt /2/ Với: Hệ số cấp nhiệt phía ngoài bể (1 = 19,18 W/m2.độ. Hệ số cấp nhiệt phía trong bể (2 = 813,94 W/m2.độ. Chọn (cn = 0,15 m. + Kiểm tra động sương Với bề dày lớp cách nhiệt ở trên, tính lại hệ số truyền nhiệt K1 = 0,231 W/m2.độ. Hệ số truyền nhiệt động sương thực tế Với Nhiệt độ không khí bên ngoài bể t1 = 35oC. Nhiệt độ trong bể t2 = -10oC. Nhiệt độ động sương (tra ở 35oC) ts = 34oC. Theo trên ta thấy K1 < ks ( bề mặt bể không đọng sương. Theo kết cấu của bể, bề mặt trong bể là tấm thép, nên kết cấu của tường được cách ẩm hoàn toàn. - Tính cho nền của bể đá
Hình 2: cấu tạo nền bể đá Lớp  Vật liệu  bề dày m  hệ số dẫn nhiệt W/m.K  hệ số khếch tán ẩm g/mhMpa   1  Lớp thép  0.006  39  0   2  Lớp cách ẩm cách nhiệt - bitum  0.1  0.18  0.86   3  Lớp chiệu lực - bêtong  0.2  1.1  30   4  Lớp cách nhiệt, cách ẩm bitum  0.1  0.18  0.86   5  Lớp cách nhiệt styropore  cn  0.047  7.5   6  Lớp cách ẩm - giấy dầu  0.004  0.18  1.35   7  Lớp chiệu lực -betong nền  0.2  1.1  30   8  Đất nện đá dăm  0.1  0.46  30   Hệ số dẫn nhiệt của nền /2/ Chọn K2 = 0.26 W/m2.độ Hệ số cấp nhiệt phía trong của bể (2 = 813,94 W/m2.độ. Bề dày lớp cách nhiệt /2/ Chọn (cn = 0,2 m Hệ số truyền nhiệt K2 với bề dày lớp cách nhiệt vừa mới tính toán ở trên K2 = 0,167 W/m2.độ So sánh với hệ số truyền nhiệt được chọn ở trên K2tt < K2chọn Vậy điều kiện được thỏa mãn. Vì mặt ngoài của của đáy bể đá là nên đất, không tiếp xúc với không khí nên ở đây ta không cần kiểm tra hiện tượng động sương. Tương tự như vách của bể đá, mặt trong của nền cũng được lót bằng thép, xem như cách ẩm hoàn toàn. Tính toán chi phí lạnh cho bể đá /10/ - Kết cấu của bể đá Năng suất thiết kế bể đá 20 tấn/ngày, đêm. Khối lượng một cây đá 50 Kg. Thời gian đông đá /1/ Trong đó: Nhiệt độ trung bình của nước đá Chiều rộng khuôn đá bo = 0,19 m (chọn mặt trên của khuôn). Đối với bể đá, hệ số A = 4540 Hệ số B = 0,026 Tuy thời gian đông đá chỉ là 18,632 giở, nhưng khi thiết kế ta nên chọn thời gian cho một một mẻ là 24 giờ (1 ngày, đêm), thời gian chọn dư ra không làm tiêu tốn nhiều chi phí lạnh. Số khuôn đá trong một mẻ Số khuôn đá trên một linh Nlinh = 8 khuôn. Khoảng cách giữa 2 khuôn đá (khuôn = 40 mm. Khoảng cách khuôn đá ngoài cùng với tường (khuôn,tường =25 mm. Số hàng trong bể m2=50 /2 = 25 hàng. Khoảng cách giữa 2 hàng (hàng = 25 mm. Bề rộng ngăn đặt giàn lạnh A = 900 mm. Bề rộng của bể W = 4160 + A = 5060 mm. Chiều rộng lắp dặt bộ cánh khuấy B = 600 mm Chiều rộng doạn hở cuối bể C = 500 mm Chiều dài của bể L = B + C + m2.b = 12975 mm. Chiều cao của bể H = 1250 mm .
Hình 3: kế cấu bể đá
Hình 4: kết cấu trong bể đá - Nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che Chọn Hệ số truyền nhiệt qua vách k1 = 0,231 Kcal/m2.h.độ Hệ số truyền nhiệt qua nền k2 = 0.167 Kcal/m2.h.độ Hệ số truyền nhiệt qua nắp k3 = 2 Kcal/m2.h.độ Nhiệ độ của môi trường quanh bể tf = 35oC Nhiệt độ trung bình của nước muối tm = -10oC Diện tích xung quanh bể F1 = 2.(W+L+1412).H = 48,62 m2 Diện tích nền F2 = (W+706). (L+706)= 78,88 m2 Diện tích nắp F3 = W.L =65,64 m2 - Nhiệt làm đông đá /2/ Trong đó: Năng suất thiết kế G = 20 Tấn/ngày,đêm Nhiệt dung riêng của nước Cpn = 4,18 KJ/Kg.độ Nhiệt độ của nước khi đưa vào khuôn tn = 31oC Nhiệt đông đặc của nước L = 333,564 KJ/Kg Nhiệt dung riêng của nước đá Cpnđ = 2,09 KJ/Kg.độ Nhiệt độ cuối quá trình đông đá t2 = -5oC - Nhiệt làm lạnh khuôn đá /2/ Trong đó Số khuôn đá trong một mẻ nkđ = N =400 khuôn Khối lượng của một khuôn đá gk = 7,2 Kg Nhiệt dung riêng của thép (vật liệu làm khuôn) Ck = 0,418 KJ/Kg.độ Nhiệt độ của nước khi đưa vào khuôn tf = 31oC Nhiệt độ trung bình của nước muối tm = -10oC - Nhiệt tổn thất do động cơ cánh khuấy /2/ Trong đó Công suất động cơ của cánh khuấy Ni = 15 KW Hiệu suất hoạt động hữu ích của cánh khuấy (i = 0,85 Hệ số làm việc của cánh khuấy (i = 0,95 Chỉ số i chỉ số cánh khuấy được dùng i = 1 - Nhiệt tổn thất khi tách đá ra khỏi khuôn /2/ Trong đó Diện tích xung quanh của cây đá /2/ f = 1,25 m2 Bề dày lớp đá tan để có thể tách đá ra khỏi khuôn( = 0,001 m Khối lượng riêng của nước đá (nđ = 900Kg/m3 Chi phí lạnh (năng suất lạnh) 4.1.4. Chọn máy nén /6/ Tính năng suất thể tích thực tế của máy nén Năng suất lạnh của máy nén cần lắp đặt /2/ Trong đó Hệ số có kể đến tổn thất trên đường ống và thiết bị của hệ thống lạnh k = 1,11 /2/ Hệ số thời gian làm việcb = 0,91 /2/ Năng suất lạnh riêng qo = 1092,857 KJ/Kg Lượng môi chất chạy qua máy nén Năng suất thể tích thực tế của máy nén Tính năng suất thể tích lý thuyết của máy nén Hệ số cấp /3/ Trong công thức trên có /3/ Với (Pk = (Po = 0,008 Mpa m = 1 (đối với máy nén NH3 [2]) tỷ số thể tích chết c = 0,04 Áp suất bốc hơi Po = 0,2425 MPa Áp suất ngưng tụ Pk = 1,7143 MPa Và /3/ Vậy ( = 0,593 Năng suất lý thuyết của máy nén Chọn máy nén Theo bảng 7 – 6 [3] chọn máy nén ký hiệu ( 110 Ký hiệu  Số xilanh  Đường kính pitong mm  Vòng quay Vòng/s  Vlt 10-2 m3/s  Dài mm  Rộng mm  Cao mm  Khối lượng Kg   ( 110  4  115  24  8,35  950  900  800  770   Năng suất lý thuyết của 1 máy nén Vlt = 0,0835 m3/s Số máy nén cần dùng cho hệ thống lạnh Chọn ZMN = 2 máy Chọn động cơ cho máy nén - Chọn động cơ Công nén đoạn nhiệt của máy nén /3/ Với Công nén riêng của máy nén l = 300 KJ/Kg Công nén chỉ thị /3/ Trong đó: Hiệu suất chỉ thị (hiệu suất có kể đến tổn thất trong) /3/ Với b = 0,001 Công tiêu tốn do ma sát Chọn Pms = 0,059 Mpa Công nén hiệu dụng /3/ Công suất tiếp điện /3/ Trong đó chọn: Hiệu suất truyền động của khớp đai (tđ = 0,95 Hiệu suất của động cơ (el = 0,85 Vậy công suất tiếp điện cho mỗi động cơ: Chọn tổ hợp động cơ AO(2 – 91 – 4 theo bảng 7 – 10 [3] Ký hiệu động cơ  AO(2 – 91 – 4   Công suất , KW  75   Vòng quay, vòng/s  24,7   Dài , mm  2275   Rộng, mm  1215   Cao, mm  1370   Chiều dài lắp đặt, mm  2910   Đường kính ống hút, mm  100   Đường kính ống đẩy, mm  65   Công suất dự trữ cho tổ hợp máy nén 75 – 46,71 = 28,29 KW Hệ số dự trữ - Tính hiệu suất của máy nén Hiệu suất chỉ thị (hiệu suất có kể đến tổn thất trong) (i = 0,807 Hiệu suất có kể đến tổn thất ma sát của các chi tiết máy Hiệu suất có kể đến tổn thất do truyền động (tđ = 0,95 Hiệu suất động cơ điện (el = 0,85 Hiệu suất của máy nén /3/ Tính chọn thiết bị ngưng tụ (kiểu xối tưới)
  Ưu điểm - Hiệu quả trao đổi nhiệt cao, hệ số truyền nhiệt đạt 700 ÷ 900 W/m2.K. - Cấu tạo đơn giản, chắc chắn, dễ chế tạo và có khả năng sử dụng cả nguồn nước bẩn vì dàn ống để trần rất dễ vệ sinh. - So với bình ngưng ống vỏ, lượng nước tiêu thụ không lớn.  Nhược điểm - Trong quá trình làm việc, nước bắn tung toé xung quanh, nên dàn chỉ có thể lắp đặt bên ngoài trời, xa hẳn khu nhà xưởng. - Dàn ngưng kiểu tưới tiêu thụ nước khá nhiều do phải thường xuyên xả bỏ nước. - Dàn ống không được nhúng kẽm nóng sẽ rất nhanh chóng bị bục, hư hỏng. - Hiệu quả giải nhiệt chịu ảnh hưởng của môi trường khí hậu.   Mật độ dòng nhiệt phía ngoài
Đồ thị 15: đồ thị biểu diễn sự biến đổi nhiệt độ của các dòng khi qua thiết bị ngưng tụ Nhiệt độ nước vào tw1 = 33oC Nhiệt độ nước ra tw2 = 36oC Nhiệt độ ngưng tụ tk = 41oC Hiệu nhiệt độ trung bình Nhiệt độ trung bình của nước twtb = 34,5oC Các thông số của nước ở nhiệt độ trung bình Khối lượng riêng ( = 994 Kg/m3 Hệ số dẫn nhiệt ( = 0,626 W/m.độ Độ nhớt động học ( = 7,35 x 10-6 m2/s Nhiệt dung riêng Cpn = 4,19 KJ/Kg.độ Độ nhớt động lực học ( = 7,306 x 10-4 Pa.s Chuẩn số Pr = 4,865 Lấy tiêu hao nước cho 1 m ống ml = 0,2 Kg/s.m Chiều dày màng nước chảy trên ống /6/ Kích thướt hình học /6/ Tốc độ trung bình của màng nước trên ống /6/ Chuẩn số Chọn tỷ số giữa số bước ống và đường kính ống 1,7 ( 2, ta có Chuẩn số /6/ Hệ số tỏa nhiệt phía nước Mật độ dòng nhiệt về phía nước Trong đó Đường kính trong của ống dt = 50 mm Đường kính ngoài của ống dn = 57 mm Hệ số truyền nhiệt nhiệt của vật liệu làm ống (thép) ( = 45,3 W/m.K Nhiệt trở của lớp dầu, vách, bẩn, cặn Ta có phương trình mật độ dòng nhiệt phía ngoài ống b. Diện tích bề mặt truyền nhiệt Phụ tải nhiệt của thiết bị ngưng tụ Trong đó Năng suất nhiệt riêng qk = 1392,857 KJ/Kg