Đề tài Tính toán thiết kế kho lạnh dung tích 500 tấn, bảo quản thịt bò

g nhiÖt tõ s¶n phÈm to¶ ra khi s¶n phÈm h« hÊp §Æc ®iÓm cña c¸c dßng nhiÖt lµ chóng thay ®æi liªn tôc theo thêi gian. Q1 phô thuéc vµo nhiÖt ®é m«i tr­êng xung quanh nã thay ®æi tõng giê, tõng ngµy vµ tõng th¸ng trong n¨m, mïa trong n¨m. Q2 phô thuéc vµo thêi vô; Q3 phô thuéc vµo hµng b¶o qu¶n; Q4 phô thuéc vµo quy tr×nh chÕ biÕn b¶o qu¶n hµng vµ Q5 phô thuéc vµo nh÷ng biÕn ®æi sinh ho¸ cña tõng s¶n phÈm. X¸c ®Þnh c¸c tæn thÊt dßng nhiÖt vµo kho l¹nh - Trong tr­êng hîp tæng qu¸t ta cã: Q = Kt.Ft.Dt (w) (TL5) K1: HÖ sè truyÒn nhiÖt thùc w/m2k F: DiÖn tÝch bÒ mÆt kÕt cÊu bao che m2 Dt: HiÖu nhiÖt ®é gi÷a bªn ngoµi vµ bªn trong Trong ®ã: KÝch th­íc t­êng ngoµi ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau: + §èi víi buång gãc kho lÊy chiÒu dµi tõ mÐp t­êng ngoµi ®Õn trùc t©m t­êng ng¨n. + §èi víi buång c¹nh kho lÊy chiÒu dµi tõ gi÷a trùc t©m t­êng ng¨n + §èi víi chiÒu cao tõ mÆt nÒn ®Õn mÆt trÇn kho l¹nh cã H = 6 m; R = 6 ÷ 8 m; D = 15m Khi c«ng thªm phÇn x©y dùng vµ cÊu tróc c¸ch nhiÖt lµ H = 6,65 m; R = 6,48 ÷ 8,48 m; D = 15,48 m 1. X¸c ®Þnh dßng nhiÖt ®i qua kÕt cÊu bao che vµo phßng I 1.1. X¸c ®Þnh dßng nhiÖt ®i qua kÕt cÊu bao che Ta cã: Q1 = (w) Trong ®ã: : Dßng ®iÖn truyÒn qua v¸ch kho : Dßng nhiÖt truyÒn qua trÇn kho : Dßng nhiÖt truyÒn qua nÒn kho : Dßng nhiÖt do bøc x¹ mÆt trêi qua m¸i vµ t­êng kho Trong tr­êng hîp tæng qu¸t ta cã: Q = K.F.Dt (TL5) Víi F: diÖn tÝch bÒ mÆt kÕt cÊu bao che Dt: HiÖu nhiÖt ®é gi÷a bªn trong trong vµ bªn ngoµi K: HÖ sè truyÒn nhiÖt thùc 1.2. X¸c ®Þnh Ta cã: Trong ®ã: : NhiÖt truyÒn qua v¸ch phÝa t©y : NhiÖt truyÒn qua c¸ch h­íng nam : NhiÖt truyÒn qua v¸ch h­íng B¾c : NhiÖt truyÒn qua v¸ch h­íng §«ng * NhiÖt truyÒn qua v¸chh h­íng T©y Phßng sè (1) v¸ch h­íng T©y Gi¸p víi phßng m¸y cã nhiÖt ®é t1=37,30C; t2 = -300C = 0,19 w/m2K; F = 15,48.6,65 = 102,94 m2 VËy = 0,19. 67,3 .102,94 = 1316,29 w * NhiÖt truyÒn qua v¸ch h­íng b¾c : V¸ch h­íng b¾c tiÕp xóc víi kh«ng khÝ ngoµi trêi = KV. .Dt (w) (TL5); Víi = 6,48.6,65 = 43,09 m2 = 0,19 w/m2K; t1 = 37,30C; VËy = 0,19. 67,3. 43,09 = 550,99 w * NhiÖt truyÒn qua v¸ch h­íng nam T­êng h­íng nam tiÕp xóc víi m¸i hiªn do vËy ta chän nhiÖt ®é m¸i trong bãng s©n lµ t = 280C ; t2= -30oC Ta cã: = Víi = 0,19 w/m2K F = 6,48.6,65 = 43,09 m2 D = 580C VËy = 0,19 . 43,09 . 58 = 474,85 w * NhiÖt truyÒn qua v¸ch h­íng §«ng - V¸ch phÝa §«ng tiÕp gi¸p víi phßng sè 2. Gi¶ sö phßng nµy ho¹t ®éng cïng phßng sè 2. Do vËy = 0 VËy = 1316,29 + 550,99 + 474,85 = 2342,13 w 1.3. X¸c ®Þnh Dßng nhiÖt truyÒn qua trÇn ®­îc x¸c ®Þnh qua biÓu thøc sau: (TL5); Víi = 0,18 w/m2K Ft = 6,48.15,48 = 100,3 m2; Dt = 37,3- (-30) = 67,30C Vậy: = 67,3. 0,18. 100,3 = 1215 w 1.4. X¸c ®Þnh dßng nhiÖt truyÒn qua nÒn - Dßng nhiÖt truyÒn qua nÒn ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau: Ta cã: Víi = 0,21 w/m2K Fn = 6,48.15,48 = 100,3 m2 Dtn = 28 - (-30)0C = 580C VËy: =100,3. 0,21 . 58 = 1221,65 w 1.5. X¸c ®Þnh dßng nhiÖt qua bøc x¹ mÆt trêi - Dßng nhiÖt do bøc x¹ mÆt trêi ®­îc x¸c ®Þnh qua biÓu thøc Trong ®ã: : Dßng nhiÖt do bøc x¹ qua trÇn ®­¬c x¸c ®Þnh qua biÓu thøc: = kt.Ft.Dtbxt (TL5) Víi Dtbxt : HiÖu nhiÖt ®é ®Æc tr­ng víi kho l¹nh m¸i mµu sÉm cã Dtbxt=190C (TL5) Ft,3= 6,48.15,48 = 100,3 m2 = 0,17 w/m2K VËy: = 0,17.100,3.19 = 323,969 W + : Dßng nhiÖt do bøc x¹ qua v¸ch t­êng Ta cã: Trong ®ã: : Dßng nhiÖt do bøc x¹ v¸ch h­íng T©y : Dßng nhiÖt do bøc x¹ v¸ch h­íng Nam : Dßng nhiÖt do bøc x¹ v¸ch h­íng B¾c : Dßng nhiÖt do bøc x¹ v¸ch h­íng §«ng Víi: T­êng h­íng T©y gi¸p víi phßng m¸y do vËy: = 0 (w) T­êng h­íng nam tiÕp xóc víi m¸i hiªn che do vËy: = 0 (w) T­êng h­íng ®«ng tiÕp xóc víi phßng sè 2 do vËy: = 0 (w) - T­êng h­íng b¾c tiÕp xóc víi kh«ng khÝ ngoµi trêi Ta cã: = kV.FV.DtV Víi: kV = 0,19 w/m2K FV = 6,48.6,65 = 43,092 m2; DtbxV = 1,60C (TL5) VËy : 0,19.1,6.43,092 = 13,1w VËy = 323,969 + 13,1 = 337,07 w VËy tæng l­îng nhiÖt truyÒn qua kÕt cÊu bao che vµo phßng 1 lµ: Q1 = 2342,13 + 1215+ 1221,65 + 337,07 = 5115,85 w 2. X¸c ®Þnh dßng nhiÖt do s¶n phÈm vµ bao b× to¶ ra Ta cã: Q2 = Q21 + Q22 (TL5) Trong ®ã: Q21: Dßng nhiÖt do s¶n phÈm to¶ ra Q22: Dßng nhiÖt do bao b× to¶ ra 2.1. X¸c ®Þnh dßng nhiÖt tõ s¶n phÈm to¶ ra Q21 - Dßng nhiÖt to¶ ra tõ s¶n phÈm ®­îc tÝnh theo biÓu thøc w (TL1) Trong ®ã: M: Khèi l­îng hµng nhËp vµo kho trong 1 ngµy ®ªm t/24h E: Dung tÝch kho l¹nh E = 100 tÊn (tÝnh to¸n ban ®Çu) Mµ ®èi víi kho b¶o qu¶n thùc phÈm, kh«ng ph¶i rau qu¶ th× ta cã: M chiÕm ( 10)%.E M = 10 tÊn i1: entanpy cña s¶n phÈm ®ãng hép ®­îc ®­a tõ n¬i kh¸c ®Õn øng víi t=80C (TL1) theo b¶ng 3-7 (TL1) Ta cã: i1 = 248,2 KJ/Kg (TL1) i2: entanpy cña s¶n phÈm ë chÕ ®é b¶o qu¶n øng víi t = -300C cã i2 = 0 KJ/kg; b¶ng 3-7 (TL1) VËy = 10 . (248,2 - 0) = 28,72 w 2.2. X¸c ®Þnh dßng nhiÖt do bao b× to¶ ra - Dßng nhiÖt do bao b× to¶ ra tÝnh theo biÓu thøc: (TL1) Trong ®ã: Mbb: Khèi l­îng bao b× ®­a vµo cïng s¶n phÈm Bao b× lµ thïng catt«ng theo (TL1) ta cã: Mbb = 10%M = 10. 10 % = 1 tÊn Cbb: NhiÖt dung riªng cña bao b× catton: Cbb = 1,46 KJ/kgK = 1460 J/kg.k (TL1) t1, t2, : NhiÖt ®é tr­íc vµ sau khi lµm l¹nh bao b× Theo (TL1) ta thÊy t1 = 80C; t2 = -300C VËy = 618,37 w VËy tæng l­îng nhiÖt do bao b× vµ s¶n phÈm to¶ ra lµ: Q2 = Q21 + Q22 = 28,72 + 618,37 = 647,1 w 3. X¸c ®Þnh dßng nhiÖt do th«ng giã luång l¹nh: Q3 Q3 = 0 v× phßng b¶o qu¶n thÞt bß kh«ng cã th«ng giã - Dßng nhiÖt do th«ng giã buång l¹nh chØ tÝnh to¸n cho c¸c buång ®Æc biÖt b¶o qu¶n rau qu¶ vµ c¸c s¶n phÈm h« hÊp. 4. X¸c dßng nhiÖt do vËn hµnh táa ra Q4 - Dßng nhiÖt do vËn hµnh to¶ ra ®­îc x¸c ®Þnh qua biÓu thøc Q4 = Q41 + Q42 + Q43 + Q44 (w) (TL5) Trong ®ã: Q41: Dßng nhiÖt do chiÕu s¸ng to¶ ra Q42: Dßng nhiÖt do ng­êi to¶ ra Q43: Dßng nhiÖt do ®éng c¬ ®iÖn to¶ ra Q44: Dßng nhiÖt do më cña kho l¹nh 4.1. X¸c ®Þnh Q41 Ta cã: Q41 = A.F (TL5) Víi A: ®Þnh møc chiÕu s¸ng trªn mét m2 phßng A = 1,2 w/m2 (TL5) F: diÖn tÝch phßng l¹nh ; F = 6 . 15 = 90 m2 VËy Q41 = 1,2. 90 = 108 w 4.2. X¸c ®Þnh Q42 Ta cã: Q42 = 350.n (TL5) Víi n: sè ng­êi lµm viÖc trong buång n = 4 (TL5) 350: nhiÖt l­îng do ng­êi to¶ ra khi lµm viÖc nÆng 350/ w/1 ng­êi (TL5) VËy Q42 = 350.4 = 1400 w 4.3. X¸c ®Þnh Q43 Ta cã : Q43 = 1000 . N . j (TL1) Víi : N : Tæng c«ng suÊt ®éng c¬ ®iÖn, chän N= 1 KW j : HÖ sè ho¹t ®éng ®ång thêi , chon j =1. 1000: HÖ sè chuyÓn ®æi ®¬n vÞ tõ KW ra W VËy : Q43 = 1000 . 1 . 1 = 1000 W. 4.4. X¸c ®Þnh Q44 Ta cã: Q44 = B.F (TL5) Víi B: dßng nhiÖt do tæn thÊt kho l¹nh më cöa cho 1m2 phßng l¹nh B = 8 (TL5) F: DiÖn tÝch phßng l¹nh F = 6 . 15 = 90 m2 VËy Q44 = 8. 90 = 720 w VËy tæng l­îng nhiÖt do vËn hµnh to¶ ra phßng l¹nh lµ: Q4 = Q41 + Q42 + Q43 + Q44 = 108+ 1400 + 1000 + 720 = 3228 w 5. Dßng nhiÖt to¶ ra khi hoa qu¶ h« hÊp Q5 Q5 = 0 v× chØ tÝnh cho hoa qu¶ X¸c ®Þnh dßng nhiÖt truyÒn vµo phßng sè 1 Q1 (w) Q2 (w) Q3 (w) Q4 (w) Q5 (w) åQ1 (w) 5115,85 647,09 0 3238 0 9001 X¸c ®Þnh dßng nhiÖt truyÒn vµo phßng sè 2 - Dßng nhiÖt tæn thÊt tÝnh t­¬ng tù nh­ phßng sè 1. Do vËy ta cã b¶ng tæng hîp kÕt qu¶ tÝnh nhiÖt phßng sè 2: Q1 (w) Q2 (w) Q3 (w) Q4 (w) Q5 (w) åQ2 (w) 3799,56 647,09 0 3238 0 7674,65 x¸c ®Þnh dßng nhiÖt truyÒn vµo phßng 3 - Dßng nhiÖt tæn thÊt tÝnh t­¬ng tù nh­ phßng sè 1. Do vËy ta cã b¶ng tæng hîp kÕt qu¶ tÝnh nhiÖt phßng sè 3: Q 1(w) Q 2(w) Q 3(w) Q 4(w) Q 5(w) åQ3 (w) 5022.63 1006,29 0 3504 0 9532,92 x¸c ®Þnh dßng nhiÖt truyÒn vµo phßng 4 - Dßng nhiÖt tæn thÊt tÝnh t­¬ng tù nh­ phßng sè 1. Do vËy ta cã b¶ng tæng hîp kÕt qu¶ tÝnh nhiÖt phßng sè 3: Q 1(w) Q 2(w) Q 3(w) Q 4(w) Q 5(w) åQ3 (w) 6311,84 1006,29 0 3504 0 10822,13 VËy tæng l­îng nhiÖt truyÒn vµo kho l¹nh lµ: åQ = å Q1 + å Q2 +å Q3 +å Q4 = 9001+ 7674,65+ 9532,92 + 10822,13 = 37030w = 37kw PHUÏ TAÛI NHIEÄT THIEÁT BÒ Taûi nhieät cho thieát bò laø taûi nhieät duøng ñeå tính toaùn dieän tích beà maët trao ñoåi nhieät caàn thieát cuûa thieát bò bay hôi. Coâng suaát yeâu caàu cuûa thieát bò bao giôø cuõng phaûi lôùn hôn coâng suaát maùy neùn, phaûi coù heä soá döï tröõ nhaèm traùnh nhöõng bieán ñoäng coù theå xaûy ra trong quaù trình vaän haønh. Vì theá taûi nhieät cho thieát bò ñöôïc laáy baèng toång cuûa taát caû caùc toån thaát nhieät. QoTB = Q1 + Q2 +Q3 + Q4 + Q5 = 37 kW. Taûi nhieät thieát bò bay hôi cuõng laø cô sôû ñeå xaùc ñònh taûi nhieät caùc thieát bò khaùc. - Thieát bò ngöng tuï. QkTB =QoTB . , W Thieát bò hoài nhieät. QTBHN = QoTB . ,W TTb NhiÖt ®é buång Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 åQ 1 - 300C 5115,85 647,09 0 3238 0 9001 2 - 300C 3799,56 647,09 0 3238 0 7674,65 3 - 300C 5022.63 1006,29 0 3504 0 9532,92 4 - 300C 6311,84 1006,29 0 3504 0 10822,13 - 300C 20249,88 3306,76 0 13484 0 37040,64 PHUÏ TAÛI NHIEÄT MAÙY NEÙN Do caùc toån thaát nhieät trong kho laïnh khoâng ñoàng thôøi xaûy ra neân coâng suaát nhieät yeâu caàu thöïc teá seõ nhoû hôn toång caùc toån thaát nhieät, ñeå traùnh löïa chon maùy neùn coù coâng suaát laïnh quaù lôùn, taûi nhieät cuûa maùy neùn cuõng ñöôïc tính toaùn töø taát caû caùc taûi nhieät thaønh phaàn, nhöng ñoái vôùi kho baûo quaûn thòt lôïn ñoâng laïnh thì laáy 100%Q1, 100% Q2, 75%Q4. Töø ñoù ta coù phuï taûi nhieät maùy neùn. VËy QMN = 100%Q1 + 100%Q2 + 100%Q3 +100%Q5 + 75%Q4 (TL1) = 20249,88+ 3306,76 + 0 + 0 + = 33669,64 W = 33,66 kw NĂNG SUẤT LẠNH CỦA MÁY NÉN - Khi x¸c ®Þnh n¨ng suÊt l¹nh cña m¸y nÐn cÇn ph¶i tÝnh ®Õn thêi gian lµm viÖc cña M¸y nÐn vµ c¸c tæn thÊt trªn ®­êng èng cña hÖ thèng l¹nh do ®ã ta ph¶i nhËn thªm hÖ sè an toµn k, ta cã: Trong ®ã: K: hÖ sè kÓ ®Õn tæn thÊt trªn ®­êng èng cña thiÕt bÞ. Chän k = 1,07 (TL1) b: hÖ sè thêi gian lµm viÖc víi kho 500TÊn lÊy b = 0,9 (TL1) VËy ta cã: = 41,14 kw = 41 kw phương pháp làm lạnh Theo ®Ò tµi cña em th× ph­¬ng ph¸p lµm l¹nh trùc tiÕp lµ lµm l¹nh dµn bay h¬i ®Æt trong kho vµ t¹i ®©y láng m«i chÊt sÏ nhËn nhiÖt cña m«i tr­êng lµm l¹nh vµ råi lªn dµn bay h¬i dµn kh«ng khÝ. Kh«ng khÝ ®­îc ®èi l­u c­ìng bøc nhê qu¹t Ưu nhược điểm * ¦u ®iÓm: - ThiÕt bÞ ®¬n gi¶n v× kh«ng cÇn vßng tuÇn hoµn phô - Tuæi thä cao, kinh tÕ h¬n v× kh«ng ph¶i tiÕp xóc víi n­íc Muèi lµ chÊt g©y ¨n mßn, han rØ - Ýt tæn thÊt n¨ng l­îng øng vÒ mÆt nhiÖt ®éng - V× nhiÖt ®é gi÷a kho b¶o qu¶n l¹nh vµ dµn bay h¬i trùc tiÕp bao giê còng nhá h¬n nhiÖt ®é buång vµ nhiÖt ®é bay h¬i gi¸n tiÕp. - Tæn thÊt hao l¹nh nhá khi khëi ®éng, khi lµm m¸t trùc tiÕp. Thêi gian tõ khi më m¸y ®Õn lóc kho b¶o qu¶n ®¹t nhiÖt ®é yªu cÇu sÏ nhanh h¬n. - NhiÖt ®é cña kho l¹nh b¶o qu¶n cã thÓ gi¸m s¸t qua nhiÖt ®é cña m«i chÊt. NhiÖt ®é s«i cã thÓ x¸c ®Þnh ®Ó dßng qua ¸p bÓ ë ®Çu hót m¸y nÐn. * Nh­îc ®iÓm: - Trõ l¹nh cña dµn l¹nh trùc tiÕp kÐm h¬n do ®ã khi m¸y nÐn ngõng ho¹t ®éng th× dµn l¹nh còng hÕt l¹nh - §èi víi dµn l¹nh mµ m«i chÊt frªon viÖc h«i dÇu sÏ khã kh¨n h¬n khi mµ dµn l¹nh ®Æt xa m¸y nÐn. - Víi nhiÒu dµn l¹nh viÖc bè trÝ ph©n bè m«i chÊt l¹nh ®Õn c¸c dµn l¹nh còng gÆp khã kh¨n vµ kh¶ n¨ng MN r¬i vµo t×nh tr¹ng Çm rÊt lín. * HÖ thèng l¹nh trùc tiÕp th­êng ®­îc tù ®éng ho¸ bao gåm: tù ®éng ®iÒu khiÓn vµ tù ®éng ®iÒu chØnh, tù ®éng b¸o hiÖu vµ b¶o vÖ theo nhiÖt ®é kho b¶o qu¶n vµ theo chÕ ®é an toµn cña m¸y nÐn. CHƯƠNG 4: TÍNH CHỌN CHU TRÌNH VÀ MÁY NÉN LẠNH Chän c¸c th«ng sè lµm viÖc - ChÕ ®é lµm viÖc cña 1 hÖ thèng l¹nh ®­îc ®Æc tr­ng bëi nhiÖt ®é sau: - NhiÖt ®éi s«i cña m«i chÊt l¹nh T0 - NhiÖt ®é ng­ng Tk - NhiÖt ®é qu¸ nhiÖt cña m«i chÊt hót vÒ m¸y nÐn tan 1. NhiÖt ®é s«i cña MCL nhiÖt ®é s«i phô thuéc vµo nhiÖt ®é buång l¹nh - NhiÖt ®é s«i cña MCL dïng ®Ó tÝnh to¸n thiÕt kÕ cã thÓ lÊy nh­ sau: t0 = tb - Dt0 - tb: nhiÖt ®é buång l¹nh theo tÝnh to¸n ta chän tb = -300C - Dt0 : hiÖu nhiÖt ®é yªu cÇu cho Dt0 - §èi víi giµn bay h¬i trùc tiÕp, nhiÖt ®é bay h¬i lÊy thÊp h¬n nhiÖt ®é buång tõ 8-130C. lÊyDt0 = 8; VËy t0 = -30 - 8 = -380C 2. NhiÖt ®é (t0) ng­ng tô - Phô thuéc vµo nhiÖt ®é m«i tr­êng lµm m¸t cña thiÕt bÞ ng­ng tô theo ®Ò tµi cña em, em chän dµn ng­ng gi¶i nhiÖt b»ng n­íc. tk = 40oC ( theo yªu cÇu ®Ò tµi cho) - NhiÖt ®é n­íc ®Çu ra vµ ®Çu vµo chªnh lÖch nhau tõ 2 ¸ 60C vµ phô thuéc vµo kiÓu b×nh ng­ng. Theo ®Ò tµi cña em, em chän lµ c¸c lo¹i b×nh ng­ng èng vá n»m ngang: Dtw = 20C Dtw2 = tw1 + 20C - t0 n­íc tuÇn hoµn qua th¸p gi¶i nhiÖt lÊy t0 n­íc vµo b×nh ng­ng cao h¬n nhiÖt ®é bÓ n­íc tõ 3 ¸ 40C tw1 = tw + 3 Víi t1 = 37,30C; j = 73% tra ®å thÞ i- d h×nh 1-1 (TL1) cã tw = 320C Þ tw1 = 32 + 3 = 350C tw2 = 35 + 2 = 370C tk = 400C. 3. NhiÖt ®é qu¸ nhiÖt cña M«i chÊt hót vÒ m¸y nÐn NhiÖt ®é cña m«i chÊt tr­íc khi hót vÒ M¸y nÐn nhiÖt ®é nµy bao giê còng lín h¬n nhiÖt ®é s«i cña m«i chÊt. ta cã: tqn = t0 + Dtqn Dtqn: lµ nhiÖt ®é qu¸ nhiÖt h¬i hót víi m«i chÊt lµ R22 th× Dtqn = 250C (TL1) t0 : nhiÖt ®é s«i cña m«i chÊt VËy tqn = -38 + 25 = -130C Là nhiệt độ của hơi nước trước khi đi vào máy nén .Nhiệt độ hơi hút bao giờ cũng lớn hơn nhiệt độ sôi của môi chất .Để đảm bảo máy nén không hút lỏng để gây hiện tượng thủy kích thì người ta bố trí thiết bị hồi nhiệt trước khi môi chất lỏng vào máy nén .Độ quá nhiệt của từng loại máy nén đối với từng loại máy nén tùy thuộc vào từng loại môi chất khác nhau TÝnh chän m¸y nÐn vµ chu tr×nh l¹nh X¸c ®Þnh tû sè nÐn C¸c th«ng sè ®· chän ë trªn tra b¶ng h¬i b·o hoµ R22 ta ®­îc: Víi tk = 400C Þ Pk = 15,3 (bar) t0 = -380C Þ P0 = 1.141 (bar) = 0,114 Mpa VËy tû sè nÐn lµ: = 13,5 > 9 VËy em chän m¸y nÐn 2 cÊp cho hÖ thèng l¹nh chän chu tr×nh håi nhiÖt. Nhiệm vụ và chức năng HÖ thèng l¹nh sö dông m¸y nÐn 2 cÊp ch¹y kho b¶o qu¶n ®«ng cã nhiÖm vô t¹o ra m«i tr­êng kh«ng khÝ cã nhiÖt ®é -300C nh»m môc ®Ých tiªu nhiÖt hoÆc h¹n chÕ sù ho¹t ®éng cña c¸c vi sinh vËt cã trong s¶n phÈm thÞt bß. §èi víi hÖ thèng l¹nh dïng cho kho b¶o qu¶n ®«ng th× sö dông dµn bay lµm l¹nh kh«ng khÝ b»ng ph­¬ng ph¸p ®èi l­u c­ìng bøc, t¹i dµn l¹nh nµy m«i chÊt ®i trong chïm èng sÏ trao ®æi nhiÖt víi kh«ng khÝ trong kho b¶o qu¶n, nã thu nhiÖt cña kh«ng khÝ ho¸ h¬i vµ ®­îc m¸y nÐn hót vÒ . PhÇn kh«ng khÝ mÊt nhiÖt l¹nh ®i vµ ®­îc qu¹t giã thæi ®Õn s¶n phÈm vµ trao ®æi nhiÖt víi s¶n phÈm lµm cho s¶n phÈm mÊt nhiÖt l¹nh ®i vµ kh«ng khÝ nãng lªn vµ quay l¹i dµn l¹nh ®Ó tiÕp tôc trao ®æi nhiÖt víi m«i chÊt kÕt thóc mét vßng lµm l¹nh. M¸y nÐn lµ mét bé phËn rÊt quan träng cña hÖ thèng l¹nh nã quyÕt ®Þnh n¨ng suÊt l¹nh cña hÖ thèng, phÇn quan träng cña m¸y nÐn lµ n¨ng suÊt l¹nh vµ c«ng suÊt cña ®éng c¬ m¸y nÐn ®ßi hái ph¶i ®¸p øng ®­îc n¨ng suÊt l¹nh cña kho b¶o qu¶n X©y dùng chu tr×nh trªn ®å thÞ Logp- h Hình 5-2: Chu trình 2 cấp, 1 tiết lưu làm mát trung gian một phần có hồi nhiệt NHA- Máy nén hạ áp, MTG- Thiết bị làm mát trung gian, NCA- Máy nén cáo áp HN- Hồi nhiệt, NT- Thiết bị ngưng tụ, TL- Thiết bị tiết lưu, BH- Thiết bị bay hơi Các quá trình trên đồ thị: 1-2 : Nén đoạn nhiệt ở máy nén hạ áp s2=s1. 2-3 : Làm mát đẳng áp p=ptg=const ở thiết bị trung gian. 3-4 : Nén đoạn nhiệt ở máy nén cao áp s4=s3. 4-5’: Ngưng tụ đẳng áp p=pk=const trong thiết bị ngưng tụ, môi chất nhả nhiệt lượng qk cho môi trường giải nhiệt. 5’-5: Quá trình quá lạnh đẳng áp p=pk=const trong thiết bị hồi nhiệt. 5-6 : Tiết lưu từ áp suất pk đến po, h5 = h6. 6-1’: Bay hơi đẳng áp, đẳng nhiệt trong thiết bị bay hơi. 1’-1: Quá trình quá nhiệt đẳng áp p=po=const ở thiết bị hồi nhiệt * Tính toán chu trình - Năng suất lạnh riêng khối lượng: qo = h1’ – h6 , kJ/kg - Công nén riêng: l = lHA + lCA = (h2 - h1) + (h4 - h3) , kJ/kg - Năng suất nhiệt riêng của thiết bị ngưng tụ: qk = h4 – h5’ , kJ/kg - Hệ số lạnh của chu trình: * Ưu nhược điểm - Do có hồi nhiệt nên năng suất lạnh riêng qo tăng một lượng Dqo = i5’ – i5 so với chu trình không có hồi nhiệt. - Do có quá nhiệt nên nhiệt độ cuối quá trình nén hạ áp có tăng nhưng không đáng kể vì chu trình này sử dụng frêôn là chủ yếu. KÎ 2 ®­êng Pk; P0 // víi trôc hoµnh x¸c ®Þnh ®­îc 3 ®iÓm - §iÓm 1' lµ ®iÓm P0 c¾t ®­êng b·o hoµ kh« x = 1 tra ®å thÞ logp-h cña R22 cã h1’ = 389 kJ/kg - -§iÓm 1 lµ ®iÓm c¾t cña P0 vµ ®­êng tqn = -130C tra ®å thÞ logp-h cña R22 cã h1 = 404 kJ/kg vµ v1 = 0,123 m3/kg; S1 = 1,883 kJ/kg.k. - §iÓm 5' lµ ®iÓm Pk c¾t ®­êng b·o hoµ láng x =0 tra ®å thÞ logp- h cña R22 cã h3’ =249 kJ/kg Xác định các điểm còn lại. - từ điểm 2 ta kẻ đường thẳng p2 = p3 = const. và đồng thời kéo tk để tk cắt p2 tại 1 điểm. điểm này chính là điểm 3. tra đồ thị ta có h3 = 434 kJ/kg - Tõ ®iÓm 3 kÎ ®­êng cong S3 = S4 = const. vµ ®«ng thêi kÐo Pk ®Ó Pk c¾t S2 t¹i 1 ®iÓm. ®iểm nµy chÝnh lµ ®iểm 2. tra đồ thị có h4 = 469 kJ/kg. - điểm 5 thi ta có h5  = h5’- (h1 - h1’) = 234 kJ/kg -§iÓm 6 ®­îc x¸c ®Þnh kÎ h6 = h5 = const vµ // víi trôc tung c¾t P0 t¹i 6. - Tõ c¸c th«ng sè tr¹ng th¸i. Dh1'1 = h1 - h1' = 404 - 389 = 15 (KJ/kg) Dh3'3 = h3’ - h3 = h1 - h1' = 15 (KJ/kg) Þ B¶ng kÕt qu¶: §iÓm nót t0C P(Mpa) h (Kj/kg) V(m3/kg) Tr¹ng th¸i 1' -38 0,114 389 0,189 H¬i b·o hoµ kh« 1 - 13 0,114 404 0,213 H¬i qu¸ nhiÖt 2 57 0,5 446 0,055 H¬i qu¸ nhiÖt 3 40 0,5 434 0,055 H¬i qu¸ nhiÖt 4 100 1,54 469 0,02 H¬i qu¸ nhiÖt 5’ 40 1,54 249 0,003 Láng b·o hoµ Èm 5 - 28 1,54 234 NA Lỏng quá lạnh 6 - 38 0,114 234 0,067 H¬i Èm sơ đồ và đồ thị logp-h chu trình hồi nhiệt . X¸c ®Þnh chu tr×nh håi nhiÖt 1. N¨ng suÊt l¹nh riªng khèi l­îng q0 = h'1 - h6 = 389 - 234 = 155 kJ/kg 2. N¨ng suÊt l¹nh riªng thÓ tÝch qv = q0/v1 = = 727,67 kJ/m3 3. L­u l­îng m«i chÊt qua m¸y nÐn G = kg/s. 4. C«ng nÐn riªng: l = lHA + lCA = (h2 - h1) + (h4 - h3) = 77 kJ/kg 5. HÖ sè l¹nh: e = 6. §é hoµn thiÖn chu tr×nh ( hiÖu suÊt execgi) g = e 7. N¨ng suÊt nhiÖt riªng khèi l­îng qk = h2 - h3 = 446 - 234 = 212 kJ/kg -Tõ tØ sè nÐn p = >9 Tra ®å thÞ 3-4 (TL5) Cã hÖ sè cÊp nÐn l = 0,56 -NhiÖt th¶i ra tõ thiÕt bÞ håi nhiÖt Qql = G.(h1-h'1) = 0,246 . 15 = 3,69 kw Qqn = G.(h3' - h3) = 0,246 . 15 = 3,69 kw 8. ThÓ tÝch hót thùc tÕ VTT = G.V1 = 0,246 .0,213 = 0,0524 m3/s = 188,6 m3/h 9. ThÓ tÝch hót lý thuyÕt Vlt = m3/h = 0,09355 m3/s 10. C«ng nÐn lý thuyÕt NS = G.l = 0,246.77 = 18,94 kw 11..Hieäu suaát chæ thò : Trong ®ã : b = 0,001 ; to = -38oC Coâng suaát chæ thò : Kw 12.Coâng suaát ma saùt : Trong ñoù :Ni ñaõ bieát Theo [TLI] ta coù : Pms = 0, 05 MPa Nms= 0,0524 .0,05.106 = 2,62 Kw 13.Coâng suaát chæ thò : Kw 14.Coâng suaát ñieän : [KW] Hieäu suaát truyeàn ñoäng cuûa khôùp , ñai … Hieäu suaát ñoâng cô Vaäy Kw 15.Coâng suaát ñoäng cô laép ñaët : Kw 16.Phô t¶i nhiÖt dµn ng­ng Qk = G.qk = 0,246.220 = 54,12 kw Tõ c¸c th«ng sè trªn ta chän m¸y nÐn b»ng c¸ch sö dông catalogue M¸y nÐn pitt«ng Mycom cña nhËt theo [s¸ch kü thuËt l¹nh c¬ së ; trang 50 ] nh­ sau: Ký hiÖu Sè xi lanh ®­êng kÝnh pitt«ng(mm) Vßng quay (vg/phót) Vlt (m3/s) FW4A2 2 76 1450 0,0519 Ta cã : ZMN = VËy chän Z = 2 Sè m¸y nÐn cÇn dïng lµ : 2 m¸y Sau khi choïn maùy ta caàn kieåm tra caùc thoâng soá sau : Q0 = 50 .1 = 50 (kw) lín h¬n n¨ng suÊt l¹nh cña m¸y nÐn Qomn = 29 kw Ne = 22,2. 1 = 22,2 (kw) lín h¬n , vậy tháa m·n ************* CHƯƠNG 5:TÍNH CHỌN THIẾT BỊ NGƯNG TỤ TÝnh chän dµn ng­ng 1. Chän kiÓu dµn ng­ng - ViÖc chän thiÕt bÞ ng­ng tô thùc chÊt lµ x¸c ®Þnh diÖn tÝch bÒ mÆt trao ®æi nhiÖt víi ®Ò tµi cña em chän kiÓu b×nh ng­ng gi¶i nhiÖt b»ng n­íc víi thiÕt bÞ gän nhÑ, cã thÓ l¾p ngay trong phßng m¸y. 2. X¸c ®Þnh nhiÖt t¶i dµn ng­ng - NhiÖt t¶i cña dµn ng­ng ®­îc x¸c ®Þnh qua biÓu thøc Qk = K.F.Dttb (TL1) víi Qk: phô t¶i nhiÖt cña thiÕt bÞ ng­ng tô (kw) F: diÖn tÝch bÒ mÆt trao ®æi nhiÖt Dttb : hiÖu nhiÖt ®é trung b×nh logarit k ta cã: Qk =G.qK = 0,246 . 212 = 52,15 kw Tw1 = 350C ; Tw2 = 370C Dttb = == 3,910C VËy diÖn tÝch bÒ mÆt truyÒn nhiÖt cña b×nh ng­ng èng chïm n»m ngang lµ: tra b¶ng 8.6 (TL1) ,Ta cã: K = 700 (W/m2k) Þ m2 Theo b¶ng 5.2 trang 95( s¸ch kü thuËt l¹nh c¬ së): Chän kiÓu b×nh ng­ng èng chïm n»m ngang fre«n cã c¸c th«ng sè nh­ sau: B×nh ng­ng DiÖn tÝch bÒ mÆt ngoµi (m2) §­êng kÝnh èng vá (mm) ChiÒu dµi Sè èng T¶i nhiÖt Max (kw) Sè nèi KTP-18 19 325 1,8 86 62,7 4 ; 2 CHƯƠNG 6: TÍNH CHỌN THIẾT BỊ BAY HƠI Mục đích Thieát bò bay hôi laø nôùi trao ñoåi nhieät giöõa moâi chaát laïnh vaø ñoái töôïng caàn laøm laïnh, moâi chaát laïnh nhaân nhieät cuûa ñoái töôïng caàn laøm laïnh hoùa hôi thaønh hôi baõo hoøa khoâ tröôùc khi huùt veà maùy neùn. Tính toaùn thieát bò bay hôi nhaèm xaùc ñònh dieän tích beà maët trao ñoåi nhieät. TÝnh chän dµn bay h¬i - Còng gièng nh­ thiÕt bÞ bay ng­ng tô, tÝnh to¸n thiÕt bÞ bay h¬i chñ yÕu ®Ó thiÕt kÕ vµ kiÓm tra diÖn tÝch trao ®æi nhiÖt cÇn thiÕt theo c¸c th«ng sè cho tr­íc nh­ t¶i nhiÖt Q0, nhiÖt ®é vµ l­u l­îng chÊt t¶i l¹nh vµo vµ ra nhiÖt ®é bay h¬i vµ nã cÊu t¹o nh­ h×nh vÏ: DiÖn tÝch bÒ mÆt T§N ®­îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc: (TL1) Víi Q0 t¶i nhiÖt l¹nh cña thiÕt bÞ bay h¬i = 41 kw K: hÖ sè truyÒn nhiÖt w/m2k víi dµn kh«ng khÝ m«i chÊt R22 chän k = 12,8 (w/m2k) (TL1) Dttb : hiÖu nhiÖt ®é trung b×nh logarit gi÷a m«i chÊt vµ chÊt t¶i l¹nh (TL1) Dttb = Víi Víi :tb1 nhiÖt ®é giã vµo thiÕt bÞ bay h¬i v× nhiÖt ®é b¶o qu¶n s¶n phÈm lµ (-300) nªn chän nhiÖt ®é vµo dµn bay h¬i lµ tb1 = -270C tb2 nhiÖt ®é giã ra thiÕt bÞ bay h¬i chän tb2 = -330C Þ Dttb = = = 11,740C X¸c ®Þnh diÖn tÝch trao ®æi nhiÖt: kho I Ta cã: Q01 = F.K.Dt (TL1) Þ F = = = 60 m2 Trong kho l¹nh cña em bè trÝ 3 dµn Fd = F/3 = 20 m2 Chän: theo b¶ng 8.14 trang 297[ TL1] Dµn qu¹t DiÖn tÝch bÒ mÆt, m2 T¶i nhiÖt khi Dt= 10k Sè l­îng qu¹t C«ng suÊt qu¹t,w Dµi Réng cao 2B020 20 2 100 1960 970 420 X¸c ®Þnh diÖn tÝch trao ®æi nhiÖt: kho II Ta cã: Q01 = F.K.Dt (TL1) Þ F = = = 51 m2 Trong kho l¹nh cña em bè trÝ 3 dµn Fd = F/3 = 17 m2 Chän: theo b¶ng 8.14 trang 297[ TL1] Dµn qu¹t DiÖn tÝch bÒ mÆt, m2 T¶i nhiÖt khi Dt= 10k Sè l­îng qu¹t C«ng suÊt qu¹t,w Dµi Réng cao 2B020 20 2 100 1960 970 420 X¸c ®Þnh diÖn tÝch trao ®æi nhiÖt: kho III Ta cã: Q01 = F.K.Dt (TL1) Þ F = = = 64 m2 Trong kho l¹nh cña em bè trÝ 4 dµn Fd = F/4 = 16 m2 Chän: theo b¶ng 8.14 trang 297[ TL1] Dµn qu¹t DiÖn tÝch bÒ mÆt, m2 T¶i nhiÖt khi Dt= 10k Sè l­îng qu¹t C«ng suÊt qu¹t,w Dµi Réng cao 2B020 20 2 100 1960 970 420 X¸c ®Þnh diÖn tÝch trao ®æi nhiÖt kho IV F = m2 Trong kho l¹nh cña em bè trÝ 4 dµn Fd = m2 Chän: theo b¶ng 8.14 trang 297[ TL1] Dµn qu¹t DiÖn tÝch bÒ mÆt, m2 T¶i nhiÖt khi Dt= 10k Sè l­îng qu¹t C«ng suÊt qu¹t,w Dµi Réng cao 2B025 25 2 100 1960 970 420 CHƯƠNG 7: TÍNH CHỌN THIẾT BỊ PHỤ VÀ ĐƯỜNG ỐNG §Ó hÖ thèng m¸y l¹nh ho¹t ®éng ®­îc ®¶m b¶o, an toµn vµ kinh tÕ ph¸t huy ®­îc hiÖu qu¶ cña nã ®Ó vËn hµnh vµ söa ch÷a khi x¶y ra sù cè. §Ó d¶m b¶o an toµn cho ng­êi vµ m«i tr­êng , Th× hÖ thèng l¹nh ngoµi c¸c thiÕt bÞ chÝnh cÇn ph¶i cã thªm c¸c thiÕt bÞ phô nh­ :b×nh chøa cao ¸p, b×nh t¸ch dÇu, b×nh t¸ch láng, van tiÕt l­a. … TÝnh chän ®­êng kÝnh èng: Ñöôøng oáng söû duïng trong heä thoáng laïnh freâon thöôøng laø loaïi oáng ñoàng. Vieäc tính toaùn choïn ñöôøng kính cuûa oáng laø baøi toaùn toái öu veà kinh teá. Khi tieát dieän ñöôøng oáng lôùn, thì toån thaát aùp suaát nhoû nhöng laïi daãn ñeán giaù ñaàu tö taêng nh­ng ng­îc l¹i tæn thÊt ¸p suÊt trªn ®­êng èng gi¶m xuèng lµm cho chi phÝ vËn hµnh gi¶m xuèng. Töø caùc soá lieäu ban ñaàu nhö: toác ñoä cho pheùp cuûa moâi chaát, löu löôïng, thÓ tÝch, khoái löôïng rieâng.... ta coù theå tính ñöôïc ñöôøng kính oáng. Do == Di == I.1 X¸c ®Þnh ®­êng kÝnh èng ®Èy : Ta cã : D® = (TL1) Trong ®ã : W2 =8 m/s =28800 m/h (TL1) v2 = 0,055 m3/kg G1 = Q0/q0 =0,212 kg/s = 763,2 kg/h V©y : D® = = 0,043 mm Theo tiªu chuÈn ViÖt Nam chän èng ®ång cã : §­êng kÝnh èng trong b»ng: 43 mm §­êng kÝnh èng ngoµi b»ng : 45 mm I.2 X¸c ®Þnh ®­êng kÝnh èng hót : Ta cã : Dh = (TL1) Chän W1 = 10 m/s = 36000 m/h v1 = 0,12 m3/kg VËy : Dh = = 0,0758 m Theo tiªu chuÈn ViÖt Nam chän èng ®ång cã ®­êng kÝnh nh­ sau: §­êng kÝnh èng trong : 76 mm §­êng kÝnh èng ngoµi : 79 mm I.3. X¸c ®Þnh ®­êng kÝnh èng dÉn m«i chÊt láng tõ b×nh ng­ng tô vÒ b×nh chøa cao ¸p vµ ®Õn van tiÕt l­u: Ta cã : Dt = (TL1) Chän : w =0,5 m/s = 1800 m/h (TL1) v3’ = 0,003 VËy : Dt = = 0,04 m Theo tiªu chuÈn ViÖt Nam chän ®­êng kÝnh èng ng­ng sau: §­êng kÝnh èng trong : 40 mm §­êng kÝnh èng ngoµi : 45 mm Víi ®­êng kÝnh ®· chän nh­ trªn , lóc nµy vËn tèc thùc cña dßng m«i chÊt sÏ lµ: Wt = Trong ®ã : D lµ ®­êng kÝnh trong cña «ng . I.4. X¸c ®Þnh vËn tèc thùc cña dßng m«i chÊt trong èng hót : Wt = = = 10 m/s. I.5. X¸c ®Þnh vËn tèc thùc cña dßng m«i chÊt trong èng ®Èy : Wt = == 12 m/s THIEÁT BÒ TAÙCH KHÍ KHOÂNG NGÖNG. 1. Taùc haïi cuûa khí khoâng ngöng vaø muïc ñích cuûa bình taùch khí khoâng ngöng: - Laøm taêng aùp suaát ngöng tuï (do khí khoâng ngöng chieám moät phaàn theå tích cuûa thieát bò ngöng tuï laøm giaûm dieän tích trao ñoåi nhieät). - Laøm taêng nhieät ñoä cuoái taàm neùn deã xaûy ran guy cô chaùy daàu boâi trôn. Do ñoù muïc ñích cuûa bình taùch khí khoâng ngöng laø taùch khí khoâng ngöng ra khoûi luoàng hôi cao aùp. 2. Caùch nhaän