bài tập lớn kỹ thuật lạnh

Trên hình 1 trình bày bình bay hơi NH3. Bình sử dụng các trao đổi nhiệt là thép áp lực trơn C20 đường kính Phi38x3, Phi51x3,5 hoặc Phi57x3,5. Các chùm ống được bố trí so le, cách đều và nằm trên các đỉnh tam giác đều, mật độ tương đối dày để giảm kích thước bình, đồng thời giảm dung tích chứa NH3. Thân và nắp bình bằng thép CT3. Để bình có hình dáng đẹp, hợp lý tỷ số giữa chiều dài và đường kính cần duy trì trong khoảng LD=58. Các mặt sàng thường được làm bằng thép cácbon hoặc thép hợp kim và có độ dày khá lớn 2030mm. Ống được núc chặt vào mặt sàng hoặc hàn. Khoảng hở cần thiết nhỏ nhất giữa các ống ngoài cùng và mặt trong của thân bình là 1520mm. Phía dưới bình có thể có rốn để thu hồi dầu, từ đây dầu được đưa về bình thu hồi dầu. Môi chất được tiết lưu vào bình từ phía dưới, sau khi trao đổi nhiệt hơi sẽ được hút về máy từ bình tách lỏng gắn ở phía trên bình bay hơi. Đối với các bình công suất lớn, lỏng được đưa vào ống góp rồi đưa vào một số ống nhánh dẫn vào bình, phân bố đều theo chiều dài. Hơi ra bình cũng được dẫn ra từ nhiều ống phân bố đều trong không gian.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA: ĐIỆN BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN THUỘC HỌC PHẦN: KỸ THUẬT LẠNH BÀI TẬP LỚN KỸ THUẬT LẠNH Hà Nội- Năm 2022 BỘ CƠNG THƯƠNG CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP NGHĨA VIỆT NAM HÀ NỘI Độc lập-Tự do-Hạnh phúc BÀI TẬP LỚN KỸ THUẬT LẠNH Số : 113 Sinh viên : NỘI DUNG Tìm hiểu thiết bị bay hệ thống lạnh? Tìm hiểu thiết bị ngưng tụ hệ thống lạnh Hệ thống lạnh sử dụng chu trình cấp mơi chất lạnh R717; có lạnh 40℃, nhiệt 5℃, suất lạnh yêu cầu Qo = 400 kW, nhiệt độ ngưng tụ 55℃, nhiệt độ bay to = -5 ℃ a Tính tốn chu trình b Tính chọn máy nén Sản phẩm nộp: 01 in bìa mềm, khổ giấy A4 (Khơng đóng bìa kính) MỤC LỤ Phần mở đầu PHẦN 1: THIẾT BỊ BAY HƠI TRONG HỆ THỐNG LẠNH .5 1.1 Định nghĩa 1.2 Vị trí, vai trị phân loại thiết bị bay 1.2.1 Vị trí, vai trị thiết bị bay 1.2.2 Phân loại .6 1.3 Thiết bị bay làm lạnh chất lỏng 1.3.1 Thiết bị bay ống vỏ kiểu ngập 1.3.2 Thiết bị bay môi chất sôi ống kênh .10 1.4 Thiết bị bay làm lạnh khơng khí 12 1.5 Tính tốn thiết bị bay 15 1.5.1 Tính tốn thiết bị bay làm lạnh chất lỏng .15 1.5.2 Tính tốn thiết bị bay làm lạnh khơng khí 17 PHẦN 2: THIẾT BỊ NGƯNG TỤ TRONG HỆ THỐNG LẠNH 18 2.1 Định nghĩa 18 2.2 Vai trị, vị trí phân loại thiết bị ngưng tụ 18 2.2.1 Vị trí vai trị thiết bị ngưng tụ 18 2.2.2 Phân loại thiết bị ngưng tụ 18 2.3 Thiết bị ngưng tụ làm mát nước .19 2.3.1 Bình ngưng tụ kiểu ống chùm nằm ngang 19 2.3.2 Bình ngưng tụ ống chùm thẳng đứng 20 2.3.3 Thiết bị ngưng tụ kiểu phần tử kiểu ống lồng 21 2.3.4 Thiết bị ngưng tụ kiểu panen 22 2.4 Thiết bị ngưng tụ làm mát nước khơng khí 23 2.4.1 Thiết bị ngưng tụ kiểu tưới 23 2.4.2 Thiết bị ngưng tụ kiểu bay (tháp ngưng tụ) 24 2.5 Thiết bị ngưng tụ làm mát khơng khí .26 2.6 Tính tốn thiết bị ngưng tụ .27 CHƯƠNG : BÀI TẬP VẬN DỤNG 29 Phần mở đầu Như biết hệ thống lạnh, thiết bị ngưng tụ (TBNT) thiết bị bay (TBBH) thiết bị trao đổi nhiệt chủ yếu, chúng chiếm khoảng 50 – 70% khối lượng 40 – 60% thể tích tồn hệ thống Ở này, tìm hiểu rõ hai thiết bị trao đổi nhiệt để xem gọi thiết bị ngưng tụ (TBNT), thiết bị bay (TBBH); vai trị, vị trí chúng hệ thống lạnh; cách phân loại thiết bị ngưng tụ (TBNT), thiết bị bay (TBBH) ưu nhược điểm loại Ngoài ra, trực tiếp tính tốn chu trình chọn máy nén qua phần tập Báo cáo gồm phần: Phần 1: Thiết bị bay hệ thống lạnh Phần 2: Thiết bị ngưng tụ hệ thống lạnh Phần 3: Tính tốn chu trình chọn máy nén Bản báo cáo khơng tránh sai sót thực Mong nhận ý kiến đóng góp để em hoàn thành tốt Em xin chân thành cảm ơn! PHẦN 1: THIẾT BỊ BAY HƠI TRONG HỆ THỐNG LẠNH 1.1.Định nghĩa - Thiết bị bay (TBBH) dạng thiết bị trao đổi nhiệt có vách ngăn bên môi chất lỏng sôi nhiệt độ thấp bên môi trường cần làm lạnh khơng khí, nước, nước muối, … 1.2.Vị trí, vai trị phân loại thiết bị bay 1.2.1 Vị trí, vai trị thiết bị bay - Thiết bị bay lắp sau van tiết lưu trước cửa hút máy nén Trong thiết bị bay mơi chất lạnh chuyển pha hồn tồn từ lỏng thành - Trong q trình làm việc khả truyền nhiệt thiết bị bay giảm dần có dầu, bẩn đọng phía mơi chất ẩm - Thiết bị bay có nhiệm vụ hố gas bão hồ ẩm sau tiết lưu đồng thời làm lạnh môi trường cần làm lạnh Như với thiết bị ngưng tụ, máy nén thiết bị tiết lưu, thiết bị bay thiết bị quan trọng thiếu hệ thống lạnh Quá trình làm việc thiết bị bay ảnh hưởng đến thời gian hiệu làm lạnh Đó mục đích hệ thống lạnh Vì vậy, dù tồn trang thiết bị hệ thống tốt đến đâu thiết bị bay làm việc hiệu tất trở nên vơ ích - Khi q trình trao đổi nhiệt thiết bị bay thời gian làm lạnh tăng, nhiệt độ phịng khơng đảm bảo yêu cầu, số trường hợp không bay hết lỏng dàn lạnh dẫn tới máy nén hút ẩm gây ngập lỏng - Ngược lại, thiết bị bay có diện tích q lớn so với u cầu, chi phí đầu tư cao đồng thời làm cho độ nhiệt thiết bị lớn Khi độ nhiệt lớn nhiệt độ cuối q trình nén cao, tăng cơng suất nén - Lựa chọn thiết bị bay dựa nhiều yếu tố hiệu làm việc, đặc điểm tính chất sản phẩm cần làm lạnh 1.2.2 Phân loại Có nhiều cách phân loại thiết bị bay hơi: phân loại theo môi trường cần làm lạnh, theo mức độ chốn chỗ mơi chất lạnh, theo điều kiện tuần hoàn chất tải lạnh  Dựa vào tính chất mơi trường làm lạnh người ta phân thành:  Thiết bị bay để làm lạnh chất tải lạnh lỏng nước, nước muối hay chất lỏng giọt khơng đóng cứng khác sữa, bia, rượu vang  Thiết bị bay để làm lạnh không khí Trong loại đơi người ta lại chia làm hai nhóm: Bộ lạnh bay trực tiếp (khơng khí tuần hồn tự nhiên) thiết bị làm lạnh khơng khí bay trực tiếp (khơng khí tuần hồn cưỡng bức)  Theo mức độ chốn chỗ mơi chất lạnh lỏng thiết bị (Các thiết bị bay chia thành hai loại: ngập không ngập):  Ở loại thiết bị bay kiểu ngập mơi chất lạnh bao phủ tồn bề mặt trao đổi nhiệt  Ở loại thiết bị bay kiểu khơng ngập mơi chất lạnh lỏng khơng bao phủ toàn bề mặt trao đổi nhiệt mà phận bề mặt dùng để làm tăng độ nhiệt môi chất lạnh 1.3.Thiết bị bay làm lạnh chất lỏng 1.3.1 Thiết bị bay ống vỏ kiểu ngập - Cấu tạo nguyên lý hoạt động: Bình bay làm lạnh chất lỏng có cấu tạo tương tự bình ngưng tụ ống chùm nằm ngang Có thể phân bình bay làm lạnh chất lỏng thành 02 loại:  Bình bay hệ thống NH3: Đặc điểm bình bay kiểu mơi chất lạnh bay bên ngồi ống trao đổi nhiệt, tức khoảng không gian ống, chất lỏng cần làm lạnh chuyển động bên ống trao đổi nhiệt  Bình bay freon: Bình bay frêơn ngược lại mơi chất lạnh sơi bên ngồi ống trao đổi nhiệt, chất lỏng cần làm lạnh chuyển động dích dắc bên bên ống trao đổi nhiệt * Bình bay NH3 Hình 1: Bình bay NH3 Trên hình trình bày bình bay NH3 Bình sử dụng trao đổi nhiệt thép áp lực trơn C20 đường kính Phi38x3, Phi51x3,5 Phi57x3,5 Các chùm ống bố trí so le, cách nằm đỉnh tam giác đều, mật độ tương đối dày để giảm kích thước bình, đồng thời giảm dung tích chứa NH3 Thân nắp bình thép CT3 Để bình có hình dáng đẹp, hợp lý tỷ số chiều dài đường kính cần trì khoảng L/D=5-8 Các mặt sàng thường làm thép cácbon thép hợp kim có độ dày lớn 20-30mm Ống núc chặt vào mặt sàng hàn Khoảng hở cần thiết nhỏ ống ngồi mặt thân bình 15-20mm Phía bình có rốn để thu hồi dầu, từ dầu đưa bình thu hồi dầu Mơi chất tiết lưu vào bình từ phía dưới, sau trao đổi nhiệt hút máy từ bình tách lỏng gắn phía bình bay Đối với bình cơng suất lớn, lỏng đưa vào ống góp đưa vào số ống nhánh dẫn vào bình, phân bố theo chiều dài Hơi bình dẫn từ nhiều ống phân bố không gian Bình bay có trang bị van phao khống chế mức lỏng tránh hút ẩm máy nén Van phao tác động đóng van điện từ cấp dịch mức dịch vượt mức cho phép Trường hợp muốn khống chế mức dịch dùng thêm van phao thứ tác động mở van điện từ cấp dịch lưưọng dịch thấp Các nắp bình có vách phân dịng để chất tải lạnh chuyển động nhiều lần bình, tăng thời gian làm lạnh tốc độ chuyển động nhằm nâng cao hiệu trao đổi nhiệt Cường độ trao đổi nhiệt thiết bị phụ thuộc vào nhiều yếu tố chế độ nhiệt, tốc độ chuyển động, nhiệt độ chất vật lý chất lỏng ống Đối với bình làm lạnh nước muối tốc độ v=1-1,5 m/s, độ làm lạnh nước muối khoảng 2-3oC, hệ số truyền nhiệt k = 400-520 W/m 2.K; mật độ dòng nhiệt qof = 2000-4500 W/m2 Chất lỏng thường làm lạnh nước, glycol, muối Nacl CaCl Khi làm lạnh muối NaCl CaCl2 thiết bị chịu ăn mịn đặc biệt để lọt khí vào bên nên thực tế sử dụng Trường hợp nên sử dụng dàn lạnh kiểu hở bị hư hỏng dễ sửa chữa thay Để làm lạnh nước glycol người ta thường sử dụng bình bay frêơn Ưu điểm bình bay chất tải lạnh tuần hoàn hệ thống kín khơng lọt khơng khí vào bên nên giảm ăn mịn * Bình bay frêơn: Hình 2: Bình bay freon Trên hình : giới thiệu 02 loại bình bay khác loại mơi chất sơi ngồi ống bên ống trao đổi nhiệt Bình bay frêôn môi chất sôi ống thường sử dụng để làm lạnh mơi chất có nhiệt độ đóng băng cao nước hệ thống điều hồ water chiller Khi xảy đóng băng nguy hiểm trường hợp nước chuyển động bên ống Đối với bình mơi chất sơi ống khối lượng môi chất giảm -3 lần so với sơi ngồi ống Điều có ý nghĩa hệ thống frêơn giá thành frêơn cao NH3 nhiều Để nâng cao hiệu trao đổi nhiệt bình frêơn, đặc biệt R 12 người ta làm cánh phía mơi chất Khi mơi chất chuyển động bên người ta chế tạo ống có cánh 02 lớp vật liệu khác nhau, bên đồng, bên nhơm Hệ số truyền nhiệt bình ngưng sử dụng môi chất R12 khoảng 230-350 W/m2.K, độ chênh nhiệt độ khoảng 5-8K Đối với môi chất R22 ông trao đổi nhiệt ống dồng nhẵn hệ số truyền nhiệt cao so với R12 từ 20-30% 1.3.2 Thiết bị bay môi chất sôi ống kênh - Hiện nay, thiết bị bay ống vỏ loại sử dụng rộng rãi hệ thống làm lạnh chất lỏng vịng tuần hồn kín chất lỏng chuyển động phía ngồi ống nên loại trừ cố nước đóng băng ống truyền nhiệt gây nổ ống - Ngoài dàn lạnh thường sử dụng trên, cơng nghiệp người ta cịn sử dụng dàn bay kiểu để làm lạnh nhanh chất lỏng Ví dụ hạ nhanh dịch đường glycol công nghiệp bia, sản xuất nước lạnh chế biến nhà máy chế biến thực phẩm 10 PHẦN 2: THIẾT BỊ NGƯNG TỤ TRONG HỆ THỐNG LẠNH 2.1.Định nghĩa Thiết bị ngưng tụ (TBNT) thiết bị trao đổi nhiệt có vách ngăn dùng để thải nhiệt ngưng tụ môi chất lạnh môi trường Thiết bị ngưng tụ lắp sau máy nén trước van tiết lưu hệ thống lạnh Hơi có áp suất cao, nhiệt độ cao từ máy nén ra, sau qua thiết bị ngưng tụ ngưng hoàn tồn thành lỏng 2.2.Vai trị, vị trí phân loại thiết bị ngưng tụ 2.2.1.Vị trí vai trị thiết bị ngưng tụ Thiết bị ngưng tụ có nhiệm vụ ngưng tụ gas nhiệt sau máy nén thành môi chất lạnh trạng thái lỏng Quá trình làm việc thiết bị ngưng tụ có ảnh hưởng định đến áp suất nhiệt độ ngưng tụ ảnh hưởng đến hiệu độ an toàn làm việc toàn hệ thống lạnh kho lạnh Khi thiết bị ngưng tụ làm việc hiệu quả, thông số hệ thống thay đổi theo chiều hướng không tốt, cụ thể là: - Năng suất lạnh hệ thống giảm, tổn thất tiết lưu tăng - Nhiệt độ cuối q trình nén tăng - Cơng nén tăng, mơ tơ q tải - Độ an tồn giảm áp suất phía cao áp tăng, rơ le HP tác động ngừng máy nén, van an tồn hoạt động - Nhiệt độ cao ảnh hưởng đến dầu bôi trơn cháy dầu 2.2.2 Phân loại thiết bị ngưng tụ Thiết bị ngưng tụ có nhiều loại nguyên lý làm việc khác Người ta phân loại thiết bị ngưng tự vào nhiều đặc tính khác nhau: - Theo môi trường làm mát:  Thiết bị ngưng tụ làm mát nước  Thiết bị ngưng tụ làm mát nước khơng khí 19  Thiết bị ngưng tụ làm mát khơng khí  Thiết bị ngưng tụ làm mát chất khác - Theo đặc điểm q trình ngưng tụ mơi chất:  Thiết bị ngưng tụ có mơi chất ngưng mặt ngồi bề mặt trao đổi nhiệt  Thiết bị ngưng tụ có mơi chất ngưng bên bề mặt bề mặt trao đổi nhiệt - Theo đặc điểm q trình chảy mơi trường làm mát qua bề mặt trao đổi nhiệt:  Thiết bị ngưng tụ có mơi trường làm mát tuần hồn tự nhiên  Thiết bị ngưng tụ có mơi trường làm mát tuần hồn cưỡng  Thiết bị ngưng tụ có tưới chất lỏng làm mát 2.3.Thiết bị ngưng tụ làm mát nước 2.3.1 Bình ngưng tụ kiểu ống chùm nằm ngang - Cấu tạo:  Hơi mơi chất nóng từ máy nén đưa vào phần bình ngưng qua đường ống vào điền đầy không gian ống, tỏa nhiệt cho nước làm ống ngưng tụ lại Môi chất lỏng ngưng tụ lại khống chế chiều cao cột lỏng khoảng 50 đến 70 mm với bình ngưng loại vừa 100 mm với bình ngưng loại lớn Lỏng lấy phía bình ngưng vào bình chứa trạm điều chỉnh  Bình ngưng có nắp hai đầu, ống dẫn nước vào hàn vào nắp, nắp có chắn chia dịng để tạo số hành trình cần thiết nước chảy 20 Hình 7: Bình ngưng ống chùm nằm ngang  Ống bình ngưng NH3 ống thép dạng thẳng dạng chữ U núc vào mặt sàng đầu bình ngưng  Nếu mơi chất lạnh freon đặc tính kĩ thuật bình ngưng loại khác Ống trao đổi nhiệt thường làm đồng, có cánh Hình dạng có cánh có ảnh hưởng đến cường độ trình trao đổi nhiệt hiệu ngưng tụ 2.3.2 Bình ngưng tụ ống chùm thẳng đứng Trong loại bình ngưng này, nước khơng chứa đầy toàn ống mà chảy thành lớp mỏng bề mặt ống tác dụng trọng lực Trên bình ngưng có đặt thùng cấp nước có lỗ nút hình để phân phối nước làm chảy thành mảng bề mặt ống Các ống thường có rãnh xoắn để nước chuyển động vòng theo bề mặt nhằm tăng cường truyền nhiệt 21 Môi chất lạnh sau tỏa nhiệt cho nước làm mát chảy ống ngưng tụ bề mặt ống dạng màng mỏng 1-Ống cân bằng; 2- Đường xả khơng khí; 3- Hộp phân phối nước; 4- Van an toàn; 5- Vỏ bình; 6- Đồng hồ áp suất; 7- Kính quan sát mức lỏng; 9- Bình chứa cao áp Nước sau trao đổi nhiệt chảy vào bể chứa bê tông đáy bình Mơi chất lạnh lỏng sau ngưng tụ đưa vào bình chứa qua ống dẫn lỏng có miệng vị trí cao mặt sàng 80 mm để tránh dầu vào bình chứa thiết bị bay Thiết bị có ưu điểm có kết cấu chắn tương đối dễ phá cặn nước sử dụng nguồn nước chất lượng thấp khơng qua sử lí Bình ngưng tụ loại thường dùng cho hệ thống lạnh NH3 công suất lớn thường đặt gian máy 2.3.3 Thiết bị ngưng tụ kiểu phần tử kiểu ống lồng 22 - Thiết bị ngưng tụ kiểu phần tử: Trong phần tử, môi chất đưa vào không gian ống đưa ngưng tụ lại thải nhiệt cho nước làm mát ống trao đổi nhiệt Nước đưa vào từ ống góp phía chảy song song qua phân tử ống góp trên, cịn mơi chất đưa vào từ phần tử phía Vì vậy, điều kiện trao đổi nhiệt thiết bị loại gần với thiết bị làm việc theo nguyên lí trao đổi nhiệt ngược chiều Sử dụng thiết bị ngưng tụ loại dễ làm q lạnh mơi chất đầu nên hay dùng làm thiết bị lạnh đặt sau thiết bị ngưng tụ để giảm tiêu hao kim loại - Thiết bị ngưng tụ kiểu ống lồng: Ở ống ngồi có đường kính nhỏ bên có ống Nước làm mát ống, cịn mơi chất chảy theo chiều ngược lại không gian hai ống Cũng giống thiết bị ngưng tụ kiểu phần tử, sử dụng thiết bị loại không cần dùng lạnh mà cho nước môi chất lưu động ngược chiều Nhược điểm khó làm bề mặt ống bị bám cặn Tuy nhiên nhỏ gọn xếp thành dạng ống xoắn trịn van 2.3.4 Thiết bị ngưng tụ kiểu panen Thiết bị loại gồm cụm riêng biệt, cụm lại gồm số panen liên tiếp siết chặt ép lại hai nắp 23 Panen gồm hai thép có dập rãnh thẳng hàn sườn khoảng rãnh Vách chắn có tác dụng cánh tản nhiệt Nước làm mát môi chất chuyển động cắt theo rãnh Các panen bố trí cho từ cạnh đầu tạo thành lối cho nước lạnh qua Độ kín khít theo đường nước thực sử dụng đệm chèn Kết cấu loại thiết bị ngưng tụ cho phép tháo lắp để quan sát, làm quét lớp phủ chống ăn mòn 2.4.Thiết bị ngưng tụ làm mát nước khơng khí 2.4.1 Thiết bị ngưng tụ kiểu tưới 24 Là thiết bị ngưng tụ mà nhiệt độ môi chất ngưng tụ ống tỏa truyền qua vách Ống cho nước làm mát chảy bề mặt ống dạng màng mỏng Nhiệt ngưng tụ truyền từ bề mặt ngồi ống làm cho nước nóng lên bay phần 1-Máng phân phối nước; 2- Xả tràn; 3- Đầu hút bơm; 4- Nước tuần hoàn; 5- Đường xả dầu; 6- Đường cân hơi; 7- Đường xả khí khơng ngưng; 8- Thùng phân phối nước; 9- Nước bổ xung Nước từ thiết bị cấp nước, chảy xuống thành màng bao quanh ống Phần nước lại rơi xuống máng hứng tháo bớt Phần nước bay cần bù lượng nước bổ sung Bơm hút nước tuần hồn hịa với nước lạnh bơm lên máng phân phối Lượng nước lạnh bổ sung lượng nước bay lượng nước chảy chàn Ưu điểm loại có khả sử dụng nước bẩn bề mặt ngồi ống tương đối dễ làm Lượng nước bổ sung tương đối nhỏ Tuy nhiên lượng nước tiêu hao không nhỏ loại bình ngưng tụ ống vỏ Nhược điểm thiết bị ngưng tụ loại cồng kềnh, khơng chắn, độ ăn mịn thiết bi tăng, chế độ làm việc phụ thuộc vào điều kiện khí tượng thời gian năm 2.4.2 Thiết bị ngưng tụ kiểu bay (tháp ngưng tụ) 25 Ở không khí chuyển động cưỡng Tồn nhiệt môi chất tỏa truyền cho nước bay hơi, nhiệt độ nước đầu vào đầu thực tế không thay đổi - Ưu điểm:  Do cấu tạo dạng dàn ống nên công suất thiết kế đạt lớn mà khơng bị hạn chế bất kểlý  Do với thiết bị ngưng tụ kiểu khác, dàn ngưng tụ kiểu bay tiêu tốn nước hơn, nước sử dụng theo kiểu tuần hồn  Các dàn ống kích cỡ nhỏ nên làm việc an tồn  Dễ dàng chế tạo, vận hành sửa chữa - Nhược điểm:  Do suất lạnh riêng bé nên suất tiêu hao vật liệu lớn  Các cụm ống trao đổi nhiệt thường xuyên tiếp xúc với nước khơng khí, mơi trường ăn mịn mạnh nên chóng bị hỏng Do phải nhúng kẽm nóng để chống ăn mịn  Nhiệt độ ngưng tụ phụ thuộc vào trạng thái khí tượng thay đổi theo mùa năm 26  Chỉ thích hợp lắp đặt ngồi trời, q trình làm việc, khu vực không gian xung quanh thường bị ẩm ướt, cần lắp đặt vị trí riêng biệt tách hẳn cơng trình 2.5.Thiết bị ngưng tụ làm mát khơng khí Thiết bị ngưng tụ kiểu loại làm việc với khơng khí đối lưu tự nhiên hay đối lưu cưỡng Các thiết bị có ưu điểm tiết kiệm nước làm mát bình ngưng để dành nước cho nhu cầu khác 70% lượng nước tiêu thụ dùng cho cơng nghiệp 30% dùng để làm mát thiết bị Thiết bị ngưng tụ khơng khí cịn có ưu điểm khác giảm ô nhiễm cho sông hồ, xây dựng tháp làm mát nước tuần hoàn, giảm tượng bám bẩn bề mặt trao đổi nhiệt Tuy nhiên có nhược điểm gây tiếng ồn vận hành hệ thống lớn Thiết bị ngưng tụ có khơng khí lưu động cưỡng dùng cho hệ thống lạnh nhỏ ống xoắn có cánh dùng quạt tạo khơng khí lưuđộng cưỡng Những thiết bị gồm ống thẳng ống chữ U nối thông với Mỗi thiết bị ngưng tụ có hay nhiều cụm nối song song qua ống góp, vật liệu ống thường thép hay đồng, cịn cánh thép nhơm 27 2.6.Tính tốn thiết bị ngưng tụ - Chọn kiểu thiết bị thiết kế dự kiến chế độ làm việc nó: tùy thuộc vào cơng suất hệ thống, đặc tính số lượng chất lượng nguồn nước cung cấp, diện tích, khả vật tư… - Xác định phụ tải nhiệt thiết bị ngưng tụ Qk sở kết tính nhiệt chu trình làm việc hệ thống: Q = k.F.Δt k tb Trong đó: k hệ số truyền nhiệt thiết bị; (W/m2K) F diện tích bề mặt trao đổi nhiệt Δt tb độ chênh nhiệt độ trung bình mơi chất vàmơi trường làm mát, (K) - Nếu biết suất lạnh Q0, công suất lý thuyết máy nén Nlt, Qk xác định CT: Q =Q +N k lt - Xác định độ chênh nhiệt độ trung bình mơi chất lạnh môi trường lạnh Δt tb : t tb  t '' t ' t  t' 2,3lg k tk  t ' Trong t’ t” nhiệt độ vào môi trường làm mát - Xác định hệ số truyền nhiệt k: k = 1 1 n di +1 + +  ln πd α 2πλ i=1 d πd α 11 n+1 i i Trong đó: 28 d1: Đường kính ống, m d2: Đường kính ngồi ống, m a1 a2 hệ số tỏa nhiệt đối lưu từ chất lỏng tới bề nặt ống từ bề mặt ngồi tới mơi trường bao phủ ngồi ống, W/m2K λ – Hệ số dẫn nhiệt kim loại ống, W/mK - Xác định diện tích bề mặt trao đổi nhiệt F theo bề mặt F1 hay bề mặt F2: Q k F = KΔt F tb F2 = Q k KΔt F2 tb - Xác định chiều dài tổng cộng ống thiết bị ngưng tụ: L= F πd - Bố trí kết cấu thiết bị:  Số ống lối: 4m n1 = πd ωρ  Làm tròn n1, định chiều dài ống l xác định số ống: n=L/l  Làm trịn n, trường hợp bình ngưng ống vỏ: n = (m -1) +1  Tìm m có: Dt= ms Số lối z: z= n/n1  Chiều dày ống xác định đảm bảo độ bền ổn định, chống ăn mòn δ >= 0,5 ÷ 0,8 mm đói với ống đồng δ < 1,5 ÷ mm ống thép  Bước ống bình ngưng ống vỏ thường đảm bảo tỷ lệ s/d = 1,24 ÷ 1,45 Khi S < 1,3 dt khó đảm bảo độ bền mặt sang 29 CHƯƠNG : BÀI TẬP VẬN DỤNG Điểm P (bar) T(oC) H(kJ/kg) V(m3/s) 3.548 -5 1480.667 0.362740 1’ 3.548 -5 1462.1 23.1 55 1779.663 23.1 50 384.68 3’ 23.1 55 428.69 3.548 -5 384.68 a) = = 6.5107 30 Công nén riêng l = h2 – h1=1779.63-1480.667=298.963(kJ/kg) Năng suất lạnh riêng: q0= h1’-h4 =1462.1-384.68=1077.42(kJ/kg) Nhiệt thải thiết bị ngưng tụ: qk= h2 – h3’=1779.63-384.68=1394.95(kJ/kg) Hệ số lạnh: 3.6 qql=h3’-h3=428.69-384.68=44.01(kJ/kg) qqn=h1-h1’=1480.667-1462.1=18.567(kJ/kg) b)Chọn máy nén: Lưu lượng môi chất : m= = = 0,37(kg/s) Thể tích hút thực tế máy nén: Vtt = m.v1 =0.37 x 0.362740= 0.134 (m3/s) Công nén lý thuyết: Ns = m =0,37 298.963=110.616 Hiệu suất nén: ηi = λw’+b.to = + b.to = +0,001.(-5) =0.812(kW) (chọn b=0.001cho máy nén amoniac) Công nén thị: Ni = = 136.226(kW) Công ma sát : 31 Ta chọn máy nén amoniac thẳng dòng pms ( kPa) Nms = pms Vtt = x 0.134= 7,102 (kW) Cơng nén hữu ích : Ne = Ni + Nms =136.226 + 7.102=143.328(kW) Công suất điện: Chọn = 0,95 với chuyển động tổn thất truyền động từ động đến trục khủyu máy nén Chọn = 0,90 với tổn thất động điện Nel = =137.635(kW) Hệ số cấp máy nén : λ= λc λlt λw λr λk Với : λc = 1-c() c: Thể tích tương đối (c =0,03) m: số Đối với máy nén amoniac chọn m =1  λ c= 1-0.03(π-1) = 0.9 λlt Hệ số tính đến tổn thất tiết lưu clape hút đẩy  Đối với freon chọn λlt =1 λ w Hệ số tính đến tổn thất hút vào xi lanh bị đốt nóng  λ w =1 32 λr Hệ số tính đến tổn thất rị rỉ mơi chất từ khoang nén khoang hút qua sét măng biton van  λr =0.95 λk Hệ số tính đến tổn thất khác  λk =1 => λ= λc λlt λw λr λk.= 0,9.1.1.0,95.1= 0.85 33 ... do-Hạnh phúc BÀI TẬP LỚN KỸ THUẬT LẠNH Số : 113 Sinh viên : NỘI DUNG Tìm hiểu thiết bị bay hệ thống lạnh? Tìm hiểu thiết bị ngưng tụ hệ thống lạnh Hệ thống lạnh sử dụng chu trình cấp mơi chất lạnh R717;... thiết bị bay làm lạnh khơng khí sử dụng phổ biến Khi khơng khí làm lạnh truyền nhiệt cho môi chất sôi ống ta gọi thiết bị làm lạnh trực tiếp, khơng khí làm lạnh nhờ nước muối chất tải lạnh khác chảy... Khi khơng khí làm lạnh truyền nhiệt cho môi chất sôi ống ta gọi thiết bị làm lạnh trực tiếp, khơng khí làm lạnh nhờ nước muối chất tải lạnh khác chảy ống ta gọi thiết bị làm lạnh gián tiếp Cả