THIẾT kế hệ THỐNG LẠNH và bảo QUẢN THỰC PHẨM tàu CHỞ HÀNG 7 500 tấn

TỔNG QUAN 1. Lý do chọn đề tài Ngày nay ngành công nghiệp đóng tàu của Việt Nam đang có những bước tiến nhảy vọt. Các công ty, nhà máy đóng tàu ở Việt Nam có thể đóng những con tàu lớn và được các cơ quan Đăng Kiểm danh tiếng trên thế giới chứng nhận. Với tầm phát triển mạnh mẽ hiện nay của mình, công nghiệp đóng tàu trong nước không chỉ đóng những con tàu phục vụ cho nhu cầu vận tải trong nước mà còn xuất khẩu ra thế giới, đảm bảo chất lượng và các yếu tố có liên quan do tổ chức Hàng hải quốc tế đặt ra.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI KHOA CƠ KHÍ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH VÀ BẢO QUẢN THỰC PHẨM TÀU CHỞ HÀNG 7.500 TẤN Chuyên ngành: Máy tàu thủy Lớp: MTT 49-DHT Sinh viên: Lê Văn Thông Giáo viên hướng dẫn: TS Thẩm Bội Châu Hải phòng, năm 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH VÀ BẢO QUẢN THỰC PHẨM TÀU CHỞ HÀNG 7.500 TẤN Chuyên ngành: Lớp: Máy tàu thủy MTT 49-ĐHT2 Sinh viên Giáo viên hướng dẫn Lê Văn Thông TS Thẩm Bội Châu NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Tinh thần thái độ, cố gắng sinh viên trình làm luận văn: Đánh giá chất lượng luận văn tốt nghiệp (so với nội dung yêu cầu đề mặt: lý luận, thực tiễn, chất lượng thuyết minh bản vẽ): Chấm điểm giáo viên hướng dẫn (Điểm ghi số chữ) Hải Phòng, ngày tháng 01 năm 2014 Giáo viên hướng dẫn TS Thẩm Bội Châu ĐÁNH GIÁ CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Đánh giá chất lượng luận văn tốt nghiệp mặt: thu thập phân tích số liệu ban đầu, sở lý thuyết, vận dụng vào điều kiện cụ thể, chất lượng bản thuyết minh, bản vẽ, ý nghĩa khoa học thực tiễn luận văn: Chấm điểm giáo viên phản biện (Điểm ghi số chữ) Hải Phòng, ngày tháng 01 năm 2014 Giáo viên phản biện Mục lục Mục lục i TỔNG QUAN Chương GIỚI THIỆU VỀ TÀU VÀ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC .4 1.1 Giới thiệu chung tàu 1.2 Giới thiệu chung hệ động lực tàu Chương THIẾT KẾ TRANG TRÍ BUỒNG LẠNH 2.1 Thực phẩm tiêu chuẩn bảo quản Bảng 2.1 Xác định lượng thực phẩm cần bảo quản 2.2 Tiêu chuẩn bảo quản thực phẩm tàu Bảng 2.2 Chế độ bảo quản rau tươi Bảng 2.3 Chế độ bảo quản hộp rau quả Bảng 2.4 Chế độ bảo quản sản phẩm động vật 10 Bảng 2.5 Chế độ bảo quản hàng đông lạnh tàu thuỷ .11 Bảng 2.6 Thơng số buồng lạnh 12 2.3 Vị trí kho lạnh thực phẩm .12 Hình 2.1 Sơ đồ bố trí buồng lạnh 13 Bảng 2.7 Xác định diện tích sàn 14 Bảng 2.8 Kích thước buồng lạnh 14 2.4 Chọn hệ thống làm lạnh 14 Nguyên lý: Ta cấp công chất làm lạnh lỏng vào giàn ống (các giàn bay hơi), hay thiết bị làm lạnh khơng khí bố trí buồng lạnh Q trình trao đổi nhiệt khơng khí buồng lạnh với cơng chất làm lạnh sôi bên ống thông qua diện tích trao đổi nhiệt dàn ống .15 Ưu điểm: .15 nhược điểm: 15 Có nguy rị rỉ cơng chất làm lạnh vào hàng hoá bảo quản chỗ nối chỗ hở chấn động vỏ tàu va đập hàng hố bốc xếp xếp khơng chặt 15 -i- Nguyên lý: công chất lạnh bay dàn bay hơi, nhận nhiệt từ nước muối, làm cho nhiệt độ nước muối hạ xuống Sau làm lạnh, nước muối dẫn đến buồng lạnh, xảy trao đổi nhiệt nước muối không khí buồng làm qua thành ống cho nhiệt độ buồng lạnh đảm bảo 15 Ưu điểm: Khai thác đơn giản, khả tích luỹ cao nhiệt dung riêng nước muối lớn Được sử dung tất cả tàu với loại công chất 15 Nhược điểm: Cồng kềnh, cần phải có bơm tuần hoàn nước muối, tốn điện nặng nề 15 Chương KẾT CẤU CÁCH NHIỆT BUỒNG LẠNH VÀ TÍNH TỐN CÂN BẰNG NHIỆT ẨM 17 3.1 Chọn vật liệu kết cấu cách nhiệt 17 Bảng 3.1 Thông số vật liệu cách nhiệt 19 3.2 Tính tốn kết cấu cách nhiệt 20 Các đường đẳng nhiệt song song với kết cấu thép vùng phẳng kết cấu 21 Dòng nhiệt sườn tạo theo hình vịng trịn có tâm nằm đỉnh mép sườn .21 Hình 3.1 Kết cấu cách nhiệt vách trước, vách sau, vách trái, vách phải 21 Hình 3.2 Kết cấu cách nhiệt sàn 22 Hình 3.3 Kết cấu cách nhiệt trần 23 Hình 3.4 Kết cấu cách nhiệt vách ngăn 24 Hệ số truyền nhiệt thực tế vách: .25 Bảng 3.2 Hệ số truyền nhiệt thực tế qua vách 25 3.2 Xác định sản lượng lạnh hệ thống 26 Xác định nhiệt độ xung quanh kho lạnh: 26 Nhiệt độ vách tiếp xúc với khơng khí ngồi trời, chịu xạ mặt trời tính theo cơng thức sau: 8] 26 Nhiệt độ vách tiếp xúc với khơng khí ngồi trời, không chịu xạ mặt trời: tvk = 450C .27 - ii - Nhiệt độ vách tiếp xúc với bếp, nhà vệ sinh, buồng thoát hiểm, trần tiếp xúc với boong thuyền viên, chọn nhiệt độ trung bình tháng nóng khu vực tàu hoạt động cộng thêm (2  3)0C, thεo phụ lục - 8 có tkkµaξtb = 270C 27 Phía buồng lạnh buồng máy, nên chọn nhiệt độ 400C 27 Chi phí lạnh qua kết cấu cách nhiệt: .27 Bao gồm chi phí lạnh qua vách riêng lẻ, phụ thuộc vào kích thước, hệ số truyền nhiệt chúng độ chênh nhiệt độ môi trường bao quanh kết cấu 27 Công thức xác định lượng nhiệt qua vách sau: [5] 27 Bảng 3.3 Chi phí lạnh nhiệt xâm nhập qua kết cấu cách nhiệt buồng rau.27 Bảng 3.4 Chi phí lạnh nhiệt xâm nhập qua kết cấu cách nhiệt buồng thịt 29 Bảng 3.5 Chi phí lạnh nhiệt xâm nhập qua kết cấu cách nhiệt buồng đệm 29 Bảng 3.6 Chi phí lạnh cho làm lạnh ướp hàng 30 Bảng 3.7 Chi phí lạnh cho thơng gió 31 Bảng 3.8 Chi phí lạnh cho nhiệt thải rau quả 33 Bảng 3.9 Tổng chi phí cho bảo quản 34 Bảng 3.10 Tổng chi phí cho làm lạnh bảo quản thực phẩm 34 Chương TÍNH CHỌN MÁY NÉN .35 4.1 Lựa chọn công chất làm lạnh 35 Bảng 4.1 Tính chất bản cơng chất làm lạnh 35 4.2 Sơ đồ hệ thống 37 4.3 Xác định sản lượng lạnh máy nén chọn máy nén .39 4.4 Tính nghiệm máy nén .40 Bảng 4.2 Các thông số 47 4.5 Tính nghiệm cơng suất động lai 50 Chương TÍNH CHỌN BẦU NGƯNG .52 5.1 Các thông số ban đầu 52 5.2 Phụ tải bầu ngưng 53 - iii - 5.3 Lưu lượng nước làm mát vào bầu ngưng 53 5.4 Tốc độ chuyển động nước ống .53 5.5 Tính nghiệm bầu ngưng 54 5.6 Nhiệt tải bầu ngưng 57 Chương TÍNH CHỌN DÀN BAY HƠI .58 6.1 Các thông số ban đầu 58 Bảng 6.1 Thông số buồng bảo quản .58 6.2 Tính chọn dàn bay buồng 58 6.3 Tính chọn dàn bay buồng 64 6.4 Tính chọn dàn bay buồng 70 KẾT LUẬN .71 TÀI LIỆU THAM KHẢO .72 - iv - TỔNG QUAN Lý chọn đề tài Ngày ngành cơng nghiệp đóng tàu Việt Nam có bước tiến nhảy vọt Các cơng ty, nhà máy đóng tàu Việt Nam đóng tàu lớn quan Đăng Kiểm danh tiếng giới chứng nhận Với tầm phát triển mạnh mẽ mình, cơng nghiệp đóng tàu nước khơng đóng tàu phục vụ cho nhu cầu vận tải nước mà xuất giới, đảm bảo chất lượng yếu tố có liên quan tổ chức Hàng hải quốc tế đặt Có thành công hội tụ nhiều thành quả người đóng tàu nước Sự lớn mạnh đội ngũ cán khoa học kỹ thuật khơng số lượng mà cịn chất lượng, tiếp thu ứng dụng tiến khoa học kỹ thuật tiếp cận cơng nghệ đóng tàu giới đưa Việt Nam thu ngắn khoảng cách với ngành công nghiệp đóng tàu nước phát triển mặt khác nhờ lành nghề cơng nhân đóng tàu lực lượng công nhân bậc cao ngày phát triển, tất cả điều làm cho chất lượng tàu nâng cao Trong hệ thống tàu thuỷ hệ thống làm lạnh bảo quản rau quả thực phẩm có vai trị quan trọng Để đảm bảo cho sống thuyền viên tàu phải trang bị hệ thống làm lạnh để đáp ứng nhu cầu sinh hoạt tất cả thuyền viên toàn chuyến hành trình Thực tế phần lớn hệ thống làm lạnh lắp tàu thuỷ phải nhập từ nước ngồi Đó lý để em chọn đề tài: “Thiết kế hệ thống làm lạnh bảo quản rau thực phẩm tàu hàng 7.500T” Mục đích - Thực đề tài khơng ngồi mục đích tìm hiểu nghiên cứu, mặt khác cịn giúp bản thân làm quen với công việc kỹ sư tương lai -1- - Trau dồi học hỏi chuyên môn, nghiên cứu vấn đề lý thuyết thực tiễn tìm ta mối quan hệ thực chúng sở hạn chế mặt cơng nghệ nước nhà, từ tìm biện pháp công nghệ phù hợp với thực tiễn Phương pháp phạm vi nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu : Dựa sở lý thuyết (các tài liệu chuyên môn) trang bị trình học tập kết hợp với thực tế tình hình sản xuất nhà máy đóng tàu, đồng thời cập nhật thông tin tiến khoa học lĩnh vực đóng tàu Kết hợp chặt chẽ lý thuyết thực tế - Phạm vi nghiên cứu : Nghiên cứu trình trao đổi nhiệt khơng khí, thiết bị hệ thống làm lạnh bảo quản rau quả thực phẩm Ý nghĩa thực tế đề tài nghiên cứu Đề tài nhằm tạo tiền đề cho việc ứng dụng thành tựu khoa học vào ngành cơng nghiệp đóng tàu nước ta Dùng làm tài liệu tham khảo cho sinh viên học ngành máy tàu thuỷ Đề tài ứng dụng nhà máy đóng tàu, nhà máy tham khảo ứng dụng có chọn lọc cải tiến để phù hợp với điều kiện sản xuất nhà máy Nội dung đề tài Chương 1: Giới thiệu tàu hệ động lực Chương 2: Thiết kế trang trí hầm lạnh Chương 3: Tính cách nhiệt kho lạnh xác định nhu cầu lạnh cần thiết Chương 4: Tính tốn cân nhiệt ẩm Chương 5: Tính chọn máy nén Chương 6: Tính chọn bầu ngưng -2- ω= 4.V π d n1 3600 (m/s) Trong đó: n1: số ống lần lưu thông, n1`= ω= 4.V = 0.845 π d n1 3600 (m/s) 5.5 Tính nghiệm bầu ngưng Sản lượng lạnh bầu ngưng: [8] Q = k × F × θ 5.5.1 Hiệu nhiệt độ lơgarit trung bình nhiệt độ nước làm mát nhiệt độ ngưng tụ Theo công thức: [8] θ tb = t w − t w1 t −t ln k w1 t k − t w2 (oC) θ tb = 2,843 (7-5) (oC) 5.5.2 Diện tích trao đổi nhiệt bầu ngưng F = n × l × dn × π (m2) Trong đó: n: số ống bầu ngưng, n = 16 (ống) l: chiều dài ống, l = 950 mm = 0,95 m dn: đường kính ngồi ống, dn = 0,0171 m Vậy : F = 0.816 (m2) 5.5.3 Hệ số truyền nhiệt bầu ngưng Theo công thức: [8] k= δ 1 +Σ i + αa λi α w (W/m2 độ) Trong đó: - 54 - (7-15) α w : hệ số toả nhiệt từ thành ống đến nước làm mát α a : hệ số toả nhiệt từ công chất làm lạnh đến bề mặt thành ống ∑ δi : tổng nhiệt trở lớp thành ống λi • Hệ số tỏa nhiệt từ thành ống đến nước làm mát: Theo công thức: [2] αw =7330.(1+ 0,017 twtb) ω0,87 dt-0,13 Trong đó: twtb: nhiệt độ trung bình nước tuần hồn bầu ngưng twtb = 0,5.( tw1+ tw2) = 38,7 (0C) ϖ : tốc độ chuyển động nước ống dt: đường kính ống αw = 18652.373 [kJ/(m2.h.độ)] • Hệ số toả nhiệt từ công chất làm lạnh đến bề mặt thành ống Theo công thức: [2] αa = 0,75.β.b.r0,25/[dn.(tk-tct)] 0,25 Trong đó: tct: nhiệt độ trung bình thành ống xác định theo phương pháp dần Lấy sơ bộ: tct = 0,5.(tk + twtb) = 40,15 (0C) tk: nhiệt độ ngưng tụ công chất, tk = 42 r: nhiệt ẩm hố cơng chất nhiệt độ tk, r =119,15 (kJ/kg) β : hệ số: β = n1-0,25 = 4-0,25 = 0,707 n1: số lớp ống, n1 = b: hệ số: b = (γ2.λ3/µ)0,25 = 33,56 γ : khối lượng riêng ccll nhiệt độ tk, - 55 - (0C) γ = 956 (kg/m3) λ : hệ số dẫn nhiệt công chất làm lạnh λ = 0,0603 (W/m.độ) µ : độ nhớt động học cơng chất làm lạnh µ = 1,58.10-4 (Pa.s) dn: đường kính ngồi ống, dn = 0,018 (m) Vậy: αa = 702.86 (W/m2.độ) • Tổng nhiệt trở lớp thành ống ∑δ i λi Theo công thức: [2] ∑δ i λi = δc δo δd + + = 3,27.10-4 λc λo λ d Trong đó: δd: chiều dày lớp màng dầu bám thành ống δd = 0,05 ÷ 0,08 (mm) δd = 0,05 (mm) λd: hệ số dẫn nhiệt lớp màng dầu bôi trơn λd = 0,13956 (w/mđộ) δc: chiều dày lớp cặn bùn δc = 0,5 (mm) λc: hệ số dẫn nhiệt lớp cặn bùn λc = 1,745 (w/mđộ) δo: chiều dày thành ống δo = ÷ (mm) δo = (mm) λo: hệ số dẫn nhiệt ống, - 56 - λo = 390 (w/mđộ) Như ta tính hệ số truyền nhiệt k (W/m2.độ) k = 594.753 5.5.4 Kiểm nghiệm nhiệt độ trung bình thành ống Theo cơng thứccó: [2] Qk (0C) tct’= tk - F α a tct’= 39.194 0C ; tct = 39.1 0C t ct − t ct ' = 0,094 > 0,01 • Lấy tct = 39,20C αa = 599.9 [W/(m2.độ)] tct’= 39,19820C => t ct − t ct ' = 0,0018 < 0.01 Vậy nhiệt độ trung bình thành ống là: tct = 39,2 (0C) Do hệ số truyền nhiệt k = 599,9 (W/m2.độ) 5.6 Nhiệt tải bầu ngưng Qkbn = k.F θ tb = 4212.67 kW > 4162,59 kW = Qk Vậy bầu ngưng thoả mãn nhu cầu tải nhiệt - 57 - Chương TÍNH CHỌN DÀN BAY HƠI 6.1 Các thông số ban đầu Thực nghiệm cho thấy rút ngắn thời gian làm lạnh sản phẩm thời hạn bảo quản lâu, chất lượng bảo đảm, đặc biệt sản phẩm sống có thở (rau, hoa, quả…) Để đảm bảo làm lạnh bảo quản nhanh sản phẩm đến nhiệt dộ bảo quản thiết bị làm lạnh khơng khí phải có diện tích trao đổi nhiệt lớn Chính lý lựa chọn chương ta chọn chế độ làm lạnh bảo quản sản phẩm làm lạnh khơng khí bay trực tiếp Theo thiết kế chương 2, có: Bảng 6.1 Thông số buồng bảo quản Buồng Nhiệt độ buồng Độ ẩm ϕ Tải nhiệt Qi bảo quản (0C) (%) 90 (W) 1618.57 -18 95 1625.31 12 90 199.86 Chọn kiểu dàn bay cho buồng: có hai kiểu dàn bay kiểu dàn quạt đối lưu khơng khí cưỡng kiểu dàn dối lưu khơng khí tự nhiên Do tính tối ưu vượt trội kiểu dàn quạt đối lưu không khí cưỡng bức( tăng hệ số trao nhiệt α , kích thước gọn nhẹ, phân bố nhiệt hơn…) ta chọn kiểu cho buồng lạnh 6.2 Tính chọn dàn bay buồng 6.2.1 Các thông số ban đầu (0C) Nhiệt độ khơng khí buồng bảo quản: tI = Độ ẩm khơng khí chọn: ϕ = 90 Nhiệt độ công chất sôi ống: t0I = -3 (%) (0C) Khơng khí vào thiết bị: Chọn (0C) tkI = ϕ = 90 - 58 - (%) Khơng khí khỏi thiết bị: Chọn (0C) tkII = ϕ = 90 (%) Nhiệt độ trung bình thành ống: (0C) Lấy: tW = 0,5.( tkI + tk2) = 2,5 Công chất khỏi thiết bị trạng thái bão hồ khơ: Nhiệt độ: t0I = -1 (0C) Độ khô: x=1 6.2.2 Hiệu nhiệt độ logarit trung bình Theo cơng thức: [2] θ tb = t k1 − t k t −t ln k1 01 = 5,361 t k − t 01 (0C) 6.2.3 Xác định sơ thiết bị làm lạnh không khí(kiểu dàn quạt) Dàn quạt Frêon cỡ nhỏ: t0I = -3 (0C) Chọn hệ số truyền nhiệt từ khơng khí đến bề mặt thành ống Với dàn lạnh ống có cánh bay trực tiếp, theo phụ lục 7-[8] có: = (3045) (W/m2.độ) = (25,838,7) k (kcal/h m2.độ) Chọn k = 38,5kcal/h m2.độ Diện tích trao đổi nhiệt cần thiết: [2] Q0ITB F= = k θ tb 5.137 (m2) Sơ chọn dàn quạt: HFS - Các thông số bản dàn quạt HFS - theo lý lịch sau: + Tổng diện tích trao đổi nhiệt F=6 + Vật liệu chế tạo ống cánh: Đồng - 59 - (m2) + Kích thước ống: Đường kính: 15,5 x Chiều dài: l = 340 + Số ống: (mm) 36 ống + Bố trí ống kiểu vng: Bước ống: S = 30 Số ống theo chiều đứng: n1 = Số ống theo chiều ngang: (mm) n2 = + Số cách: Bước cánh: t=3 (mm) Chiều dày:  = 0,3 (mm) Chiều cao: h = 7,5 (mm) + Diện tích cánh: Fc = 6,803 + Diện tích phần ống cánh: F0 = 0,69 + Hệ số cánh: (m2) (m2) B = 10,4 (m3/s) + Sản lượng quạt: V = 0,25 + Diện tích thơng gió: Ftg= 0,0574 (m2) 6.2.4 Hệ số trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng (từ khơng khí đến bề mặt thành ống) Ống bố trí kiểu vng, có: [8] α k = 0,21.Ψ λ k ω k d n 0, 65 ( ) (kcal/( m2.h.độ)) d n vk (7-61) Trong đó: Ψ : hệ số kể đến ảnh hưởng số dãy ống theo đường khơng khí, có: [8] Ψ = (n-0,5)/n (tr 72) - 60 - Với dàn HFS -1 có n = n2 = Ψ = 0,875 dn: đường kính ngồi ống: dn = 0,0155 (m) V ω k : tốc độ khơng khí cưỡng qua dàn ω k = Ftg V: sản lượng quạt: V = 0,25 (m3/s) Ftg: diện tích thống gió:Ftg = 0,05742 (m2) ω k = 4,354 (m/s) Nhiệt độ trung bình khơng khí vào khỏi thiết bị ttb =0,5.(tk1 + t k2) = 3,5 (0C) Xác định λ k , v k theottb tra có: λ k : Hệ số dẫn nhiệt khơng khí [8] λ k = 2,12 10-2 (kcal/( m.h.độ)) v k : Độ nhớt động học không khí nhiệt độ ttb [8] v k = 13,588 10-6 α k =101,80 (m2/s) (kcal/( m2.h.độ)) 6.2.5 Hệ số trao đổi nhiệt quy đổi Theo công thức: [8] α = α k (1 − 0,25 h ) t (kcal/( m2.h.độ)) Trong đó: h: chiều cao: h = 7,5 (mm) t: bước cánh: t=3 (mm) α = 61,6 (kcal/( m2.h.độ)) 6.2.6 Hệ số trao đổi nhiệt tổng hợp Theo công thức: [8] - 61 - (7-62) α k' = α ( Fc F η + o ) F F (kcal/( m2.h.độ)) (7-64) Trong đó: Theo lý lịch dàn HFS - có: F: diện tích trao đổi nhiệt: F=6 (m2) Fc: diện tích cánh: Fc = 6,803 (m2) F0: diện tích phần ống cánh: η : hệ số trao đổi nhiệt cánh: F0 = 0,69 (m2) η = E.ψ ψ : hệ số tính đến trao đổi nhiệt không theo chiều ψ =0,85 cao cánh: E: hệ số hiệu quả cánh: E = m: hệ số: m= t.h(m.h' ) m.h' 2.α k δ λ c α k : hệ số trao dổi nhiệt đối lưu ống thẳng: α k = 61,563 (kcal/( m2.h.độ)) δ : Chiều dài cánh: δ = 0,3 (mm) λ c : Hệ số dẫn nhiệt vật liệu cánh (đồng): λ c =335,34 (kcal/( m.h.độ)) m = 34,875 h’: Chiều cao quy ước cánh: h’= h.[1+0,35.ln( P X ) ( − 0,2) ] r R Theo lý lịch thiết bị, dàn HFS -1 có: X = R = S/2 =15 r = d/2 = 7,5 h' = 0,009293 E = 1,037 - 62 - (mm) (mm) (mm) α k' = 51,564 (kcal/( m2.h.độ)) 6.2.7 Hệ số tách ẩm Theo cơng thức: ξ= 1− r ζ Trong đó: r: nhiệt ẩm hoá hơi nước: r = 2500 (kJ/kg) ς : hệ số nhiệt: ξ= i − i2 ∆i = d −d ∆d t1 = 50C; i = 18,76 ϕ = 90%; d = 4,653 10-3 t2 = 1,850C; i2 = 13,08 ϕ = 90%; d2 = 3,98.10-3 (kJ/kg) (kg/kJ) (kJ/kg) (kg/kJ) ζ =8402,37 Vậy: ξ = 1,43 6.2.8 Hệ số truyền nhiệt từ không khí đến cơng chất k = ξ α k' = 1,43.8402,37 = 73,405 (kcal/( m2.h.độ)) Do nhiệt độ sôi công chất t 0I = -30C < 00C nên bề mặt cánh ống bị bám lớp tuyết mỏng, hệ số truyền nhiệt giảm gần 10% Mặt khác dàn HFS - cấp lỏng từ xuống nên k giảm 10% Vậy hệ số truyền nhiệt từ khơng khí đến bề mặt trao nhiệt : kt = 0,82.k = 0,82.46,53 = 58,7 (kcal/( m2.h.độ)) 6.2.9 Nhiệt tải thiết bị: HFS - chế độ cơng tác Q0ITB = 955,41 (kcal/h) Theo cơng thức có: [8] Q0TB =kt.F.θ (7-31) - 63 - Q0TB =kt.F.θ = 1253,359 > Q0ITB Vậy dàn HFS - thoả mãn yêu cầu tải nhiệt 6.2.10 Kiểm nghiệm lưu lượng không khí qua dàn HFS - Theo cơng thức: [8] Vk = Q0ITB ρ (i1 − i2 ) (m3/h) (7-35) Trong đó: ρ : khối lượng riêng khơng khí tm = 20C; ρ = 1,256 (kg/ m3) i1,i2: entanpi khơng khí vào khỏi thiết bị tk1 = 0C; ϕ = 90 % i1 = 18,76 (kJ/kg) tk2 = 20C; ϕ = 90 % i2 = 13,08 (kJ/kg) Vk =133,92 (m3/h) = 0,037 (m3/s) < VTB = 0,25 (m3/s) Vậy thông số nhiệt độ, độ ẩm ban đầu chọn hợp lý 6.3 Tính chọn dàn bay buồng 6.3.1 Các thông số ban đầu − Nhiệt độ khơng khí buồng bảo quản: t1 = -18 (0C) − Độ ẩm khơng khí chọn: ϕ = 95 (%) − Nhiệt độ công chất sôi ống: t02 = -25 (0C) − Nhiệt độ công chất khỏi thiết bị: tqn = -23 (0C) − Nhiệt độ trung bình cơng chất: tmr = -23 (0C) − Khơng khí vào thiết bị: tk1 = -18 (0C) ϕ = 95 (%) tk2= -20,5 Chọn (0C) − Khơng khí khỏi thiết bị: Chọn - 64 - ϕ = 95 (%) − Nhiệt độ trung bình thành ống: Lấy: (0C) tW = 0,5.( tkI + tk2) = -19,25 − Công chất khỏi thiết bị trạng thái bão hồ khơ: Nhiệt độ: t02= -23 (0C) 6.3.2 Hiệu nhiệt độ logarit trung bình Theo cơng thức có: [2] θ tb = t k1 − t k t −t ln k1 01 t k − t 01 = 5,658 (0C) 6.3.3 Xác định sơ thiết bị làm lạnh khơng khí(kiểu dàn quạt) Dàn quạt Frêon cỡ nhỏ: t01 = -25 (0C) Chọn hệ số truyền nhiệt từ khơng khí đến bề mặt thành ống Với dàn lạnh ống có cánh bay trực tiếp, có: [8] k (W/m2.độ) = (3045) (kcal/h m2.độ) = (25,838,7) chọn k (kcal/h m2.độ) = 38,7 Diện tích trao đổi nhiệt cần thiết: F= Q0ITB = 5,03 k θ tb (m2) Sơ chọn dàn quạt: HFS - 3- SS Các thông số bản dàn quạt HFS - - SS theo lý lịch sau: + Tổng diện tích trao đổi nhiệt: + Vật liệu chế tao ống cánh: (m2) F=8 Đồng + Kích thức ống: Đường kính: 15,5x1 Chiều dài: l = 360 - 65 - (mm) + Số ống: 48 ống + Bố trí ống kiểu vng: Bước ống: S = 30 Số ống theo chiều đứng: n1 = Số ống theo chiều ngang: (mm) n2 = + Số cánh: Bước cánh: t=3 (mm) Chiều dày:  = 0,3 (mm) Chiều cao: h = 7,5 (mm) + Diện tích cánh: Fc = 7,39 (m2) + Diện tích phần ống cánh: F0 = 0,78 (m2) + Hệ số cánh: B = 10,4 + Sản lượng quạt: V = 0,27 + Diện tích thơng gió: Ftg = 0,067 (m2) (m3/s) 6.3.4 Hệ số trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng (từ khơng khí đến bề mặt thành ống) Ống bố trí kiểu vng: [8] α k = 0,21.Ψ λ k ω k d n 0,65 ( ) d n vk kcal/( m2.h.độ) (7-61) Trong đó: Ψ : hệ số kể đến ảnh hưởng số dãy ống theo đường khơng khí : [8] Ψ = (n-0,5)/n (tr72) với dàn HFS -3- SS có n = n2 = Ψ = 0,875 dn: đường kính ngồi ống: - 66 - dn = 0,0155 (m) V ω k : tốc độ khơng khí cưỡng qua dàn ω k = Ftg (m3/s) V: sản lượng quạt: V = 0,27 Ftg: diện tích thống gió: Ftg = 0,067 (m2) ω k = 4,354 (m/s) Nhiệt độ trung bình khơng khí vào khỏi thiết bị Ttb =0,5.(tk1 + t k2) = -19,25 (0C) Xác định λ k , v k theo ttb tra bảng 7.7 và7.8-[8] có: λ k : Hệ số dẫn nhiệt khơng khí λ k = 1,96045 106 (kcal/( m.h.độ)) v k : Độ nhớt động lực học khơngkhí nhiệt độ ttb v k = 11,79 106 (m/s) α k =103,38 kcal/( m2.h.độ) 6.3.5 Hệ số trao đổi nhiệt quy đổi Theo công thức: [8] α = α k (1 − 0,25 h ) t (kcal/( m2.h.độ)) (7-62) Trong đó: h: chiều cao: h = 7,5 (mm) t: bước cánh: t=3 (mm) α = 62,52 (kcal/( m2.h.độ)) 6.3.6 Hệ số trao đổi nhiệt tổng hợp Theo công thức: [8] α k' = α ( Fc F η + o ) F F (kcal/( m2.h.độ)) Trong đó: Theo lý lịch dàn HFS – 3- SS có: - 67 - (7-64) F: diện tích trao đổi nhiệt, F=8 (m2) Fc: diện tích cánh, Fc = 7,39 (m2) F0: diện tích phần ống cánh, F0 = 0,78 (m2) η : hệ số trao đổi nhiệt cánh: η = E.ψ ψ : hệ số tính đến trao đổi nhiệt không theo chiều ψ =0,85 cao cánh: E: hệ số hiệu quả cánh: E = m: hệ số: m= t.h(m.h' ) m.h' 2.α k δ λ c α k : hệ số trao dổi nhiệt đối lưu ống thẳng: α k = 61,563 (kcal/( m2.h.độ)) δ : chiều dài cánh: δ = 0,3 (mm) λ c : hệ số dẫn nhiệt vật liệu cánh (đồng): λ c = 335,34 (kcal/( m.h.độ)) m = 34,875 h’: chiều cao quy ước cánh: h’= h.[1+0,35.ln( P X ) ( − 0,2) ] r R Theo lý lịch thiết bị, dàn HFS -3- SS có: X = R = S/2 =15 r = d/2 = 7,5 h' = 0,009293 α k' = 52,367 (mm) (mm) (mm) (kcal/( m2.h.độ)) 6.3.7 Hệ số tách ẩm Theo công thức: - 68 - ... hành trình Thực tế phần lớn hệ thống làm lạnh lắp tàu thuỷ phải nhập từ nước ngồi Đó lý để em chọn đề tài: ? ?Thiết kế hệ thống làm lạnh bảo quản rau thực phẩm tàu hàng 7. 500T” Mục đích - Thực đề...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH VÀ BẢO QUẢN THỰC PHẨM TÀU CHỞ HÀNG 7. 500 TẤN Chuyên... TÀU VÀ HỆ THỐNG ĐỘNG LỰC 1.1 Giới thiệu chung tàu 1.1.1 Loại tàu, công dụng Tàu hàng sức chở 75 00 loại tàu vỏ thép, kết cấu hàn điện hồ quang, boong chính, boong dâng lái boong dâng mũi Tàu thiết