Mục Lục Nhiệm Vụ Đồ Án Học Phần 5 Lời Mở Đầu 6 Chương 1 Sơ Lược Về Nước Đá Cây 7 Chương 2 Các Yêu Cầu Về Bố Trí Mặt Bằng và Bể Đá 9 2 1 Kế Cấu Sợ Bộ Và Quy Trình Sản Xuất 9 2 2 Kết Cấu Tường Bao 9 2 3[.]
Mục Lục Nhiệm Vụ Đồ Án Học Phần Lời Mở Đầu Chương 1: Sơ Lược Về Nước Đá Cây Chương 2: Các Yêu Cầu Về Bố Trí Mặt Bằng Bể Đá 2.1 Kế Cấu Sợ Bộ Và Quy Trình Sản Xuất 2.2 Kết Cấu Tường Bao .9 2.3 Kết Cấu Cách Nhiệt Nền 10 2.4 Xác Định Bề Dày Cách Nhiệt Kiểm Tra Đọng Sương .13 Chương 3: Xác Định Kích Thước Bể Đá 15 3.1 Xác Định Số Lượng Kích Thước Khuân Đá .15 3.2 Xác Định Số Lượng Kích Thước Linh Đá 16 3.3 Xác Định Kích Thước Bên Trong Bể Đá 17 3.4 Xác Định Thời Gian Làm Đá 18 Chương 4: Tính Nhiệt Bể Đá 20 4.1 Dòng Nhiệt Qua Kết Cấu Bao Che 20 4.2 Dòng Nhiệt Để Làm Đông Làm Lạnh Khuân Đá .21 4.3 Dòng Nhiệt Do Cánh Khuấy Tỏa Ra .22 4.4 Dòng Nhiệt Do Nhúng Cây Đá 22 Chương 5: Tính Tốn Chu Trình Chọn Máy Nén .24 5.1 Tính Tốn Các Thông Số Ở Chế Độ Làm Việc .24 5.2 Chọn Máy Nén .25 Chương 6: Tính Chọn Các Thiết Bị Trao Đổi Nhiệt 6.1 Thiết Bị Ngưng Tụ 28 6.2 Thiết Bị Bay Hơi 31 6.3 Bình Giữ Mức Tách Lỏng 33 Tính Tốn, Thiết Kế Máy Đá Cây 25 Tấn/Mẻ GVHD: T.S Trần Đình Anh Tuấn 6.4 Bình Tách Lỏng 34 6.5 Bình Tách Khí Khơng Ngưng 36 6.6 Bình Chứa Cao Áp 38 6.7 Bình Tách Dầu .39 Chương 7: Sơ Đồ Hệ Thống Và Nguyên Lý Hoạt Động 46 7.1 Sơ Đồ Hệ Thống 46 7.2 Nguyên Lý Hoạt Động 46 Dự Toán Thị Trường 48 Nhóm Tính Tốn, Thiết Kế Máy Đá Cây 25 Tấn/Mẻ TRƯỜNG ĐHCN TP.HCM KHOA CN NHIỆT - LẠNH -o0o - GVHD: T.S Trần Đình Anh Tuấn CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN HỌC PHẦN Tên đề tài: Tính tốn, thiết kế hệ thống bể đá cơng suất 25 tấn/mẻ Số liệu cho trước: - Năng suất: 25 tấn/mẻ - Nhiệt độ bể : -10o c - Sản phẩm : Đá - Môi chất : NH3 Nội dung thực hiện: - Sơ lược máy đá - Các yêu cầu bố trí mặt kết cấu bể đá - Xác định kích thước bể đá - Tính nhiệt bể đá - Tính tốn chu trình chọn máy nén - Tính chọn thiết bị trao đổi nhiệt -Sơ đồ hệ thống nguyên lý làm việc Các vẽ: - Sơ đồ hệ thống, mặt cắt tường bao, mặt cắt bể, kích thước linh đá khn 50kg, bình chứa cao áp, dàn lạnh xương cá, bình giữ mức tách lỏng, bình tách lỏng, bình tách khí khơng ngưng, bình chứa cao áp, bình tách dầu, bình chứa dầu, tháp giải nhiệt, van chặn, van tiết lưu tay, van điện từ, rờle mức lỏng, van chiều Ngày giao nhiệm vụ: Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 5/5/2019 Giáo viên hướng dẫn: T.s Trần Đình Anh Tuấn Khoa CN Nhiệt - Lạnh Nhóm Giảng viên hướng dẫn T.s Trần Đình Anh Tuấn Tính Tốn, Thiết Kế Máy Đá Cây 25 Tấn/Mẻ GVHD: T.S Trần Đình Anh Tuấn CHƯƠNG I : SƠ LƯỢC NƯỚC ĐÁ CÂY Nước đá có vai trị quan trọng đời sống công nghiệp.Trong công nghiệp người ta sử dụng nước đá để bảo quản ướp lạnh thực phẩm , dùng cho tàu đánh bắt thủy hải sản , đời sống nước đá sử dụng để phục vụ cho nhu cầu giải khát, giải trí Trong công nghiệp chế biến nước đá, nước đá thường sản xuất nhiều dạng tùy theo nhu cầu sử dụng : đá cây, đá vảy, đá nghiên cứu hệ thống sản xuất đá Phương pháp sản xuất đá phương pháp dược ứng dụng từ lâu có ưu nhược điểm định sau : Ưu điểm: Vì có dạng khối lớn nên có khả tích trữ lâu,tiện lợi cho việc vận chuyển xa dùng để bảo quản thực phẩm lâu ngày.Phương pháp sản xuất đơn giản, thiết bị dùng cho hệ thống chế tạo nước khơng địi hỏi thiết bị đặc biệt Nhược điểm : chi phí vận hành lớn phải trải qua nhiều khâu trung gian như: vào nước,ra đá,vận chuyển chi phí nhân cơng lao động chi phí đầu tư ban đầu lớn :chi phí xây dựng bể đá, bể nhúng ,kho bảo quản sản phẩm Tổn thất nhiệt lớn trình từ sản xuất đến sử dụng phải trải qua nhiều khâu trung gian I Phương án sản xuất: Ngày kỹ thuật lạnh phát triển mạnh mẽ nên có nhiều loại nước đá sản xuất có nhiều phương pháp, máy móc thiết bị khác để sản xuất chúng Đối với hệ thống sản xuất nước đá có hai phương pháp sản xuất chủ yếu làm lạnh trực tiếp làm lạnh gián tiếp qua chất tải lạnh dung dịch nước muối Hệ thống làm lạnh trực tiếp có ưu điểm thời gian sản xuất nhanh suất bị giới hạn, thích hợp với hệ thống có cơng suất nhỏ Do u cầu đồ án với bể đá có cơng suất 10 tấn/ mẻ nên chúng em chọn phương án: làm lạnh gián tiếp qua nước muối Phương pháp có ưu điểm lớn cấu tạo, vận hành đơn giản Hiện hầu hết sở sản xuất nước đá chọn phương pháp II Chất tải lạnh: Nước muối NaCl2 Nhóm Tính Tốn, Thiết Kế Máy Đá Cây 25 Tấn/Mẻ GVHD: T.S Trần Đình Anh Tuấn Ưu điểm: Hệ số truyền nhiệt lớn Rẻ tiền, dễ kiếm, không gây độc hại cho người môi trường Khuyết điểm: Dễ gây ăn mòn thiết bị Phải thường xuyên kiểm tra nồng độ nước muối dung dịch để tránh hiên tượng đóng băng chất tải lạnh III Mơi chất sử dụng hệ thống: NH3 Ưu điểm: Không gây ăn mòn thiết bị chế tạo từ thép, kim loại đen chế tạo máy ăn mòn đồng hợp kim đồng Vì khơng sử dụng đồng hợp kim đồng hệ thống amoniac Có mùi đặc trưng nên dễ phát hiên rị rỉ Khơng hịa tan dầu bơi trơn máy nén Rẻ tiền, dễ kiếm, vận chuyển bảo quản Nhược điểm: Độc hại người môi trường Trong khơng khí nêu có chứa lượng NH3 định bắt lửa gây nổ, hỏa hoạn Nhóm Tính Tốn, Thiết Kế Máy Đá Cây 25 Tấn/Mẻ GVHD: T.S Trần Đình Anh Tuấn CHƯƠNG II: CÁC YÊU CẦU BỐ TRÍ MẶT BẰNG VÀ KẾT CẤU BỂ ĐÁ I Bố trí mặt xưởng làm nước đá: Cần tính tốn cho tiết kiệm diện tích mặt bằng, vốn đầu tư thấp hiệu sử dụng cao Bố trí hợp lý mặt phân xưởng, máy thiết bị, bể đá, kho bảo quản ( nến có), hiên tơ xuất đá đáp ứng yêu cầu an toàn lao động, phòng chống cháy nổ, khả xử lý xảy cố Khoảng cách lắp đặt thiết bị, máy móc phải thuân tiện cho việc vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa Mặt bố trí thiết bị phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: công suất bể đá, kích thước bể đá phịng chức như: phịng máy, hiên tơ xuất đá II Kết cấu tường ,nền nắp bể đá : Kết cấu sơ quy trình sản xuất: Bể đá gồm bể nước muối dược chia làm ngăn : ngăn đặt dàn lạnh cịn ngăn đặt khn làm đá.Nước muối tuần hoàn bể nhờ bơm tuần hoàn Nước muối từ ngăn đá bơm đẩy vào ngăn có dàn bay (dàn lạnh xương cá dàn lạnh ống đứng ).Ở nước muối làm lạnh đẩy vào ngăn đá Các đá thường bố trí thành linh đá ,các linh đá có từ đến khn đá tùy theo cỡ bể Các linh đá chuyển động bể nhờ hệ thống vít đẩy chuyển động ngược chiều với nước muối Khi thành đá ,cả linh đá cầu trục nâng lên khỏi bể đưa sang nhúng vào bể tan giá khoảng từ đến phút sau đưa lên bàn lật để tháo khuôn Khuôn đá đưa đến hệ thống vịi rót tự động.Nước đổ đầy khoảng 90% khn(khi làm lạnh nước giãn nở không tràn bể làm giảm nồng độ nước muối dẫn đến tổn thất nhiệt) linh đá đưa đến đầu bể ,khi linh đá chuyển động hết chiều dài bể sẵn sàng để khuôn Kết cấu tường bao : Bể thường xây gạch đỏ sau bọc cách ẩm cách nhiệt,lớp lớp thép dày từ đến 6mm.Có thể bố trí lớp kết cấu theo sơ đồ sau: Nhóm Tính Tốn, Thiết Kế Máy Đá Cây 25 Tấn/Mẻ GVHD: T.S Trần Đình Anh Tuấn TT Lớp vật liệu Độ dầy δ(mm) Hệ số dẫn nhiệt λ (w/m.k) Hệ số dẫn ẩm μ (g/mhMpa) Lớp vữa xi măng 10 0,93 90 Tường gạch 110 0,82 105 Lớp vữa xi măng 10 0,93 90 Lớp hắc ín quét liên tục 0,18 0,86 Lớp giấy dầu chống thấm 0,18 1,35 Lớp cách nhiệt (polystirol) 0,047 7,5 Lớp giấy dầu chống thấm 0,18 1,35 Lớp thép 45,3 Mặt cắt tường bao : Chú thích : 1.lớp vữa xi măng 2.lớp tường gạch 3.lớp hắc ín dán giấy dầu 4.lớp cách nhiệt polystirol 5.lớp thép Tổng chiều dày lớp kết cấu tường: ∑ δ=δi +δ cn=[ ( ,01 ) +0 , 11+0 ,001+( , 02 )+ ,005 ]+0,2=0 , 34 m =340 mm Kết cấu cách nhiệt : Nhóm Tính Tốn, Thiết Kế Máy Đá Cây 25 Tấn/Mẻ GVHD: T.S Trần Đình Anh Tuấn Nền bể kết cấu sau :dưới lớp đá làm đất đầm kỹ sau lớp bê tông đá dăm M200 dày 150 ¿ 200 mm,lớp cách ẩm hắc ín dày 1mm,lớp giấy dầu dày ¿ mm ,lớp cách nhiệt polystirol ,lớp giấy dầu dày mm,lớp bê tông cốt thép dày 66 100 mm,lớp cát lót mỏng dày từ 10 ¿ 15 mm cuối lớp vỏ bể thép dày ¿ mm TT Lớp vật liệu Chiều dày (mm) Nhóm Hệ số dẫn nhiệt λ (w/m.k) Hệ số dẫn ẩm(g/mhMPa) Lớp thép Lớp cát lót mỏng 10 Lớp bê tông cốt thép 100 1,6 30 Lớp giấy dầu chống thấm 0,18 1,35 Lớp cách nhiệt 0,047 7,5 Lớp giấy dầu chống thấm 0,18 1,35 Lớp hắc ín quét liên tục 0,18 0,86 Lớp bê tông đá dăm 150 Đá làm đất đầm kỹ 30 Tính Toán, Thiết Kế Máy Đá Cây 25 Tấn/Mẻ GVHD: T.S Trần Đình Anh Tuấn Mặt cắt bể: Chú thích : lớp thép lớp cát lót mỏng lớp bê tông cốt thép lớp giấy dầu lớp cách nhiệt polystirol 6.lớp hắc ín dán giấy dầu 7.lớp bê tông đá dăm M200 8.lớp đá làm đất đầm kỹ Tổng chiều dày lớp kết cấu : ∑ δ=δi + δ cn=( 5+10+100+ 2+ 2+ 1+150 )+ 200=470 mm = 0,47 m Nhóm Tính Tốn, Thiết Kế Máy Đá Cây 25 Tấn/Mẻ GVHD: T.S Trần Đình Anh Tuấn 4.Kết cấu nắp bể đá : Để tiện lợi cho việc đá ,nắp bể đá đậy gỗ dày 30 mm phủ lớp vải bạt tổn thất nhiệt qua nắp bể đá lớn III Xác định chiều dày lớp cách nhiệt kiểm tra đọng sương: Tính chiều dày lớp cách nhiệt: Từ cơng thức tính hệ số truyền nhiệt k cho vách phẳng nhiều lớp : n δ i δ cn 1 +∑ + + α λ λ α2 i =1 i cn k= ⇒ δ cn =λcn [ ( n δi 1 − +∑ + k α i =1 λ i α )](m) Trong : K: hệ số truyền nhiệt phụ thuộc vào nhiệt độ buồng lạnh ,tra bảng 3-3 sách “HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH” –Nguyễn Đức Lợi, chọn k = 0,23 (w/m2.k) λ cn :hệ số dẫn nhiệt lớp vật liệu cách nhiệt ,đối với vật liệu polystirol tra bảng 3-1 ta tìm λ cn =0,047 w/m2.k α : hệ số tỏa nhiệt mơi trường bên ngồi (phía nóng)tới tường cách nhiệt Tra bảng 3-7 sách “HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH” chọn α 1= 23,3 (W/m.k) α :hệ số tỏa nhiệt bên bể đá ,tỏa nhiệt nước muối chuển động ngang qua vách đứng Tra bảng 3-7 chọn α = W/m2.k δ i :bề dày lớp vật liệu xây dựng thứ i (m) λ i : hệ số dẫn nhiệt lớp vật liệu xây dựng thứ i ⇒ δ cn =0 , 047 Nhóm [ ( )] 1 , 01 0,11 , 001 ,002 , 005 − + + + + + + =0 , 18 ,23 23 , , 93 , 82 , 18 , 18 45 , (m) 10