Đồ Án Công Nghệ Sấy Mít.pdf

ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB Mục lục MỞ ĐẦU 1.1 Giới thiệu sơ lược mít 1.2 Giới thiệu sơ lược bơm nhiệt 1.3 Phương pháp thực trình công nghệ: .2 PHẦN TÍNH TÓAN .4 2.1 Tính cân vật chất lượng 2.2 Tính chọn máy nén 10 2.3 Tính tóan thiết bị bốc 11 2.4 Tính tóan thiết bị ngưng tụ 15 2.5 Tính tóan thiết bị ngưng tụ ngòai 18 2.6 Tính chọn quạt ly tâm 22 2.7 Tính chọn quạt hướng trục 22 2.8 Tính sơ giá thành 23 KẾT LUẬN & ĐÁNH GIÁ 24 TÀI LIỆU THAM KHẢO 25 MỞ ĐẦU 1.1 Giới thiệu sơ lược mít Trang ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB Mít -Artocarpus heterophyllus- thuộc họ Dâu tằm- Moraceae Cây gỗ cao 12m tới 20m Lá hình trái xoan nguyên hay chia thùy phía, dài 10-20cm Cụm hoa đực (dái Mít) đính thân cành già Quả to hình trái xoan hay thuôn, dài tới 60 cm, nặng tới 20-30kg hay Quả mít chín có màu lục vàng, lọai kép gồm nhiều bế mang bao hoa nạc đế hoa chung Mỗi hốc hạt (thực bế) bao lớp nạc mềm màu vàng ( tức bao hoa) Mít có nguồn gốc miền Nam n Độ Malaysia, trồng khắp nước ta, vườn gia đình, quanh khu dân cư, nương rẫy Nhân dân ta dùng mít non để ăn luộc, xào, nấu canh, muối dưa chua; xơ mít tham gia vào thành phần lọai dưa gọi nhút (có vùng làm nhút tiếng Thanh Chương Nghệ An); xơ mít chín dùng muối nén ăn dưa chua Quả mít chín có muối mít to, thơm dùng để ăn tươi, chế nước sinh tố, ăn luộc phơi khô làm rau ăn làm mứt khô hay ngâm xirô để tráng miệng Người ta xác định thành phần chủ yếu phần ăn mít: nước 72.3%; protein 1.7%; lipid 0.3%; đường tổng số 23.7% Trong 100 gam ăn có: Ca 27g; P 38mg; Fe 0.6mg; Na mg; K 407 mg; vitamin: tương đương caroten 235 UI; B1 0.09mg; B2 0.11mg; P 0.7 mg; C mg Cứ 100 g mít cung cấp cho thể 94 calo Hạt mít ăn được, luộc, nướng hay rang chín, phơi khô làm bột ghế với cơm; bột có trộn với bột đậu tương để làm đậu phụ Lá mít dùng để nuôi gia súc có tác dụng kích thích tiết sữa 1.2 Giới thiệu sơ lược bơm nhiệt Năm 1852, Thomson (Lord Kelvin) sáng chế bơm nhiệt giới Song song với kỹ thuật lạnh, bơm nhiệt có bước phát triển riêng Ngày bơm nhiệt trở nên quen thuộc ứng dụng ngành kinh tế sử dụng nguồn nhiệt nhiệt độ thấp như: - Công nghệ sấy hút ẩm - Công nghệ chưng cất, tách chất - Các trình thu hồi nhiệt thải - Công nghệ thực phẩm 1.3 Phương pháp thực trình công nghệ: Ta thiết kế hệ thống sấy mít sử dụng bơm nhiệt, suất sản phẩm 50kg/mẻ Mít nguyên liệu trước đem vô buồng sấy chần sơ, nhiệt độ mít lúc đưa vào buồng sấy 35oC Sau mít đặt khay đưa vào buồng sấy cửa buồng đóng kín, không khí buồng qua xử lý không khí (gồm thiết bị bốc hơi, thiết bị ngưng tụ, quạt ly tâm), Trang ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB không khí làm lạnh tách ẩm (trong thiết bị bốc hơi)rồi đun nóng( thiết bị ngưng tụ), sau nhờ quạt ly tâm đưa vào buồng sấy Không khí sau qua buồng sấy lại đưa vào xử lý không khí, lại vào buồng sấy Không khí trước vào buồng sấy có nhiệt độ 41oC, độ ẩm tương đối 60% Không khí khỏi buồng sấy có nhiệt độ 34oC, độ ẩm tương đối 96,4% PHẦN TÍNH TÓAN Trang ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB 2.1 Tính cân vật chất lượng 2.1.1 Các thông số không khí ngòai trời Độ ẩm tương đối: = 80% Nhiệt độ: to= 27oC p suất bão hòa: = (theo [8] công thức 2.31) =0.0355 (bar) =26.613(mmHg) p suất riêng phần nước P = Pb =0.035x0.8=0.0284 (bar) =21.291(mmHg) p suất không khí: B=0.993 (bar)=745(mmHg) 2.1.2 Các thông số mít Nhiệt độ vào mít : tv1=35(oC) Nhiệt dung riêng : C=1360.6 (j/kg độ) f = 1.38(m2/kg vật liệu khô) Kích thước múi: 5.5x3x1 (cm) G2 (năng suất): 50kg/mẻ Độ ẩm tuyệt đối ban đầu W1 :257% Độ ẩm tuyệt đối sản phẩm W2 :40% Độ ẩm tuyệt đối cân Wcb :15% Khối lượng vật liệu khô: = (50x100)/(100+40)=35.714 (kg/mẻ) Số múi/kg vật liệu khô: N*= 276 (múi/kg vật liệu khô) Số múi mít ứng với G2 : N’= NxGo=276x35.714=9857.06 9858 (múi) (làm tròn lên) Diện tích múi chiếm chỗ khay: s’=(5.5+0.2)x(3+0.2)/10000 =0.001824 (m2) Khối lượng ẩm lại vật liệu sau sấy: Ga2 = G2 – Go =50-35.714=14.286 (kg/mẻ) Khối lượng mít trước sấy: =35.714x(1+275/100)=127.500(kg/mẻ) Khối lượng ẩm mít trước sấy: Ga1 = W1 Go/100 =275x35.714/100= 91.786 (kg/mẻ) Lượng ẩm tách ra: Trang ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB =91.786 -14.286=77.500 (kg/mẻ) 2.1.3 Các thông số buồng sấy: *Khay: Kích thước khay: chiều dài Lk =1(m) , chiều rộng Wk =1(m), chiều cao Hk =0.04 (m) Diện tích bề mặt khay: S= (m2) Số múi khay : N” = S/s’ = 548.25 549(múi/khay) (làm tròn lên) Số khay cần: n= N’/N” =9858/549=17.956 18(khay) *Buồng sấy: Tường buồng sấy làm gạch đỏ dày 0.25m có hệ số dẫn nhiệt 0.7W/m2K Chiều dài buồng sấy Lb =1.3(m) Chiều rộng buồng sấy Wb =1.5(m) Chiều cao buồng sấy Hb = 1.4(m) Chiều cao múi mít =0.01(m) Chiều cao 18 lớp mít: Hm = n =0.01x18= 0.18(m) Chiều cao 18 khay: H’k = n.Hk = 18x0.04= 0.72(m) Khỏang cách từ sàn buồng sấy che phía khay thứ 18: H’b=0.9(m) Diện tích tự cho tác nhân sấy qua: Ftd =Lb.H’b – Lk.Hm=1.3x0.9-1x0.18=0.99 (m2) Diện tích : Fn = Lb.Wb = 1.3x1.5 = 1.95(m2) Diện tích tường xung quanh: Ft = 2( Lb.Hb + Wb.Hb) =2(1.3x1.4+1.5x1.4)=7.84(m2) 2.1.4 Tính tóan trình sấy lý thuyết: Chọn vận tốc tác nhân saáy v=1.800 (m/s) t1 : 41(oC) :60% Aùp suaát bão hòa tác nhân sấy vào buồng sấy: = 0.077 (bar) Hàm ẩm tác nhân sấy vào buồng sấy: = 0.622x0.6x0.077/(0.993-0.6x0.077)=0.030 (kg ẩm /kg không khí khô) (theo[7] công thức 1.6) Entalpy tác nhân sấy vào buồng sấy: Trang ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB I1 = [t1 +d(2500+1.842t1)].1000=[41+0.03(2500+1.842x41)]= 119174.991 (j/kg không khí khô) (theo [7] công thức 1.15) Khối lượng riêng không khí vào buồng sấy: =[1.293x273/(273+41)](1-0.378x0.6x0.077/0.993)= 1.104 (kg/m3)(theo [7] công thức 1.11) Trong ñoù = 1.293 (kg/m3) To = 273(oC) B = 0.993(bar) Chọn nhiệt độ tác nhân sấy khỏi buồng saáy t2 =34(oC) Pb2 = = 0.053 (bar) I2 =I1 = 119174.991 (j/kg không khí khô) d2 = =(119174.991/1000-34)/(2500+1.842+34)= 0.033 (kg ẩm / kg không khí khô) = 0.993x0.033/[0.053x(0.622+0.033)]=95.336% (theo [8] công thức 2.19) Giá trị phù hợp ta lấy nhiệt độ t2 = 34oC chọn lúc trước =[1.293x273/(273+34)](1- 0.378x0.953x0.053/0.993) = 1.128 (kg/m3) Khối lượng riêng trung bình tác nhân sấy buồng sấy: =( + )/2=(1.104+1.128)/2=1.116 (kg/m3) Lượng không khí khô cần thiết để bốc kg ẩm: =1/(0.033-0.03)=346.705 (kg không khí khô/ kg ẩm) (theo [8] công thức 7.14) Lượng không khí khô cần thiết giờ: Lo = lo.W =346.705x26869.661 (kg không khí khô/h) (theo [8] công thức 7.14) Hệ số trao đổi ẩm: =0.0229+0.0174x1.8=0.054 (kg/m2.h.mmHg) =40.668 (kg/m2.h.bar) (theo [7] công thức 5.64) Cường độ sấy: Jm = (Pm – P) =40.668(0.065-0.048)=0.678 (kg/m2h) (theo [7] công thức 5.52) Trang ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB Trong Pm =(Pb1 + Pb2 )/2: áp suất bề mặt vật liệu sấy(tính cách gần đúng) P =(P1 + P2)/2 : áp suất tác nhân sấy Tốc độ sấy đẳng tốc : N = 100Jmf =100x0.678x1.38= 93.504 (%/h) (theo [7] công thức 5.63) Hệ số sấy tương đối: = 1.8/257=0.007 (theo [8] công thức 5.25) Độ ẩm tới hạn: =1/0.007+15=182.778(%) thức 3.36) Thời gian sấy đẳng tốc: (W1 – Wth)/N =(257-182.778)/93.504= 0.794 (h) công thức 5.67) Thời gian sấy giảm tốc: = (theo [7] công (theo [7] =2.904(h) (theo [7] công thức 3.44) Thời gian sấy tổng cộng: =3.698 (h) Lượng ẩm thóat giờ: W= G/ =77.5/3.698=20.957(kg/h) 2.1.5 Tính tóan trình sấy thực: *Tổn thất qua kết cấu bao che: Tường buồng sấy làm gạch đỏ dày 0.25m có hệ số dẫn nhiệt 0.7W/m2K Giả thiết nhiệt độ bề mặt tường tw1=33.924 (oC) Nhiệt độ trung bình tác nhân sấy buồng sấy: tf1=(t1+t2)/2=(41+34)/2=37.5(oC) Mật độ dòng nhiệt trao đổi nhiệt đối lưu tác nhân sấy mặt tường: q1 = 1.715(tf1 – tw1)1.333 =1.715(37.5-33.924)1.333= 9.374 (W/m2) (theo [8] coâng thức 7.50) Mật độ dòng nhiệt dẫn nhiệt: =0.25(33.924 – tw2)/0.25 (theo [8] công thức 7.43) Với q1 = q2 nên có tw2 = 30.576 (oC) Mật độ dòng nhiệt trao đổi nhiệt đối lưu mặt ngòai tường với không khí xung quanh: Trang ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB q3 = 1.715(tw2 – tf2)1.333 =1.715(30.576-27)1.333= 9.374 (W/m2) (tf2 nhiệt độ môi trường xung quanh tf2 =27oC) Kiểm tra lại điều kiện q3 = q1 nên giá trị tw1 = 33.924oC chọn ban đầu xác Tổn thất môi trường xung quanh: Qt = 3600.q1.Ft = 3600x9.374x7.84=264582.776 (J/h) Tổn thất qua nền: Qn = 3600.qn.Fn =3600x33.375x1.95= 234292.5 (j/h) Trong qn = 33.375(W/m2) (giả sử buồng sấy xây cách tường nhà 1m) (theo [8] bảng 7.1 trang142) Tổng tổn thất qua kết caáu bao che: Qbc = Qt + Qn =264582.776+234292.5= 498875.276 (J/h) qbc = Qbc/ W=498875.276/20.957 =11178.021(J/kg ẩm) *Tổn thất vật liệu sấy mang đi: Chọn nhiệt độ mít tv2=36(oC) Tổn thất nhiệt vật liệu sấy mang ñi: Qv =G2Cv(tv2 – tv1)/ =50x1360.6(36-35)/ 3.698 = 18398.916 (J/h) qv = Qv/W =18398.916/20.957= 877.806 (J/kg ẩm) *Tính = Ca tv1 - qbc -qv = 4180x35 - 11178.021 - 887.806 = 134234.173(J/kg ẩm) (theo [8] công thức 7.20) *Tính tóan lưu lượng tác nhân sấy: i2 =1000(1.842t2 +2500) =1000(1.842x34+2500) = 2562628 (J/kg aåm) Cdx(d1) = 1000(Cpk + Cpad1) =1000(1+1.842x 0.03) = 1055.910 (j/kgđộ) (theo [8] trang173) =0.03+1055.91(41-34)/(2562628-134234.173)= 0.033 (kg ẩm/ kg không khí khô) I2 =[t2 +d(2500+1.842t2)].1000 =[34+0.033(2500+1.842x34)].1000=119583.595 (J/kg không khí khô) =0.993x0.033x100%/(0.053(0.622+0.033))=96.421(%) =1/(0.033-0.03)=328.543(kgkhông khí khô/kg ẩm) L =lW =328.543x20.957 =6886.297 (kgkhông khí khô/h) Khối lượng riêng không khí khô nhiệt độ trung bình buồng sấy: =1.293x273/310.5=1.286 (kgkhông khí khô/m3) Trang ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB : nhiệt độ trung bình buồng sấy (oK) Khối lượng ẩm ứng với m3 không khí khô (ở nhiệt độ trung bình buồng sấy): = =1.286x0.0315=0.041 (kg ẩm/m3không khí khô) =(0.03+0.033)/2=0.0315(kg ẩm/kg không khí khô) Lưu lượng không khí khô qua buồng sấy: V=L/ =6886.297/1.286=5355.092 (m3 không khí khô/h) Lưu lượng không khí ẩm qua buồng sấy: V’=(L + V )/ =(6886.297+5355.092x1.286x0.0315)/1.116 =6366.855 (m3 không khí /h) = 1.769 (m3 không khí/s) Tốc độ tác nhân sấy: v’ = V’/Ftd = 1.769/0.99=1.786(m/s) Sai số giá trị v chọn ban đầu: =(1.8-1.786)x100%/1.786=0.759(%) Vậy giá trị v chọn ban đầu xem hợp lý *Biểu diễn trình sấy đồ thị I-d + A:(1) IA =I1 = 119174.991 (J/kg không khí khô) tA = 41(oC) + B: (2) dB =0.033 (kg ẩm/kg khơng khí khơ) IB = I2 = 119583.595 (J/kg không khí khô) tB = 34(oC) + C : (3) dC = dB = d2 = 0.033(kg ẩm/kg không khí khô) PbC = 0.993x0.033/(0.622+0.033)=0.051(bar) tC =(4026.42/(12-ln(PbC))-235.5=(4026.42/(12-ln(0.051)))235.5=33.223(oC) Trang ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB IC =[tC +dC(2500+1.842tC)]1000=[33.223+0.033(2500+1.842)]1000=118758.48 (J/kg không khí khô) + D: (4) dD = dA = d1 =0.030(kg aåm /kg không khí khô) PbD =0.993x0.03/(0.622+0.03)=0.046(bar) tD =(4026.42/(12-ln(PbD))-235.5=(4026.42/(12-ln(0.046)))235.5=31.629(oC) ID =[tD +dD(2500+1.842tD)]1000= [31.629 +0.03(2500+1.842x31.629)]1000 = 109280.411(J/kg không khí khô) 2.2 Tính chọn máy nén Điểm 1' t (0C) 68.1 45 45 P (bar) 5.487 5.487 17.266 17.266 17.266 5.487 H (kJ/kg) 705.38 707.6 736.77 716.3 555.97 555.97 qo = h1 – h5 =705.38-555.97= 149410 (j/kg) Lượng thực tế hút vào xylanh: G =Q/qo =23000/149410 =0.154(kg/s) (theo [5] trang102) Lấy Q=23(KW) Thể tích thực tế hút vào xylanh: Trang 10 v (dm3/kg) s(kJ/kg) 43.77 1.752 1.752 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB A =0.321 trang 150) =0.419 150) (theo [5] (theo [5] trang =0.419 x 2316.0840.518 x 10.362 -0.095 =18.648 (theo [5] coâng thức 6.20) Hệ số tỏa nhiệt đối lưu phía không khí: =18.648 x 0.0257 /0.00772=62.078(W/m2K) kk= 0.0257(W/m.độ) trang 149) Hệ số tỏa nhiệt qui ước: (theo [10] =1/[1/(62.078 x 4.184) + 5x10-3 + 0.00162]=95.518 (theo [5] công thức 6.69) Với Rc , Rn : nhiệt trở chỗ tiếp xúc cánh ống, nhiệt trở nước ngưng tụ Lấy Rc =5.10-3(m2K/W) (theo [5]trang 226) =0.001/0.6176=0.00162(m2K/W) Với nước Lấy , chiều dày lớp nước (m), hệ số dẫn nhiệt =0.001m, =0.6176 (W/m.K) (lấy 30oC theo [10] trang133) =1 + 2480 x 0.003 /2.371=4.184 (theo [5] công thức 6.71) : biến thiên hàm ẩm nhiệt độ không khí trứơc sau qua bề mặt truyền nhiệt =dB – dD = 0.033 - 0.03=0.003 (kg ẩm/ kg không khí khô) = tB – tD =34 – 31.629 = 2.371 (oC) Thông số = =79.887 (theo [5] công thức 6.74) Trong Hệ số dẫn nhiệt cánh c =203.5 (W/mđộ) (theo [5] trang 237) Chiều cao qui ước cánh: =0.5 x 0.016 (2.875-1) (1+0.35ln2.875)=0.021(m) (theo[5] trang 151) Trong : Trang 13 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB =1.15S1/dng =1.15x0.04/0.016= 2.875 (theo [5] trang 152) Hiệu suất cánh: =th(79.887x0.021)/(79.887x0.021)=0.565 (theo [5] trang 152) Diện tích cánh m ống: =2[0.04x0.04 - 3.14x0.0162/4]/0.005=0.56(m2/m) (theo [5] trang 198) Diện tích khỏang cánh m ống : =3.14x0.016x(1-0.0004/0.005)=0.046 (m2/m) (theo [5] trang 198) Tổng diện tích mặt ngòai có cánh m oáng: F = Fc + Fo =0.56+0.046=0.606 (m2/m) (theo [5] trang 198) Diện tích bề mặt m ống: =3.14x0.014=0.044 (m2/m) Hệ số làm cánh: =0.606/0.044=13.782 Hệ số tỏa nhiệt phía không khí qui đổi theo bề mặt củaống: =95.518x(0.56x0.565x0.85/0.044+0.046/0.044)=68 5(W/m2K) (theo[5] công thức 6.73) Trong =0.85 Chọn nhiệt độ vách tv =7.599(oC) Mật độ dòng nhiệt phía không khí qui đổi theo bề mặt ống: qtr= =685(32.815-7.599)=17272.96 (W/m2) (theo [5] công thức 6.76) Diện tích bề mặt truyền nhiệt: =21000/17270.332=1.216(m2) (theo [5] công thức 6.77) Diện tích cho không khí qua: fkh = V’/v2 =1.769 /4.5=0.393 (m2) Diện tích bề mặt truyền nhiệt cụm ống ( bố trí cụm ống dọc theo chiều chuyển động không khí): Trang 14 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB ( theo[5] công thức 6.79) =0.393x3.14x0.014/(0.04-0.016-2x0.0004x0.012/0.005)=0.782(m2) Trong h = (S1 – dng)/2 =0.012(m) Số cụm ống làm việc song song: z*=F*tr/F’tr =1.216/0.782=1.555 (theo [5] công thức 6.80) So sánh với giá trị z chọn ban đầu ta chọn z=2, ta có truyền nhịêt lớn diện tích cần thiết lấy làm công suất dự trữ cho thiết bị *Nhiệt độ sôi R22 thiết bị bay to = 3oC Khối lượng riêng R22 lỏng =1274.2 (kg/m3) Nếu ta xem lượng nhiệt làm nhiệt R22 ống không đáng kể vận tốc R22 lỏng ống là: =4x21000/(3.14x0.0142x2x149410x1274.2)=0.35(m/s) (theo [5] trang 238) Trong qo = h1 – h5 =149410(J/kg) Mật độ dòng nhiệt phía R22 lỏng bay hơi: = [1.355(7.599-3)]2.5(x1274.2/0.014)0.5=17301.97 (W/m2) (theo[5] công thức 6.50) Trong A=1.355 (theo [5] bảng 6.28 trang219) Vì qtr qa-tr từ ta thấy chọn tv = 7.599 oC hợp lý Tổng chiều dài ống cụm ống : =0.393/(0.04-0.016-2x0.0004x0.012/0.005)=17.8 (m) (theo[5] công thức 6.81) Số hàng ống cụm ống : =[17.8/(0.04x1.93)]0.5=15.184 chọn m=18 Trong chọn K=1.93 Chiều dài ống cụm ống : l = L1/m =17.8/18=0.989 1(m) *Kiểm tra lại vận tốc không khí sau chọn m: +Diện tích tiết diện cho không khí qua m chiều dài ống có cánh: Trang 15 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB =(0.04-0.016)(0.005-0.0004)/0.005=0.0221(m2/m) + Tổng diện tích cho không khí qua: Fkh = m.l.f’kh =18x1x0.0221=0.397(m2) + Vận tốc không khí : v’1 =V’/Fkh = 1.769 /0.397=4.45(m/s) + So sánh với vận tốc chọn ban đầu v1 =4.5m/s ta có: =(4.5-4.45)x100%/4.45=1.126(%) Vậy thông số chọn hợp lý Lưu lượng R22 lỏng ống : G*=Q2/qo =21000/149410=0.14(kg/s) Vì v1 kk=4.5x1.116=5.022 (kg/m2s) nên theo [5] với vận tốc khối hạt nước chưa bay theo gió, ta không cần phải đặt thiết bị chắn phía sau thiết bị bay 2.4 Tính tóan thiết bị ngưng tụ Công suaát Q1 = (IA – ID)L/3600 =18926.948(j/s) Chọn Q1 =19500(j/s) Sử dụng thiết bị ngưng tụ cánh phẳng có ống làm đồng, cánh làm nhôm Chọn bước cánh SC =0.003(m) Bề dày cánh =0.0003(m) Bước ống đứng S1=0.04(m) Bước ống dọc theo dòng lưu chất ngòai ống S2=0.04(m) Đường kính dtr =0.014(m) Đường kính ngòai dng=0.016(m) Chọn vận tốc dòng khí v1 =4(m/s) Số cụm ống theo chiều không khí z=6 Chiều dài cánh theo chiều dài không khí L = S2.z=0.24(m) Đường kính tương đương: =2(0.04-0.016)(0.03-0.0003)/(0.04-0.016+0.003-0.0003)=0.0049(m) Công thức dùng để xác định Nu nói sử dụng =4x0.0049/(1.5x10-5)=1078.053 2500 dng=0.016(m) L/dtđ =0.24/0.0049=49.444 SC/dng=0.003/0.016=0.188 S1/dng=0.04/0.016=2.5 tkh =(tA+tD)/2=(31.629+41)/2=36.315oC Trang 16 khoûang 50010-16mm 4-50 0.18-0.35 2-5 -40oC-40oC ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB =0.45+0.006x49.444=0.776 =-0.28+0.08x1078.053/1000=-0.194 =1.36-0.24x1078.053/1000=1.101 A=0.049 trang150) =0.049x1.101=0.054 (theo [5] =0.054x1078.0530.776 (49.444)0.194=5.766 (theo [5] công thức 6.20) Hệ số tỏa nhiệt đối lưu phía không khí: =5.766x0.0257/0.0049=30.53(W/m2K) = 0.0257(W/m.độ) trang 149) (theo [10] kk =[2x30.53/(203.5x0.0003)]0.5=31.625 Trong Hệ số dẫn nhiệt cánh c =203.5 (W/mđộ) (theo [5] trang 237) Chiều cao qui ước cánh: =0.5x0.016(2.875-1) (1+0.35ln2.875)=0.021(m) Trong : =1.15x0.04/0.016=2.875 Hiệu suất cánh: =th(31.625x0.021)/(31.625x0.021)=0.879 (theo [5] công thức 6.22) Diện tích cánh m ống: =2[0.04x0.04 - 3.14x0.0162/4]/0.003=0.933(m2) Diện tích khỏang cánh m ống : =3.14x0.016(1-0.0003/0.003)=0.045(m2) Tổng diện tích mặt ngòai có cánh m ống: F = Fc + Fo =0.933+0.045=0.978(m2) Diện tích bề mặt m ống: =3.14x0.014=0.044(m2) Diện tích bề mặt ngòai m ống: Trang 17 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB =3.14x0.016=0.05(m2) Hệ số làm cánh : =0.978/0.044=22.245 Hệ số tỏa nhiệt phía không khí qui đổi theo bề mặt ngòai: =30.53(0.933x0.879x0.85/0.978+0.045/0.978)=23.163(W/m2K) (theo [5] công thức 6.21) Trong =0.85 Chênh lệch nhiệt độ trung bình môi chất bình ngưng không khí : =(41-31.629)/ln[(45-31.629)/(45-41)]=7.765(OC) Trong tK =45oC nhiệt độ ngưng tụ môi chất bình ngưng Chọn giá trị =tk - tv =1.143oC ( độ chênh nhiệt độ ngưng tụ nhiệt độ vách) Mật độ dòng nhiệt phía không khí theo bề mặt ống: = =3374.043(W/m2) (theo [5] trang188) (theo [5] trang 622) = dtr – dng =0.002(m) Hệ số tỏa nhiệt phía R22: (theo [5] trang188) =0.72[180800x1108x0.07663x9.81/(1.96x107 x0.014x1.43)]0.25=2951.116(W/m2K) Trong =h2 – h4 =736770 - 555970=180800(J/kg) =1108 (kg/m3) λ = 0.0766(W/mK) ν = 1.96x10-7(m2/s) Mật độ dòng nhiệt phía R22: =2951.116x1.43=3374.011(W/m2) (theo [5] trang189) Vì qkh-tr qa-tr nên giá trị chọn ban đầu xác Diện tích bề mặt bình ngưng: Trang 18 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB =19500/3374.011=5.77(m2) (theo [5] trang189) Tổng chiều dài ống bình ngưng: =5.77/0.044=131.1(m) (theo [5] trang189) Chọn chiều dài ống là: l (m) Tổng số ống bình ngưng: =131.1 132 (ống)(làm tròn lên) (theo [5] trang189) Chọn số ống thực n’=132(ống) Số ống bố trí mặt diện: =132/6=22(ống) (theo [5] trang189) Diện tích tiết diện cho không khí qua m chiều dài ống có cánh: =(0.04-0.016)(0.003-0.0003)/0.003=0.022(m2/m) (theo[5] trang198) Tổng diện tích cho không khí qua: Fkh = n1.l.fkh =22x1x0.022=0.475(m2) trang190) Vận tốc không khí: v’1=V’/Fkh =1.769 /0.475=3.969(m/s) trang190) So sánh với vận tốc chọn ban đầu v1 =4m/s ta có: (theo [5] (theo [5] =(4-3.969)x100%/3.969=0.779(%) Vậy vận tốc chọn ban đầu hợp lý Lưu lượng R22 lỏng thiết bị: G’=Q1/(h3 – h4) =19500/(716300-555970)= 0.123(kg/s) 2.5 Tính tóan thiết bị ngưng tụ ngòai Lưu lượng R22 lỏng thiết bò: G’’=G* - G’ =0.14-0.123=0.017(kg/s) Q3* = G’’(h3 – h4) = 0.017(716300-555970)=2725.6(J/s) Lấy công suất thiết bị ngưng tụ ngòai Q3 =2800(J/s) Nhiệt độ không khí vào khỏi thiết bị là:t1 = 27oC ,t2 = 29oC Nhiệt độ trung bình không khí thiết bị: 28oC Thông số nhiệt vật lý không khí ôû 28oC (theo [5] trang 186) Ckh =1009(j/kg) =1.169(kg/m3) Trang 19 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB =2.57x10-2(W/mK) ν kh = 15.91x10-6(m2/s) Lượng không khí cần thiết để giải nhiệt bình ngưng: Gkh =Q3/[Ckh(t2 – t1)]=2800/[1009(29-27)]=1.388(kg/s) Thể tích không khí giải nhiệt: Vkh =Gkh/ =1.388/1.169=1.187(m3/s) Sử dụng thiết bị ngưng tụ cánh phẳng có ống làm đồng, cánh làm nhôm Chọn bước cánh SC =0.004(m) Bề dày cánh =0.0003(m) Bước ống đứng S1=0.05(m) Bước ống dọc theo dòng lưu chất ngòai ống S2=0.05(m) Đường kính dtr =0.01(m) Đường kính ngòai dng=0.012(m) Chọn vận tốc dòng khí v3 =3(m/s) Số cụm ống theo chiều không khí z=1 Chiều dài cánh theo chiều dài không khí L = S2.z=0.05(m) Đường kính tương đương: =2(0.05-0.012)(0.004-0.0003)/(0.05-0.012+0.004-0.0003)=0.0049(m) Công thức dùng để xác định Nu nói sử dụng = 3x0.0049/(15.91x10-6)=1271.54 khỏang 500-2500 dng=0.012(m) L/dtđ = 0.05/0.0049=7.415 SC/dng=0.004/0.012=0.333 S1/dng=0.05/0.012=4.167 tkh =(t1+t2)/2=(27+29)/2=28oC 10-16mm 4-50 0.18-0.35 2-5 -40oC-40oC =0.45+0.0066x7.415=0.499 =-0.28+0.08x1271.54/1000=-0.178 A=0.37 =1.36-0.24x1271.54/1000=1.055 (theo [5] trang150) =0.37x1.055=0.391 =0.391x1271.540.499x7.415-0.178=9.676 công thức 6.20) Hệ số tỏa nhiệt đối lưu phía không khí: =9.676x0.0257/0.0049=36.875(W/m2K) Trang 20 (theo [5]