BÀI LUẬN môn HỌC đề tài tính toán thiết kế máy sấy lạnh sản lượng 50kgmẻ môn thiết kế hệ thống cung cấp nhiệt

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH - - BÀI LUẬN MÔN HỌC Đề tài: Tính toán thiết kế máy sấy lạnh sản lượng 50kg/mẻ Môn: Thiết kế hệ thống cung cấp nhiệt GVHD: T.S NGUYỄN HIẾU NGHĨA Nhóm SVTH: Vũ Văn Hảo 16062971 Văn Nguyễn Tiến Dũng 16051801 Phạm Hoàng Hải 16046581 TP HCM, ngày 31 tháng 05 năm 2019 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TPHCM Khoa Cơng nghệ Nhiệt Lạnh CỘNG HÒA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN CUNG CẤP NHIỆT Họ tên: Vũ Văn Hảo MSSV: 16062971 Văn Nguyễn Tiến Dũng 16051801 Phạm Hồng Hải 16046581 Khoa: Cơng nghệ nhiệt lạnh Năm học: 2018-2019 Tên đề tài Tính tốn thiết kế máy sấy lạnh để sấy Mít có suất 50 kg/mẻ I/ Thông tin thực đề tài: Số liệu cho trước: Loại vật liệu: Mít Năng suất: 50 kg/mẻ II/ Nội dung đề tài: - Nghiên cứu lý thuyết cơng nghệ sấy bơm nhiệt - Tính tốn thiết kế máy sấy lạnh theo nguyên lí bơm nhiệt - Phân tích, đánh giá kết thực nghiệm III/ Ngày giao nhiệm vụ: 10/1/2019 IV/ Ngày hoàn thành nhiệm vụ: Bộ môn Giảng viên hướng dẫn NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN B€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£tB€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£t Mục lục LỜI CẢM ƠN Chương 1: Tổng Quan 1.1 Giới thiệu đề tài 1.1.1 1.2 Lý chọn đề tài .2 Giới thiệu vật liệu sấy 1.2.1 Sơ lược mít 1.2.2 Thành phần hóa học mít 1.2.3 Lý chọn vật liệu sấy .4 1.2.4 Các quy trình thực sấy Chương 2: Cơ sở lý thuyết 2.1 Lựa chọn phương án sấy 2.2 Sấy lạnh ( sấy bơm nhiệt ) 2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình sấy .7 Chương 3: Lựa chọn phương án tính tốn q trình sấy 3.1 Lựa chọn phương án sấy 3.2 Các Thơng Số Tính Tốn 3.2.1 Vật Liệu Sấy 3.2.2 Tác Nhân Sấy 3.4 Tính Tốn Q Trình Sấy Lý Thuyết Thực Tế 11 3.4.1 Đồ Thị I-d 11 3.4.2 Tính Tốn Q Trình Sấy 11 Chương 4: Tính Tốn Thiết Kế Sấy Lạnh 26 4.1 Chọn môi chất 26 4.1.1 Chọn môi chất nạp 26 4.1.2 Nhiệt độ ngưng tụ 26 4.1.3 Nhiệt độ bay 26 4.1.4 Nhiệt độ hút 27 4.1.5 Tính tốn chu trình 27 4.1.6 Tính tốn lưu lượng mơi chất tuần hồn qua hệ thống: 29 4.2.Tính chọn máy nén 30 4.2.1 Tính tốn chu trình chế độ u cầu .30 B€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£tB€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£t B€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£tB€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£t 4.2.2 Tổn thất lượng công suất động 32 4.3 Dàn ngưng (Thiết bị gia nhiệt khơng khí) .33 4.4 Dàn bay (Thiết bị làm lạnh khơng khí) .35 4.5 Chọn Đường ống dẫn môi chất .36 4.5.1 Đường ống đẩy 36 4.5.2 Đường ống hút 37 Chương 5: TÍNH TỐN TRỞ LỰC VÀ CHỌN QUẠT 38 Chương 6: TÍNH THỜI GIAN HOÀN VỐN 42 Bản vẽ Cad thiết bị sơ đồ nguyên lý .47 KẾT LUẬN .49 Tài liệu tham khảo 50 B€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£tB€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£t B€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£tB€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£t Mơn: Thiết kế hệ thống cung cấp nhiệt Nhóm:4 LỜI CẢM ƠN Từ ngày đầu bước chân vào giảng đường đại học lúc hoàn thành đề tài này, em nhận quan tâm dạy giúp đỡ tận tình thầy cô Qua luận văn này, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến:  Ban giám hiệu Trường Đại Học Cơng Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh  Ban chủ nhiệm Khoa Công Nghệ Nhiệt Lạnh  Q thầy tận tình dạy em thời gian học tập trường  Cuối cùng, em muốn nói lời cám ơn đến ba mẹ người gia đình quan tâm, lo lắng, động viên em ngày học tập xa nhà  Em xin gửi đến quý thầy cô, ba mẹ tất người lời chúc sức khoẻ lời cám ơn chân thành ! TPHCM, ngày 10 tháng 01 năm 2019 SVTH: Vũ Văn Hảo Văn Nguyễn Tiến Dũng Phạm Hồng Hải Page: B€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£tB€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£t B€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£tB€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£t Mơn: Thiết kế hệ thống cung cấp nhiệt Nhóm:4 Chương 1: Tổng Quan 1.1 Giới thiệu đề tài 1.1.1 Lý chọn đề tài - Việt Nam nằm vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, có bờ biển dài 3000 Km, độ ẩm khơng khí thường 70%, nhiệt độ cao lên tới 38 oC Khí hậu nóng ẩm điều kiện thuận lợi để nấm mốc loại vi sinh vật có hại phát triển làm hư hại loại lương thực, thực phẩm, hoa quả, giống trồng, thuốc chữa bệnh… Bên cạnh đó, nước ta lại nước nơng nghiệp, trình độ khoa học kỹ thuật cịn lạc hậu Có nhiều địa phương khơng có trang bị kỹ thuật bảo quản hoa quả, nông sản sau thu hoạch nên thường bán bán tháo với giá rẻ mùa thu hoạch đến Có giá trị đạt khoảng 20% so với giá trị thực Để tránh tình trạng để đa dạng hố loại sản phẩm nơng nghiệp, nâng cao giá trị sử dụng sản phẩm, nâng cao thu nhập cho người nông dân, việc nghiên cứu nâng cao chất lượng sản phẩm sau thu hoạch yêu cầu cần thiết thời gian Ngày nay, nhu cầu chất lượng sản phẩm ngày đòi hỏi khắt khe, đặc biệt loại sản phẩm cần giữ màu sắc mùi vị kẹo, hoa quả, thuốc chữa bệnh… Hơn nữa, năm gần đây, Việt Nam có nhiều bước tăng trưởng mạnh nơng - lâm - ngư nghiệp Để cạnh tranh thời kỳ hội nhập WTO bắt buộc sản phẩm sấy phải đảm bảo chất lượng uy tín cao Với loại rau, củ, quả, dược liệu… sấy nhiệt độ cao phá huỷ chất hoạt tính sinh học hóc mơn, màu, mùi vị, men, vitamin, protêin… làm thay đổi chất lượng sản phẩm Vì thế, sấy lạnh nguyên lý bơm nhiệt phương pháp bảo quản sau thu hoạch đáp ứng yêu cầu khắt khe chất lượng sau sấy Bởi tác nhân sấy có độ ẩm thấp, nhiệt độ sấy thấp nên trình sấy xẩy nhiệt độ thấp so với phương pháp sấy thơng thường hạn chế thay đổi khơng có lợi màu sắc mùi vị tự nhiên sản phẩm Như vậy, việc tìm tịi phát triển rộng hệ thống hút ẩm sấy lạnh thực phẩm, nông sản sau thu hoạch, lâm sản, dược liệu yêu cầu cấp bách khuyến khích phát triển nơng nghiệp, chuyển đổi cấu trồng, sản xuất mặt hàng thay nhập xuất thị trường giới, tiết kiệm lượng, giảm vốn đầu tư giá thành sản phẩm Bơm nhiệt thiết bị nhiệt-lạnh xem có khả tiết kiệm lượng [1] Qua nhiều năm nghiên cứu triển khai ứng dụng để hút ẩm sấy lạnh thấy bơm nhiệt có nhiều ưu điểm có khả ứng dụng rộng rải Page: B€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£tB€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£t B€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£tB€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£t Mơn: Thiết kế hệ thống cung cấp nhiệt Nhóm:4 điều kiện khí hậu nóng ẩm, phù hợp với thực tế Việt Nam, mang lại hiệu kinh tế - kỹ thuật đáng kể Bơm nhiệt sấy lạnh đặc biệt phù hợp với sản phẩm cần giữ trạng thái, màu mùi, chất dinh dưỡng không cho phép sấy nhiệt độ cao, tốc độ gió lớn [2] Hiện có nhiều cơng trình nghiên cứu ứng dụng sấy lạnh dùng bơm nhiệt có hiệu thực tiễn cao Tuy nhiên, chưa có tài liệu nói rõ việc tính tốn thiết kế hệ thống sấy lạnh dùng bơm nhiệt cụ thể Vì vậy, nhóm chọn đề tài: “Thiết kế hệ thống sấy Mít nhiệt độ thấp sử dụng sấy lạnh” để làm đề tài tìm hiểu nhóm 1.2 Giới thiệu vật liệu sấy 1.2.1 Sơ lược mít Mít loại gỗ to, cao 15 ¿ 20m (có thể hơn) Cành non có lơng mềm gồm nhiều hoa, bao hoa hình ống có hai phiến dính hai đầu, nhị có bao phấn rộng, cụm hoa mọc thân cành già, hình bầu dục, có nhiều hoa, bao hoa hình trụ Quả mít phức to hình bầu dục, vỏ ngồi có nhiều gai nhọn gồm nhiều thịt mềm, hạt to Quả mít lúc thu hoạch có khối lượng từ (4 - 25) kg Quả mít dài từ (20 - 90) cm; đường kính từ (15 - 50) cm Mổi Mít có 100 - 500 hạt tương ứng với 100 - 500 múi ( Mỗi múi đơn) Mít mọc hoang dại vùng rừng mưa Ấn Độ Mít ưa khí hậu nóng ẩm, mưa nhiều, Mít chịu hạn tốt nhờ rể ăn sâu chịu úng Hiện nay, Mít trồng nhiều nước: Ấn Độ, Hình Hình ảnh mít múi mít Xrilanca, Lào, Việt Nam, Thái Lan…và trở thành loại ăn quan trọng nhiều nước Thái Lan có diện tích trồng Mít 40700 ha; Philippin 13000 ha; Malaysia 1500 ha…[3] 1.2.2 Thành phần hóa học mít Phần thịt ăn Mít chiếm 25 – 40 % trọng lượng Trong 100g phần chứa 72 – 77,2g nước; 1,3 – 2g protein; 0,1 – 0,4g chất béo; 18,9 – 25,4g carbohydrat; 0,8 – 1,1g chất xơ; 0,8 – 1,4g tro; Vitamin A chiếm 175 – 540 đơn vị quốc tế; Niacin 0,9 – mg; Vitamin C từ – 10g.[3] Phần không ăn Mít giàu Pectin dùng để chế biến Mứt Hạt chứa 70% tinh bột; 5,2% Prơtít; 0,62% chất béo; 1,4% muối khống Hạt Mít sấy để làm thực phẩm thay gạo Page: B€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£tB€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£t B€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£tB€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£t Mơn: Thiết kế hệ thống cung cấp nhiệt Nhóm:4 1.2.3 Lý chọn vật liệu sấy Mít loại ăn có giá trị, giá thành thấp thuốc quý Ngày nay, có nhiều sản phẩm chế biến từ mít nhiều người ưa chuộng như: Mít sấy, thức ăn từ hạt Mít, loại nước ép từ Mít Mít đóng hộp Ở Việt Nam, có nhiều cơng ty thành công việc xuất thị trường giới sản phẩm từ hoa đặc biệt Mít Điển hình cơng ty Vinamit Tuy nhiên, cơng nghệ sấy hoa công ty nhập dây chuyền công nghệ sấy thăng hoa dùng nước từ nước nên giá thành sản phẩm cịn cao 1.2.4 Các quy trình thực sấy Nguyên liệu mít thường mít chín tự nhiên thân mềm, mắt mít nở to, gai khơng nhọn Sau thu mua về, người ta phân loại loại bỏ mít bị hư thối, sâu bệnh Loại bỏ vỏ, hột sớ mít thủ cơng Giữ lại múi mít để đem sấy Múi mít có màu vàng óng, cùi dày, vị bùi, xơ mít màu vàng nhạt màu trắng Trong trình phân loại múi mít đồng để đảm bảo hiệu suất tốt Cắt lát: Để tạo cảm quan cho sản phẩm tăng hiệu cho trình sấy, múi mít thường cắt thành lát mỏng máy cắt Yêu cầu sản phẩm sau trình cắt phải đồng kích thuớc, khơng bị dập nát, Sản phẩm sau sấy dễ đóng gói bảo quản Sấy khô: Sấy (ở nhiệt độ 30-50C) theo phương pháp sấy lạnh Hình Mít sau sấy Đóng gói bảo vệ sản phẩm: Đóng gói túi hút chân khơng đóng gói theo u cầu khách hàng Page: B€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£tB€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£t B€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£tB€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£t Mơn: Thiết kế hệ thống cung cấp nhiệt Nhóm:4 q trình sấy Việc sử dụng dàn ngưng bơm nhiệt để thay cho thiết bị gia nhiệt làm giảm chi phí điện hệ thống, qua làm giảm chi phí lắp đặt vận hành hệ thống sấy dùng bơm nhiệt * Chọn loại dàn ngưng Ta chọn loại dàn ngưng giải nhiệt khơng khí đối lưu cưỡng Cấu tạo thiết bị hình vẽ sau: Hình 14 dàn ngưng Do mơi chất Freon R22 nên ta chọn ống đồng cánh nhôm để làm ống dẫn môi chất dàn ngưng Dựa vào công suất dàn ngưng tụ bơm nhiệt: Qk = 48,714 kW Ta chọn dàn ngưng RF-SA102F2H-063N04D có thơng số: Hình 15 Thơng số dàn ngưng để chọn Page: 36 B€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£tB€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£t B€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£tB€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£t Mơn: Thiết kế hệ thống cung cấp nhiệt Nhóm:4 Dài x Rộng x Cao : 2632 x 828 970 mm 4.4 Dàn bay (Thiết bị làm lạnh khơng khí) * Cơng dụng Dàn bay có tác dụng nhận nhiệt khơng khí chuyển động bên ngồi dàn làm nhiệt độ khơng khí giảm xuống nhiệt độ đọng sương để tách phần ẩm khơng khí trước vào dàn bay đồng thời hóa mơi chất chuyển động bên dàn lạnh từ trạng thái lỏng đến trạng thái bão hòa * Chọn loại dàn bay Hình 17 Dàn bay Dàn bay có tác dụng làm lạnh khơng khí nên ta chọn loại dàn bay làm lạnh không khí đối lưu cưỡng Cấu tạo dàn hình vẽ Do làm lạnh khơng khí đến điểm sương nên dàn bay có máng hứng nước ngưng Cấu tạo dàn bay hình vẽ Với Q0 = 43,64 kW ,ta chọn dàn lạnh Meluck DD47/554A có thơng số: Năng suất lạnh: 47 kW Điện áp: 380V / 3P / 50Hz Page: 37 B€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£tB€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£t B€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£tB€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£t Mơn: Thiết kế hệ thống cung cấp nhiệt Nhóm:4 Diện tích trao đổi nhiệt: 200 m2 Trọng lượng: 408 kg Kích Thước: (L*W*H) 3938* 785* 975 4.5 Chọn Đường ống dẫn môi chất 4.5.1 Đường ống đẩy * Lưu lượng thể tích mơi chất qua ống đẩy: Vd = G.v2 = 0,295.14,06.10-3 = 4,15.10-3 m3/s * Tốc độ môi chất ống đẩy: Theo bảng 10-1 trang 345 - Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh- Nguyễn Đức Lợi: Tốc độ dịng chảy thích hợp, với mơi chất R22, ω h =(8 – 15) m/s Ta chọn ω h = 13 m/s * Đường kính ống: dtd = √ 4.V d = π ωh √ 4.4,15 10−3 = 0,02 m π 13 Dựa vào bảng 10-2 trang 346 - Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh- Nguyễn Đức Lợi, loại đường ống cho máy lạnh Freôn ta chọn loại ống có thơng số: - Đường kính trong: dt = 21 mm Đường kính ngồi: dn = 24 mm 4.5.2 Đường ống hút * Lưu lượng thể tích mơi chất qua ống hút: Vd = G.v1 = 0,295.36,89.10-3 = 10,88.10-3 m3/s * Tốc độ môi chất ống hút: Theo bảng 10-1 trang 345 - Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh- Nguyễn Đức Lợi: Tốc độ dòng chảy thích hợp, với mơi chất R22, ω h =(7 – 12) m/s Ta chọn ω h = 12 m/s * Đường kính ống: dtd = √ 4.V d = π ωd √ 4.10,88 10−3 = 0,034 m π 12 Dựa vào bảng 10-2 trang 346 - Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh- Nguyễn Đức Lợi, loại đường ống cho máy lạnh Freôn ta chọn loại ống có thơng số: Page: 38 B€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£tB€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£t B€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£tB€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£t Mơn: Thiết kế hệ thống cung cấp nhiệt - Nhóm:4 Đường kính trong: dt = 40 mm Đường kính ngồi: dn = 45 mm Chương 5: TÍNH TỐN TRỞ LỰC VÀ CHỌN QUẠT 5.1 Tính tốn đường ống dẫn tác nhân sấy Theo sơ đồ bố trí hệ thống, ta cần phải chế tạo hệ thống dẫn khơng khí từ quạt vào buồng sấy Diện tích mặt cắt xác định theo cơng thức : V F= ω , m2 Trong đó : - F : Diện tích tiết diện đường ống dẫn, m2 - V : Lưu lượng khơng khí đoạn ống, m3/s - ω : Tốc độ khơng khí ống, m/s * Chọn ω : Để lựa chọn tốc độ gió thích hợp tốn kinh tế kỹ thuật phức tạp Bởi vì: - Khi chọn tốc độ lớn đường kính ống nhỏ, chi phí cho đầu tư thấp, nhiên trở lực hệ thống lớn độ ồn khí động dịng khơng khí cao - Khi chọn tốc độ thấp đường kính ống lớn, chi phí cho đầu tư lớn, khó khăn cho lắp đặt độ ồn giảm Để phù hợp với hệ thống ta chọn tốc độ gió kênh dẫn gió m/s * Tính lưu lượng khơng khí Trong chương ta tính tốn lưu lượng khơng khí tuần hồn giây G kk = 1,72 kg/s Với nhiệt độ trung bình buồng sấy 35 0C, tra bảng phụ lục 25 – Thơng số vật lý khơng khí khơ - trang 424 – Giáo trình Lý thuyết, tính tốn thết kế hệ thống sấy – Bùi Trung Thành, ta có ρ = 1,1465 kg/m3 Khi ta có: Page: 39 B€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£tB€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£t B€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£tB€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£t Mơn: Thiết kế hệ thống cung cấp nhiệt Nhóm:4 Gkk 1,72 = = 1,5 m3/s 1,1465 ρ V 1,5 F= = = 0,1875 m2 ω V= Vậy: * Đường kính ống dẫn khơng khí: d= √ F = π √ 4.0,1875 = 0,48 m π Ta chọn đường kính ống dẫn d = 500 mm * Xác định chiều dài đường ống Chiều dài toàn đường ống l (m) xác định dựa vào sơ đồ bố trí hệ thống Theo tính tốn sơ chiều dài tổng cộng đường ống gió hệ thống từ xử lý khơng khí đến miệng thổi vào buồng sấy khoảng l = 3m 5.2 Tính tốn trở lực hệ thống 5.2.1 Tổn thất áp suất đường ống gió * Tổn thất ma sát: Tổn thất ma sát tính theo cơng thức 10-7 – trang 353- Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh- Nguyễn Đức Lợi l ω ρ ΔP ms=λ d , mmH2O Trong đó: + λ - Hệ số tổn thất ma sát + l - Chiều dài ống l = 3m + d – Đường kính tương đương ống, d = 0,15m + ω - Tốc độ khơng khí ống ω = m/s + ρ - Khối lượng riêng khơng khí nhiệt độ 40 0C Tra bảng Phụ Lục 25 – Thơng số vật lý khơng khí khơ – Trang 424 – Giáo trình Lý thuyết, tính tốn thết kế hệ thống sấy – Bùi Trung Thành , ta có thơng số khơng khí 40 0C là: ρ = 1,128 kg/m3; ν = 16,96.10-6 m2/s Khi đó: ω.d 8.0,15 Re = ν = 16,96.10−6 = 0,7.105 Với ống mỏng bề mặt láng, tiết diện tròn Re < 105 thì: Page: 40 B€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£tB€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£t B€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£tB€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£t Mơn: Thiết kế hệ thống cung cấp nhiệt λ= Vậy: Nhóm:4 0,3164 0,3164 = = 0,019 √ℜ √ 0,7.105 2 λ l ρ ω 0,019 1,128.8 = = 13,71 mmH2O d 0,15 ΔPms = ΔP * Tổn thất cục cb Hệ thống đường ống gió gồm có: + cút cong tiết diện trịn đốt với góc cong 900 Trang 360 ,ta ξ=0,27 + van điều chỉnh gió tiết diện tròn Trang 360 ,ta ξ=0 ,19 + côn mở rộng từ ống dẫn buồng sấy Trang 360 với góc α từ 45 – 900 ξ=0,9−1 Ta chọn ξ=0,9 + côn thu nhỏ từ buồng sấy vào xử lý khơng khí Với góc ξ=0,8 α khoảng 300 Tổn thất cục tính theo cơng thức: 2 ρ.ω , 128 =(2 , 27+0 ,19+0,9+0,8) =87 , 71 2 mmH2O Vậy tổng tổn thất đường ống gió: ΔP1 = 13,71 + 87,71 = 101,42 mmH2O ΔP cb=ξ 5.2.2 Tổn thất qua thiết bị hệ thống * Tính ΔP : trở lực thiết bị lọc bụi, buồng xử lý khơng khí, buồng sấy  Trở lực thiết bị lọc bụi tùy theo kiểu lọc bụi khác mà trở lực khác Trong hệ thống mật độ bụi không nhiều nên ta chọn thiết bị lọc bụi đơn giản lọc bụi kiểu lưới Theo mục 9.2.2.5 - Thiết bị lọc bụi kiểu lưới - trở lực lưới lọc nằm khoảng 30 ¿ 40 Pa Ta chọn trở lực lưới sử dụng hệ thống sấy 35 Pa = 3,57 mmH2O  Trở lực buồng sấy phụ thuộc vào kiểu buồng sấy, cách bố trí sản phẩm sấy, mật độ sấy… mà trở lực buồng sấy lớn hay nhỏ người ta xác định trở lực theo kinh nghiệm Hệ thống sấy chọn trở lực buồng sấy mmH2O  Với Trở lực qua buồng xử lý khơng khí tính theo cơng thức: ρ ω ΔP '=(30÷70 ) , mmH2O ω = 3,5 m/s ta chọn trở lực qua buồng xử lý khơng khí 280 mmH2O Page: 41 B€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£tB€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£t B€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£tB€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£t Mơn: Thiết kế hệ thống cung cấp nhiệt Nhóm:4 ΔP 2=280+3 ,57+ 5=288 , 57 mmH O Vậy Như tổng tổn thất trở lực hệ thống là: ΔP = ΔP1 + ΔP2 = 101,42 + 288,57 = 389,9 mmH2O Vậy ta chọn quạt có cột áp cao Theo Bơm quạt máy nén – TS Bùi Trung Thành -Quạt có cột áp thấp: Tiền điện cho mẻ: T = 2.386.905 đồng/ mẻ * Tổng chi phí cho mẻ sấy là: Tcp = 5.721.000 + 2.386.905 +1.020.000 = 9.128.000 VNđ/1mẻ * Lãi suất thu sau mổi mẻ sấy là: T = Tmẻ - Tcp = 10.000.000 - 9.128.000 = 872.000 VNđ * Lãi suất năm mà hệ thống đem lại: Nếu hệ thống dùng để sấy Mít khoảng thời gian hoạt động liên tục năm sấy Mít khoảng 242 ngày năm Mổi ngày sấy mẻ (thời gian sấy mẻ 10,2 tiếng) Do đó: A = T.242 = 872.000 x 242 = 210.999.000 VNđ = 211.000.000 VNđ * Tuổi thọ hệ thống đạt N = 15 năm Khấu hao tài sản cố định hệ thống năm là: i = 6,6% Xem giá trị lại hệ thống VNđ (Các thiết bị hết giá trị sử dụng) thu nhập hàng năm Ta có cơng thức tính thời gian hoàn vốn: T ( 1+i ) P−1 = -P + A(P/A, i%, Tp) = - P + A i (1+i ) Ta rút ra: T P A 211 ln A-P.i 211−331.727 0,066 = 1,7 năm T p= = ln (1+ i) ln (¿ 1+ 0,066)¿ ln Vậy thời gian hồn vốn hệ thống làm việc khơng gặp trở ngại 1,7 năm Page: 47 B€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£tB€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£t B€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£tB€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£t Mơn: Thiết kế hệ thống cung cấp nhiệt Nhóm:4 Bản vẽ Cad thiết bị sơ đồ nguyên lý Page: 48 B€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£tB€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£t B€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£tB€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£t Mơn: Thiết kế hệ thống cung cấp nhiệt Nhóm:4 KẾT LUẬN Trên sở phân tích, so sánh tính tốn thiết kế trên, ta rút kết luận sau: Việc sử dụng bơm nhiệt công nghệ sấy lạnh mang lại hiệu cao mặt kinh tế chất lượng sản phẩm Q trình sấy khơng bị ảnh hưởng điều kiện mơi trường nên áp dụng cho điều kiện thời tiết khắc nghiệt Do đó, thiết bị sấy lạnh dùng bơm nhiệt phù hợp với điều kiện Việt Nam Máy sấy nhỏ gọn để khơng gian nhà Hệ thống sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt phù hợp để sấy loại vật liệu có yêu cầu nhiệt độ sấy thấp, vật liệu cần có yêu cầu khắt khe mặt cảm quan màu sắc, mùi vị chất lượng sản phẩm sau sấy Về mặt kinh tế, hệ thống sấy lạnh sử dung bơm nhiệt đem lại hiệu kinh tế cao, thời gian hoàn vốn nhanh 1,7 năm, vốn đầu tư ban đầu không cao tầm 300 triệu cho hệ thống, chi phí cho đầu tư bảo dưỡng, chi phí cho điện thấp Trên thực tế, dùng máy điều hồ có cơng suất lạnh tương tự để thay cho bơm nhiệt nên giảm chi phí đầu tư hạ giá thành sản phẩm Từ kết ta thấy mơ hình hệ thống sấy rau nhiệt độ thấp sử dụng bơm nhiệt có nhiều ưu điểm có tính khả thi cao Trong thực tế có số đơn vị triển khai thiết bị tương tự vào sản xuất mang lại hiệu kinh tế rõ rệt Thêm phần mít sấy lại nhiều người dân thích ăn mùi vị dinh dưỡng nó, nên tiềm kinh tết cao Với hệ thống sấy Mít thiết kế, ta dùng để sấy sản phẩm hoa khác tương tự như: Chuối, Xồi, Mít chưa đến mùa thu hoạch nhằm đảm bảo hệ thống hoạt động liên tục để nâng cao hiệu kinh tế hệ thống đảm bảo nâng cao thu nhập cho người cơng nhân Page: 49 B€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£tB€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£t B€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£tB€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£t B€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£tB€I.LU£N.mon.H£C.d€.t€i.tiÌ•nh.to•n.thi•t.k•.m•y.s•y.lanh.s‰n.lu£ng.50kgm‰.mon.thi•t.k•.h£.th•ng.cung.c•p.nhi£t