Tính toán thiết kế hệ thống máy đá cây 15 tấn mẻ

- Sơ lược về nước đá và nước đá cây; - Các yếu tố bố trí mặt bằng và kết cấu hệ thống máy đá cây; - Xác định kích thước bể đá; - Tính nhiệt bể đá; - Tính toán chu trình và tính chọn máy

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT NHIỆT CHUYÊN NGÀNH: NHIỆT ĐIỆN LẠNH

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT NHIỆT

CHUYÊN NGÀNH: NHIỆT ĐIỆN LẠNH

ĐỀ TÀI:

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG MÁY ĐÁ

CÂY 15 TẤN/MẺ

Người hướng dẫn: ThS Nguyễn Thị Hồng Nhung

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Xuân Khương

Mã sinh viên: 1811504310214

Lớp: 18N2

Tên đề tài: Tính toán thiết kế hệ thống máy đá cây 15 tấn/mẻSinh viên thực hiện:Nguyễn Xuân Khương

Mã SV: 1811504310214 Lớp: 18N2

Nội dung đồ án:

- Sơ lược về nước đá và nước đá cây;

- Các yếu tố bố trí mặt bằng và kết cấu hệ thống máy đá cây;

- Xác định kích thước bể đá;

- Tính nhiệt bể đá;

- Tính toán chu trình và tính chọn máy nén;

- Tính chọn các thiết bị trao đổi nhiệt;

- Vận hành và bảo dưỡng hệ thống

Trong những năm qua, ngành kỹ thuật lạnh nước ta đã phát triển rất mạnh mẽ,đặc biệt là trong ngành chế biến và bảo quản thủy hải sản Quá trình thay đổi và ứngdụng các công nghệ mới để đáp ứng tiêu chuẩn quốc tế và thay đổi môi chất lạnh mới

đã tạo ra một sự chuyển biến mạnh mẽ theo hướng tích cực cho ngành kỹ thuật lạnhnước ta

Kỹ thuật lạnh ra đời đã hàng trăm năm nay và được sử dụng rất rộng rãi trongnhiều ngành kỹ thuật khác nhau như: công nghiệp chế biến và bảo quản thực phẩm,công nghiệp hóa chất, công nghiệp rượu, bia, y học

Ngày nay kỹ thuật lạnh phát triển rất mạnh mẽ, được sử dụng với rất nhiều mụcđích khác nhau, phạm vi ngày càng mở rộng và trở thành một nghành kỹ thuật vô cùngquan trọng

Một trong những ứng dụng của kỹ thuật lạnh mà con người đã sử dụng từ rấtlâu đó là sản xuất nước đá Nước đá có thể được sản xuất dưới nhiều dạng khác nhautùy theo nhu cầu, mục đích sử dụng và điều kiện thực tế

Nước đá được sử dụng rộng rãi từ dân dụng đến trong công nghiệp đặc biệt lànước đá cây

Trên thực tế nếu muốn xây dựng một nhà máy sản xuất nước đá cây và hoạtđộng có hiệu quả thì cần phải trải qua rất nhiều giai đoạn và các yếu tố như điều kiệnkinh tế, nhu cầu sử dụng

Trong khuôn khổ đồ án môn học này những số liệu mà chúng em tính toán vàđưa ra chắc chắn sẽ có rất nhiều sai sót Nhưng thông qua đồ án môn học này chúng

em đã củng cố được rất nhiều kiến thức cần thiết để áp dụng vào thực tế sau này

Em xin chân thành cảm ơn cô và các thầy trong bộ môn đã giúp đỡ em Do thờigian và kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi nhiều sai sót Vì vậy, kính mongthầy, cô góp những ý kiến quý báu để em có thể hiểu biết thêm nhiều điều bổ ích

Tôi xin cam đoan đồ án trên là công trình nghiên cứu của riêng bản thân mìnhdưới sự hướng dẫn của ThS Nguyễn Thị Hồng Nhung Những nhận định được nêu ratrong đồ án cũng là kết quả từ sự nghiên cứu trực tiếp, nghiêm túc, độc lập của bảnthân tác giả dựa và các cơ sở tìm kiếm, hiểu biết và nghiên cứu tài liệu khoa học haybản dịch khác đã được công bố Đồ án vẫn sẽ giúp đảm bảo được tính khách quan,trung thực và khoa học.Sinh viên thực hiện

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Xuân Khương

Nhận xét của người hướng dẫn

Nhận xét của người phản biện

Tóm tắt

Nhiệm vụ đồ án

Lời nói đầu i

i

Lời cam đoan ii

ii

Mục lục iii

iii

Danh sách các bảng, hình vẽ v

Trang

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: SƠ LƯỢC NƯỚC VÀ NƯỚC ĐÁ 2

1.1 Tính chất vật lí của nước 2

1.2 Tính chất vật lý của nước đá 3

1.2.1 Tính chất vật lí của nước đá ở 0 và áp suất ℃ và áp suất 0.98bar 4

1.2.2 Phân loại nước đá . 4

1.2.3 Một số phương pháp sản xuất nước đá 5

1.2.4 Bảo quản và vận chuyển nước đá 5

1.3 Nước đá cây 5

1.3.1 Phương án sản xuất 6

1.3.2 Chất tải lạnh 6

1.3.3 Môi chất sử dụng trong hệ thống 6

Chương 2: CÁC YÊU CẦU BỐ TRÍ MẶT BẰNG VÀ KẾT CẤU BỂ ĐÁ 8

2.1 Bố trí mặt bằng xưởng làm nước đá 8

2.2 Kết cấu tường, nền và nắp bể đá 8

2.2.1 Kết cấu sơ bộ và quy trình sản xuất 7

2.2.2 Kết cấu tường bao 8

2.2.3 Kết cấu cách nhiệt nền 9

2.2.4 Kết cấu nắp bể đá 10

2.3 Xác định chiều dày lớp cách nhiệt và kiểm tra đọng sương 11

2.3.1 Tính chiều dày lớp cách nhiệt 10

2.3.2 Tính kiểm tra đọng sương 11

Chương 3: XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC BỂ ĐÁ 14

3.1 Xác định số lượng và kích thước khuôn đá 14

3.2 Xác định số lượng – kích thước linh đá 14

3.3 Xác định các kích thước bên trong bể đá 15

3.3.1 Xác định chiều rộng bể đá .13

3.3.2 Xác định chiều dài bể đá .. 13

3.3.3 Xác định chiều dài của bể đá . 14

Chương 4: TÍNH NHIỆT BỂ ĐÁ 18

4.1 Dòng nhiệt truyền qua kết cấu bao che 18

4.1.1 Xác định độ chênh lệch nhiệt độ 16

4.1.2 Các kích thước của bể đá 17

4.1.3 Hệ số truyền nhiệt thực tế qua các bề mặt bao che 17

4.2 Nhiệt để đông đá và làm lạnh khuôn đá: Q2 20

4.2.1 Dòng nhiệt làm lạnh nước đá: Q2 18

4.2.2 Nhiệt độ làm lạnh khuôn đá: Q22 19

4.3 Dòng nhiệt do vận hành: Q4 21

4.3.1 Nhiệt do bộ cánh khuấy gây ra: Q41 19

4.3.2 Nhiệt do nhúng cây đá: Q42 19

4.4 Xác định tải nhiệt cho thiết bị, máy nén và năng suất lạnh của máy nén 22

4.4.2 Xác định tải nhiệt cho máy nén: Qmn . 20

4.3.3 Năng xuất lạnh của máy nén: Q0 20

Chương 5: TÍNH TOÁN CHU TRÌNH VÀ CHỌN MÁY NÉN 23

5.1 Tính chọn các thông số của chế độ làm việc 23

5.1.1 Các thông số cho trước .. 21

5.1.2 Tính nhiệt độ ngưng tụ: Tk 21

5.1.3 Chọn nhiệt độ bay hơi: T0 21

5.1.4 Chọn cấp của chu trình 22

5.1.5 Chọn độ quá nhiệt hơi hút 22

5.1.6 Chọn độ quá lạnh 22

5.2 Tính toán chu trình 24

5.2.1 Sơ đồ nguyên lý và đồ thị 22

5.2.2 Năng suất lạnh riêng q0 26

5.2.3 Nắng suất lạnh riêng thể tích: qv 26

5.2.4 Công nén riêng: l 26

5.2.5 Lượng nhiệt nhân được ở thiết bị ngưng tụ: qk 26

5.2.6 Hiệu suất exergi của chu trình: v 26

5.3 Chọn máy nén 28

5.3.1 Lưu lượng môi chất qua máy nén: mtt 26

5.3.2 Thể tích hút thực tế: vtt 26

5.3.3 Hệ số cấp λ 26

5.3.4 Thể tích quét lí thuyết 27

5.3.5 Số lượng máy nén: Zmm 27

5.3.6 Công nén đoạn nhiệt: Ns 27

5.3.7 Hiệu suất chỉ thị: Nms 27

5.3.8 Công nén chỉ thị: Ni 28

5.3.9 Công suất ma sát: Nms 28

5.3.10 Công nén hiệu dụng 28

5.3.11 Công suất tiếp điện: Nel 28

5.3.12 Nhiệt thải ra từ bình ngưng 28

Chương 6: TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT 31

6.1 Thiết bị ngưng tụ 31

6.1.1 Mục đích 31

6.1.2 Lựa chọn thiết bị 31

6.1.3 Cấu tạo và nguyên lí làm việc 31

6.1.4 Tính chọn thiết bị ngưng tụ 32

6.2 Thiết bị bay hơi 33

6.2.1 Mục đích 33

6.2.2 Lựa chọn thiết bị bay hơi 33

6.2.3 Cấu tạo và nguyên lí hoạt động .34

6.2.4 Tính toán thiết bị bay hơi .34

6.3 Các thiết bị phụ khác 35

6.3.1 Bình giữ mức - tách lỏng 35

6.3.2 Bình tách lỏng 37

6.3.4 Bình chứa cao áp 40

6.3.5 Bình tách dầu 41

6.3.6 Bình chứa dầu 43

6.3.7 Tháp giải nhiệt 45

Chương 7: VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG 47

7.1 Nguyên tắc vận hành 47

7.1.1 Kiểm soát trước khi khởi động máy 49

7.1.2 Khởi động máy 49

7.1.3 Dừng máy 49

7.2 Qui tắc an toàn trong vận hành máy 47

7.2.1 Người công nhân vận hành cần nắm vững 48

7.2.2 Công ty 50

7.2.3 Phòng máy 50

7.3 Sự cố và cách khắc phục 49

7.3.1 Động cơ máy nén 49

7.3.2 Chế độ làm việc của hệ thống 49

7.3.3 Chế độ nhiệt độ & áp suất của chu trình 50

7.3.4 Chế độ nhiệt khoang lạnh 51

7.3.5 Van tiết lưu và các ống mao dẫn .51

7.3.6 Rung và ồn ở máy nén 51

KẾT LUẬN 53

TÀI LIỆU THAM KHẢO 54

Bảng 2.1: Thông số kết cấu tường bao………9

Bảng 2.1: Thông số kết cấu cách nhiệt nền……… 10

Bảng 3.1: Kích thước và khối lượng khuôn đá……… 14

Bảng 3.2: Thông số kích thước bên trong của bể……… ……… 16

Bảng 3.3: Kích thước linh đá……… ……… 17

Bảng 3.4: Kích thước khuôn đá……… ……… 17

Bảng 4.1: Tổn thất lạnh……… ……… 20

Bảng 4.2: Chọn máy cánh khuấy dùng cho bể có công suất 15 tấn……… 21

Bảng 5.1: Các thông số trạng thái của các điểm nút cơ bản ….……… 27

Bảng 6.1: Thông số Cacl2……….………… ……… 35

Bảng 6.2: Chọn thông số dàn lạnh xương cá……….………35

Bảng 6.3: Thông số bình chứa cao áp……….……… 41

Hình 2.1: Mặt cắt tường bao……… 9

Hình 2.2: Mặt nền bể……… ……… 11

Hình 3.1: Kích thước linh đá có 7 khuôn 50 kg………15

Hình 3.2: Bố trí bể đá với linh đá 7 khuôn đá……… 17

Hình 5.1: Máy nén lạnh MYCOM……… ……… 29

Hình 6.1: Bình ngưng tụ……….……….……… 31

Hình 6.2: Dàn lạnh xương cá……… ……….… 34

Hình 6.3: Bình giữ mức tách lỏng……… ………… 36

Hình 6.4.: Bình tách lỏng……… 37

Hình 6.5: Bình tách khí không ngưng……….……… 39

Hình 6.6: Bình chứa cao áp……….……… 40

Hình 6.7: Bình tách dầu……… ……… 42

Hình 6.8: Bình chứa dầu……… ……… 44

Hình 6.8: Tháp giải nhiệt……… 45

Ký hiệu Giải thích Đơn vị

k Hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che W/m2K

Ktt Hệ số tính toán giữa công suất thực với công suất định mức

Kdt Hệ số đồng thời

MỞ ĐẦU

khối lượng lớn nên vận chuyển bảo quản được lâu ngày, đặc biệt dùng cho việc bảoquản cá, thực phẩm khi vận chuyển đi xa Ngoài ra đá cây cũng được sử dụng làm đásinh hoạt và giải khát của người dân

- Sơ lược về nước đá và nước đá cây;

- Các yếu tố bố trí mặt bằng và kết cấu hệ thống máy đá cây;

- Xác định kích thước bể đá;

- Tính nhiệt bể đá;

- Tính toán chu trình và tính chọn máy nén;

- Tính chọn các thiết bị trao đổi nhiệt;

 Khối lượng riêng lớn nhất là ở 40C :1000 kg/cm3

 Nhiệt dung riêng trung bình: 4,18 kJ/kgK

 Nhiệt lượng nóng chảy qr = 333.6kJ/kg

 Nhiệt dung riêng Cpd = 2.09 kJ/kgK

 Hệ số dẫn nhiệt = 2.326 W/mK

 Khối lượng riêng trung bình 900kg/m3

 Khi đóng băng thành nước đá thể tích nó tăng 9%

Nước đá được sử dụng để làm lạnh vì có khả năng nhận nhiệt của môi trườngxung quanh và tan ra thành nước ở 00C

Lượng lạnh cần thiết để biến 1kg nước ở nhiệt độ ban đầu t1 thành nước đá cónhiệt độ t2 là

)0(09.2)

0(18

q   r  

1.2.2 Phân loại nước đá

Theo thành phần nguyên liệu ban đầu người ta phân nước đá nhân tạo ra các loạinước đá từ nước ngọt (nước lã, nước sôi, nước nguyên chất), Nước đá từ nước biển vànước đá từ nước muối; nước đá từ nước sát trùng và kháng sinh

Từ nước ăn lấy từ mạng nước thành phố người ta sản xuất:

 Nước đá đục khối lượng riêng ( khối lượng riêng 890 – 900kg/m3 )

 Nước đá trong ( khối lượng riêng 910 – 917kg/m3 ) ở nhiệt độ từ -8 đến -250C

 Nước đá pha lê ( khối lượng riêng 910 – 920kg/m3 )

Phân loại theo cách khác:

Hàm lượng các tạp chất đối với nước đá trong sản xuất ở gần -100C:

Hàm lượng muối chung mg/l

Sunfat + 0,75 clorua + 1,25 natri cacbonat mg/

Ảnh hưởng của tạp chất đến chất lượng nứơc đá:

Tạp chất Ảnh hưởng đến chất lượng nước đá Kết quả chế biến

nướcCaCO3 Tạo thành chất lắng bẩn thường ở phần

dưới và giữa cây đá làm nứt ở nhiệt độthấp

Tách ra được

MgCO3 Tạo thành chất lắng bẩn và bọt khí

Làm nứt ở nhiệt độ thấp

Tách ra đượcÔxit sắt Cho chất lắng màu vàng hay màu nâu Tách ra được

và nhuộm màu chất lắng canxi và magieÔxit silic và

Không thay đổi

Biến đổi thành sunfat

nhiệt độ dưới -90C Tạo ra các vết màutrắng, tập trung ở lõi ,kéo dài thời gianđóng băng Tạo độ đục cao, không cặn

Biến đổi thànhcacbonat natri

Khi độ pH > 7 và trong nước có các loại muối canxi , magiê và đặc biệt là natricacbonat thì cây đá sẽ giòn , dễ gãy vì vậy nên làm nứơc đá đóng băng ở -80C và làmtan giá ở 200C Điều kiện bình thường là -100C và 350C

1.2.3 Một số phương pháp sản xuất nước đá

 Phương pháp Fechner và Grasso

 Máy làm đá mảnh Flak- Ice của Croby Field( York – Coporation)

 Máy đá tuyết Pak- Ice của Taylor

 Máy đá mảnh của Short và Raver

 Máy làm đá ống

 Máy đá cỡ nhỏ

1.2.4 Bảo quản và vận chuyển nước đá

Có nhiều phương pháp bảo quản nước đá : bảo quản trong kho, thùng chứa, silô,

dự trữ lạnh trong bể nước hoặc bể nước muối lạnh dưới dạng cháo lạnh

 Đá khối thường được bảo quản trong kho đá và được vận chuyển trên các toa tàulạnh

 Đá mảnh thường được bảo quản trong các thùng chứa hoặc các silô

1.3 Nước đá cây

Nước đá cây có vai trò quan trọng trong đời sống và trong công nghiệp.Trongcông nghiệp người ta sử dụng nước đá cây để bảo quản ướp lạnh thực phẩm , dùng chocác tàu đánh bắt thủy hải sản , trong đời sống nước đá được sử dụng để phục vụ chonhu cầu giải khát, giải trí Trong công nghiệp chế biến nước đá, nước đá thường đượcsản xuất dưới nhiều dạng tùy theo nhu cầu sử dụng như : đá cây, đá vảy, đá tấm ởđây chúng ta chỉ nghiên cứu hệ thống sản xuất đá cây

Phương pháp sản xuất đá cây là một phương pháp đã dược ứng dụng từ lâu và cónhững ưu nhược điểm nhất định sau đây :

 Ưu điểm:

Vì có dạng khối lớn nên có khả năng tích trữ lâu,tiện lợi cho việc vận chuyển đi

xa và dùng để bảo quản thực phẩm lâu ngày.Phương pháp sản xuất đơn giản, các thiết

bị dùng cho hệ thống có thể chế tạo được ở trong nước và không đòi hỏi các thiết bịđặc biệt

 Nhược điểm :

Chi phí vận hành lớn do phải trải qua nhiều khâu trung gian như: vào nước,rađá,vận chuyển chi phí nhân công lao động chi phí đầu tư ban đầu lớn :chi phí xâydựng bể đá, bể nhúng ,kho bảo quản sản phẩm Tổn thất nhiệt lớn do quá trình từ sảnxuất đến sử dụng phải trải qua nhiều khâu trung gian

1.3.1 Phương án sản xuất

Ngày nay do kỹ thuật lạh phát triển mạnh mẽ nên có nhiều loại nước đá được sảnxuất cũng như có nhiều phương pháp, máy móc thiết bị khác nhau để sản xuất chúng.Đối với hệ thống sản xuất nước đá cây có hai phương pháp sản xuất chủ yếu đó làlàm lạnh trực tiếp và làm lạnh gián tiếp qua chất tải lạnh là dung dịch nước muối

Hệ thống làm lạnh trực tiếp có ưu điểm là thời gian sản xuất nhanh nhưng năngsuất bị giới hạn, chỉ thích hợp với những hệ thống có công suất nhỏ

Do yêu cầu của đồ án với bể đá có công suất 15 tấn/ mẻ nên chúng em chọnphương án: làm lạnh gián tiếp qua nước muối

Phương pháp này có ưu điểm lớn là cấu tạo, vận hành đơn giản Hiện nay hầu hếtcác cơ sở sản xuất nước đá cây đều chọn phương pháp này

Dễ gây ăn mòn thiết bị.

Phải thường xuyên kiểm tra nồng độ nước muối của dung dịch để tránh hiên tượngđóng băng chất tải lạnh

Có mùi đặc trưng nên dễ phát hiên khi rò rỉ Không hòa tan dầu bôi trơn máy nén

Rẻ tiền, dễ kiếm, vận chuyển và bảo quản

 Nhược điểm:

Độc hại đối với con người và môi trường

Chương 2: CÁC YÊU CẦU BỐ TRÍ MẶT BẰNG VÀ KẾT CẤU BỂ ĐÁ

Khoảng cách lắp đặt các thiết bị, máy móc phải thuân tiện cho việc vận hành, bảodưỡng, sửa chữa

Mặt bằng bố trí thiết bị phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như: công suất của bể đá,kích thước của bể đá và các phòng chức năng như: phòng máy, hiên ô tô xuất đá

2.2 Kết cấu tường, nền và nắp bể đá

2.2.1 Kết cấu sơ bộ và quy trình sản xuất

Bể đá gồm 1 bể nước muối dược chia làm 2 ngăn : 1 ngăn đặt dàn lạnh còn 1 mộtngăn đặt các khuôn làm đá.Nước muối tuần hoàn trong bể nhờ bơm tuần hoàn Nướcmuối từ trong ngăn cây đá được bơm đẩy vào ngăn có dàn bay hơi (dàn lạnh xương cáhoặc dàn lạnh ống đứng ).Ở đây nước muối được làm lạnh và được đẩy vào ngăn cây

đá Các cây đá thường được bố trí thành các linh đá ,các linh đá có từ 5 đến 7 khuôn đátùy theo cỡ bể

Các linh đá chuyển động trong bể nhờ hệ thống vít đẩy và chuyển động ngượcchiều với nước muối Khi đã thành đá ,cả linh đá sẽ được cầu trục nâng lên khỏi bểđưa sang nhúng vào bể tan giá trong khoảng từ 2 đến 4 phút sau đó được đưa lên bànlật để tháo khuôn Khuôn đá được đưa đến hệ thống vòi rót tự động.Nước được đổ đầykhoảng 90% khuôn(khi làm lạnh nước giãn nở không tràn ra bể làm giảm nồng độnước muối dẫn đến tổn thất nhiệt) rồi linh đá được đưa đến đầu kia của bể ,khi linh đáchuyển động hết chiều dài của bể là đã sẵn sàng để ra khuôn

2.2.2 Kết cấu tường bao

Bể thường được xây bằng gạch đỏ sau đó được bọc cách ẩm và cách nhiệt,lớptrong cùng là lớp thép tấm dày từ 5 đến 6mm.Có thể bố trí các lớp kết cấu theo sơ đồsau:

Bảng 2.1: Thông số kết cấu tường bao:

δ(mm)

Hệ số dẫn nhiệt λ(w/m.k)

Hình 2.1: Mặt cắt tường baoChú thích :

Nền bể được kết cấu như sau :dưới cùng là lớp đá làm nền và đất đầm kỹ sau đó

là lớp bê tông đá dăm M200 dày 150 ¿ 200 mm, lớp cách ẩm bằng hắc ín dày 1mm,lớp giấy dầu dày 1 ¿ 2 mm, lớp cách nhiệt polystirol ,lớp giấy dầu dày 1 2 mm,lớp

bê tông cốt thép dày 66 100 mm, lớp cát lót mỏng dày từ 10 ¿ 15 mm và cuối cùng

là lớp vỏ bể bằng thép tấm dày 5 ¿ 6 mm

Bảng 2.1: Thông số kết cấu cách nhiệt nền

TT Lớp vật liệu Chiều dày

(mm)

Hệ số dẫnnhiệt λ(w/m.k)

Hệ số dẫnẩm(g/mhMPa)

∑δ=δ i+δ cn=(5+10+100+2+2+1+150 )+200=470 mm=0 , 47 m

2.2.4 Kết cấu nắp bể đá

Để tiện lợi cho việc ra đá ,nắp bể đá được đậy bằng các tấm gỗ dày 30 mm,λ =0,2W/m.K, trên cùng được phủ lớp vải bạt do đó tổn thất nhiệt qua nắp bể đá khá lớn

2.3 Xác định chiều dày lớp cách nhiệt và kiểm tra đọng sương

2.3.1 Tính chiều dày lớp cách nhiệt

Từ công thức tính hệ số truyền nhiệt k cho vách phẳng nhiều lớp :

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 của lớp vật liệu cách nhiệt ,đối với vật liệu là polystirol

tra bảng 3-1 ta tìm được λ cn =0,047 w/m2.k

α1 : hệ số tỏa nhiệt của môi trường bên ngoài (phía nóng)tới tường cáchnhiệt Tra bảng 3-7 sách “HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH” chọn

α1= 23,3 (W/m.k)

α2 :hệ số tỏa nhiệt bên trong bể đá ,tỏa nhiệt khi nước muối chuển động

ngang qua vách đứng Tra bảng 3-7 chọn α2 = 8 W/m2.k

δ i :bề dày của lớp vật liệu xây dựng thứ i (m).

λ i : hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu xây dựng thứ i

⇒ Tổng chiều dày của tường bao:

≈0,2 W /m2 k

2.3.2 Tính kiểm tra đọng sương

Tra bảng 1-1 sách “HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH” –NguyễnĐức Lợi ,ta tìm được nhiệt độ t ở Đà Nẵng là 37,7oC, độ ẩm φ =74% Tra đồ thị h-x ta

Khi tính ki m tra, đi u ki n đ vách ngoài không b đ ng s ng s là: k ks ều kiện để vách ngoài không bị đọng sương sẽ là: k ≤ ks ện để vách ngoài không bị đọng sương sẽ là: k ≤ ks ị đọng sương sẽ là: k ≤ ks ọng sương sẽ là: k ≤ ks ương sẽ là: k ≤ ks ẽ là: k ≤ ks ≤ ks

Với kết quả đã tínhđược ởtrên ,vậy vách ngoài của bể đá không bị đọng sương

Chương 3: XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC BỂ ĐÁ

Để xác định được kích thước của bể đá phải căn cứ vào số lượng ,kích thước củacây đá ,linh đá,dàn lạnh và cách bố trí dàn lạnh ,loại khuôn đá ,hệ thống tuần hoànnước muối trong bể

3.1 Xác định số lượng và kích thước khuôn đá

Số lượng khuôn đá dược xác định dựa vào năng suất bể đá và khối lượng cây đá :

Kích thước và khối lượng khuôn đá có thể lấy theo kích thước tiêu chuẩn theobảng 6-12 sách “HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH” –Nguyễn Đức LợiBảng 3.1: Kích thước và khối lượng khuôn đá

Đối với các hệ thống máy đá cây có công suất lớn (trên 5 tấn / mẻ )đều sử dụngkhuôn đá loại 50 kg/cây đá

N= M

m=

15000

50 =300 khuôn

3.2 Xác định số lượng – kích thước linh đá

Các khuôn đá được bố trí thành các linh đá , mỗi linh đá gồm có nhiều khuôn Ởđấy chúng ta sử dụng loại linh đá có 7 khuôn đá x 50kg/cây đá

Số lượng linh đá được xác định:

m1=N

n1 với m1 : Số lượng linh đá

n1 : Số khuôn trên 1 linh đá

Chiều rộng của linh đá :425 mm

Chiều cao của linh đá:1150 mm

Khối

lượng

cây đá

Khốilượngkhuôn

gianđôngđá

Hình 3.1: Kích thước linh đá có 7 khuôn 50 kg

3.3 Xác định các kích thước bên trong bể đá

Kích thước bể đá phải đủ để bố trí các khuôn đá,dàn lạnh, bộ cánh khuấy và cáckhe hở cần thiết để nước muối chuyển động tuần hoàn

Có hai cách để bố trí dàn lạnh: Bố trí dàn lạnh một bên, khuôn đá một bên vàcách thứ hai hay được sử dụng hơn đó là bố trí dàn lạnh ở giữa bể (có độ rộng từ 600-900mm)hai bên bố trí hai dãy linh đá đối xứng,cách này có ưu điểm là có hiệu quảtruyền nhiệt cao và tốc độ nước muối chuyển động cũng đồng đều hơn

3.3.1Xác định chiều rộng bể đá

ƯW=2 L+4 δ+ A

W:Chiều rộng của bể

L :Tổng chiều dài của hai linh đá bố trí hai bên dàn lạnh (mm)

δ :Khe hở giữa linh đá và vách trong của bể đá (mm)

A :Chiều rộng cần thiết để lắp đặt dàn lạnh,từ 600-900mm,đối với bể đá cócông suất 15 tấn/mẻ chọn A = 800 mm

b :Khoảng cách giữa các linh đá được xác định dựa trên độ rộng của linh đá

3.3.3 Xác định chiều cao của bể đá

Chiều cao của bể đá phải đủ lớn để có khoảng hở cần thiết giữa đáy khuôn đá và

bể Mặt khác phía trên linh đá là một khoảng hở cỡ 100mm, sau đó là lớp gỗ dày30mm dùng làm nắp bể.Đối với các bể có công suất từ 5 tấn/mẻ trở lên thường cótổng chiều cao là 1250 mm

Bảng 3.2: Thông số kích thước bên trong của bể:

Q1: dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che của bể

Q2: dòng nhiệt để làm lạnh khuôn và đông đá

Q3: dòng nhiệt do thông gió (ở đây bằng 0)

Q4: dòng nhiệt do vận hành

Q5: dòng nhiệt do sản phẩm hô hấp (ở đây bằng 0)

4.1 Dòng nhiệt truyền qua kết cấu bao che

Vì bể đá được đặt trong nhà xưởng nên khả năng bị tổn thất nhiệt do bức xạ mặttròi rất ít, vì vậy tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che chủ yếu gồm 3 thành phần :

Nhiệt truyền qua tường bể đá :Q11

Nhiệt truyền qua nắp bể đá :Q12

Nhiệt truyền qua nền bể đá :Q13

k t : hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che.

F : diện tích bề mặt của kết cấu bao che

t1 : nhiệt độ môi trường bên ngoài

t2 : nhiệt độ trong bể

4.1.1 Xác định độ chênh lệch nhiệt độ

Đối với tường ngăn : Δ t= t1−t2 là độ chênh lệch nhiệt độ giữa không khíbên ngoài bể và bên trong bể Theo bảng 1-1 77 sách “HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ HỆTHỐNG LẠNH” –Nguyễn Đức Lợi, t1 được chọn là trung bình cộng nhiệt độ tối caoghi nhận được của tháng nóng nhất: t1 = 37,7oC, nhưng do bể đá được đặt trong nhàxưởng nên ta lấy thấp hơn 4-5oC (chọn = 5) ⇒ t1 = 32,7oC

Nhiệt độ bên trong bể là: -15oC ⇒Δ t=32 ,7−(−15)=47 ,7 oC Đối với nắp bể Δ t là độ chênh lệch nhiệt độ giữa không khí bên ngoài bể với

lớp không khí bên trong bể (dưới nắp bể ),nhiệt độ lớp không khí này lấy chênh lệchvới nhiệt độ của bể vài độ (chọn bằng 5oC ) ⇒ Δ t=32 ,7−(−5)=37, 7 oC

Đối với nền bể, Δ t=32,7−(−15)=47 ,7 oC

4.1.2 Các kích thước của bể đá

Các kích thước đã tính được đều là kích thước bên trong, muốn tính kích thướcbên ngoài ta phải cộng thêm chiều dày của các lớp kết cấu tường Chiều dài và chiềurộng của kết cấu tường được tính từ tâm của các tường bao:

F=11,89 4,41=52.43 m2

4.1.3 Hệ số truyền nhiệt thực tế qua các bề mặt bao che

Đối với kết cấu tường: kt = 0,2 W/m2.k

Kíchthước(m)