ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU - CHƯƠNG 4 TÍNH CHỌN MÁY NÉN pptx

GIỚI THIỆU HỆ THỐNG LÀM LẠNH VÀ BẢO QUẢN- Việc lựa chọn hệ thống làm lạnh phụ thuộc vào loại hàng chuyên chở và chức năng của tàu và quy phạm.. - Nhiệt độ buồng lạnh có thể giám sát qua

12-2010

CHƯƠNG 4 TÍNH CHỌN MÁY NÉN

4.1 GIỚI THIỆU HỆ THỐNG LÀM LẠNH VÀ BẢO QUẢN

- Việc lựa chọn hệ thống làm lạnh phụ thuộc vào loại hàng chuyên chở

và chức năng của tàu và quy phạm

- Làm lạnh và bảo quản thực phẩm phục vụ nhu cầu thuyền viên trên tàu 14500T là loại cỡ nhỏ

- Tổng thể tích của buồng khi chưa bọc cách nhiệt

ở bên trong ống thông qua diện tích trao đổi nhiệt của các dàn ống

+ ưu điểm:

trung gian và các thiết bị liên quan đến chất tải nhiệt trung gian

- Tuổi thọ cao, kinh tế hơn vì thiết bị dàn bay hơi không phải tiếp xúc với nước muối là một chất gây ăn mòn, han gỉ mạnh

- Nhiệt độ buồng lạnh có thể giám sát qua nhiệt độ sôi của công chất Nhiệt độ sôi này có thể xác định qua áp kế đầu hút của máy nén

- Trữ lạnh của các dàn bay hơi trực tiếp thấp, khi máy lạnh ngừng hoạt động thì dàn lạnh cũng hết lạnh nhanh chóng.

Theo quy phạm hệ thống này được sử dụng cho buồng lạnh có dung tích nhỏ hơn 300m3

4.2 LỰA CHỌN CÔNG CHẤT LÀM LẠNH

Trong quá trình phát triển của kỹ thuật làm lạnh, trong đó có thể phân loại theo mức độ an toàn và độc hai theo ba nhóm sau:

- Nhóm I: các công chất an toàn: R113; R11; R31; R114; R12; R22; R30; R132; R744; R502; R13; R14; R500

- Nhóm II: các công chất độc hại có thể cháy: R1130; R611; R160; R764; R717

- Nhóm III: các công chất dễ nổ, dễ cháy, nguy hiểm: R600; R601; R290; R170; R1150; R50

Theo sản xuất, người ta thường sử dụng hai loại công chất ở nhóm I làm công chất làm lạnh cho hệ thống máy lạnh dưới tàu Đó là R12 và R22 nhưng trên thực tế hiện nay thì R12 bị đình chỉ sử dụng vào tháng 12 năm 1995 tại Viên, còn R22 thì cho sử dụng đến năm 2030 thì đình chỉ hoàn toàn Vì chúng

là những hợp chất hóa học gây ra lỗ thủng tầng ôzôn và hiện tượng hiệu ứng nhà kính

Công chất R22 là công chất không màu, có mùi thơm rất nhẹ, dễ kiếm,

dễ vận chuyển và dễ bảo quản

Kích thước tương đối của máy nén ở điều

kiện tiêu chuẩn

1

Vậy từ những phân tích ở trên, cùng với đặc điểm của máy lạnh thiết kế

Đối với đường hút từ buồng rau và buồng đệm trước khi về đường ống góp công chất làm lạnh thì được đưa qua van tiết lưu để giảm áp suất của công chất Mặt khác cũng bố trí van một chiều trên đường ống hút của buồng thịt về bầu ngưng Mục đích là không cho công chất làm lạnh đi từ nơi có áp suất cao đến nơi có áp suất thấp và tránh hiện tượng đi ngược hơi để ổn định áp suất cũng như đặc tính của công chất trước khi vào máy nén.

Hình 4.1 Sơ đồ nguyên lý

4.4 TÍNH CHỌN MÁY NÉN.

4.4.1 Các thông số ban đầu và chọn sơ bộ máy nén.

a) Các thông số ban đầu.

gián tiếp thông qua nhiệt độ nước ngoài tàu tW

tk = tw2 + ∆tk

+ Nhiệt độ nước làm mát ra khỏi bầu ngưng (tw2):

tw2 = tw1 + ∆tw (0C)

độ nước ngoài tàu Do tàu thiết kế cấp không hạn chế, hoạt động ở vùng Đông á, theo phụ lục 1-[1] chọn tw1 = 300

- ∆tw - Độ chênh nhiệt độ nước vào và ra khỏi bầu ngưng, ở bầu ngưng tàu thuỷ ta thường chọn ∆tw = (2 ÷ 4) 0C chọn ∆tw = 3 0C

Vậy: tw2 = 30 + 3 = 33 0C + ∆tk – hiệu nhiệt độ ngưng tụ yêu cầu Theo trang 205 (Hướng Dẫn Thiết Kế Hệ Thống Lạnh) ∆tk = 3÷ 50C có nghĩa là nhiệt độ ngưng tụ cao hơn nhiệt độ nước ra từ 3 đến 50C: ta chọn ∆tk = 30

Vậy => tk = 330 + 30 = 360

định theo nhiệt độ của không khí trong buồng lạnh theo trang 204-[7] có:

t0= ttb - ∆t0

+ ttb - Nhiệt độ không khí trong buồng lạnh

- Nhiệt độ trong buồng 1 ( buồng rau, hoa quả…) ttb1 = 20

- Nhiệt độ trong buồng 2 ( buồng thịt…) ttb2 = -180

- Nhiệt độ trong buồng 3 ( buồng thịt…) ttb3 = 80

12-2010

bay hơi trực tiếp theo trang 204 (Hướng Dẫn Thiết Kế Hệ Thống Lạnh)

10 936 , 1

10 885 , 13

= 7,17 < 8

- Công chất ra khỏi bầu ngưng là hơi bão hoà lỏng

b) Sản lượng lạnh yêu cầu

-Theo thiết kế phần trước có:

+ Thời gian làm lạnh thịt, cá đến nhiệt độ thiết kế.

- Chi phí lạnh cho bảo quản liên tục, lâu dài chiếm xấp xỉ 60% tổng chi phí lạnh cho làm lạnh và bảo quản trong 18h đầu Do đó chọn quá trình bảo quản để tính chọn máy nén, động cơ điện và bầu ngưng.

- Khi xác định sản lượng lạnh cần thiết của máy nén để chọn máy nén cần dựa vào yêu cầu dự trữ công suất máy nén Theo công thức 7.1 (Trang 49 Sách Thiết Kế HTLL và Tái Ngưng Tụ KHLTT) sản lượng lạnh cần thiết của máy nén được xác định theo công thức:

Qoyc =

18

24

.Q0 (W)

Q0 – sản lượng lạnh cần bảo quản của hệ thống, Q0= 2467.52 (W)

Qoyc – sản lượng lạnh yêu cầu của máy nén

- Sản lượng lạnh ở chế độ tiêu chuẩn: 4070,5/(3500) W/

(kcal/h)

* Phạm vi sử dụng:

+ Nhiệt độ bay hơi: - 300Ct0 50C

+ Nhiệt độ ngưng tụ: 300Ctk 450C

* Chế độ lạnh tiêu chuẩn:

4.4.2 Chu trình lạnh ở điều kiện tiêu chuẩn của máy nén

4.4.2.1 Các thông số trạng thái cơ bản ở các điểm nút chu trình lạnh theo

lý lịch máy nén.

t0TC =-200C p0TC = 2,455 105(Pa) ∆t qn = 100C

tkTC = 400C pkTC = 15,327 105(Pa) ∆t ql = 50C

Hình 4.2 Đồ thị chỉ thị của máy nén xét ở điều kiện tiêu chuẩn.

Từ các giá trị trên ta tra bảng 6,7-[3] có:

-Trạng thái 1: Trạng thái bão hoà khô.

-Trạng thái 1’: Trạng thái hơi quá nhiệt.

p1’ = p1 = 2,455.105 (Pa); t1’ = t1+∆t qn = -10(0C)

Các thông số (v1’;i1’;s1’) được xác định bằng phương pháp tra bảng 7-[3]

và nội suy theo p1’, t1’ ta có:

Các thông số (v1’;i1’;s1’) được xác định bằng phương pháp tra bảng 7-[3]

và nội suy theo p2, s2 ta có:

Bảng nội suy thông số trạng thái 2

Các thông số (v3;i3;s3) được xác định bằng phương pháp tra bảng 6-[3]

và nội suy theo t3 ta có

Kết quả nội suy

Các thông số (v4’;i4’;s4’) được xác định bằng phương pháp tra bảng 6-[3]

và nội suy theo t4’ ta có:

−

−

=0,2998Xác định v4,s4 theo x4 ta có:

v4 = 28,2276 10-3 (m3/kg)

s4 = 1,1732 (kJ/kg.K)

Bảng 4.2 Bảng thông số các trạng thái trong chu trình lạnh ở điều kiện tiêu

chuẩn của máy nén

i(kJ/kg)

s (kJ/kg.K)

4.4.2.2 Sản lượng lạnh đơn vị khối lượng ở chế độ tiêu chuẩn.

T T

0 0

−

253

12-2010

4.4.3 Tính nghiệm máy nén ở điều kiện làm việc.

Ta có chu trình hệ thống làm lạnh được biểu diễn dưới các đồ thị 4.3; 4.4:

Hình 4.3 Đồ thị T-S

Hình 4.4 Đồ thị lgp - i 4.4.3.1 Các thông số trạng thái của chu trình.

+ Để xác định thông số trạng thái của chu trình sử dụng các bảng 6,7 -

[3], và nội suy

+ Các thông số trạng thái cơ bản ở các điểm nút chu trình:

-Trạng thái 3 ’ : Trạng thái bão hoà lỏng.

-Trạng thái 7’: Trạng thái hơi quá nhiệt khi ra khỏi van tiết lưu:

Hơi sấy ở trạng thái 7 qua van điều chỉnh áp suất phía trước đạt trạng thái 7’ để đi vào ống góp công chất thể hơi

i7’ = i7 = 703,7 (kJ/kg)

12-2010

Các thông số (v7’;i7’;s7’) được xác định bằng phương pháp tra bảng 7-[3]

và nội suy theo p7’, i7’ tương tự ta có:

Bảng nội suy thông số trạng thái 7’

-Trạng thái 5’: Trạng thái hơi quá nhiệt.

Hơi sấy ở trạng thái 5 qua van điều chỉnh áp suất phía trước đạt trạng thái 5’ để đi vào ống góp công chất thể hơi

i5’ = i5 = 704,4 (kJ/kg)

Các thông số (v5’;i5’;s5’) được xác định bằng phương pháp tra bảng 7-[3]

và nội suy theo p5’, i5’ tương tự ta có:

Kết quả nội suy

uy

Kết quả nội suy

uy

i i x

II Q

i −i =

4 921,54 3,6

3 693,9 538,0

III Q

I Q

Các thông số (v1;t1;s1) được xác định bằng phương pháp tra bảng 7-[3]

và nội suy theo p1, i1 ta có:

Bảng nội suy thông số trạng thái 1’

và nội suy theo p1, i1 ta có:

Bảng nội suy thông số trạng thái 1

s (kJ/kg.độ)

4.4.3.2 Sản lượng lạnh đơn vị khối lượng.

-Theo công thức 7-1 (Sách Hướng Dẫn TKHTLL )

4.4.3.3 Sản lượng lạnh đơn vị thể tích.

- Theo công thức 7.2 (Sách Hướng Dẫn TKHTLL )

Pk Pk C Po

v

TC vTC

q q

λ λ => Q0MN= 3319,43

Vậy ở chế độ công tác:sản lượng lạnh của máy nén 5k24 là

12-2010

Q0MN = 3319,43 ( W), đảm bảo nhu cầu bảo quản lạnh của thực phẩm

4.5 TÍNH NGHIỆM ĐỘNG CƠ LAI

4.5.1 Công nén đoạn nhiệt

Theo công thức (7-19) ( Sách Hướng Dẫn Thiết Kế HTLL) có:

i = λ + η

λa – Hệ số tổn thất ẩm do hơi hút vào xi lanh bị sấy nóng: λa= 0,7994

to – Nhiêt độ sôi của công chất lạnh, t0 = -26 (0C)

b – Hằng số thực nghiệm phụ thuộc công chất lạnh, với R22 có b = 0,001

Vậy: ηi = 0,7994 + 0,001.(-26) = 0,7834

4.5.3 Công suất chỉ thị của máy nén.

Theo công thức (7- 20) ( Sách Hướng Dẫn Thiết Kế HTLL) có:

Z – Số xi lanhh: Z =2

Vậy thay vào công thức trên ta có: VltMN = 2,215 10-3 (m3/s)

* Sản lượng thể tích thực của máy nén:

Công suất động cơ lai theo lý lịch máy là N = 2 (kW)

Vậy: N > Nđc, động cơ điện đi kèm với máy nén phù hợp với chế độ công tác