đồ án thiết kế hệ thống sản xuất nước đá cây năng suất 100 tấnngày + 3 bản cad(pdf)

đồ án hệ thống sản xuất nước đá cây năng suất 100 tấnngày . sử dụng môi chất lạnh NH3. bao gồm đầy đủ bản vẽ: sơ đồ quy trình công nghệ. sơ đồ mặt bằng phân xưởng sản xuất nước đá. bản vẽ thiết bị ngưng tụ kiểu xối tưới. tất cả đinh dạnh dưới dạng ở khổ giấy A1. các file định dạng dưới danh word và cad vui lòng liên hệ mình

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TpHCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Khoa Kỹ Thuật Hóa Học Độc lập – Tự – Hạnh phúc ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ - MSMH: 605040 Họ tên sinh viên: MSSV: Ngành: Quá trình thiết bị Lớp: Họ tên người hướng dẫn: TS Tên đề tài: Thiết kế hệ thống sản xuất nước đá Số liệu ban đầu: Năng suất: 100 tấn/ngày Môi chất lạnh: NH3 Các thông số khác tự chọn Nội dung thực hiện: 3.1.Mở đầu 3.2.Chọn thuyết minh quy trình công nghệ 3.3.Tính cân vật chất lượng 3.4.Tính toán công nghệ thiết bị 3.5.Tính chọn thiết bị phụ 3.6.Kết luận 3.7.Tài liệu tham khảo 3.8.Phụ lục Bản vẽ: 1) Sơ đồ quy trình công nghệ - A1 2) Bản vẽ bể nước muối – A1 3) Bản vẽ lắp thiết bị chính: Thiết bị ngưng tụ kiểu xối tưới – A1 Ngày giao nhiệm vụ: / / 2015 Ngày nộp đồ án: 12 / 2015 Tp HCM, ngày tháng 12 năm 2015 TRƯỞNG BỘ MÔN Người hướng dẫn TS Page of 33 LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Trần Văn Ngũ tận tình hướng dẫn, bảo, giảng dạy truyền đạt kiến thức, giúp đỡ, động viên tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành tốt Đồ án môn học Quá trình thiết bị Bên cạnh đó, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến quý thầy cô giáo môn Quá trình thiết bị nói riêng thầy cô khoa Kỹ thuật hóa học nói chung truyền đạt kiến thức vững chắc, tạo tảng sở suối ba năm học qua để em vận dụng chúng vào việc thực hoàn thành đồ án môn học Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình bạn bè ủng hộ, chia sẻ giúp đỡ em Sinh viên thực Page of 33 MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG QUY ĐỊNH CÔNG NGHỆ HỆ THỐNG SẢN XUẤT NƯỚC ĐÁ CÂY DÙNG BỂ NƯỚC MUỐI 1.1 Sơ đồ quy trình công nghệ hệ thống sản xuất nước đá dùng bể nước muối 1.2 Nguyên tắc hoạt động hệ thống sản xuất nước đá dùng bể nước muối 1.3 Đặc điểm hệ thống sản xuất nước đá dùng bể nước muối CHƯƠNG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ ĐÁ 2.1 Xác định kích thước bể đá 2.2 Thiết kế kết cấu cách nhiệt bể đá 2.3 Thời gian đông đá 12 CHƯƠNG TÍNH TOÁN CHI PHÍ LẠNH 13 3.1 Tính nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che 13 3.2 Chi phí lạnh túy cho việc tạo đá làm lạnh khuôn đá 14 3.3 Nhiệt máy khuấy tỏa 15 3.4 Nhiệt tách khỏi khuôn 15 CHƯƠNG DỰNG VÀ TÍNH CHU TRÌNH LẠNH 16 4.1 Chọn chế độ làm việc 16 4.2 Dựng tính chu trình lạnh 16 CHƯƠNG TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH 17 5.1 Tính chọn máy nén 17 5.2 Tính chọn thiết bị ngưng tụ 18 5.3 Tính chọn thiết bị bốc 22 CHƯƠNG TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ PHỤ 25 6.1 Đường ống 25 6.2 Bình tách lỏng 26 6.3 Bình tách dầu 27 6.4 Bình chứa cao áp 27 6.5 Bình chứa dầu 28 6.6 Bình tách khí không ngưng 28 6.7 Bơm nước giải nhiệt 29 6.8 Các phin lọc 30 6.9 Các loại van 30 6.10 Máy khuấy 31 KẾT LUẬN 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO………… ………………………………………………………………….32 Page of 33 MỞ ĐẦU  Đặt vấn đề Nước đá sử dụng rộng rãi, phổ biến nhiều lĩnh vực đời sống sử dụng làm lạnh, trữ lạnh cho vận chuyển, bảo quản nông thủy sản, thực phẩm, chế biến lạnh sản phẩm từ thịt, cá, cho sinh hoạt, đặc biệt vùng nhiệt đới để giải khát làm mát Có nhiều loại nước đá với hình dạng khối lượng khác (đá khối, đá tắm, đá thỏi, đá vảy, …) cho nhiều ứng dụng khác Trong đó, đá chiếm vai trò quan trọng việc bảo quản lạnh phục vụ cho nghành khai thác đánh bắt thủy sản gần xa bờ Vì vậy, việc sản xuất đá cấp thiết quan tâm đời sống  Các phương pháp sản xuất nước đá  Bể nước muối Sản xuất nước đá từ bể nước muối phương pháp truyền thống, sử dụng từ lâu đến sử dụng rộng rãi  Phương pháp Vilbushevich Phương pháp sản xuất nước đá khối nhanh, sử dụng môi chất lạnh sôi trực tiếp ống hai vỏ để tạo đá, rút ngắn đáng kể thời gian kết đông lại  Phương pháp Fecher Phương pháp Fecher tạo đá khuôn cố định bể nước làm lạnh trực tiếp môi chất lạnh, có vòi phun không khí khuôn để đá suốt CHƯƠNG QUY ĐỊNH CÔNG NGHỆ HỆ THỐNG SẢN XUẤT NƯỚC ĐÁ CÂY DÙNG BỂ NƯỚC MUỐI 1.1 Sơ đồ quy trình công nghệ hệ thống sản xuất nước đá dùng bể nước muối Nước thủy cục Xử lý nước Đá Cho nước Đặt linh đá vào khuôn Vào bể đá Xả đá Đông đá Nhúng khuôn Đưa đá Xả đá khỏi bể đá Page of 33 1.2 Nguyên tắc hoạt động hệ thống sản xuất nước đá dùng bể nước muối Amoniac chất lạnh máy nén hút nến từ áp suất thấp đến áp suất cao (áp suất ngưng tụ), qua bình tách dầu vào dàn ngưng tụ kiểu xối tưới Ở đây, chất lạnh tỏa nhiệt bên môi trường nước Nước giải nhiệt xối tưới qua dàn ngưng chứa nguội dần bể nước tuần hoàn trở lại nhờ bơm Môi chất lạnh qua dàn ngưng tụ chuyển pha thành lỏng Lỏng sau ngưng tụ chứa bình chứa cao áp, sau dẫn qua phìn lọc qua van tiết lưu để giảm áp suất xuống áp suất bóc hơi, phần dùng cho thiết bị tách khí không ngưng tụ động, phần lại vào bình chứa thấp áp Dòng lỏng môi chất lạnh đưa qua bình chứa thấp áp tiếp tục đưa vào dàn lạnh xương cá Ở đây, lỏng môi chất lạnh thu nhiệt từ chất tải lạnh nước muối để bốc áp xuất thấp, nhiệt độ thấp Nước muối bể làm lạnh xuống nhiệt độ thấp làm đông đá khuô Hơi amoniac từ dàn lạnh đưa qua bình tách lòng phụ để tách lỏng hoàn toàn hút máy nén, tiếp tục thực chu trình lạnh Các khuôn đá sau hình thành đá đem qua bbeer nhúng đá để tự lên đưa ngoài, sau đưa phân phối để sử dụng 1.3 Đặc điểm hệ thống sản xuất nước đá dùng bể nước muối  Ưu điểm Công nghệ đơn giản, công xuất lớn, sản xuất dễ thu hồi vốn  Nhược điểm Chi phí vận hành lớn, chi tiêu vệ sinh không cao, hệ thống chiếm nhiều diện tích  Chọn môi chất lạnh Môi chất lạnh chọn amoniac (NH3 , R717) thích hợp với hệ thống lạnh có công suất lớn, lượng môi chất lạnh nhỏ, lượng tuần hoàn nhỏ, máy nén thiết bị khác nhỏ gọn Amoniac có tính lưu động cao, tổn thấp áp xuất nhỏ, trao đổi nhiệt tốt không cần cách tản nhiệt, có xuất lạnh riêng lơn Tuy nhiên, môi chất lạnh không hòa tan dầu dẫn đến khó bôi trơn máy nén piston; chất có khả cháy nổ không khí gây độc  Chọn chất tải lạnh Chất tải lạnh chọn muối NaCl nồng độ 23,1% Dung dịch muối ăn rẻ tiền, dễ kiếm, hội tụ nhiều ưu điểm cần có chất tải lạnh không cháy nổ, không độc hại với thể sống, hệ số dẫn nhiệt nhiệt dung riêng lớn, độ nhớt nhỏ làm tổn thấp áp xuất đường ống giảm, khối lượng riêng nhỏ làm giảm công bơm làm tăng hệ số trao đổi nhiệt Tuy nhiên, nước muối dễ gây ăn mòn thiết bị Đặc biệt, hiệt độ đông đặc thấp đạt -21,2℃ nên độ chênh lệch với nhiệt độ sôi môi chất lạnh thấp  Chọn nguồn nước để sản xuất đá Để bảo đảm an toàn vệ sinh thực phẩm, chọn nguồn nước để sản xuất đá nguồn nước thủy cục có qua xử lý Nước bể nhúng đá nước giải nhiệt lấy nguồn từ nước giếng khoan Page of 33 CHƯƠNG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỂ ĐÁ 2.1 Xác định kích thước bể đá 2.1.1 Chọn khuôn đá Vì suất lớn (100 tấm/ngày), chọn khuôn đá loại 50 kg với thông số sau đây: Khối lượng khuôn (thép mạ kẽm): 27,2 kg Chiều cao khuôn: 1115 mm Kích thước đáy lớn: 380 mm x 190 mm Kích thước đáy bé: 340 mm x 169 mm 2.1.2 Số lượng khuôn theo yêu cầu Só lượng khuôn đá xác định dựa vào suất bể đá khối lượng cấy đá: N = M/mTrong đó: M – khối lượng đá bể ứng với mẻ, kg M – khối lượng đá, kg N = M/m = 100000/50 = 2000 khuôn đá Số khuôn đá bể tính dư 20% để dự phòng Vậy nên số lượng khuôn đá thực tế 2400 khuôn 2.1.3 Số lượng kích thước khuôn đá Chọn linh đá tập hợp 20 khuôn đá Số lượng linh đá xác định bởi: M1 = N/n1 với N – Số khuôn đá, n1 – Số khuôn đá linh đá Vậy, m1 = N/n1 = 2400/20 = 120 linh đá Hình 3.1: Linh đá gồm 20 khuôn đá Khoảng cách khuôn đá linh đá 225 mm, khuôn hai đầu cách 40 mm để móc cầu Khoảng hở hai đầu lại 75 mm chiều dài linh đá xác định sau: l = n1 × 225+2×75+2×40 = n1 × 225+230 = 20×225+230 = 4730 m Chiều rộng linh đá 425 mm, chiều cao linh đá 1150 mm 2.1.4 Xác định kích thước bên bể đá Bể đá bố trí dàn lạnh máy khuấy, hai bên có hai dãy khuôn đá để tăng hiệu truyền nhiệt nước muối chuyển động đồng toàn bể  Xác định chiều rộng bên bể đá W = 2×l + 4×d + A mm Trong đó: l- chiều dài l linh đá,mm 𝛿- Khe hở đá vách bế đá, = 25 mm Page of 33 A- chiều rộng cần thiết dể lắp dàn lạnh xuống đá, chọn A= 1000mm suất bể đá lớn Vậy W= 2×l+ 4× 𝛿 +A= × 4730 + 4×20 + 1000= 10560mm = 10,56m  Xác định chiều dài bên bể đá L = B + C + m2 ×b ,mm Trong đó: B- chiều rộng đoạn hở lắp máy khuất tuần hoàn nước, B= 600mm C- chiều rộng đoạn hở cuối bể, C = 500mm b- khoảng cách linh đá , xác định sở độ rộng linh đá khoảng hở chúng, b=425+50= 475mm m2 - số linh đá dọc theo chiều dài bể đá, m2=m1/2=120/2=60 linh đá Vậy, L = B+C+ m2 ×b= 110 + m2× 475 = 1100 + 60×475 = 29600 mm= 29,6 m  Xác định chiều dài bên bể đá Chiều dài bể đá xác định dựa vào chiều cao khuôn đá, kết hợp với khoảng cách cần thiết đáy khuôn đá bể Mặt khác, phía linh đá có khoảng hở 100 mm, sau lớp nắp gỗ dày 30 mm H = H1 + H2 + H3 + H4,mm Trong đó: H1- chiều cao từ đáy bể đến đáy khuôn đá, H1 = 10 mm H2- chiều cao khuôn đá 50kg, H2= 1115 mm H3- khoảng cách từ khuôn đến nắp gỗ, H3= 95 mm H4- chiều dài nắp gỗ, H4 = 30 mm Vậy, H= 10+ 1115 + 95 + 30 =1250 mm = 1,25 m 2.2 Thiết kế kết cấu cách nhiệt bể đá 2.2.1 Tường bể đá Từ trái qua, lớp: Lớp vữa trát xi măng Lớp gạch đỏ Lớp vữa trát xi măng Lớp hắc in quét liên tục Lớp chống ẩm giấy dầu Lớp cách nhiệt polystirol Lớp thép bể đá Page of 33 Bảng 3.1: Thông số thành phần kết cấu tường cách nhiệt bể đá Lớp Vật liệu Bề dày, mm Hệ số dẫn nhiệt 𝜆 W/(m.K) Hệ số khếch tán ẩm μ g/mhMpa Lớp vữa trát xi măng 10 0,88 90.10 -6 Lớp gạch đỏ 220 0,82 105.10 -6 Lớp vữa trát xi măng 10 0,88 90.10 -6 Lớp hắc ín quét liên tục 0,1 0,70 0,86.10 -6 Lớp chống ẩm giấy dầu 0,16 1,35.10 -6 Lớp cách nhiệt polystirol 𝛿𝐶𝑁 0,047 7,5.10 -6 Lớp thép bể đá 45,3 2.2.2 Nền bể đá Hình 2: Cấu tạo bể đá Lớp Vật liệu Bề dày (mm) Hệ số dẫn nhiệt 𝜆 (W/m.K) Hệ số khếch tán ẩm μ (g/mhMpa) 0,006 39 Lớp thép Lớp cách ẩm cách nhiệt - bitum 0,1 0,18 0,86 Lớp chiệu lực - bêtong 0,2 1,1 30 Lớp cách nhiệt, cách ẩm bitum 0,1 0,18 0,86 Lớp cách nhiệt styropore 𝛿𝐶𝑁 0,047 7,5 Lớp cách ẩm - giấy dầu 0,004 0,18 1,35 Lớp chịu lực -betong 0,2 1,1 30 Đất nện đá dăm 0,1 0,46 30 Page of 33 Hệ số dẫn nhiệt K2  i  i 1 Chọn  i  cn  cn  /2/ K2 = 0,26 W/m2.độ Hệ số cấp nhiệt phía bể 2 = 813,94 W/m2.độ Bề dày lớp cách nhiệt   i        K  i 1 i    cn  cn    0,006 0,1 0,2 0,004 0,2 0,1    2       0,18 1,1 0,18 1,1 0,46 813,94   K  39  0,1001 m  cn  0,047  Chọn  cn = 0,2 m Hệ số truyền nhiệt K2 với bề dày lớp cách nhiệt vừa tính toán K2 = 0,167 W/m2.độ So sánh với hệ số truyền nhiệt chọn K2tt < K2chọn Vậy điều kiện thỏa mãn Vì mặt của đáy bể đá nên đất, không tiếp xúc với không khí nên ta không cần kiểm tra tượng động sương Tương tự vách bể đá, mặt lót thép, xem cách ẩm hoàn toàn 2.2.3 Nắp bể đá Để thuận tiện cho việc vào đá, nắp bể đá đẩy đanh gỗ dày 30 mm, hệ số dẫn nhiệt µ= 0,2 W/(m,k), phù thêm lớp vải bạt 2.2.4 Xác định chiều dày lớp cách nhiệt Chiều dày lớp cách nhiệt xác định theo phương trình sau [2]: 1 𝑘 𝑎1 𝛿𝐶𝑁 = 𝜆𝐶𝑁 ( − Trong đó, − 𝑎2 𝛿 − ∑ 𝑖 ),m 𝜆𝑖 (3.1) k- hệ số truyền nhiệt bể đá [1] Hệ số chọn ban đầu tương đương với hệ số truyền nhiệt k kho lạnh, k= 0,28k/(m2 K) Page of 33 𝑎1 - hệ số tỏa nhiệt bên bể đá, từ không khí tường bể muối Dựa vào hệ số tỏa nhiệt không khí theo kho lạnh, chọn 𝑎1 = 25,63 𝑊/(m2 K) 𝑎2 - hệ số tỏa nhiệt bên bể đá, nước muối tỏa nhiệt chuyển động cưỡng ngang qua vách đứng, W/(m2 k), chonj 𝑎2 = 813 W/m2 K 𝛿𝑖- chiều dày lớp lại tường bể đá, mm ( bảng) 𝜆 𝑖- hệ số dẫn nhiệt lớp lại tường ber đá, W/(m.k) ( bảng 3.1 ) Vậy theo (3.1), 1 𝛿 1 𝛿𝐶𝑁 = 𝜆 𝐶𝑁 ( − − − ∑ 𝑖 ) = 0,047 × ( − − − 0,304) = 0,1509𝑚 𝑘 𝑎1 𝑎2 𝜆𝑖 0,28 2,56 813 Lớp cách nhiệt có bề dày theo tiêu chuẩn 150 mm 2.2.5 Kiểm tra tượng đọng sương kết cấu cách nhiệt Hệ số truyền nhiệt thực bề mặt đá với lớp cách nhiệt 150 mm là: 𝑘𝑡𝑡 = 1 = = 0,282 𝑊/(𝑚2 𝐾) 𝛿𝑖 1 0,150 +∑ + + 0,304 + + 𝑎1 𝜆 𝑖 𝑎2 25,6 0,047 1695 Để không đọng sương bề mặt bên bể đá, hệ số truyền nhiệt thực phải đảm bảo điều kiện sau [2]: 𝑘𝑡𝑡 < 𝑘𝑑𝑠 𝑘𝑑𝑠 = 0,95𝛼1 Trong đó: 𝑁 𝑡𝑘𝑘 − 𝑡𝑁 𝑁 𝑡𝑘𝑘 − 𝑡𝑛𝑚 𝑁 𝑡𝑘𝑘 − nhiệt độ không khí tường Nhiệt độ nhiệt độ nhà, lấy thấp 𝑁 nhiệ độ trời TP.HCM 37,3℃, chọn 𝑡𝑘𝑘 = 35℃ 𝑡𝑠 − Nhiệt độ đọng sương ứng với trạng thái không khí bên tường Dựa vào độ ẩm TP.HCM 74%, nhiệt độ đọng sương 𝑡𝑠 = 29℃ 𝑡𝑛𝑚 − Nhiệt độ nước muối bể, 𝑡𝑛𝑚 =-10℃ 𝑡𝑁 −𝑡 35−29 Theo (3.2) 𝑘𝑑𝑠 = 0,95𝛼1 𝑡𝑁𝑘𝑘−𝑡 𝑁 =0,95× 18 × 35−(−10)= 2,28 W/(𝑚2 𝐾) 𝑘𝑘 𝑛𝑚 Như vậy, 𝑘𝑡𝑡 < 𝑘𝑑𝑠 nên bề mặ bên bể đá tượng đọng sương 2.2.6 Kiểm tra tượng đọng ẩm kết cấu cách nhiệt Điều kiện để ẩm không đọng lại vách cách nhiệt phân áp xuất nước thực phải nhỏ phân áp xuất bão hòa nước: 𝑃𝑥 < 𝑃𝑥"   Mật độ dòng nhiệt qua kết cấu cách nhiệt: 𝑁 Q=𝑘∆𝑡 =𝑘(𝑡𝑘𝑘 − 𝑡𝑛𝑚 ) = 0,282 × (35 − (−10)) =12,69 W/(𝑚2 𝐾) Xác định nhiệt độ lớp vách: 𝑁 𝑞 = 𝛼1 (𝑡1 − 𝑡𝑘𝑘 ) Page 10 of 33 Chọn 𝑆 𝑑𝑛𝑔 = 1,7 Vậy, bước ống S = 1,7dng = 1,7 × 0,057 = 0,0969m Chọn S = 0,1m Chiều ngang dàn ngưng: H = (𝑛1 − 1)𝑆 + 𝑑𝑛𝑔 = (14-1) × 0,1 + 0,057 = 1,357m Lượng nước xối tưới cho dàn ống: 𝐺𝑤 𝑧 = 297,4 27 = 11m3 /h phù hợp với lượng nươc xối tưới cho dàn ống theo lý thuyết khoảng (10÷12) m3 /h Như thiết bị ngưng tụ kiểu xối tưới thiết kế có 27 dàn ống, dàn có 14 ống truyền nhiệt ống thép mạ kẽm tiêu chuẩn cho môi chất lạnh NH3 đường kính 57mm Các chi tiết lại thiết bị thể Bảng 6.3: Thông số chi tiết thiết bị ngưng tụ kiểu xối tưới STT Tên chi tiết Kẹp giữ ống Máng phân phối nước Máng xối nước Ống góp Ống dẫn Ống trích lỏng Ống chứa lỏng Ống lấy lỏng Ống dẫn lỏng 10 Ống góp khí không ngưng 11 Ống dẫn khí không ngưng 12 Ống dẫn nước giải nhiệt 13 Ống dẫn nước bổ sung Thông số kỹ thuật Dày 5mm, dài 1850mm, ngang 50mm Hình chữ nhật, tiết diện (100x200)mm, dài 4600mm Dày 5mm, tiết diện (58x77)mm, dài 5020mm Đường kính 108mm, dày 4mm Đường kính 76mm, dày 3,5mm Đường kính 57mm, dày 3,5mm Đường kính 219mm, dày 6mm Đường kính 45mm, dày 2,25mm Đường kính 89mm, dày 3,5mm Đường kính 108mm, dày 4mm Đường kính 45mm, dày 2,25mm Đường kính 108mm, dày 4mm Đường kính 108mm, dày 4mm Số lượng Vật liệu chế tạo 108 Thép mạ kẽm SUS304 27 SUS304 Thép mạ kẽm Thép mạ kẽm 135 Thép mạ kẽm Thép mạ kẽm Thép mạ kẽm 27 Thép mạ kẽm Thép mạ kẽm Thép mạ kẽm Thép mạ kẽm Thép mạ kẽm Nước giải nhiệt sau xối tưới qua dàn ống chứa bể nước bên dươi thiết bị làm nguội sau nước bổ sung để tuần hoàn tiếp tục vào dàn ống, thực trình trao đổi nhiệt Nước giải nhiệt với dàn ngưng tụ xôi tưới nước giếng khoan để tiết kiệm chi phí 5.3 Tính chọn thiết bị bốc Chọn thiết bị bốc dàn lạnh xương cá Page 22 of 33 Dàn lạnh xương cá có nguyên tắc hoạt động giống với dàn lạnh kiểu Panel (ống trao đổi nhiệt thẳng đứng ) có cải tiến diện tích bề mt trao đổi nhiệt Các ống trao đổi nhiệt dàn lạnh xương cá uốn cong (giống xương cá) để hạn chế chiều cao bể đảm bảo đường môi chất lạnh, tăng thời gian tiếp xúc Phương pháp cấp dịch dàn lạnh xương cá kiểu ngập lỏng Dịch lỏng cấp cho dàn lạnh cấp từ bình giữ mức trình dàn lạnh Nhược điểm thiết bị chế tạo khó so với kiểu khác Tuy nhiên cấu tạo dàn xương cá gọn làm giảm chiều cao bể Năng suất lạnh thiết bị bay hơi: 𝑄 = Ʃ𝑄𝑖 = 628,9 𝑘𝑊 Nhiệt độ nước muối vào dàn: 𝑡𝑛𝑚1 = −8℃ Nhiệt độ nước muối khỏi dàn: 𝑡𝑛𝑚2 = −12℃  Xác định hiệu nhiệt độ trung bình logarit ∆𝑡𝑡𝑏 = ∆𝑡𝑚𝑎𝑥 −∆𝑡𝑚𝑖𝑛 ∆𝑡 ln 𝑚𝑎𝑥 ∆𝑡𝑚𝑖𝑛 Trong đó: ∆𝑡𝑚𝑎𝑥 = 𝑡𝑛𝑚1 − 𝑡0 = −8 −(-15) = K ∆𝑡𝑚𝑖𝑛 = 𝑡𝑛𝑚2 − 𝑡0 = −12 − (−15) = 𝐾 Vậy, ∆𝑡𝑡𝑏 = 7−3 ln = 4,72K  Hệ số tỏa nhiệt phía nước muối Nhiệt độ sôi NH3 -15℃, chọn dung dịch muối NaCl nồng độ khối lượng 23,1% có nhiệt độ đông đặc -21,2℃ (thấp khoảng 5độ hợp lý) (Phụ lục B2 [2]) Chọn ống dàn bốc ống thép mạ kẽm có đường kính dng=57 mm đường kính dtr=50 mm Bước ống s=100 mm 𝑚 Tốc độ chuyển động nước muối bể: 𝜔 = 𝑠 Nhiệt độ trung bình nước muối bể: 𝑡 𝑛𝑚 = 𝑡𝑛𝑚1 +𝑡𝑛𝑚2 = (−8)+(−12) = −10℃ Nước muối dung dịch NaCl nồng độ khối lượng 23,1% nhiệt độ 𝑡𝑛𝑚 = −10℃ có thông số sau: 𝑃𝑟𝑛𝑚 = 29,5; 𝑣𝑛𝑚 = 4,02 10−6 𝑅𝑒𝑛𝑚 = 𝜔𝑑𝑛𝑔 𝑣𝑛𝑚 = 1×0.057 4,02.10−6 𝑚2 𝑠2 ; 𝜆 𝑛𝑚 = 0,528 𝑊/(𝑚 𝐾) = 14179 Nước muối chuyển động bên chùm ống song song có hệ số tỏa nhiệt tính theo công thức sau [6]: 0,8 0,43 𝑁𝑢𝑛𝑚 = 0,021𝑅𝑒𝑛𝑚 𝑃𝑟𝑛𝑚 ( 𝑃𝑟𝑛𝑚 0,25 ) 𝜀𝐿 𝜀𝑅 𝑃𝑟𝑣 Page 23 of 33 𝑃𝑟𝑛𝑚 Trong đó: 𝑃𝑟𝑣 = – Xem nhiệt độ nước muối gần nhiệt độ vách ống 𝜀𝑠 = ( 𝑠 𝑑𝑛𝑔 )−0,15 = ( 100 −0,15 ) = 57 0,919 – Hệ số ảnh hưởng bước ống Vậy 𝑁𝑢 𝑛𝑚 = 0,26 × 141790,65 ×29,50,33× 10,25×0,919 = 365 Hệ số tỏa nhiệt phía nước muối: 𝛼𝑛𝑚 = 𝑁𝑢𝑛𝑚 𝜆 𝑛𝑚 𝑑𝑛𝑔 = 365.0,528 = 3379 W/(m2 K) ,057 Mật độ dòng nhiệt phía nước muối: 𝑞𝑛𝑚,𝑡𝑟 = ∆𝑡𝑡𝑏 −∆𝑡𝑣 = 𝛿 𝑑𝑡𝑟 ∑ 𝑖 𝛼𝑛𝑚 𝑑𝑛𝑔 𝜆𝑖 4,72− ∆𝑡𝑣 = ,050 +0,9.10−3 3397 0,057 862× (4,72 - ∆𝑡𝑣 ) (6.6) Với tổng trở nhiệt ống NH3 khoảng ( 0,7 ÷0,9) m2 K/W xét đến ảnh hưởng lớp dầu bám, lớp sơn chống rỉ, lớp cáu bẩn ống thép mạ kẽm Bảng 6.4: Số liệu tính toán tổng trở nhiệt ống thiết bị Bề dày, m Hệ số dẫn nhiệt, W/(m2 K) ∑ 𝛿𝑖 𝜆𝑖  = 𝛿𝑑 𝛿𝑏 + 𝜆𝑑 𝜆𝑏 + 𝛿𝑐 𝜆𝑐 Lớp dầu 0,06.10-3 Lớp sơn chống rỉ 0,1.10-3 Lớp cáu bẩn 0,6.10-3 Thép mạ kẽm 2,5.10-3 0,12 0,58 1,5 45,3 𝛿𝑠 + 𝜆𝑠 = 0,06.10 −3 0,12 + 0,58 + 1,5 + 45,3 =1,13.10−3 𝑚2 𝐾/𝑊 Mật độ dòng nhiệt phía môi chất lạnh NH3 : −0,436 𝑞𝑀𝐶𝐿,𝑡𝑟 = ((27,3 + 0,04𝑡𝑜 )1,82 × 𝑑𝑡𝑟 1,82 = (27,3 + 0,04 (−15))  0,1.10 −3 0,6.10 −3 2,5.10 −3 × ∆𝑡𝑣1,82 × 0,050−0,436 × ∆𝑡𝑣1,82 = 1457 × ∆𝑡𝑣1,82 (6.7) Hệ phương trình xác định mật độ dòng nhiệt (6.6) (6.7) 𝑞𝑛𝑚,𝑡𝑟 = 862× (4,72 - ∆𝑡𝑣 ) 𝑞𝑀𝐶𝐿,𝑡𝑟 = 1457 × ∆𝑡𝑣1,82 Giải ta 𝑞𝑡𝑟 = 2830 W/m2 Diện tích bề mặt truyền nhiệt bên ống: 𝐹𝑡𝑟 =  𝑄 𝑞𝑡𝑟 = 628,9.10 2830 = 220,95 m2 Các kích thước dàn lạnh xương cá Page 24 of 33 Chiều cao ống xương cá : 0,86m Chiều ngang ống xương cá: 1,27m Chiều dài ống xương cá: 2,7m Số ống: 𝑛 = 𝐹𝑡𝑟 𝜋.𝑑𝑡𝑟 = 220,95 0,050.𝜋 = 520,97 Chọn có 521 ống Chọn cụm dàn lạnh có dãy ống ghép song song 521 Số ống dãy: 𝑛𝑑 = = 57,8 Chọn có 58 ống Chiều dài dãy ống gồm 30 ống truyền nhiệt theo tiêu chuẩn L = 200 + 3660 +1270 = 5130mm = 5,13m Chiều rộng cụm dàn lạnh với dãy ống với bước ống ngang 0,1m L = (9-1).0,1 + 0,057 = 0,857 m Như chọn dàn lạnh có cụm, cụm có dãy, dãy có 30 ống dãy có ống góp ống góp Một cụm ống có ống góp ngang ống góp ngang Các ống góp có đường kính 76mm, đường kính 69mm CHƯƠNG TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ PHỤ 6.1 Đường ống Đường kính ống dẫn tính theo công thức 𝑑𝑡𝑟 √ 4𝑚 𝜋𝜔𝜌 Trong đó: ,m m – lưu lượng tác nhân lạnh ống, kg/s 𝜌 – Khối lượng riêng tác nhân lạnh, kg/m3 𝜔 – Vận tốc chuyển động tác nhân lạnh, m/s Bảng 7.1 Thông số để tính toán đường kính loại ống Ống đẩy 𝑚,kg/s Ống hút Ống dẫn lỏng 0,65 𝜌, 𝑘𝑔/𝑚3 7,874 1,905 579,1 𝜔, 𝑚/𝑠 18 15 𝑑𝑡𝑟 , 𝑚𝑚 54 120 38 Page 25 of 33 (Chú ý: Có máy nén sữ dụng nên tùng máy nen 𝑚′ = 0,65/2 = 0,32 kg/s) Chọn đường kính ống dẫn thép theo tiêu chuẩn Nga (Bảng 10-2[1]) Bảng 7.2 Thông số kỹ thuật loại ống chọn Đường kính danh nghĩa 𝐷𝑦,mm Đường kính 𝐷𝑎,mm Đường kính 𝐷𝑖,mm Chiều dày vách ống, mm Tiết diện ống 100 mm2 Khối lượng 1mm2 , kg Ống đẩy 70 76 69 3,5 37,4 6,26 Ống hút Ống dẫn lõng 125 133 125 4,0 123 12,73 40 45 40,4 2,25 12,8 2,37 Màu sơn quy      định cho đường ống Ống đẩy: mảu đỏ Ống hút: màu xanh da trời Ống dẫn lỏng: màu vàng Ống dẫn nước muối: màu xám Ống dẫn nước: màu xanh 6.2 Bình tách lỏng Nhiệm vụ: tách lỏng khỏi dòng máy nén, đảm bảo máy nén hút không hút lỏng gây va đập thủy lực, dẫn đến hư hỏng máy nén Cấu tạo vị trí: bình tách lỏng bình hình trụ thép, bố trí đường hút máy nén, giàn lạnh máy nén Bình tách lỏng đặt cao giàn bay hơi, bọc cách nhiệt nhằm giảm tổn hoa nhiệt tránh tượng đọng sương Nguyên lý hoạt động: giảm vận tốc đột ngột ( 15m/s xuống 0,5 m/s), giọt dầu lỏng bị tách khỏi dòng Dòng khỏi bình tách lỏng hoàn toàn khô Bình tách lỏng chọn phù hợp với đường kính ống hút máy nén Tốc độ dòng thân bình 0,5 m/s 4𝑉𝑡𝑡 Đường kính bình tách lõng: 𝑑𝑡𝑟 = √ 𝜋𝜔 =√ 4×0,344 3,14×0,5 = 0,935𝑚 Theo bảng 7-4[4], chọn bình tách lõng có thông số sau Đường kính: 800mm Chiều cao: 2110mm Ống hơi: 150mm Ống NH3 lỏng vào: 50mm Page 26 of 33 Ống NH3 lỏng ra: 80mm Trọng lượng: 543kg 6.3 Bình tách dầu Nhiệm vụ: máy nén hoạt động cần có dầu bôi trơn cho pitong Do đó, máy nén hoạt động, nén môi chất lạnh NH3, có phần dầu hòa lẫn vào môi chất lạnh NH3 không hòa tan dầu, chúng phân lớp Dầu theo môi chất lạnh, không tách ra, vào thiết bị ngưng tụ bám lên thành ống trao đổi nhiệt, hạn chế trình trao đổi nhiệt thiết bị Bình tách dầu có nhiệm vụ, tách phần dầu lẫn môi chất lạnh trước vào thiết bị ngưng tụ Cấu tạo vị trí: bình tách dầu ống thép đặt đứng, có đổi hướng chuyển động dòng phía Bình tách dầu đặt đường đẩy máy nén, trước thiết bị ngưng tụ sau máy nén Nguyên tắc hoạt động: dòng môi chất lạnh có lẫn dầu vào bình, vận tốc dòng bị giảm đột ngột (20m/s xuống 0,7 m/s), mặt khác dòng bị thay đổi hướng đột ngột, giọt dầu lẫn dòng môi chất lạnh bị tách khỏi dòng rơi xuống đáy bình, chảy vào bình chứa dầu Cấu tạo bình tách dầu gần giống với bình tách lỏng Vì việc tính toán chọn bình tách dầu tương tự bình tách lỏng nhiên chọn theo đường kính ống dây máy nén Theo 7-4[4], chọn bình tách dầu có thông số sau: Đường kính: 426 mm Chiều cao: 1750 mm Ông hơi: 70 mm Trọng lượng: 201kg 6.4 Bình chứa cao áp Sức chứa bình chứa cao áp tính theo công thức hệ thống cấp môi chất từ xuống Theo [1], thể tích bình cao áp phải chứa 60% thể tích dàn bay hệ thống lạnh cấp lòng từ lên, vận hành mực lỏng bình 50% thể tích bình, với hệ số an toàn 1,2 𝑉𝐶𝐴 = Trong đó: 0,3𝑉𝑑 × 1,2 = 1,45𝑉𝑑 , 𝑚3 0.5 𝑉𝐶𝐴 − Thể tích bình chứa cao áp 𝑉𝑑 − Thể tích hệ thống bay  Thể tích hệ thống bay Dàn lạnh xương cá có (55×9) đường ống kính 50 mm, dài 2,7 m, chứa bên là𝑉1 = 𝜋 × 0,050 × 2,7 × 50 × = 2,624 𝑚3 Thể tích ống góp: 𝑉2 = 𝜋 × 0,0692 × 6,4 × × = 0,431 𝑚3 Page 27 of 33 Tổng thể tích dàn lạnh: 𝑉 = 𝑉1 + 𝑉2 = 2,624 + 0,431 = 3,055 𝑚3 Vậy 𝑉𝐶𝐴 = 0,3𝑉𝑑 0,5 × 1,2 = 1,45 × 𝑉𝑑 = 1,45 × 3,055 = 4,43 𝑚3 Theo bảng 7-6[4], chọn bình chứa cao áp có thông số sau: Thể tích: m3 Đường kính: 1200 mm Chiều dài: 5480 mm Ống dẫn: 70 mm Trọng lượng: 2225 kg 6.5 Bình chứa dầu Cấu tạo vị trí: bình chứa dầu bình thép có dạng hinh trụ đặt đứng đặt nằm, có đường nối với bình tách dầu, đường nối với đường hút máy nén Áp suất bình báo áp kế gắn bình Khi mở van với đường hút, áp suất bình giảm xuống gần áp suất khí Khi xả dầu áp suất bình phép lớn áp suất khí chút ít, tất van phải đóng Dầu hút khỏi bình chứa nhờ ống liên kết với đầu hút máy nén, giúp giảm bớt NH3 đồng thời đảm bảo vận hành an toàn cho bình chứa Chọn bình chứa dầu theo bảng 7-5[4], ta có thông số sau: Đường kính: 325 mm Chiều cao: 1270 mm Trọng lượng: 95 mm 6.6 Bình tách khí không ngưng Cùng tuần hoàn với môi chất lạnh hệ thống lạnh có không khí loại khí không ngưng Thành phần chủ yếu khí không ngưng hệ thống không khí Không khí lọt vào hệ thống nhiều nguyên nhân:  Khi tiến hành sửa chữa  Khi hút chân không hệ thống, độ chân không chưa đảm bảo yêu cầu  Khi hệ thống làm việc chế độ chân không nhiệt độ sôi thấp  Khi nạp môi chất nạp dầu  Do phân hủy môi chất… Nhiệm vụ: thiết bị ngưng tụ, không khí tạo lớp bao quanh bề mặt trao đổi nhiệt làm tăng trở nhiệt, dẫn đến làm giảm hiệu trao đổi nhiệt Mặt khác, khí không ngưng làm tăng áp suất ngưng tụ nhiệt độ cuối tầm nén Chính vậy, ta cần có thiết bị tách khí không ngưng khỏi hệ thống theo định kỳ Cấu tạo vị trí: gồm ống lồng vào nhau, đặt bình chứa cao áp Page 28 of 33 Hoạt động: môi chất NH3 qua van tiết lưu vào ống thiết bị, môi chất NH3 bay nhiệt độ thấp Hỗn hợp khí không ngưng môi chất vào ống thiết bị, tiếp xúc với ống trong, môi chất ngưng tụ, trở bình chứa cao áp, khí không ngưng cho thoát 6.7 Bơm nước giải nhiệt Lượng nước làm mát cung cấp cho dàn bay kiểu xối nước: 𝐺𝑤 = 82,6 kg/s = 297,4 m3 /h  Tính trở lực phía nước giải nhiệt ∆𝑃 = ∆𝑃𝑚 + ∆𝑃𝐶 + ∆𝑃𝐻 , Pa Trong đó: 𝐿 ∆𝑃𝑚 = ∑ 𝜆 𝑑 𝑡𝑟 𝜔2 𝜌 , Pa – Trở lực ma sát 𝜔 𝜌 ∆𝑃𝐶 = ∑ 𝜉 , Pa –Trở lực cục ∆𝑃𝐻 = 𝐻𝜌𝑔, Pa – Trợ lực tạo cột chất lỏng 𝜆 − Hệ số ma sát 𝐿 − Chiều dài ống, m Tổng chiều dài đường ống cấp nước m 𝑑𝑡𝑟 − Đường kính tương đương ống 𝜔 − Vận tốc nước truyền động, m 𝜌 − Khối lượng riêng môi chất chuyển động, kg/m3 𝜉 − Hệ số trợ lực cục 𝐻 − Khoảng cách theo phương thẳng đứng mức chất lỏng m Dựa vào chiều cao dàn ngưng tụ xối tưới, 𝐻 = 2,5 m 𝑔 − Gia tốc rơi tự do, m/s2 64 64 Hệ số ma sát ống với Re = 1649,2, ta có 𝜆 = 𝑅𝑒 = 1649,2 = 0,0388 ∆𝑃𝑚 = ∑ 𝜆 𝐿 𝜔2 𝜌 5000 0,552 × 1000 = 0,0388 × × = 586,85 𝑃𝑎 𝑑𝑡𝑟 50 Hệ số trợ lực cục dòng chảy ngoặc êm với góc 90°, với 𝜉 = 0,2 (3 lần) Trợ lực cục là: 𝜔2 𝜌 0,552 × 1000 ∆𝑃𝑐 = ∑ 𝜉 × = 0,2 × × = 30,25 × = 90,75 𝑃𝑎 2 ∆𝑃𝐻 = 𝐻𝜌𝑔 = 2,5 × 1000 × 9,81 = 24525 𝑃𝑎 Vậy, ∆𝑃 = 586,85 + 90,75 + 24525 = 25202,6 𝑃𝑎 Công xuất bơm: Page 29 of 33 𝑁= 1,2 × ∆𝑃 × 𝐺𝑤 × 10−3 1,2 × 25202,6 × 82,6 × 10−3 = = 3,12 𝐾𝑤 𝜌𝜂 1000 × 0,8 Vì mục đích an toàn, đảm bảo nước giải nhiệt cấp vào dàn ngưng xối nên chọn 02 máy bơm công xuất 3,12 KW hoạt đọng luân phiên 6.8 Các phin lọc Nhiệm vụ: tách tránh:    cặn bẩn tạp chất khác nước, axit…ra khỏi dòng môi chất nhằm Tắc ống dẫn tắc van tiết lưu Các chi tiết chuyển động máy bị bào mòn Tắc van tiết lưu nước đóng băng Cấu tạo : thân phin lọc có dạng hình trụ thép Bộ phận lọc sấy phin khối zeolite đặt có định phin Vị trí lắp đặt:  Phin lọc đường hơi, bố trí đường ống hút trước máy nén  Phim lọc đường lỏng, bố trí đường lỏng phía trước van tiết lưu 6.9 Các loại van 6.9.1 Van tiết lưu Sử dụng van tiết lưu để phục vụ điều khiển  Lựa chọn van tiết lưu Năng xuất lạnh dàn bốc 𝑄 =635,3 kW Nhiệt độ nước bốc 𝑡0 = -15℃; 𝜌0 =2,37 bar Nhiệt độ ngưng tụ 𝑡𝑘 = 40℃; 𝑝𝑘 = 15,56 bar Các tổn thất áp suất lấy theo kinh nghiệm Tổn thất áp suất đường ống lỏng, tê, cút, phụ kiện…lấy 0,1 bar Tổn thất áp suất qua phin sấy, van chận lấy 0,2 bar Tổn thất áp suất chênh lệch độ cao lấy 0,2 bar Tổn thất áp suất qua đầu chia lỏng ống chia lõng lấy 1,0 bar Vậy ∆𝑃 = 𝑝𝑘 − 𝑝0 − ∑ ∆𝑝 = 15,56 − 2,37 − (0,1 + 0,2 + 0,2 + 0,1) = 11,69 𝑏𝑎𝑟 Dựa vào ∆𝑃 tính toán trên, ta chọn van tiết lưu TEAT hãng Danfoss (Đan Mạch) 6.9.2 Van đóng mở Van đóng mở NH3 có thân gang đúc, ti van bàng gang có cánh hướng tự treo van 6.9.3 Van chiều Page 30 of 33 Van chiều đảm bảo môi chất lạnh chuyển động chiều từ máy nén đến thiết bị ngương tụ, đảm bảo khí không ngường dẫn vào bể nước, không chuyển động ngược thiết bị tách khí không ngưng Đảm bảo nước bơm từ bơm lê ống phân phối dàn ngưng xối tưới không quay bơm (làm hư bơm) bơm gặp trục trặc 6.9.4 Van an toàn Van an toàn lắp thiết bị có áp suất cao chứa nhiều môi chấy lỏng thiết bị ngưng tụ, bình chứa cao áp Van hoạt động dựa chênh lệch áp suất giống van chiều, khác độ chênh lệch áp suất phải đạt trị số định Van dùng để đề phòng áp suất thiết bị vượt mức quy định, lúc van tự động mở để xả môi chất không khí 6.9.5 Van tiết lưu tay Van tiết lưu tay phận thiết bị tách khí không ngưng Môi chất lạnh qua van, áp suất giảm từ Pk xuống Po , nhiệt độ bốc môi chất lạnh lúc to Nhờ hỗn hợp (môi chất lạnh khí không ngưng) tiếp xúc với ống trụ chứa nó, trao đổi nhiệt, môi chất lạnh ngưng tụ trở bình chứa cao áp 6.10 Máy khuấy Với hệ thống có xuất 100 tấn/ ngày, chon sử dụng 02 máy khuấy MYCOM sau: Model 400 VMG Công xuất 7,5 kW Tốc độ: 1000 phút-1 Lưu lượng: 40 m3 /phút Page 31 of 33 KẾT LUẬN  Nhận xét chung Sản xuất nước đá dung bể nước muối ứng dụng phương pháp làm lạnh kiểu gián tiếp Dựa vào tính toán để chọn thiết bị phụ, đồ án thiết kế hoàn chỉnh hệ thống sản xuất nước đá dung bể nước muối Môi chất lạnh ammoniac sử dụng hệ thống làm lạnh chất tải lạnh nước muối, gián tiếp làm lạnh đông đá Đây phương pháp truyền thống, thiết bị máy nén cấp, thiết bị ngưng tụ sử dụng dàn ngưng kiểu xối tưới, thiết bị bốc dàn lạnh xương cá Chi phí lạnh để sản xuất 1kg nước đá đồ án có giá trị nhỏ so với thực tế, tổn thất nhiệt nhiều chưa tính đến  Ưu nhược điểm Sản xuất nước đá dung bể nước muối phương pháp truyền thống sử dụng phổ biến từ lâu đời, với thiết bị mang tính đơn giản, vận hành không phức tạp, sử dụng nhân công, thị trường ổn định Tuy nhiên với quy mô lớn, suất cao, phương án không mang tính khả thi hiệu cao diện tích bể nước muối lớn, thời gian đông đá dài Bên cạnh đó, thiết bị chưa tự động hóa để đảm bảo hệ thống an toàn hoạt động ổn định Một vấn đề thường gặp sản xuất tượng đá bị đục lõm sâu phần ruột đá, lam cho đá không đạt chuẩn, khối lượng đá không đảm bảo yêu cầu Vì hiệu truyền nhiệt vào đá thấp, cần nhiều thời gian để làm đông phần ruột bên đá  Hướng cải tiến Để giải tượng đá bị đục phần ruột đá, sử dụng phương án điều chỉnh khuôn đá, cụ thể khuôn rỗng phần ruột dạo dòng nước muối chuyển động cưỡng bên ruột khuôn (tính toán kích thước khôn để đảm bảo khối lượng đá thành phẩm) Với phương án trên, hiệu truyền nhiệt tang, đồng thời giảm đáng kể thời gian đông đá mà đảm bảo độ cảm quan suốt cho đá, dẫn đến lợi suất, từ thu nhỏ diện tích bể đá Như nghiên cứu việc tăng hiệu truyền nhiệt, thu nhỏ diện tích bể nước muối, rút ngắn thời gian đông đá cần thiết để cải thiện hiệu sản xuất hệ thống sản xuất nước đá dung bể nước muối Page 32 of 33 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Đức Lợi – Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh – NXB Khoa học kỹ thuât 2011 [2] Võ Chí Chính – Hệ thống máy thiết bị lạnh – ĐH Bách Khoa Đà Nẵng 2007 [3] Nguyễn Đức Lợi - Bài tập kỹ thuật lạnh sở ứng dụng – NXB Bách Khoa Hà Nội 2008 [4] Trần Thanh Kỳ - Máy lạnh – NXB ĐH Quốc gia Tp.HCM [5] Nguyễn Đức Lợi – Kỹ thuật lạnh ứng dụng – NXB Giáo dục 2005 [6] Phạm Văn Bôn – QT TB Công nghệ Hóa học Thực phẩm – Tập 5: Quá Trình Thiết bị truyền nhiệt – Quyển 1: Truyền nhiệt ổn định – NXB ĐH Quốc gia Tp.HCM 2011 [7] Trần Đức Ba – Công nghệ lạnh nhiệt đới – NXB Nông nghiệp 1996 [8] Handbook of Food Engineering –CRC Press Taylor & Francis Group – Second Edition Page 33 of 33 [...]... Với hệ thống có năng xuất 100 tấn/ 1 ngày, chon sử dụng 02 máy khuấy MYCOM sau: Model 400 VMG Công xuất 7,5 kW Tốc độ: 1000 phút-1 Lưu lượng: 40 m3 /phút Page 31 of 33 KẾT LUẬN  Nhận xét chung Sản xuất nước đá cây dung bể nước muối là một trong những ứng dụng của phương pháp làm lạnh kiểu gián tiếp Dựa vào các tính toán để chọn thiết bị chính và phụ, đồ án đã thiết kế hoàn chỉnh hệ thống sản xuất nước. .. 𝑤 𝜇5 = 37 63, 285 − 0,1 63 × 1 ,35 .10 −6 = 35 21,624 Pa 5 𝛿 0,150 𝑃𝑥7 = 𝑃𝑥6 − 𝑤 6 = 35 21,624 − 0,1 63 × = 259,200 𝑃𝑎 𝜇6 7.5.10−6 Bảng 3. 4: Kết quả tính toán áp xuất riêng phần hơi nước thực 𝑷𝒙 Vách Áp xuất bão hòa 𝑃𝑥",Pa 1 5477 2 5440,7 3 4496 4 5 4455,1 4455,1 6 4414,6 7 264 ,3 8 264 ,3 Áp xuất riêng phần hơi nước thực 𝑃𝑥 , Pa 4160 ,3 4142,2 38 00,4 37 82 ,3 3762 ,3 3521,6 259,2 259,2 Từ kết quả tính toán trên,... Chọn tqn Hệ thống lạnh với môi chất lạnh NH không sử dụng thiết bị hồi nhiệt nên ∆tqn = (5/10 ) K tqn = to + ∆tqn = -15 + 5 = -10 o C  Chọn tk Hệ thống thiết bị kiểu xối tưới giải nhiệt bằng nước và không khí nên tk = tw2 + ∆tk tw1 = tu + (3/ 4) K = 32 +3 = 35 o C tw2 = tw1 + tw = tw1 + (2 3) K = 35 + 2 = 27 o C tk = tw2 + ∆tk = tw2 + (2÷4) K = 37 + 3 = 40 o C (tw1 và tw2 lần lượt là nhiệt độ nước giải... /Pa 1 Vậy theo (3. 3), 𝑤 = 4160,28−259,2 239 15,22 = 0,1 63 Page 11 of 33  Áp xuất thực của hơi nước trên các bề mặt vật liệu 𝛿 0,010 𝑃𝑥2 = 𝑃ℎ1 − 𝑤 1 = 4160,28 − 0,1 63 × = 4142,155 𝑃𝑎 𝜇1 9.10−5 𝛿 0,202 𝑃 3 = 𝑃𝑥2 − 𝑤 2 = 4142,155 − 0,1 63 × = 38 00 ,37 8 𝑃𝑎 𝜇2 1,05.10−4 𝛿 0,010 𝑃𝑥4 = 𝑃 3 − 𝑤 3 = 38 00 ,37 8 − 0,1 63 × = 37 82,2 53 𝑃𝑎 3 9.10−5 𝛿 0,0001 𝑃𝑥5 = 𝑃𝑥4 − 𝑤 4 = 37 82,2 53 − 0,1 63 × = 37 63, 285 𝑃𝑎 𝜇4 8,6.10−7... − 12,69 × = −9,81℃ 𝜀7 45 ,3 𝑡𝑚 = 𝑡7 − 𝑞 𝑎2 = 9,81 − 12,69 700 = −9,82℃ ≈ 10℃ Bảng 3. 3: Kết quả tính toán áp xuất bão hòa 𝑷𝒙" Vách 1 2 Nhiệt độ,℃ 34 , 53 34 ,39 Áp xuất bão hòa 𝑃𝑥", Pa 5477 5440,7  3 31 4496 4 5 6 7 8 30 ,84 30 ,84 30 ,68 -9,81 -9,81 4455,1 4455,1 4414,6 264 ,3 264 ,3 Dòng hơi nghiêng qua kết cấu bao che 𝑃 − 𝑃ℎ2 𝑤 = ℎ1 ℎ (3. 3) Trong đó: 𝑃ℎ1 , 𝑃ℎ2 là phân áp xuất hơi nước của không khí bên ngoài... 𝛿𝑏 + 𝜆𝑑 𝜆𝑏 + 𝛿𝑐 + 𝜆𝑐 𝛿𝑠 𝜆𝑠 = 0,06.10 3 0,12 + 0,1.10 3 0,6.10 3 2,5.10 3 0,58 + 1,5 + 45 ,3 =1, 13. 10 3 𝑚2 𝐾/𝑊 Bảng 6.2: Số liệu tính toán tổng trở nhiệt của ống trong thiết bị ngưng tụ kiểu xối tưới Bề dày, m Hệ số dẫn nhiệt, W/(m.K) Lớp dầu 0,06.10 -3 Lớp sơn chống rỉ 0,1.10 -3 Lớp cáu bẩn 0,6.10 -3 Lớp mạ kẽm 2,5.10 -3 0,12 0,58 1,5 45 ,3 Vậy theo (6.4), 𝑞𝑤,𝑡𝑟 = ∆𝑡𝑡𝑏 −𝜃 𝛿 𝑑 𝑡𝑟 + 𝑖 𝛼𝑤 𝑑 𝑛𝑔 𝜆𝑖 = 3, 92−𝜃... W/(m2 K) – Hệ số tỏa nhiệt bên trong từ nắp bể đá xuống lớp không khí bên dưới nắp bể 𝛿𝑛 = 30 mm = 0,03m – Chiều dày nắp gỗ 𝜆 𝑛 = 0,2 W/(m2 K) – Hệ số dẫn nhiệt của gỗ 1 kn = 1 𝛿 1 + + ∝1 𝜆𝑛 3 = 1 1 0, 03 1 = + + 18 0,2 10 3, 27 W/(m2 K) theo (4.4), Q 13 = kn Fn (tNkk - tT kk ) = 3, 27 × 31 2,576 × (35 – (-5)) = 40 919,04 W vậy, Q 1 = Q11 + Q 12 + Q 13 = 132 2,77 + 438 2 + 40 919,04 = 46 624,2 W 3. 2 Chi phí... truyền nhiệt, thu nhỏ diện tích bể nước muối, rút ngắn thời gian đông đá là cần thiết để cải thiện hiệu quả sản xuất của hệ thống sản xuất nước đá cây dung bể nước muối Page 32 of 33 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Đức Lợi – Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh – NXB Khoa học và kỹ thuât 2011 [2] Võ Chí Chính – Hệ thống máy và thiết bị lạnh – ĐH Bách Khoa Đà Nẵng 2007 [3] Nguyễn Đức Lợi - Bài tập kỹ thuật... Vậy, Q 2 = Q21 + Q 22 = 54 839 1,2 + 1 133 3 ,3 = 559724,5 3. 3 Nhiệt do máy khuấy tỏa ra Q41 = 1000 𝜂N , W Trong đó, 𝜂 – hiệu suất động cơ điện N – công suất của mô tơ cánh khuấy, kWW Dựa vào bảng 3 -8 [2], vì năng suất bể đá lớn, chọn 2 cánh khuấy MYCOM (nhật ) Model 400 VGM có công suất 7,5 kWW; tốc độ 1000 phút; lưu lượng 40 m/phút Q 41 = 1000 𝜂N = 1000 × 0,72 × 7,5 × 2 = 10800 W 3. 4 Nhiệt khi tách ra khỏi... chống rỉ 0,1.10 -3 Lớp cáu bẩn 0,6.10 -3 Thép mạ kẽm 2,5.10 -3 0,12 0,58 1,5 45 ,3 𝛿𝑠 + 𝜆𝑠 = 0,06.10 3 0,12 + 0,58 + 1,5 + 45 ,3 =1, 13. 10 3 𝑚2 𝐾/𝑊 Mật độ dòng nhiệt về phía môi chất lạnh NH3 : −0, 436 𝑞𝑀𝐶𝐿,𝑡𝑟 = ((27 ,3 + 0,04𝑡𝑜 )1,82 × 𝑑𝑡𝑟 1,82 = (27 ,3 + 0,04 (−15))  0,1.10 3 0,6.10 3 2,5.10 3 × ∆𝑡𝑣1,82 × 0,050−0, 436 × ∆𝑡𝑣1,82 = 1457 × ∆𝑡𝑣1,82 (6.7) Hệ phương trình xác định mật độ dòng nhiệt (6.6) và (6.7)