Đồ án tốt nghiệp Hệ thống làm lạnh

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 12-2010 CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 12-2010 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG: 1.1.1 Loại tàu, công dụng Tàu hàng 14500 loại tàu vỏ thép, kết cấu hàn điện hồ quang, boong chính, boong dâng lái boong dâng mũi Tàu thiết kế trang bị 01 diesel kỳ truyền động trực tiếp cho 01 hệ trục chân vịt Tàu thiết kế để chở hàng hạt, hàng tổng hơp, thép cuộn,… 1.1.2 Vùng hoạt động, cấp thiết kế Tàu hàng 14500 thiết kế thoả mãn Cấp không hạn chế theo Quy phạm phân cấp đóng tàu vỏ thép – 2003 (TCVN 6259 : 2003), Bộ Khoa học Công nghệ Môi trường ban hành Phần hệ thống động lực tính toán thiết kế thoả mãn tương ứng Cấp không hạn chế theo TCVN 6259 : 2003 1.1.3 Các quy ước, công ước quốc tế áp dụng: Tàu đóng tuân theo qui định sau: TCVN 6259 : 2003 – Quy phạm phân cấp đóng tàu vỏ thép, 2003 (1) Công ước quốc tế an toàn sinh mạng người biển, 1974 (SOLAS, 74); (2) Công ước quốc tế mạn khô tàu biển, 1966 (LOAD LINES, 66); (3) Công ước quốc tế ngăn ngừa ô nhiễm biển tàu gây ra, 73/78 (MARPOL, 73/78); (4) Qui tắc quốc tế tránh biển, 1972 (COLREG, 72); (5) Công ước đo dung tích tàu biển, 1969 (TONNAGE, 69); (6) Nghị Tổ chức lao động quốc tế (ILO) TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 12-2010 1.1.4 Các thông số tàu – Chiều dài lớn Lmax = 160 (m) – Chiều dài hai trụ L = 150 (m) – Chiều rộng thiết kế B = 24,4 (m) – Chiều cao mạn D = 9,92 (m) – Chiều chìm toàn tải d = 7,50 (m) – Trọng tải δ = 14500 (tấn) – Tốc độ tàu v = 13,5 (knots) 1.2 TỔNG QUAN VỀ TRANG TRÍ ĐỘNG LỰC: 1.2.1 Bố trí buồng máy Buồng máy bố trí từ sườn 04 (Sn04) đến sườn 27 (Sn27) Lên xuống buồng máy 04 cầu thang (02 cầu thang sàn đáy, 02 cầu thang sàn lửng buồng máy) 01 cầu thang cố Trong buồng máy lắp đặt 01 máy thiết bị phục vụ hệ thống động lực, hệ thống đường ống Hệ động lực sử dụng 01 hệ trục truyền động cho chong chóng định bước Máy lắp lên bệ máy thông qua chockfast, mềm bulông bệ máy, đặc biệt có chân đỡ bệ máy nhà sản xuất cung cấp Điều khiển thiết bị thực chỗ buồng máy Điều khiển máy thực chỗ buồng máy từ xa buồng lái Một số bơm chuyên dụng điều khiển từ xa boong bơm vận chuyển dầu đốt, bơm nước vệ sinh, sinh hoạt, quạt thông gió TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 12-2010 Buồng máy có kích thước chính: – Chiều dài: 18,40 (m) – Chiều rộng trung bình: 17,60 (m) – Chiều cao trung bình: 13,00 (m) Việc thiết kế quy trình công nghệ lắp ráp dựa sở tài liệu nhà sản xuất chủ yểu quy trình lắp ráp đuợc áp dụng Quá trình lắp ráp tiến hành nhà máy Công tác kiểm tra, giám sát thực đăng kiểm viên đại diện nhà máy 1.2.2 Máy Máy có ký hiệu 6S35MC (MK-7) hãng MAN B&W sản xuất, động diesel kỳ, xilanh, đầu chữ thập, xếp hàng thẳng đứng, khởi động không khí nén Động làm mát nước không khí Hệ thống bôi trơn cưỡng dầu bôi trơn tuần hoàn cácte khô, khởi động không khí nén Thông số máy chính: – Số lượng 01 – Kiểu máy 6S35MC (MK-7) – Hãng sản xuất : MAN B & W – Công suất định mức, [H] 4455 /6060 (kW/hp) – Vòng quay định mức, [N] 173 (rpm) – Số kỳ, [τ] 02 – Số xi-lanh, [Z] 06 – Đường kính xi-lanh, [D] 350 (mm) – Hành trình piston, [S] 1400 (mm) TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 12-2010 - Suất tiêu hao nhiên liệu quy định: 178 (g/KWh) - Chiều dài toàn máy chính: 7080 (mm) - Chiều rộng toàn máy chính: 3746 (mm) - Trọng lượng máy: 96 (tấn) 1.2.3 Tổ máy phát điện 1.2.3.1 Diesel lai máy phát Diesel lai máy phát có ký hiệu MAN_6L16/24 hãng Man B&W (Đức) sản xuất, động kỳ tác dụng đơn, hàng xy-lanh thẳng đứng, tăng áp tuabin khí thải, làm mát gián tiếp hai vòng tuần hoàn, bôi trơn áp lực tuần hoàn kín, khởi động không khí nén cao áp – Số lượng imp = 03 (cái) – Công suất định mức Ne = 540 (kw) – Vòng quay định mức n = 1000 (rpm) – Số xy-lanh Z = (cái) – Loại nhiên liệu sử dụng HFO độ nhớt 380 cSt 1.2.3.2 Máy phát điện – Số lượng ipđ = 03 (cái) – Hãng (Nước) sản xuất MARELI – Kiểu loại M8B200SB pha – Công suất máy phát P = 50 (kVA) – Vòng quay máy phát n = 1800 (rpm) – Điện áp U = 400 (V) – Tần số f = 50 (Hz) ITALIA Ba máy phát điện hoạt động dựa theo điều kiện sử dụng lượng (thể bảng 1.2) TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 12-2010 Bảng 1.2 Số máy đèn sử dụng điều kiện làm việc Điều kiện sử dụng Số máy làm việc Tàu hoạt động bình thường biển máy làm việc Phục vụ công tác rửa két máy làm việc Tháo dỡ toàn hàng máy làm việc Tàu cập cảng máy làm việc 1.2.3.3 Diesel lai máy phát dự phòng – Số lượng i = 01 (chiếc ) – Công suất định mức Ne = 540 (kw) – Vòng quay định mức n = 1500 (rpm) – Số kỳ τ = (kỳ) – Số xy-lanh Z = (Chiếc) – Loại nhiên liệu sử dụng HFO độ nhớt 380 cSt 1.2.3.4 Máy phát điện dự phòng – Công suất máy phát P = 50 (kVA) – Vòng quay máy phát n = 1800 (rpm) – Điện áp U = 400 (V) – Tần số f = 50 (Hz) TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 12-2010 CHƯƠNG TÍNH TOÁN NHU CẦU THỰC PHẨM TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 10 12-2010 2.1 YÊU CẦU LƯỢNG LƯƠNG THỰC THỰC PHẨM 2.1.1 Thời gian để bảo quản lương thực thực phẩm: - Tầm hoạt động tàu khoảng 12500 hl tốc độ trung bình 13,5 hl/h - Vậy thời gian hành trình tàu: tht = 12500/13.5 = 926h ≈ 39 ngày - Thời gian đỗ bến: tđb = ÷ ngày ⇒ chọn: tđb = - Thời gian phát sinh thời tiết cố: tPS = (5÷10) => Vậy tổng thời gian để bảo quản lương thực thực phẩm là: 50 ngày 2.1.2 Lượng thực phẩm cần bảo quản: Lượng thực phẩm cần bảo quản xác định theo công thức: M=K.n.m.t Trong đó: K - hệ số dự trữ để tính tới phát sinh thực tế; K = 1,2 ÷ n - hố lượng thuyền viên; n = 25 m - nhu cầu lương thực thực phẩm thuyền viên ngày đêm t - thời gian hành trình (ngày) Lập bảng sau: Bảng: 2.1 Xác định lượng thực phẩm cần bảo quản Tên thực phẩm n K m t (người) ( hệ số) (kg/người.ngày) (ngày) 1.6 0,25 50 Thịt 25 M (kg) 500 Cá 25 1.4 0,2 50 350 Trứng 25 1.6 0,1 50 200 25 1.6 0,3 50 600 Hoa 25 1.6 0,2 50 500 Mỡ 25 1.6 0,125 50 250 Rau xanh TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 11 12-2010 Nước giải khát Gạo 25 0.3 50 750 25 1.2 1,0 50 1500 2.2 CHỌN CHẾ ĐỘ BẢO QUẢN + Chế độ bảo quản sản phẩm vấn đề phức tạp nghiên cứu nhiều, thay đổi theo điều kiện, tính chất sản phẩm, phương pháp làm lạnh bảo quản Việc chọn đắn chế độ bảo quản nhiệt độ, độ ẩm, thông gió không, tốc độ gió buồng, số lần thay đổi không khí… làm tăng đáng kể thời gian bảo quản sản phẩm + Chọn chế độ bảo quản số loại thực phẩm theo bảng 1.2; 1.3; 1.4 (Sách Hướng Dẫn Thiết Kế Hệ Thống Lạnh) ta có bảng 2.2; 2.3; 2.4 sau: Bảng 2.2 Chế độ bảo quản rau tươi Tên thực Giới hạn nhiệt độ ẩm tương Chế độ thông Thời gian phẩm độ ( 0C) 0÷5 đối (%) 85 gió Mở bảo quản ÷ tháng 0,5 ÷ 2,5 1÷2 14 ÷ 16 1,15 ÷ 13,15 4÷7 10 0÷1 0÷3 0÷2 ÷ 15 0÷1 85 85 85 85 85 85 85 ÷ 90 90 ÷ 95 85 ÷ 90 85 ÷ 90 90 ÷ 95 Mở Mở Mở Mở Mở Mở Mở Mở Mở Mở Mở ÷ tháng ÷ tháng ÷ 10 ngày ÷10 tuần ÷4 tuần ÷6 tháng ÷6 tháng ÷ 10 tháng ÷ tuần ÷ tuần ÷ tháng Dưa chuột -18 -18 90 90 Đóng Đóng 12 ÷18 tháng tháng Đậu tươi Hành Khoai tây -29 0÷4 ÷ 10 90 90 75 85 ÷ 90 Đóng Mở năm ÷ tuần Bưởi Cam Chanh Chuối chín Chuối xanh Dứa chín Dứa xanh Đào Táo Cà chua chín Cà chua xanh Cà rốt TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 12 12-2010 0÷2 Giới hạn nhiệt Mở độ ẩm tương ÷ tuần Chế độ thông ÷ tuần Thời gian phẩm độ ( 0C) đối (%) gió bảo quản Cải bắp, súp lơ -2 ÷ Mở ÷9 tháng 0,5 ÷ tháng Su hào Dừa Xoài Hoa nói chung Cúc Huệ Phong lan Hoa hồng -18 -18 -1 ÷ 0,5 13 1÷3 1,6 ÷ 4,5 4,5 Mở Mở Mở Mở Mở Mở Mở Mở 10 ÷ 12 tháng ÷ tuần ÷ tháng ÷ tuần ÷ tuần tuần tháng tuần tuần Nấm tươi Tên thực 85 ÷ 95 85 85 ÷ 90 85 ÷ 95 80 80 80 80 Bảng 2.3 Chế độ bảo quản hộp rau Tên thực phẩm Bao bì Nhiệt độ Độ ẩm không khí Thời (0C) (%) gian bảo quản Compot Hộp sát tây đóng 0÷5 65 ÷ 75 (tháng) Đồ hộp rau hòm Hộp sát tây đóng 0÷5 65 ÷ 75 - Tiệt trùng ÷ 10 65 ÷ 75 - Thanh trùng Rau ngâm muối, ÷ 10 65 ÷ 75 0÷1 90 ÷ 95 10 0÷1 90 ÷ 95 0÷6 -0 ÷ -1 65 ÷ 75 65 ÷ 75 75 ÷ 85 12 10 10 hòm Nước rau nước Chai đóng hòm quả ngâm muối Nấm ướp muối Thùng gỗ lớn Thùng gỗ lớn ngâm dấm Quả sấy, nấm sấy Hòm, gói Rau sấy Hòm, thùng trồng Lạc vỏ Gói TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 27 12-2010 Dòng nhiệt xác định theo công thức 3.12 (Thiết Kế HTLL) q1 = c 0,1 = d+a b 0,13 + 0, 02 0, 01 = 0,08299 + + λa λb 0,17 0, 031 (W/m.K) +) q2 dòng nhiệt xuất phát từ tôn vách truyền qua lớp vật liệu cách nhiệt có chiều dày d, qua lớp ván gỗ bảo vệ có chiều dày a qua lớp composit xâm nhập vào buồng lạnh Dòng nhiệt xác định theo công thức 3.12 (Thiết Kế HTLL) q2 => = S-c 0,4 - 0,1 = d a b 0,13 0, 02 0, 01 = 0,05709 + + + + λi λa λb 0, 027 0,17 0, 031 (W/m.K) Hệ số truyền nhiệt sàn buồng lạnh ksàn = q1 + q = 0,3502 S (W/m2.K) 3.2.2 Kết cấu cách nhiệt vách ngăn : Sơ đồ kết cấu vách ngăn: q2 q1 a2 d a1 S c Hình 3.2: Kết cấu cách nhiệt vách ngăn 1: Lớp Polyurethan 3: Đinh thép 2: Ván gỗ bảo vệ 4: Thanh gỗ Trong : + a = a = 15 (mm): chiều dày lớp ván gỗ + c = 100 (mm): chiều rộng gỗ TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 28 12-2010 + d = 120 (mm): chiều dày lớp vật liệu cách nhiệt + S = 400 (mm): khoảng cách gỗ thông + λi = 0,027 (W/m.K): hệ số dẫn nhiệt lớp Polyurethan + λa = 0,17 (W/m.K): hệ số dẫn nhiệt gỗ + Đinh thép: Ø5 x 100 mm +) Dòng nhiệt q1 truyền qua lớp ván gỗ bảo vệ thứ truyền qua gỗ chịu lực xếp dọc, qua lớp ván gỗ bảo vệ thứ vào buồng lạnh Dòng nhiệt lưu thông vùng có bề rộng c q1 = c 0,1 = d + a1 + a2 0,12 + 0, 015 = 0,1133 λa 0,17 (W/m.K) +) Dòng nhiệt q2 truyền qua lớp ván gỗ bảo vệ thứ nhất, qua lớp vật liệu cách nhiệt có chiều dày d, qua lớp ván gỗ bảo thứ vào buồng lạnh q2 => = S-c 0,4 - 0,1 = d a1 +a 0,12 0, 015 + 0, 015 = 0.06492 + + λi λa 0, 027 0,17 (W/m.K) Hệ số truyền nhiệt vách ngăn buồng lạnh ksàn = q1 + q = 0,4456 S (W/m2.K) 3.2.3 Kết cấu cách nhiệt trần vách bao xung quanh buồng lạnh TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 29 12-2010 Chọn sơ đồ kết cấu hình 3.3: h y b a i d y x δ Ma c q1 q3 q2 q2'' q2' Hình 3.3: Kết cấu cách nhiệt trần vách bao xung quanh buồng lạnh 1: Lớp Polyurethan 2: Tôn vỏ 3: Thanh thép chữ L 4: Đinh thép 5: Thanh gỗ 6: Ván gỗ bảo vệ Các thông số: + a = 15(mm): chiều dày lớp ván gỗ + b = 100(mm): chiều rộng thép góc L = 100×100×8 mm + h = 100(mm): chiều cao thép góc L + c = 60(mm): chiều rộng gỗ + d = 150(mm): chiều dài gỗ + i = 100(mm): chiều dày lớp vật liệu cách nhiệt + S = 700(mm): khoảng cách gỗ thông + λi = 0,027 (W/m.K): hệ số dẫn nhiệt lớp Polyurethan + λa = 0,17 (W/m.K): hệ số dẫn nhiệt gỗ + δ Max = 2h π TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 30 12-2010 + Đinh thép: Ø4 x 65 mm - Dòng nhiệt q1 xuất phát từ đỉnh sườn qua lớp vật liệu cách nhiệt có chiều dầy i, qua lớp ván gỗ bảo vệ có chiều dày a vào buồng lạnh Dòng nhiệt lưu thông vùng có bề rộng b q1 = b i a + λi λa = 0,1 0,1 0, 015 = 0,02637 (W/m.K) + 0, 027 0,17 - Dòng nhiệt q sườn tạo phía gỗ xếp dọc theo hình vòng tròn có tâm nằm mép đỉnh sườn, qua lớp vật liệu cách nhiệt có chiều dày i, qua lớp ván gỗ bảo vệ có chiều dạy a Dòng nhiệt lưu thông vùng có bán kính thay đổi từ (0 ÷ 2h/ π ) q2 = h /π ∫ h i a + + 2λ λ λi λa dq2 = i ln i i a π + λi λa 0,1 0,1 0, 015 + + × 0, 027 0, 027 0, 027 0,17 = ln 0,1 0, 015 π + 0, 027 0,17 = 0,01171 +) Ta có (W/m.K) 2h ×100 2h = = 63,7 (mm) c = 60 (mm) => ( ) > c π π π Vậy dòng nhiệt sườn thứ hai phía bên gỗ dọc đươc chia làm hai thành phần q 2'' q 2' đó: - Dòng nhiệt q 2'' sườn tạo phía có gỗ xếp dọc, theo hình vòng tròn có tâm nằm mép đỉnh sườn qua lớp vật liệu cách nhiệt có chiều dày i, qua lớp ván gỗ bảo vệ có chiều dày a Dòng nhiệt lưu thông vùng có bán kính thay đổi từ (c ÷ 2h/ π ) TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 31 12-2010 q 2'' = h/π ∫ c h i a + + 2λ λ λi λa dq2 = i ln i π c i a π + + 2.λi λi λa 0,1 0,1 0, 015 + + × 0, 027 0, 027 0, 027 0,17 = ln π 0, 06 0,1 0, 015 π + + × 0, 027 0, 027 0,17 = 0,0005 (W/m.K) - Dòng nhiệt q 2' sườn tao phía gỗ xếp dọc, theo hình vòng tròn có tâm nằm mép đỉnh sườn qua gỗ xếp dọc co chiều dày d, qua lớp ván gỗ bảo vệ có chiều dạy a Dòng nhiệt lưu thông vùng có bán kính thay đổi từ (0 ÷ c) π c +i+a 2λa = ∫ dq2' = ln π i+a c q 2' × 0,17 = ln π = 0,06478 π 0, 06 + 0,1 + 0, 015 0,1 + 0, 015 (W/m.K) - Dòng nhiệt q3 xuất phát từ đỉnh tôn vách thẳng qua lớp vật liệu cách nhiệt có chiều dầy i+h, qua lớp ván gỗ bảo vệ có chiều dày a vào buồng lạnh Dòng nhiệt lưu thông vùng có bề rộng (S – b – 4h/ π ) 4h × 0,1 0, − 0,1 − π π q = h + i a = 0,1 + 0,1 0, 015 + + λi λa 0, 027 0,17 S −b− = 0,12145 (W/m.K) => Hệ số truyền nhiệt trần vách bao quanh buồng lạnh là: K= q1 + q2 + q2' + q2'' + q3 S TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 32 12-2010 = 0, 02637 + 0, 01171 + 0, 06478 + 0, 0005 + 0,12145 0, = 0,3212 (W/m2.K) 3.2.4 Hệ số truyền nhiệt thực tế vách: - Hệ số truyền nhiệt thực tế kt lớn hệ số truyền nhiệt tính toán có kể đến dòng nhiệt xâm nhập qua mã gia cường, bu lông, đinh thép, lớp chống ẩm, lớp tôn tráng kẽm, đường ống hệ thống.v.v - Theo công thức 3.29 (Sách Thiết Kế Hệ Thống Làm Lạnh) có: kt = 1,2.ktính toán - Vậy hệ số truyền nhiệt thực tế khu vực khác thành lập bảng 3.1 Bảng 3.1 Hệ số truyền nhiệt thực tế qua vách ST T Tên vách Sàn buồng lạnh Trần buồng lạnh Vách mạn phải Vách mạn trái ktt 0,3502 0,3212 0,3212 0,3212 Vách mũi 0,3212 Vách lái 0,3212 Các vách ngăn 0,4456 3.3 Xác định sản lượng lạnh hệ thống kt kcal/(m2.h.K) 0,3613 0,3314 0,3314 0,3314 W/m2.K 0,4202 0,3854 0,3854 0,3854 0,3854 0,3854 0,5347 0,3314 0,3314 0,4598 3.3.1 Chi phí lạnh nhiệt xâm nhập qua kết cấu cách nhiệt 3.3.1.1 Xác định nhiệt độ xung quanh kho lạnh: a) Nhiệt độ buồng bảo quản Buồng 1: t1 = 20C Buồng 2: t2 = -180C Buồng 3: t3 = 80C TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 33 12-2010 b) Nhiệt độ vách tiếp xúc với không khí, chịu xạ mặt trời - Tiếp giáp với trần buồng lạnh boong dâng lái phần tiếp xúc với không khí trời chịu xạ mặt trời Do phần buồng lạnh tiếp xúc boong chịu xạ mặt trời - Theo công thức 5.4 ( sách Hướng Dẫn Thiết Kế HTLL) nhiệt độ phần xạ mặt trời xác định theo công thức sau: ttrần = tbx = q s + k t t + α t kk α +k Trong đó: +) q s – nhiệt xạ 1m diện tích Boong dâng lái sơn mầu thẫm, theo [trang 33 - 1] ta có: qs = 640 (W/m2) +) k = ktrần = 0,3854 (W/m2.K) +) α - hệ số trao nhiệt không khí mặt boong, theo [tr33 - 1] tốc độ tàu v = (3 ÷ 17) m/s α xác định theo công thức kinh nghiệm sau: α =2,33 + 11,67 v Vận tốc tàu thiết kế v = 13,5(hl/h) = 6,945 (m/s) ⇒ α = 2,33 + 11,76 6,945 = 33,322 (W/m2.độ) +) tt – nhiệt độ buồng lạnh ttmax ⇒ tbxmax , Vậy lấy tt = ttmax = 80C ttrần = tbx = 640 + 8.0,3854 + 33,322.34 = 52,690C 33,322 + 0,3854 c) Nhiệt độ vách tiếp xúc với không khí, không chịu xạ mặt trời + Vách mạn phải tiếp giáp với bếp có t b = t kk + =34 + = 370C + Phần sàn buồng lạnh tiếp xúc với két nước nên nhiệt độ buồng lạnh tiếp xúc két nước chọn 300C TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 34 12-2010 + Phần sàn buồng lạnh tiếp giáp với buồng máy có t M = 45 C + Vách mạn trái, vách lái: Nhiệt độ trung bình tháng nóng khu vực tàu hoạt động cộng thêm (1 ÷ 3)0C tkkmaxtb = 340C => Chọn nhiệt độ 350C + Vách mũi tiếp giáp với buồng máy lạnh có t ML = 40 C d) Kiểm tra đọng sương bề mặt vách nhiệt - Chỉ cần tính cho vùng thuộc vỏ bao bọc buồng có chênh lệch nhiệt độ bên bên lớn - Hệ số truyền nhiệt đọng sương Theo công thức (3-5) ( Sách Hướng Dẫn Thiết Kế HTLL) có: K DS = α1 t1 − t DS t1 − t2 Trong đó: + t1 ,t2 : Nhiệt độ không khí bên bên buông lạnh + α1 : Hệ số tỏa nhiệt không khí bên buồng lạnh vào vách buồng lạnh (giá trị α1 tra theo bảng 3-7 ) + t DS : Nhiệt dộ đọng sương, tra theo t1 ϕ1 ( Tra theo đồ thị hình 1-1 ( Sách Hướng Dẫn Thiết Kế HTLL) ) ☺) Điều kiện để vách không bị đọng sương: K ≤ K DS Bảng 3.2 Bảng kiểm tra độ đọng sương bề mặt vách STT TÊN VÁCH α1 t DS ( t1 t2 ( C) TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU K DS K ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 35 12-2010 Sàn buồng II (W/m K) C) 42 ( C) (W/m K) (W/m2.K) 45 -18 0.38 0.35 23.3 48 52.69 -18 10.5 37 40 (phần tiếp xúc với buồng máy) Trần buồng II 1.546 0.32 -18 0.543 0.32 -18 0.538 0.44 -18 1.543 0.91 0.32 0.33 (phần tiếp xúc với xạ mặt trời) Vách mũi (Phần buồng II tiếp xúc với buồng máy lạnh) Vách ngăn buồng II buồng III Vách mạn phải 31 37 Vách mạn trái 29 35 Có K ≤ K DS => Thỏa mãn điều kiện đọng sương 3.3.1.2 Chi phí lạnh qua kết cấu cách nhiệt: - Bao gồm chi phí lạnh qua vách riêng lẻ, phụ thuộc vào kích thước, hệ số truyền nhiệt chúng độ chênh nhiệt độ môi trường bao quanh kết cấu - Theo [ tr33 - 1] có công thức xác định lượng nhiệt qua vách sau: Q1 = ∑ki Fi ∆ti (W) Trong đó: Q1 – nhiệt lượng xâm nhập vào buồng qua kết cấu cách nhiệt, W ki – hệ số truyền nhiệt kết cấu cách nhiệt riêng lẻ, W/m2.K Fi – diện tích bề mặt kết cấu riêng lẻ, m2 ∆ti - độ chênh nhiệt độ buồng vách cách nhiệt => Bảng tính chi phí lạnh nhiệt xâm nhập qua kết cấu cách nhiệt: Bảng 3.3 Chi phí lạnh nhiệt xâm nhập qua kết cấu cách nhiệt buồng rau: STT Tên Vách K F tn TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU tb ∆ t = t n -t b Q=F.K ∆ t ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 36 12-2010 (W/m K ) (m ) Sàn Trần Vách Bao Vách mạn trái Vách mạn 0.4202 0.3854 0.3854 0.3854 12.6 12.6 7.5 7.5 ( C) ( C) 30 52.69 35 37 2 2 28 50.69 33 35 148.25 246.155 95.39 101.17 2 33 -20 133.55 -56.14 16.84 685.19 phải Vách phía lái 0.3854 10.5 35 Vách ngăn Buồng I-II 0.5347 5.25 -18 Buồng I-III 0.5347 5.25 Tổng chi phí lạnh buồng I Bảng 3.4 Chi phí lạnh nhiệt xâm nhập qua kết cấu cách nhiệt buồng thịt: STT Tên Vách Sàn K F (W/m K ) (m ) Tiếp xúc két 0.4202 2.52 nước Tiếp xúc buồng máy Trần Vách Bao Vách mạn trái Vách phía tn tb ∆ t = t n -t b Q=F.K ∆ t ( C) 30 ( C) -18 48 50.827 0.4202 2.94 45 -18 63 77.829 0.3854 0.3854 0.3854 5.46 6.5 5.25 52.69 35 40 -18 -18 -18 70.69 53 58 148.752 132.77 117.354 mũi Vách ngăn Buồng I-II 0.5347 5.25 -18 20 56.144 Buồng II-III 0.5347 6.5 -18 26 90.364 Tổng chi phí lạnh buồng II 674.04 Bảng 3.5 Chi phí lạnh nhiệt xâm nhập qua kết cấu cách nhiệt buồng đệm: STT Tên Vách Sàn K F (W/m K ) (m ) Tiếp xúc két 0.4202 2.52 nước Tiếp xúc 0.4202 2.94 tn tb ( C) 30 ( C) 22 23.296 45 37 45.709 TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU ∆ t = t n -t b Q=F.K ∆ t ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 37 12-2010 buồng máy Trần Vách Bao Vách mạn 0.3854 0.3854 5.46 6.5 52.69 37 8 44.69 29 94.04 72.648 phải Vách phía 0.3854 5.25 40 32 64.747 mũi Vách ngăn Buồng I-III 0.5347 5.25 Buồng II-III 0.5347 6.5 -18 Tổng chi phí lạnh buồng III 8 -6 -26 -16.843 -90.364 193.23 => Vậy chi phí lạnh nhiệt xâm nhập qua kết cấu cách nhiệt là: Q1 = QT + QR + QĐ = 1552,46 (W) 3.3.2 Chi phí lạnh làm lạnh thực phẩm - Để đảm bảo chất lượng thực phẩm cho hành trình dài ngày thịt, cá trước nhập xuống tàu phải kiểm dịch vệ sinh phải bảo quản nhiệt độ từ (-23 ÷ -18)0C Do nhiệt độ tâm sản phẩm đạt -8 0C, bề mặt đạt từ (-23 ÷ -18)0C - Chọn nhiệt độ ban đầu thịt, cá (trước nhập vào kho lạnh) có tính đến tăng nhiệt trình vận chuyển: t1tc = -80C - Nhiệt độ rau tươi thường thấp nhiệt độ không khí từ ÷ 0C Chọn nhiệt độ ban đầu: t1R = 300C - Chi phí lạnh cho làm lạnh thực phẩm đến nhiệt độ bảo quản yêu cầu xác định theo công thức (5.15) - [1] ta có: Q2 = M i1 − i T (kj/h) Trong đó: + M: khối lượng thực phẩm nhập kho; (kg) + i1, i2: entanpi thực phẩm trước sau làm lạnh, tra bảng phụ lục 5- ( Sách Thiết Kế HTLL) TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 38 12-2010 + T: thời gian làm lạnh (làm đông) Thịt, cá… chọn: Rau, hoa quả, trứng… chọn: T = 18 (giờ) T = 48 (giờ) Bảng 3.6 Chi phí lạnh cho làm lạnh ướp hàng Loại hàng M (kg) T (giờ) t1 i1 (kJ/kg) t2 i2 (kJ/kg) Q2 kJ/h W Thịt 500 -8 39.4 -18 4.6 18 966.67 268.52 Cá 350 -8 43.5 -18 18 748.61 207.95 Mỡ 250 30 221.4 101.4 18 1060.0 277.78 Rau xanh 600 30 384.8 279 48 1322.5 367.36 Hoa 500 30 384.8 279 48 1102.08 306.13 Trứng 200 30 331.5 243.3 48 367.5 102.08 Tổng 5507.36 1529.82 Vậy chi phí lạnh cho bảo quản ướp hàng là: Q2 = 1529.82(W) 3.3.3 Chi phí lạnh cho thông gió: - Trong trình vận hành có buồng rau thông gió mở, buồng khác mở có người vào Do tính cho buồng rau Theo công thức 5.16 - [5] có: Q3 = n.V ( i n − i t ) 24.v (kj/h) Trong đó: TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 39 12-2010 + n = 4: bội số thông gió ( theo tr39 – [5] ) + V: thể tích buồng lạnh bọc cách nhiệt; V = 17,33 (m3) + v: thể tích riêng không khí buồng lạnh < v = 0,898 (m3/kg) + in, it: entanpi không khí trời buồng lạnh, tra theo đồ thị (I-d) in = 123,81 (kJ/kg), it = 13,08 (kJ/kg) => Q3 = 4.17,33 ( 123,81 −13, 08 ) =291,42 (kJ/h)= 80,95(w) 24.0,898 Vậy chi phí lạnh cho thông gió là: Q3 = 80,95 (W) 3.3.4 Chi phí lạnh cho thiết bị, người vào + Mỗi buồng có bố trí bóng điện chiếu sáng, bóng có công suất 40W Chi phí cho chiếu sáng: Q41 = ΣNi Ni: Công suất bóng đèn thứ i, (W) Vậy chi phí cho chiếu sáng : Q41 = 3.40 = 120 (W) + Dòng nhiệt người toả mở cửa: Dòng nhiệt nhỏ lên bỏ qua: Q42 = + Chi phí lạnh tương ứng với công thiết bị: - Lượng chi phí bao gồm lượng nhiệt thiết bị bố trí buồng lạnh nằm thành phần hệ thống toả Các thiết bị có quạt thông gió quạt tuần hoàn không khí - Trong buồng lạnh bố trí quạt, để tăng hệ số trao nhiệt giàn bay hơi, sơ chọn theo tr40 - [1] Công suất quạt: N = 50 W Hiệu suất động cơ: η = 0,85 Chi phí cho quạt : Qq = 0,85.50 = 42,5 W TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 40 12-2010 Chi phí thiết bị cho buồng: Q43 =42,5.3 =127,5 W Tổng chi phí cho mở cửa thiết bị: Q4 = Q41 + Q42 + Q43 = 120 + 127,5 = 247,5 (W) 3.3.5 Chi phí lạnh nhiệt thải rau, hoa - Theo (5.17) - [1] chi phí lạnh cho rau thải xác định theo công thức sau: Q5 = ΣMi.qi Trong đó: + Mi: khối lượng rau, hoa quả… (tấn) + qi: dòng nhiệt rau, hoa toả ra, (kJ/tấn.h) Được xác định theo nhiệt độ nhập nhiệt độ bảo quản - Nhiệt độ rau, hoa cần bảo quản là: 20C Theo phụ lục - [1] lập bảng tính sau: Bảng 3.7 Chi phí lạnh cho nhiệt thải rau Loại thực phẩm Rau Hoa Mi 0.6 0.5 qi 273 332 Q5 (kJ/h) 163.8 166 Tổng Vậy chi phí lạnh cho rau thải là: Q5 = 91,61 (W) Q5 (W) 45.5 46.11 91.61 3.3.6 Tổng chi phí lạnh cho bảo quản Từ kết ta có bảng tính sau: Bảng 3.8 Tổng chi phí cho bảo quản Chi phí Buồng I II Cách nhiệt Thông W 685.19 674.04 gió W 80.95 Thiết bị Rau Bảo quản W 247.5 247.5 thải W 91.61 QΣ (W) 1105.25 921.54 TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 41 12-2010 247.5 0 Tổng Q = Vậy tổng chi phí cho bảo quản thực phẩm : Q = 2467,52 (W) III 193.23 440.73 2467.52 3.3.7 Tổng chi phí cho làm lạnh bảo quản thực phẩm: Bảng 3.9 Tổng chi phí cho làm lạnh bảo quản thực phẩm Chi phí Bảo quản Làm lạnh Tổng Buồng Q0 (W) Q2(W) QΣ (W) I 1105.25 775.57 1880.82 II 921.54 754.25 1675.79 III 440.73 440.73 Tổng 2467.52 1529.82 3997.34 => Vậy tổng nhu cầu lạnh hệ thống là: QΣ = Q +Q2 = 2467,52 + 1529,82 (W) = 3997,34 (W) = 3,9973 (kW) = 3437,09 (kcal/h) TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2 [...]... trớ ca kho lnh c biu din trờn hỡnh 2.1: 5600 Mạn trái 700 1200 900 Buồng đệm (Buồng III) 3000 2100 600 Buồng chứa rau quả (Buồng I) 650 Đuôi tàu 4200 Buồng máy lạnh Buồng chứa thịt (Buồng II) 2600 Nhà bếp Sn -02 Tâm tàu Sn 06 Sơ đồ bố trí buồng lạnh Hỡnh 2.1 S b trớ bung lnh 2.3.2 Cỏc kớch thc ca cỏc bung bo qun: Din tớch mt sn cn thit thng ln hn (20 ữ 80)% din tớch tớnh toỏn do cú k n s chim ch ca ... Buồng chứa rau (Buồng I) 650 Đuôi tàu 4200 Buồng máy lạnh Buồng chứa thịt (Buồng II) 2600 Nhà bếp Sn -02 Tâm tàu Sn 06 Sơ đồ bố trí buồng lạnh Hỡnh 2.1 S b trớ bung lnh 2.3.2 Cỏc kớch thc ca