Đồ án ngành Máy và thiết bị chế biến thủy sản Thiết kế máy sấy chân không thủy sản công suất 50kgh

LI M U K thut sy úng vai trũ vụ cựng quan trng cụng nghip v i sng Trong quy trỡnh cụng ngh sn xut ca rt nhiu sn phm u cú cụng on sy khụ bo qun di ngy Cụng ngh ny ngy cng phỏt trin cụng nghip nh cụng nghip ch bin sn, rau qu cụng nghip ch bin g, cụng nghip sn xut vt liu xõy dng v thc phm khỏc Thc t cho thy cỏc quỏ trỡnh nhit núi chung v quỏ trỡnh sy núi riờng l nhng quỏ trỡnh cụng ngh rt phc Chng hn quỏ trỡnh sy l mt quỏ trỡnh tỏch m vt liu nh nhit v sau ú s dng tỏc nhõn thi m mụi trng vi iu kin nng sut cao, chi phớ hnh, u t nht nhng sn phm phi cú cht lng tt, khụng nc n cong vờnh, y hng v thc hin mt quỏ trỡnh sy ngi ta s dng mt h thng gm nhiu thit b nh : thit b sy (bung sy, hm sy,), thit b t núng tỏc nhõn sy (calorifer) hoc thit b lnh lm khụ tỏc nhõn, qut, bm v mt s thit b khỏc Chỳng ta gi h thng cỏc thit b thc hin quỏ trỡnh sy c th no ú l mt h thng sy Tp.HCM, thỏng 05 nm 2015 Sinh viờn thc hin ỏn hc phn: Mỏy v thit b ch bin thy sn MC LC DANH CCH CC CH VIT TT DANH MC CC HèNH V, TH PHN M U Chng 1: TNG QUAN 1.1 Cỏc phng phỏp sy 1.1.1 Phng phỏp sy núng 1.1.2 Phng phỏp sy lnh 1.2 Cỏc yu t nh hng n quỏ trỡnh sy 12 1.3 Mt s thit b sy chõn khụng 13 Chng 2: TNH TON, THIT K 15 2.1 C s lý thuyt tớnh toỏn cỏc thit b mỏy sy chõn khụng 15 2.1.1 Khỏi nim c bn v bc x nhit .15 2.1.2 Cỏc nh ngha c bn ca bc x nhit 15 2.2 Tớnh toỏn chn bm chõn khụng: 16 2.3 Tớnh túan lng nhit cn thit cho quỏ trỡnh sy: 17 2.4 Tớnh toỏn h thng ngng t m: 20 2.5 C s tớnh dn lnh, dn núng 21 2.5.1 Tớnh toỏn dn lnh: 21 2.5.2 Tớnh toỏn dn núng .22 Chng 3: KT LUN, KIN NGH 23 3.1 Tớnh toỏn kớch thc bung sy .23 3.2 Tớnh toỏn lng nhit cn thit cho quỏ trỡnh sy 25 3.3 Tớnh toỏn chn bm chõn khụng .29 3.4 Tớnh toỏn h thng ngng t m 30 3.5 Tớnh dn lnh .32 3.6 Tớnh bỡnh cha nc ngng t 32 3.7 Thit k mch iu khin 35 TI LIU THAM KHO 36 Sinh viờn thc hin: ỏn hc phn: Mỏy v thit b ch bin thy sn DANH CCH CC CH VIT TT Cỏc ch vit tt HTS: H thng sy J : Mt dũng m KL : Khi lng : H s trao i nhit VL : Vt liu Q0 : Dũng nng lng bc x t bờn ngoi VLS : Vt liu sy QA : Dũng nng lng b vt hp thu VLA : Vt liu m QR : Dũng nng lng b vt phn x li VLK : Vt liu khụ A : H s hp thu TNS : Tỏc nhõn sy E : Kh nng bc x Cỏc ký hiu Ehd: Kh nng bc x hiu dng : m tng i F: Din tớch k : m tuyt i i: Chiu dy vỏch : m tõm vt q: Mt dũng nhit b : m b mt V: Th tớch tb : m trung bỡnh m: Khi lng cb : m cõn bng N: Cụng sut : Khi lng riờng K: H s truyn nhit c : Nhit dung riờng k: H s an nhit ca khụng khớ : H s dn nhit Ga : Khi lng nc p : p sut : Sc cng mt ngoi r : Bỏn kớnh : Thi gian sy r : n nhit húa hi Sinh viờn thc hin: ỏn hc phn: Mỏy v thit b ch bin thy sn DANH MC CC HèNH V, TH Hỡnh Trang Hỡnh 1.1 H thng sy tip xỳc Hỡnh 1.2 S cu to thit b sy bc x Hỡnh 1.3 S h thng sy thng hoa Hỡnh 1.4 Dũng khớ chuyn ng h thng Hỡnh 1.5 1.6 H thng sy chõn khụng 11 Hỡnh 1.7 Mỏy sy chõn khụng kiu t 13 Hỡnh 1.8 Mỏy sy chõn khụng kiu thựng quay 13 Hỡnh 1.9 Mỏy sy chõn khụng tr trũn 14 Hỡnh 1.10 Mỏy sy chõn khụng bng ti 14 Hỡnh 3.1 Khay sy 23 Hỡnh 3.2 Khung cha khay sy 23 Hỡnh 3.3 Bung sy 25 Hỡnh 3.4 Tm to nhit 29 Hỡnh 3.5 Bỡnh cha nc ngng t 33 Hỡnh 3.6 Bn v mỏy sy sau thit k 34 Hỡnh 3.7 S mch iu khin 35 Sinh viờn thc hin: ỏn hc phn: Mỏy v thit b ch bin thy sn PHN M U Lý chn ti: So vi nhiu phng phỏp sy khỏc, phng phỏp sy chõn khụng luụn l mt phng phỏp cú th ỏp ng y cỏc yờu cu cht lng v l phng phỏp rỳt ngn c thi gian sy mt cỏch ỏng k Mc ớch: thit k mỏy sy chõn khụng thy sn, cụng sut 50kg/h Sinh viờn thc hin: ỏn hc phn: Mỏy v thit b ch bin thy sn Chng 1: TNG QUAN 1.1 Cỏc phng phỏp sy Phng phỏp sy núng Trong phng phỏp sy núng, tỏc nhõn sy v vt liu sy c t núng Do tỏc nhõn sy c t núng nờn m tng i gim dn n phõn ỏp sut hi nc pam tỏc nhõn sy gim Mt khỏc nhit ca vt liu sy tng lờn nờn mt hi cỏc mao qun tng v phõn ỏp sut hi nc trờn b mt vt cng tng theo cụng thc: 1.1.1 Ph Pr exp( ) p0 p0 Pr Nh vy, h thng sy núng cú hai cỏch to chờnh phõn ỏp sut hi nc gia vt liu sy v mi trng Cỏch th nht l gim phõn ỏp sut ca tỏc nhõn sy bng cỏch t núng nú v cỏch th hai l tng phõn ỏp sut hi nc vt liu sy Nh vy, nh t núng c tỏc nhõn sy v vt liu sy hay ch t núng vt liu sy m hiu phõn ỏp gia hi nc trờn b mt vt (p ab) v phõn ỏp ca hi nc tỏc nhõn sy (pam) tng dn n lm tng quỏ trỡnh dch chuyn m t lũng vt liu sy b mt v i vo mụi trng Da vo phng thc cp nhit cho vt liu sy ngi ta phõn phng phỏp sy nng cỏc loi nh sau: 1.1.1.1 H thng sy tip xỳc: Hỡnh 1.1 H thng sy tip xỳc Trong h thng sy tip xỳc, vt sy c trao i nhit vi mt b mt t núng B mt tip xỳc vi vt sy cú th l b mt vt rn hay vt lng Nh ú ngi ta lm tng s chờnh lch ỏp sut hi nc Cỏc phng phỏp thc hin cú th l sy kiu trc cỏn, sy kiu l quay, sy du, Sinh viờn thc hin: ỏn hc phn: Mỏy v thit b ch bin thy sn 1.1.1.2 H thng sy bc x: Hỡnh 1.2 S cu to thit b sy bc x Vt sy c nhn nhit t ngun bc x m dch chuyn t lũng vt b mt v t b mt m khuch tỏn vo mi trng Ngun bc x thng dựng l ốn hng ngoi, dõy hay in tr Sy bc x cú th tin hnh iu kin t nhiờn hay bung kớn 1.1.1.3 H thng sy dựng in cao tn: H thng sy ny s dng nng lng in cú tng s cao lm núng vt sy Vt sy c t t trng in t vy vt xut hin dũng in v dũng in ny nung núng vt cn nung H thng ny thng sy cỏc vt mm v thi gian nung ngn 1.1.1.4 u im ca phng phỏp sy nhit cao: Thi gian sy bng cỏc phng phỏp sy núng ngn hn so vi phng phỏp sy lnh Nng sut cao v chi phớ ban u thp Ngun nng lng s dng cho phng phỏp sy núng cú th l khúi thi, hi nc núng, hay cỏc ngun nhit t du m, than ỏ, rỏc thi, cho n in nng Thi gian lm vic ca h thng cng rt cao 1.1.1.5 Nhc im ca h thng sy nhit cao: Cỏc vt sy khụng cn cú cỏc yờu cu c bit v nhit Sn phm sy thng hay b bin mu v cht lng khụng cao 1.1.2 Phng phỏp sy lnh Sinh viờn thc hin: ỏn hc phn: Mỏy v thit b ch bin thy sn Khỏc vi phng phỏp sy núng, to s chờnh lch ỏp sut hi nc gia vt liu sy v tỏc nhõn sy, ngi ta gim phõn ỏp sut hi nc tỏc nhõn sy bng cỏch gim dung m tỏc nhõn sy v m tng i () Theo cụng thc: pa Phõn ỏp sut ca mi trng khụng khớ bờn ngi gim xung, chờnh ỏp sut ca m vt sy vo mụi trng xung quanh tng lờn m chuyn dch t vt b mt s chuyn vo mụi trng Nhit mụi trng ca sy lnh thng thp (cú th thp hn nhit ca mụi trng bờn ngoi, cú nh hn 0oC) 1.1.2.1 H thng sy lnh nhit t > 0: Vi nhng h thng sy m nhit vt liu sy cng nh nhit tỏc nhõn sy xp x nhit mụi trng, tỏc nhõn sy thng l khụng khớ c kh m bng phng phỏp lm lnh hoc bng cỏc mỏy kh m hp ph, sau ú nú c t núng hoc lm lnh n cỏc nhit yờu cu ri cho i qua vt liu sy Khi ú phõn ỏp sut hi nc tỏc nhõn sy hn phõn ỏp sut hi nc trờn b mt vt liu sy m m t dng lng bay hi i vo tỏc nhõn sy Nh vy, quy lut dch chuyn m lũng vt liu v t b mt vt liu vo mụi trng cỏc h thng sy lnh loi ny hon ton ging nh cỏc h thng sy núng iu khỏc õy l cỏch gim pam bng cỏch t núng tỏc nhõn sy (d = const) tng ỏp sut bóo hũa dn n gim m tng i Trong ú, vi cỏc h thng sy lnh cú nhit tỏc nhõn sy bng nhit mụi trng thỡ ta s tỡm cỏch gim phõn ỏp sut hi nc ca tỏc nhõn sy pam bng cỏch gim lng cha m d kt hp vi quỏ trỡnh lm lnh (sau kh m bng hp ph) hoc t núng (sau kh m bng lnh) 1.1.2.2 H thng sy thng hoa: Phng phỏp sy thng hoa c thc hin iu kin nhit v ỏp sut thp Ch lm vic thp hn im ba th ca nc (t = 0,00980C, p = 4,58mmHg) Quỏ trỡnh sy c thc hin mt bung sy kớn Giai on u l giai on lm lnh sn phm, giai on ny hỳt chõn khng lm ỏp sut bung sy gim, m thoỏt chim khong 10ữ15% Sinh viờn thc hin: ỏn hc phn: Mỏy v thit b ch bin thy sn Hỡnh 1.3 S h thng sy thng hoa Vic bay hi m lm cho nhit vt liu sy gim xung di im ba th, cú th lm lnh vt liu bung lm lnh riờng Giai on tip theo l giai on thng hoa, lỳc ny, nhit bung sy ó ch thng hoa Hỡnh 1.4 Dũng khớ chuyn ng h thng m vt liu di dng rn s thng hoa thnh hi v thoỏt vt liu Hi m ny s n bỡnh ngng v ngng li thnh lng sau ú thnh bng bỏm trờn b mt ng Trong giai on ny nhit vt liu khụng i Giai on sau cựng l giai on bay hi m cũn li Trong giai on ny nhit ca vt liu tng lờn, m vt liu l m liờn kt v trng thỏi lng Quỏ trỡnh sy giai on ny ging nh quỏ trỡnh sy cỏc thit b sy chõn khụng thụng thng Nhit mụi cht lỳc ny cng cao hn giai on thng hoa Sinh viờn thc hin: ỏn hc phn: Mỏy v thit b ch bin thy sn u im ca phng phỏp sy thng hoa: Nh sy nhit thp nờn gi c cỏc tớnh cht ti sng ca sn phm, nu dựng sy thc phm s gi c cht lng v hng v ca sn phm, khụng b mt cỏc vitamin Tiờu hao nng lng bay hi m thp Nhc im ca phng phỏp sy thng hoa: Giỏ thnh thit b cao, hnh phc tp, ngi hnh cn cú trỡnh k thut cao Tiờu hao in nng ln, s lng sn phm cn sy b gii hn, khụng th tng nng sut vỡ kớch thc bung sy quỏ ln, cỏc thit b cho bung chõn khụng cng cn c kớn Du bụi trn cho mỏy múc hot ng cng l loi c bit, t tin v khú kim thay th, b sung 1.1.2.3 H thng sy chõn khụng Phng phỏp sy chõn khụng c ỏp dng sy cỏc loi vt liu cú cha nhiu hm lng tinh du, hng hoa, dc phm; cỏc nụng sn thc phm cú yờu cu nhit sy thp nhm gi nguyờn cht lng v mu sc, khụng gõy phỏ hy, bin tớnh cỏc cht; v c bit phng phỏp sy chõn khụng c dựng sy cỏc loi vt liu khụ chm khú sy (nh g si, g gi ), cỏc loi g quớ nhm mang li cht lng sn phm sy cao ỏp ng c cỏc yờu cu s dng v ngi nc, rỳt ngn ỏng k thi gian sy,v c bit l cú kh nng tin hnh sy nhit sy thp hn nhit mụi trng Cu to: Mt h thng sy chõn khụng thng c cu to t bung sy, thit b ngng t v bm chõn khụng Sinh viờn thc hin: 10 ỏn hc phn: Mỏy v thit b ch bin thy sn Chng 3: KT LUN, KIN NGH 3.1 Tớnh toỏn kớch thc bung sy 1000 Khay sy: gm 12 khay; mi khay kớch thc: di x rng x cao: 1420 x 1000 x 25 mm Vt liu ch to khay l inox 304 cú chiu dy mm Khay sy c t trờn khung lm bng inox 1420 25 110 82 Hỡnh 3.1 Khay sy 1060 20 20 1045 Hỡnh 3.2 Khung cha khay sy Bung sy: Bung sy thit k c chn l bung hỡnh hp ch nht, cú 13 tm to nhit, 12 khay sy c t trờn khung sy Kớch thc ca mt tm to nhit l: di x rng x cao: 1420 x 1005 x 30 mm, vy tng chiu cao ca 13 tm to nhit l: 13*30 = 390 mm Sinh viờn thc hin: 23 ỏn hc phn: Mỏy v thit b ch bin thy sn Chn khong cỏch gia tm to nhit l 80 mm Khay sy c t gia tm to nhit Vy chiu cao ca bung sy phi ln hn: 80*12 + 390 + 20*2 = 1390 mm Nh vy ta chn kớch thc ca bung sy l: di x rng x cao: 1500 x 1100 x 1400 mm Vỡ bung sy cú kt cu hỡnh hp ch nht nờn kh nng chu lc kộm hn so vi hỡnh tr Do ú ta chn vỏch bung sy l inox SS304 dy mm, trờn ú ta b trớ cỏc gõn chu lc Vỏch ngoi ca bung sy lm bng tụn km dy 0,5 mm, gia l lp cỏch nhit dy 50 mm Tớnh chn gõn chu lc: chn gõn chu lc l thộp cú chiu di 1150 mm, dy 10 mm, cao 50 mm Ti trng ca mt chu lc: Ti tit din qua B cú moment un ln nht: M x max p.a Khi tit din t ng : Jx b.h 12 ymax p h M x max ymax p.a h.12 p.a Jx 2.2.b.h b.h b.h 3.a Trong ú: a: Chiu di ca thanh, a = 1150 mm b: chiu dy ca thanh, b = 10 mm h: chiu cao ca thanh, h = 50 mm : ng sut bn ca vt liu, = 1412 kG/cm2 Vy: p 0,01 * 0,05 *1412 8,9.10 kG/cm2 *1,15 S chu lc cn thit: n Sinh viờn thc hin: P 0,05 5,6 p 8,9.10 24 ỏn hc phn: Mỏy v thit b ch bin thy sn Vi: P: p sut thit k, P = 0,05 kG/cm2 Vy ta chn gõn chu lc b trớ trờn mt mt ca hỡnh hp 1100 1200 275 312 275 1500 170 352 45 55 375 375 1200 1610 Hỡnh 3.3 Bung sy 3.2 Tớnh toỏn lng nhit cn thit cho quỏ trỡnh sy Lng nhit cn tớnh toỏn gm cỏc phn: Phn lm núng vt liu sy, nhit lm núng khụng khớ bung sy, nhit tn tht qua vỏch, nhit lm núng v mỏy, khung sy, khay sy, + Nhit lng lm núng thy sn: Q1 m cg t t1 , kJ VLS Trong ú : mVLS: Khi lng thy sn (kg) cg: Nhit dung riờng ca thy sn (cỏ), (cg = 3,62 kJ/kg.) t1: Nhit thy sn lỳc u (nhit mụi trng), chn t1 = 25 0C t2: Nhit sy, chn t2 = 40 0C Q1 = 50*3,62*(40 - 25) = 2715 kJ Chn thi gian gia nhit lm thy sn t n nhit sy l 15 phỳt Cụng sut nhit cn cung cp cho thy sn: N1 Q1 2715 3.01 kW 15.60 15.60 + Nhit lng lm núng khụng khớ bung sy: Q2 = mkk*i = k*(Vbung - Vc)*(i2 i1), kJ Sinh viờn thc hin: 25 ỏn hc phn: Mỏy v thit b ch bin thy sn Gi s Vc: VLS v cỏc thit b chim khong 30% th tớch bung sy Vbung = a*b*c = 1,5*1,1*1,4 = 2.31 m3 Vc = 0,3 * 2.31 = 0.693 m3 mkk = m1: lng khụng khớ bung trc hỳt k: lng riờng ca khụng khớ (k = 1,165 kg/m3) i1: enthalpy ca khụng khớ lỳc bt u sy i2: enthalpy ca khụng khớ sy nhit 400C Chn nhit mụi trng l 25oC, m tng i l 85% Tra gin trc m t d, ta cú: i1 = 75.77 kJ/kgkkk d1 = 0.0199 kg kk/kgkkk Khi nung núng khớ bung sy t t1 = 25oC lờn t2 = 40oC thỡ: d2 = d1 = 0,0199 kg kk/kgkkk => i2 = 91.38 kJ/kgkkk Vy Q2 = 1,165*(2.310.693)*(91.38 75.77) = 29.41 kJ Cụng sut nhit cn nung núng khụng khớ: N2 Q2 29.41 0.033 kW 15.60 15.60 + Nhit tn tht mụi trng bng bc x: Khi sy 400C thỡ o c nhit b mt trung bỡnh ca bung sy l T1=400C, vỡ vỏch mng nờn nhit chờnh lch khụng ỏng k Bung sy c lm bng inox cú h s bc x = 0,24 Bung sy c t mụi trng cú nhit T2 = 25 0C Vy tn tht nhit t bung sy ngũai mụi trng: T1 T2 Q3 F1 Co , kW 100 100 Trong ú: F1: din tớch b mt bung sy F1 = 4*a*b +2*b*c = 4*1,5 *1,1 + 2* 1,1* 1,4 = 9.68 m2 C0 = 5,67 h s bc x ca vt en tuyt i Thay vo ta cú: Sinh viờn thc hin: 26 ỏn hc phn: Mỏy v thit b ch bin thy sn 40 273 25 273 225.5 W = 0.226 100 100 N3 = Q3 0, 24*9, 68*5, 67 * kW + Nhit lng lm núng cỏc thit b c khớ mỏy sy: Cỏc thit b c khớ ú l khung sy, khay sy, v mỏy, tm to nhit Q4 m.cg (t t1 ) , kJ m: Tng lng inox mỏy sy, m = 750 kg cg: Nhit dung riờng ca inox, cg = 480 J/kg K Q4 = 750*0,48*(40 25) = 5400 kJ N4 Q4 5400 kW 15.60 15.60 + Nhit lng tn tht ngũai mụi trng qua vỏch: Gm tn tht qua bờn hụng bung v mt trc, mt sau Q5 = Q51 + Q52 Bung sy lm t inox tm cú chiu dy = mm c cỏch nhit bi mt lp bụng thy tinh cú chiu dy = 50 mm Trong ú: t2: Nhit bung sy t1: Nhit mụi trng 1: H s dn nhit ca inox (1= 16 W/m.) 2: H s dn nhit ca bụng thy tinh (2 = 0,041 W/m.) Phng trỡnh truyn nhit qua vỏch phng: + Bn bờn hụng: F51 = 4*a*b = 4* 1,5 * 1,1 = 6,6 m2 Q51 F51 t2 t1 6, 6*(40 25) 81.16 W 0, 004 0, 05 16 0, 041 + Hai mt trc v sau: F52 =2*b*c = 2*1,1 *1,4 = 3.08 m2 Q52 F52 t2 t1 Sinh viờn thc hin: 3.08*(40 25) 37.88 W 0, 004 0, 05 16 0, 041 27 ỏn hc phn: Mỏy v thit b ch bin thy sn Vy N5 = N51 + N52 = 81.16 + 37.88 = 119.04 W = 0.12 kW +Nhit lng cn thit nc vt liu sụi v húa hi l: Q6 m.c p (t t1 ) m.r , kJ Lng nc bay quỏ trỡnh bc hi tớnh theo cụng thc: G1 0,8 0,12 50* 38.63 kg 0,12 Trong ú: G1: lng thy sn, G1 = 50 kg 1: m ban u thy sn, = 80% 2: m cui ca thy sn, = 12% r: n nhit húa hi ca nc v hi nc bóo hũa ng vi t= 40oC, r = 2406 kJ/kg cp: nhit dung riờng ng ỏp ca nc 40 oC, cp= 4,174 kJ/kg.K Nờn: Q6 = 38.63*4,174*(40 25) + 38.63*2406 = 95362.4 kJ N6 Q6 95362.4 105.95kW 15.60 15.60 + Nhit lng tn tht qua cỏc gõn chu lc: Gm cú 12 gõn chu lc di 1500 mm, v 24 gõn chu lc di 1150 mm: F7 = 24*1,15*0,01 + 12* 1,5*0,01 = 0,46 m2 Q7 F7 t t1 t 0,46 * (40 30) 3,8 W = 0,0038 kW 0,05 0,05 16 0,041 Vy tng cụng sut nhit cn cung cp cho mỏy sy N = N1 + N + N + N + N + N + N N = 3.01 + 0.033 + 0.226 + + 0.12 + 105.95 = 115.34 kW Cụng sut nhit trờn mt tm to nhit l : 115.34 8.87 kW 13 Chn b phn cp nhit cho mỏy sy l in tr, mi cú cụng sut 130W Vy phi cú 68 in tr trờn tm to nhit cú kớch thc ca mt l 1005 x 1420 x 30 mm in tr c b trớ nh sau : Sinh viờn thc hin: 28 ỏn hc phn: Mỏy v thit b ch bin thy sn 280 145 148 1005 ẹieọ n trụỷ 55 30 1420 Hỡnh 3.4.Tm to nhit Thit k b phn cp nhit cho mỏy sy c chn l b in tr gm 220 in tr ng thy tinh, chia u cho 13 tm to nhit, cụng sut mi in tr l 130W 3.3 Tớnh toỏn chn bm chõn khụng Khi lng khụng khớ bung trc hỳt: m1 p1 V , kg R.T1 Trong ú: p1 = 760 mmHg = 101324,72 Pa V = Vbung VVLS = 2.31 0.693 = 1.617 m3 R = 8314 / 29 = 286,69 J/kmol. T1 = 25 + 273 = 298 K m 101324, 72*1, 617 1.92 kg 286, 69* 298 Khi lng khụng khớ cũn li bung sau hỳt: m2 p2 V , kg R.T2 Trong ú: p2 = (760 -720 ) * 133,322 = 5332,88 Pa T2 = (40 + 273) = 313 K m 5332,88*1, 617 0.096 kg 286, 69*313 Vy lng khụng khớ c ly i: m = m1 m2 = 1.92 0,096 = 1.824 kg Sinh viờn thc hin: 29 ỏn hc phn: Mỏy v thit b ch bin thy sn Th tớch khụng khớ c ly i: v m 1,824 1.56 m3 1,165 Lng hi nc c ly i: Vỡ thi gian hỳt ngn nờn lng hi nc thoỏt khụng ỏng k Lu lng trung bỡnh ca khụng khớ qua bm: Q v 1,56 = 1.3.10-3 m3/s t 20.60 t: Thi gian hỳt n chõn khụng yờu cu (t = 20 phỳt ) Cụng sut ca bm: N do.n , kW 1000 do.n m N Trong ú: No.n: Cụng sut tớnh quỏ trỡnh an nhit Q: Nng sut hỳt ca mỏy, m3/s N do.n k k P k P.Q , W P2 k k: H s an nhit ca khụng khớ, k = 1,4 o.n: H s hiu dng ng nhit m: H s hiu dng tớnh n quỏ trỡnh ma sỏt o.n m = 0,6 ữ 0,8 N do.n 1,4 1,4 1, 101324, 72 *101324, 72*1.3.10 3011 W 5332,88 1, Cụng sut ca bm: N N do.n 3011 3.76 kW 5.4 HP 1000.0,8 1000.0,8 Da vo kt qu tớnh toỏn, chỳng tụi chn bm chõn khụng cho mỏy sy l bm roto cú cụng sut HP v Q = 100 m3/h = 0,03 m3/s 3.4 Tớnh toỏn h thng ngng t m H thng ngng t m mỏy sy chõn khụng nhm h nhit ca hi m c hỳt t bung sy trc vo bm xung n nhit ng Sinh viờn thc hin: 30 ỏn hc phn: Mỏy v thit b ch bin thy sn sng cho m ngng t thnh nc nhm lm tng tui th ca bm Cỏc phng phỏp lm lnh h thng ngng t: bng nc ỏ, dn lnh ca mỏy lnh, Nhit hi m vo dn ngng tw = 40oC Nhit nc lm mỏt tf = 7oC Lu lng khụng khớ m vo dn ngng Q = 0,03 m3/s Chn ng ng cú ng kớnh d = 10 mm Nhit trung bỡnh: tm = 0,5 ( tw + tf) = 0,5*( 40+7) = 23,5 oC T bng cỏc thụng s vt lý ca nc phn ph lc, ng vi tm = 23,5 oC, ta cú: m = 60,656.10-2 W/m. m = 2,31.10-4 1/ vm = 0,9357.10-6 m2/s Prm = 6,46 g. m d t 9,81 * (2,31.10 ) * 10.10 * (40 7) Grm 85412 ,5 v m2 (0,9357 10 ) Ram = (Gr.Pr)m = ( 85412,5* 6,46)= 551764,75 500 < Ram < 2.107 Tra bng tỡm c C = 0,54 v n = Num C.Ramn 0,54 * (551764 ,75)1 / 14,7 H s ta nhit ca ng ng: m 60,656 10 Nu m 14,7 * 891,6 W/m. d 10.10 Tn tht nhit trờn on ng: Q = G cp (tw tf ), W Trong ú: G: Lu lng khụng khớ m qua dn ngng: G = Q = 0,03 m3/s = 30 kg/s cp tra theo tm, cp = 4,1798 kJ/kg. Q = 30* 4,1798*(40-7) = 4138 W Sinh viờn thc hin: 31 ỏn hc phn: Mỏy v thit b ch bin thy sn Mt khỏc: Q = .F (tw tf), W => F Q 4138 0,14 m2 (t w t f ) 891,6 * (40 7) Chiu di on ng ng: l F 0,14 4,5 m d 3,14 * 10.10 Vy ta chn ng ng cú ng kớnh 10 mm, chiu di 4,5 m 3.5 Tớnh dn lnh Thựng nc c chn mua trờn th trng, l loi thựng nha cú np y, kớch thc l 600 x 425 x 315 mm, chiu dy mm Chn lng nc thựng nc l 20 kg Nhit lng cn thit h nhit nc t 25oC xung 7oC: Q mn c.(t1 t ) = 20*4,18*(25 7) = 1505 kJ Chn thi gian h nhit nc xung 7oC l 15 phỳt Cụng sut cn thit l: N Q 1505 1,67 kW 15.60 900 Tn tht nhit mụi trng: Thựng nc c bc lp cỏch nhit dy 10 mm Din tớch trao i nhit ca thựng nc l: F = 2*0,6*0,315 + 2*0,6*0,425 + 2*0,425*0,315 = 1,16 m2 Q F (t t1 ) 1,16 * (30 7) 104 W 0,002 0,01 0,16 0,041 Trong ú:1, 1:ln lt l b dy v h s dn nhit ca thựng nc 2, 2:ln lt l b dy v h s dn nhit ca lp cỏch nhit Vy cụng sut ca mỏy lnh cn cú l: NL = 1,67 + 0,104 = 1,774 kW 2,38HP Vy ta chn mỏy lnh mt cm cú cụng sut 2,5 HP 3.6 Tớnh bỡnh cha nc ngng t Sinh viờn thc hin: 32 ỏn hc phn: Mỏy v thit b ch bin thy sn Mc ớch ca bỡnh cha nc ngng t l cha lng nc thoỏt quỏ trỡnh sy Lng nc bc quỏ trỡnh sy: m = 38.63 kg Th tớch cn cú ca bỡnh cha l: 8,14 10-3 m3 Bỡnh cha nc c thit k l hỡnh tr, chiu cao h = 300 mm, ng kớnh l d= 200 mm Th tớch cha l V r h 3,14 * 0,12 * 0,3 9,42.10 m3 dy ca thõn bỡnh: pTK Dt C 2. CP pTK pTK: ỏp sut thit k, pTK = 0,05 kG/cm2 Dt: ng kớnh ca bỡnh, Dt = 0,2 m : h s bn mi hn dc thõn bỡnh, nu hng h quang = 0,7, nu ng nguyờn khụng hn = Chn = 0,7 CP: ng sut cho phộp ca vt liu, CP = 1412 kG/cm2 C: h s d tr C = ữ ,tớnh n s n mũn v dung sai tớnh n b dy õm ca vt liu Suy ra: 0,05 * 200 2,005 mm * 0,7 * 1412 0,95 Vy d ch to, ta chn chiu dy vỏch l mm R100 300 Hỡnh 3.5 Bỡnh cha nc ngng t Sinh viờn thc hin: 33 ỏn hc phn: Mỏy v thit b ch bin thy sn 13 12 14 15 16 10 17 18 1960 2110 11 19 1703 Hỡnh 3.6 Bn v mỏy sy sau thit k Bỡnh cha nc ngng t 10 Tay Thựng trao i nhit 11 T in Dn ngng t m 12 ng h o ỏp sut Dn lnh 13 Lp cỏch nhit Bm chõn khụng 14 Tm to nhit Van mt chiu 15 Khay sy Cm dn núng, mỏy nộn 16 Khung cha khay Khung mỏy 17 Hp iu khin Ca bung sy 18 Bung sy 19 ng dn Sinh viờn thc hin: 34 ỏn hc phn: Mỏy v thit b ch bin thy sn 3.7 Thit k mch iu khin 12V, DC P R K2 C-R C-P T K1 K1 K1 K2 0V T Hỡnh 3.7: S mch iu khin R in tr cp nhit cho bung sy P bm chõn khụng T rle thi gian K1, K2 rle iu khin ( mi rle cú tip im thng úng v tip im thng m) C - R cm bin nhit C - P- cm bin ỏp sut chõn khụng Khi úng rle T, dũng in s chy qua tip im thng úng ca cun dõy K1, cp in cho in tr R hot ng Khi in tr R t n nhit yờu cu thỡ cm bin nhit C R s hot ng, tỏc ng lờn cun dõy K1lm tip im thng úng ca K1 m ra, ng thi tip im thng m ca K1 bờn bm chõn khụng úng li cp in cho bm hot ng Khi ỏp sut bung sy t yờu cu thỡ cm bin ỏp sut chõn khụng C P s hot ng, tỏc ng lờn cun dõy K2 lm cho tip im thng úng K2 m ra, bm chõn khụng ngng hat ng Trong quỏ trỡnh sy, in tr v bm chõn khụng c iu khin t ng m bo nhit v ỏp sut bung sy t yờu cu Sinh viờn thc hin: 35 ỏn hc phn: Mỏy v thit b ch bin thy sn Kt lun: Sau tớnh toỏn thit k chi tit mỏy sy chõn khụng thy sn vi nng sut 50kg/h, õy ch l tớnh toỏn da trờn lý thuyt v cha c kho nghim nờn cú kh nng tớnh toỏn cú nhiu sai lch, kớch thc khụng chớnh xỏc Kin ngh: Nờn kho nghim mỏy thc t cú c kt qu chớnh xỏc Sinh viờn thc hin: 36 ỏn hc phn: Mỏy v thit b ch bin thy sn TI LIU THAM KHO [1] Tớnh toỏn thit k thit b trao i nhit PGS Bựi Hi, NXB Giao Thụng Vn Ti 2008 [2] Tớnh toỏn v thit k h thng sy Trn Vn Phỳ, NXB Giỏo Dc 2000 [3] Bi nhit ng lc hc k thut v truyn nhit Hong ỡnh Tớn, Bựi Hi, NXB i Hc Quc Gia TP.H Chớ Minh 2004 [4] Nhit ng lc hc k thut Hong ỡnh Tớn, Lờ Chớ Hip, NXB Khoa hc v K thut 1997 [5] C s truyn nhit Hong ỡnh Tớn, NXB i Hc Quc Gia TP H Chớ Minh 2002 Sinh viờn thc hin: 37