TÍNH TOÁN THIẾT kế hệ THỐNG SẢN XUẤT đá cây

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẢN XUẤT ĐÁ CÂY Chương I TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC VÀ PHÂN BỐ MẶT BẰNG CỦA BỂ ĐÁ Số lượng khuôn Theo bảng kích thước tiêu chuẩn chọn khn đá loại 50kg có kích thươc sau: Tiết diện trên: 380x190(mm) Tiết diện dưới: 340x160(mm) Chiều cao 1100(mm) Số lượng khuôn xác định dựa vào suất bể đá và khối lượng đá: N= M m Trong đó: M khới lượng đá bể ứng với một mẻ kg; m khối lượng mỗi đá, kg N= Số linh đá là m = M 60000 = = 1200 m 50 [TL3 tr 117] N Mợt linh có thể là từ – 10 đá Chọn linh có [TL3 tr 118] m= N 1200 = = 172 [linh] 7 Thể tích linh đá lá: V = ( 380 ×190 ) + ( 340 × 160 )  × 1115 = 70,56dm Bảng kích thước khn đá chuẩn sau: Cách lắp đặt mợt linh đá có khn đá dùng phở biến sau: Khoảng cách khuôn đá linh đá là 255mm, hai khuôn hai đầu cách 40mm để móc cẩu.Khoảng hở hai đầu còn lại l 75mm Do chiều dài mỡi linh đá được xác định sau: l = n1.255 + 2.75 + 2.40 = n1.225 + 230 = 7.225 + 230 = 1805 [ mm ] Chiều rộng linh đá 425mm và chiều cao linh đá là 1150mm Theo đề bài cho E = 60 tấn có thể tra định hướng theo bảng và có kích thước sau: Tra theo bảng 6.13 TL3 tr 194 Năng suất Số Số linh Số linh bể đá khuôn đá đá tổng đá bên Tấn/24h chiếc 60 1200 172 43 Bề rộng Dài Rộng dàn lạnh Mm mm mm 900 18.200 4.610 Cao mm 1.250 Kích thước bên bể a Xác định chiều rộng bể W = 2l + 4.δ + A [TL3 tr 119] Trong đó: l : là chiều dài linh đá; l=1805mm δ : là khe hở linh đá và vách bể đá; δ = 25 [ mm ] A là chiều rộng cần thiết để lắp dàn lạnh xương cá; A = 600 - 900 mm Chọn A = 900 Như vậy: W = 2l + 4δ + A = ×1805 + 4.25 + 900 = 4610 [ mm ] b Xác định chiều dài bể đá: Chiều dài bể đá: L = B + C + m2 b Trong đó: B là chiều rộng đoạn hở lắp đặt bộ cánh khuấy và tuần hoàn nước:B=600mm C là chiều rộng đoạn hở cuối bể:C=500mm b là khoảng cách linh đá, được xác định sở độ rộng linh đá và khoảng hở chúng b = 425 + 50 = 475 [ mm] m2 là số linh đá dọc theo chiều dài: m2 = 36 Như vậy: L = B + C + m2 b = 600 + 500 + 43.475 = 21525 [ mm ] c.Xác định chiều cao bể đá: Chiều cao bể đá phải đủ lớn để có khoảng hở cần thiết đáy khn đá và bể Mặt khác phía linh đá là mợt khoảng hở cỡ 100 mm, sau là lớp gỗ dày 30mm tổng chiều cao bể là 1250mm [TL3 tr 120] Bảng Thơng Sớ Kích Thước Bên Trong Bể Đá Số Bể đá khuôn đá, N Số linh Tổng đá Bề rộng Dài, linh đá, một A, mm mm m1 dãy ,m2 Rộng, mm Cao, mm Bể 25 tấn 172 4610 1250 1200 43 900 21252 1855 Cấu tạo của bể đá 1855 900 dàn lạnh 600 17100 500 Chương II CÁCH NHIỆT CÁCH ẨM CỦA BỂ ĐÁ Tính lớp cách nhiệt a Kết cấu cách nhiệt tường Kết cấu tường sau: [TL3 tr 114] 234 TT Lớp vật liệu Lớp vữa ximăng Lớp gạch thẻ Lớp vữa ximăng Lớp hắc ín quét liên tục Chiều dày,mm 15 115 15 0,1 Hệ số dẫn nhiệt,W/mK 0,78 0,25 0,78 0,70 Lớp giấy dầu chống thấm Lớp cách nhiệt polyurethan Lớp giấy dầu chống thấm Lớp thép tấm δ cn 0.175 0,041 0.175 45,3 Chiều dày lớp cách nhiệt: 1  δ  δ cn = λcn  −  +∑ i +   λi α tr   k  α ng Trong đó: δ cn ; λcn là chiều dày và hệ số dẫn nhiệt lớp cách nhiệt α ng là hệ số toả nhiệt môi trường bên ngoài đến tường bể đá α ng = 23,3 [W m K ] [Trang 86 – TL1] α tr là hệ số toả nhiệt tường bể đá đến chất tải lạnh δ i ; λi là chiều dày và hệ số dẫn nhiệt vật liệu còn lại Chọn chất tải lạnh là NaCl với nhiệt đợ trung bình là tm = −10 C Hệ số dẫn nhiệt k = 0,58 [W m K ] [Trang 123 – TL3] Xác định α tr : Nu f λ f α tr = l Trong đó: Nu f được xác định dựa vào sự trao đổi nhiệt đối lưu chất lỏng chuyển động cưỡng bức ngang qua tấm phẳng λ f là hệ số dẫn nhiệt chất lỏng l là chiều dài bể đá Tính chất vật lý dung dịch muối NaCl 23,1%và tm = −10 C [Bảng 6.3 –TL4 tr 96] Nồng độ khối lượng ỵ,% Nhiệt Khối Nhiệt Nhiệt độ lượng độ, tf dung hoá riêng, oC riêng rắn, C,kJ/kgK o t3 C Hệ sớ dẫn nhiệt, , W/mK Đợ nhớt đợng, ì.103 Ns/m2 Đợ nhớt đợng học í.106, m2/s 23,1 -21,2 1175 0,528 4,71 4,02 -10 3,312 Hệ số dẫn nhiệt độ a.107, m2/s 1,36 Tiêu Vận chuẩn tốc Pr chất tải lạnh m/s 29,5 0,5 Re f = ω.l 0,5.21,525 = = 25, 5.105 >5.105 v 4, 22.10−6 Nu f = 0,037 Re ,8 f Pr , 43 f  Pr f   Prw    0, 25 [Trang 226 – TL5] Trong đó: Prw chọn theo nhiệt độ bề mặt vách, chọn t w = -8oC Dùng bảng 6.3 Tr 96 TL5 nợi suy ta được: Prw = ( −8 + ) ( −10 + ) × ( 29,5 − 23,5 ) + 23,5 = 27, Prw = 27, 0,25 Nu f = 0, 037 Re Pr 0,8 f Như vậy: α tr = 0,43 f  Pr f   ÷  Prw  Nu f λ f l = = 0, 037 ( 25,5.10 ) ( 29,5) 0,8 0,25 0,43  29,5   27, ÷   = 21591 21591.0,528 = 530 W m K  21,525.10−3 Chiều dày lớp cách nhiệt: n 1  δ  δ cn = λcn  −  +∑ i +  α tr  λi  k  α ng  0, 015 0,115 0, 0001 0, 002 0, 005    δ cn = 0, 041  − +2 + + +2 + +  = 0, 047 m 0, 78 0, 25 0, 0,175 45,3 530 ÷   0,58  23,3 = 47 mm Vậy ta chọn chiều dày cách nhiệt là 50 mm Hệ số truyền nhiệt thực tế qua vách bể đá: kt = δ δ 1 + ∑ i + cn + α ng λi λcn α tr 1 0, 015 0,115 0, 0001 0, 002 0, 005 0, 05 + + + + + + + 23,3 0, 78 0, 25 0, 70 0,175 45,3 0, 041 530 W = 0,56[ m K ⇒ kt = 0,56 W m K  = Kết cấu cách nhiệt nền bể đá Kết cấu sau: [TL3 tr 115] Thơng sớ kích thước sau: TT Lớp vật liệu Lớp thép tấm Lớp cát lót mỏng Lớp bê tơng cớt thép Lớp giấy dầu Polourethan Lớp giấy dầu Lớp hắc ín Lớp bê tơng đá chạm M200 Chiều dày,mm 10 60 δ cn 0,1 150 Hệ số dẫn nhiệt,W/mK 45,3 0,19 1,28 0,175 0.041 0,175 0.7 1,28 Chiều dày lớp cách nhiệt: 1  δ δ cn = λcn  −  +∑ i + λi α tr  k  α ng     Trong đó: δ cn ; λcn là chiều dày và hệ số dẫn nhiệt lớp cách nhiệt α ng là hệ số toả nhiệt môi trường bên ngoài đến tường bể đá α ng = W m K  [Trang 86 – TL1] α tr là hệ số toả nhiệt tường bể đá đến chất tải lạnh δ i ; λi là chiều dày và hệ số dẫn nhiệt vật liệu còn lại Chọn chất tải lạnh là NaCl với nhiệt đợ trung bình là tm = −10 C Hệ số dẫn nhiệt k = 0,58 [W m K ] [Trang 123 – TL3] α tr = Xác định α tr : Nu f λ f l Trong đó: Nu f được xác định dựa vào sự trao đổi nhiệt đối lưu chất lỏng chuyển động cưỡng bức ngang qua tấm phẳng λ f là hệ số dẫn nhiệt chất lỏng l là chiều dài bể đá Tính chất vật lý dung dịch muối NaCl 23,1%và tm = −10 C [Bảng 6.3 –TL4 tr 96] Nồng độ khối lượng ỵ,% Nhiệt Khối Nhiệt Nhiệt độ lượng độ, tf dung hoá riêng, oC riêng rắn, C,kJ/kgK o t3 C Hệ sớ dẫn nhiệt, , W/mK Đợ nhớt đợng, ì.103 Ns/m2 Đợ nhớt đợng học í.106, m2/s 23,1 -21,2 1175 0,528 4,71 4,02 Re f = -10 3,312 ω.l 0, 5.21,525 = = 25, 5.105 >5.105 −6 v 4, 22.10 Nu f = 0,037 Re ,8 f Trong đó: Pr , 43 f  Pr f   Prw    0, 25 [Trang 226 – TL5] Hệ số dẫn nhiệt độ a.107, m2/s 1,36 Tiêu Vận chuẩn tốc Pr chất tải lạnh m/s 29,5 0,5 Prw chọn theo nhiệt độ bề mặt vách, chọn t w = -8oC Dùng bảng 6.3 Tr 96 TL5 nợi suy ta được: Prw = ( −8 + ) ( −10 + 5) × ( 29,5 − 23,5 ) + 23,5 = 27, Prw = 27, 0,25 Nu f = 0, 037 Re Pr 0,8 f 0,43 f  Pr f   ÷  Prw  = 0, 037 ( 25,5.10 ) ( 29,5) 0,8 0,25 0,43  29,5   27, ÷   = 21591 Như vậy: α tr = Nu f λ f l = 21373.9.0,528 = 530 W m K  21,525.10−3 Chiều dày lớp cách nhiệt: n 1  δ δ cn = λcn  −  +∑ i + α tr λi  k  α ng      0, 002 0, 0001 0,15    0, 005 0, 01 0, 06 δ cn = 0, 041  − + + +2 + + +  = 0, 0607 m 0,175 0, 530 1, 28 ÷   0,58  45,3 0,19 1, 28 = 60, 7mm Vậy ta chọn chiều dày cách nhiệt là 100m Hệ số truyền nhiệt thực tế qua vách bể đá: kt = δ δ 1 + ∑ i + cn + α ng λi λcn α tr 0, 005 0, 01 0, 06 0, 002 0, 0001 0,15 0,1 + + + + + + + 45,3 0,19 1, 28 0,175 0, 1, 28 570 0, 041 W = 0,373[ m K ⇒ kt = 0,367 W m K  = Kết cấu nắp bể đá Để tiện lợi cho việc vào đá, nắp bể đá được đậy tấm đanh gỗ dày mm [ Theo TL6 tr 327] λ = 0,2 [W m.K ] , cùng phủ thêm lớp vải bạt Tra bảng – tr 86 TL1 ta có: αng = 23,3 W/m2.K αtr = 6,5 W/m2.K Trên có phủ mợt lớp vật liệu chớng thấm bitum dầu lửa có : δ = 0,001m λ = 0,18 W/mK Vậy ktt = = 2,8 0, 001 0, 03 + + + 23,3 0,18 0, 6,5 Kiểm tra hiện tượng đọng sương ngưng tụ ẩm a Kiểm tra cho tường Khi nhiệt độ bên ngoài nhỏ nhiệt độ đọng sương khơng khí bề mặt ngoài vách bị đọng sương Để tránh tượng đọng sương bên ngoài vách nhiệt đợ bên ngoài vách phải thoả mãn điều kiện sau: t s < t w1 Trong tw1 là nhiệt đợ bề mặt ngoài vách Hay ta có: k < 0,95α ng t1 − t s = ks t1 − t f Trong đó: t1 , t f ts nhiệt đợ khơng khí bên ngoài và bên buồng lạnh nhiệt đợ điểm sương khơng khí bên ngoài ứng với nhiệt độ t và độ ẩm ư1 Nhiệt độ và đợ ẩm trung bình Tiền Giang là 36,8oC; 74% Tra đồ thị I – d khơng khí ẩm ta xác định được nhiệt đợ điểm sương khơng khí là: 31,5oC kt < 0,95α ng t1 − ts 36,8 − 31,5 = 0,95.23,3 = 2,5 = k s t1 − t f 36,8 − ( −10 ) Như vách ngoài không bị đọng sương b Kiểm tra nhiệt đợ đọng sương bề mặt nền ngồi: Khi nhiệt độ bên ngoài nhỏ nhiệt độ đọng sương khơng khí bề mặt ngoài vách bị đọng sương Để tránh tượng đọng sương bên ngoài vách nhiệt đợ bên ngoài vách phải thoả mãn điều kiện sau: t s < t w1 Trong tw1 là nhiệt đợ bề mặt ngoài vách Hay ta có: k < 0,95α ng t1 − t s = ks t1 − t f Trong đó: t1 , t f nhiệt đợ khơng khí bên ngoài và bên buồng lạnh ts nhiệt độ điểm sương khơng khí bên ngoài ứng với nhiệt đợ t và độ ẩm ư1 Nhiệt độ và độ ẩm trung bình Tiền Giang là 36,8 oC; 74% Tra đồ thị I – d khơng khí ẩm ta xác định được nhiệt đợ điểm sương khơng khí là: 31,5oC kt < 0,95α ng t1 − ts 36,8 − 31,5 = 0,95.23,3 = 2,5 = k s t1 − t f 36,8 − ( −10 ) Như vách ngoài không bị đọng sương Kiểm tra hiện tượng ngưng tụ ẩm kết cấu Ta biết dòng ẩm từ phía có nhiệt đợ cao vào kết cấu cách nhiệt dạng mao dẫn vùng có nhiệt đợ cao phân áp śt nước lớn vùng có nhiệt đợ thấp Chính sự chênh lệch áp śt này là lực dẫn qua kết cấu cách nhiệt Nếu tại vùng nào kết cấu mà áp suất riêng phần nước nhỏ áp suất bảo hoà nước , tại xảy tượng ngưng tụ ẩm Nếu tổng trở dẫn kết cấu R n mà nhỏ lực tổng trở lực dẫn ẩm lớp vật liệu δi kết cấu ,nghĩa là δi δ cn ∑ µi + µ δ cn ∑ µi + µ lòng kết cấu : Hn = khơng có tượng ngưng tụ ẩm lòng cn ≥ 1,6 (pmt – pf) cn Trong : µ i :đợ dẫn ẩm vật liệu pmt : phân áp śt nước khơng khí pf : phân áp suất nước phòng lạnh Chương III TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT 1/Nhiệt truyền qua kết cấu bao che bể đá: Bể đá được đặt nhà xưởng nên khả bị bức xạ trực tiếp rất Vì nhiệt truyền qua kết cấu bao che bể đá độ chênh nhiệt đợ nước ḿi bên và khơng khí bên ngoài, gồm ba thành phần: Nhiệt truyền qua tường bể đá Q11 Nhiệt truyền qua nắp bể đá Q12 Nhiệt truyền qua bể đá Q13 Q1 = Q11 + Q12 + Q13 [Theo TL3 tr 122] a Nhiệt truyền qua tường bể đá Q11 Q11 = kt × Ft × ∆tt Trong đó: kt là hệ sớ dẫn nhiệt thực tế tường, kt = 0,58 W m K  [TL3 tr 123] Ft là diện tích tường bể đá, Ft = × ( cao × da # i ) + × ( cao × rơng ) = ( 1, 25 × 21,525 ) + × ( 1, 25 × 4, 61) = 64.2  m  ∆t t là độ chênh nhiệt đô bên và bên ngoài bể ∆tt = t N KK − t f = 36,8 − ( −10 ) = 450 C N tKK = 36,8 − = 32,8 oC [TL3 tr 122] tm nhiệt độ muối bể đá -10oC ∆t = 32,8 + 10 = 42,8 oC Như vậy: Q11 = kt Ft ∆tt = 0, 58 × 64, × 42,8 = 1594 [ W ] b Nhiệt truyền qua nắp bể đá Nhiệt truyền qua nắp bể đá Q12: Q12 = kn × Fn × ∆t n Trong đó: Fn là diện tích nắp bể đá được xác định theo kích thước chiều rộng và chiều dài bên bể đá,m2 Fn = 21.525 × 4, 61 = 99.2  m  ∆t n là độ chênh lệch nhiệt độ không khí bên ngoài và bên bể N ∆tt = t KK − ( t f + 20 C ) = 32,8 − ( − ) = 40,80 C kn là hệ số truyền nhiệt nắp bể đá, k n = 0,23 [W m K ] [Trang 123 TL3 ] Như vậy: Q12 = kn Fn ∆tn = 0, 23 × 99.2 × 40,8 = 931[ W ] c Nhiệt qua nền Q13 = knen × Fnen × ∆tnen Trong đó: k nen là hệ sớ truyền nhiệt qua nền, tính theo từng khu vực dòng nhiệt vào qua sàn, người ta chia sàn thành vùng khác có chiều rợng m mỡi mặt tính từ bề mặt tường bao vào phía buồng - k1 = 0,47 W/m2K F1 = (a+b) = 4.(21.525+4,61) = 104.5m2 Qc1 = k nen × Fnen × ∆tnen = 0, 47 × 104.5 × 40,8 = 2004W - k2 = 0,423 W/m2K F2 = (a+b) = 4.(21.525+4,61) - 48 = 56.5m2 Qc = k nen × Fnen × ∆tnen = 0, 23 × 56.5 × 40,8 = 530W - k3 = 0,12 W/m2K F3 = (a+b) = 4.(21.525+4,61) - 80 = 24.5 m2 Qc = k nen × Fnen × ∆t nen = 0,12 × 24.5 × 40,8 = 120W - k4 = 0,12 W/m2K F4 = (a+b) = (a – 12).(b – 12) = - 45,8 m loại khơng hợp lí Vậy Q13 = Qc1 + Qc + Qc = 2654W Q1 = Q11 + Q12 + Q13 = 1594 + 931 + 2654 = 5179W Nhiệt để làm đông đá làm lạnh khuôn đá: Nhiệt đông đá và làm lạnh khn đá được tính sau: Q2 = Q21 + Q22 2.1 Nhiệt làm lạnh nước đá Q21: Q21 = E q0 ,W τ Trong đó: E là suất bể đá, E = 60T = 60000 [ kg ] τ là thời gian đông đá τ= A.b0 ( b0 + B ) tm Với: tm là nhiệt độ nước muối bể, t m = −10 C bo là chiều rộng khuôn(lấy cạnh ngắn tiết diện lớn nhất khuôn), b0 = 190[ mm] ao là chiều dài khuôn, a = 380[ mm] Tỉ sớ: n = Do đó: a 380 = = nên ta có: A=4540 và B=0,026 b0 190 τ= A.b0 ( b0 + B ) 4540.0,190 ( 0,190 + 0, 026 ) = = 18, 63 giờ tm 10 qo là nhiệt lượng cần làm lạnh 1kg nước từ nhiệt độ ban đầu đến đông đá hoàn toàn, J/kg q = C pn t1 + r + C pd t Với: C pn nhiệt dung riêng nước; C pn = 4186[ J kgK ] r nhiệt đông đặc; r = 333600[ J kg ] C pd nhiệt dung riêng nước đá; C pd = 2090[ J kgK ] t1 nhiệt độ nước đầu vào; t1 = 35 C t2 nhiệt độ đá; t = −5 C Do đó: q = C pn t1 + r + C pd t = 4186.35 + 333600 + 2090.5 = 490560[ J kg ] Như vậy: Q21 = E q0 490560 = 60000 = 438862 [ W ] τ 18, 63.3600 2.2/Nhiệt làm lạnh khuôn đá Q22: Q22 = M C pk ( t k1 − t k ) ,W τ Trong đó: M tởng khới lượng khn đá; M = 1200.27, = 32640 [ kg ] C pk nhiệt dung riêng khuôn, khuôn làm tôn tráng t k1 , t k kẽm; C pk = 0,094.4,18 = 0,4[ kJ kgK ] [Phụ lục 10 – TL1] nhiệt độ khuôn ban đầu và đá hoàn thiện; t k1 = 35 C ; t k = −10 + ( ÷ 30 C ) = −8 C Như vậy: Q22 = M C pk ( tk − tk ) τ = 32640 400 ( 35 − ( −8 ) ) 18,63.3600 = 8371 [ W ] Vậy: Q2 = Q21 + Q22 = 438862 + 8371 = 447233 [ W ] Nhiệt bộ cánh khuấy gây Q3: Q3 = 1000.η N [ TL3 tr 126] Trong ú: ỗ hiu suõt ca ụng c in, 85% N là công suất động cánh khuấy, N= 5.5kW [Bảng 3.8 – TL3 tr 126] Như vậy: Q3 = 1000.η N = 1000.5,5 85 = 4675 [ W ] 100 Nhiệt nhúng đá Q4: Tổn thất nhiệt làm tăng đá được coi là tổng công suất cần thiết để làm lạnh khối đá bị làm tan nhằm rút khỏi khuôn: Q4 = n f δ ρ q0 ,W τ [TL3 tr 126] Trong đó: n là sớ khn đá, n=1200 f là diện tích bề mặt đá, f=1,25m2 là chiều dày phần đá tan nhúng, δ = 0,001[ m] đ khối lượng riêng đá, ρ = 900 [ kg m ] Như vậy: Q4 = n f δ ρ q0 490560 = 1200.1, 25.0, 001.900 = 9874 [ W ] τ 18, 63.3600 5/Nhiệt tải của thiết bị: Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 5179 + 447233 + 4675 + 9874 = 466961 [ W ] 6/Nhiệt tải cho máy nén: QMN = 90%Q1 + 100%Q2 + 75% ( Q3 + Q4 ) = 90%.5179 + 447233 + 75% ( 4675 + 9874 ) = 462806 [ W ] = 463kW 7/Năng suất lạnh của máy nén: Q0 = k ∑ QMN [W ] b Trong đó: b = 0,9 là hệ số thời gian làm việc [Trang 83 – TL3] k là hệ sớ lạnh tính đến tởn thất đường ống và thiết bị hệ thống lạnh: k= 0,5 [Bảng 2.15 - TL tr 83] Nội suy k = ( −15 + 10 ) × 1, 07 − 1,05 + 1,05 = 1, 055 ( ) ( −30 + 10 ) Như vậy: Q0 = k ∑ QMN b = 1, 055 × 463 = 542.7 [ W ] 0,9 Chương IV TÍNH TOÁN CHU TRÌNH VÀ CHỌN MÁY NÉN I Chọn các thông số làm việc Chế độ làm việc một hệ thống lạnh được đăng trưng bốn nhiệt độ sau: Nhiệt độ sôi môi chất lạnh Nhiệt độ ngưng tụ môi chất Nhiệt độ lạnh lỏng trước van tiếc lưu Nhiệt độ hút máy nén Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh Phụ thuộc vào nhiệt độ buồng lạnh t = tf - ∆ t Trong đó: - tm: nhiệt đợ nước ḿi t = -100C - ∆t : hiệu nhiệt độ yêu cầu ∆t = ÷ 130 C [Theo TL1 tr 204] - Chọn ∆t = C Vậy: t0 = -10 – = -150C Nhiệt đô ngưng tụ Phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường làm mát thiết bị ngưng tụ Ta chọn thiết bị ngưng tụ là nước nên ta có cơng thức tính sơ bợ sau : Ta có: tk = tw2 + ∆t k Trong đó: - tw1, tw2 : nhiệt đợ nước vào và khỏi bình ngưng - ∆t k = hiệu nhiệt độ ngưng tụ yêu cầu ∆t k = (3 ÷ 5)0C có nghĩa là nhiệt độ ngưng tụ cao nhiệt độ nước từ đến 50C Mà: tw2= tw1 +( ÷ 6)0C Mặt khác nhiệt đợ nước vào bình ngưng phụ tḥc vào điều kiện môi trường Khi sử dụng nước tuần hoàn qua tháp giải nhiệt lấy nhiệt độ nước vào bình ngưng cao nhiệt đợ kế ướt từ đến 40C, nghĩa là: t w1= tư + (3 ÷ 4) 0C Trong đó: tư - nhiệt đợ nhiệt kế bầu ướt Theo đề: - Khơng khí mơi trường xung quanh Tiền Giang có nhiệt đợ t mt=27.90C, đợ ẩm: ϕ1 = 74% Tra đồ thị I-d ta có tư = 230C Nên: tw1 = tư + (2 ÷ 4) 0C = 23 + = 260C ⇒ tw2 = tw1 + (2 ÷ 6)0C = 26 +4 = 300C Vậy: ⇒ tk = tw2 + ∆t k = 30 + = 350C Chọn nhiệt độ quá lạnh Để đảm bảo máy nén không hút phải lỏng, người ta bớ trí bình tách lỏng và phải đảm bảo hút vào máy nén nhất thiết phải là nhiệt Độ nhiệt từng lọai máy nén và đối với từng lọai môi chất là khác tql = tw1 + ( – )oC = 26 + = 29oC Chọn nhiệt đợ quá nhiệt Do chu trình R22 có bình hồi nhiệt làm nhiệt hút vừa để lạnh lỏng cao áp đi, đợ nhiệt và độ lạnh phụ thuộc vào Do cần chọn đợ q nhiệt ta tính độ lạnh chứ không nên chọn độ lạnh Thông thường đối với máy nén frêon nhiệt độ cuối tầm nén thấp nên độ nhiệt đối với môi chất freôn rất lớn Trong máy freôn, độ nhiệt hút đạt được thiết bị hồi nhiệt Với môi chất R22 chọn độ nhiệt tqn = 20 0C và đới với R12 25oC [Theo TL1 tr 213] II Tính toán chu trình Ta có: - Nhiệt đợ ngưng tụ tk = 350C ⇒ pk = 13.525 (bar) - Nhiệt độ bay t = -150C ⇒ p0 =2.3636 (bar) - Tỷ số nén: ε= pk 13.525 = = 9.9 p0 2,3636 Ta có: ε = 9.9 > nên ta chon máy nén hai cấp dùng thiết bị hồi nhiệt Sơ đồ nguyên lí a Chu trình b Đồ thị Pk T lg P Tk T0 P0 h S c Nguyên lý làm việc: Hơi nhiệt hạ áp sau khỏi thiết bị hồi nhiệt vào đầu hút máy nén, nén đoạn nhiệt đẳng entrơpi theo q trình 12 thành nhiệt cao áp, tiêu thụ ngoại công l Sau khỏi máy nén, môi chất đến thiết bị ngưng tụ, ngưng tụ đẳng áp theo trình 23 thành lỏng hoàn toàn nhả nhiệt lượng Q k cho môi trường giải nhiệt Sau khỏi thiết bị ngưng tụ, lỏng cao áp tới thiết bị hồi nhiệt, tại lỏng cao áp nhả nhiệt cho hạ áp được làm lạnh đẳng áp theo trình 34 đến van tiết lưu, tiết lưu đoạn nhiệt đẳng enthalpi theo trình 45, thành bão hòa ẩm hạ áp tới thiết bị bay Tại môi chất nhận nhiệt đẳng nhiệt đẳng áp theo trình 56 trở thành bão hòa khô hạ áp.sau khỏi thiết bị bay hơi, hạ áp đến thiết bị hồi nhiệt nhận nhiệt lỏng cao áp biến đởi theo q trình 61 đẳng áp quay trở máy nén Cứ chu trình tiếp diễn d Tính các điểm nút của chu trình THÔNG SỐ TRẠNG THÁI CÁC ĐIỂM NÚT (NH3) Điểm T(oC) p(bar) v(dm3/kg) h(kJ/kg) s(kJ/kg.K) -15.000000 2.363600 506.820000 1363.141000 3.380610 113.913200 13.525000 132.443600 1621.394000 3.380610 35.000000 13.525000 1.703070 288.452000 -0.867870 -15.000000 2.363600 92.933530 288.452000 -0.782428 -15.000000 2.363600 1.518260 51.085000 -1.701920 Chu trình được tính cho 1kg mơi chất lạnh qua thiết bị bay hạ áp Nhiệt lượng nhả thiết bị ngưng tụ (kJ/kg): qc = 1332.942000 Nhiệt lượng nhận được thiết bị bay hơi: qe = 1074.689000 (kJ/kg) qev = 2120.455000(kJ/m3) Công cấp cho máy nén (kJ/kg): l = 258.252600 Hệ số làm lạnh: epxilon = 4.161387 Khối lượng tuần hoàn giờ qua máy nén (kg/h): Gh = 1817.93995 Thể tích tuần hoàn giờ qua máy nén thấp áp (m3/h): Vh = 921.36834 Tính toán chu trình a Cơng cấp cho máy nén: L = h2 – h1 = 258.2526 [kJ/kg] b Nhiệt lượng nhả thiết bị ngưng tụ: qk = h2- h3 = 1332.942 [kJ/kg] d Nhiệt lượng nhả thiết bị bay hơi: q0 = h6 – h5 = 1074.689 [kJ/kg] e Hệ số làm lạnh: ε= q0 = 4.161387 L g Lượng mơi chất tuần hồn: G= Q0 = 1817.93995[kg / h] = 0.50498[kg / s] q0 Với Q0 = Q0MN = 542.7 [kW] tính chương trước h Thể tích hút của máy nén: Vh = G x v1 = 921.36834 [m3/h] i Năng suất lạnh riêng thể tích: qov = q0 1074.689 = = 2120.45[kJ / m3 ] −3 v1 506.82 × 10 Các loại công nén tổn thất lượng a Công nén đoạn nhiệt N s = G.l , kW Trong đó: Ns cơng nén lý thuyết kW G lưu lượng khối lượng qua máy nén, kg/s l công nén riêng kJ/kg N s = G.l = 0.50498 × 258.2526 = 130.4kW b Công nén chỉ thị Ni = Ns , kW ηi ήi hiệu suất thị được xác định theo biểu thức sau: ηi = λw + b.to Trong đó: λ w = T0 ; Tk B = 0,001; to nhiệt độ sôi ηi = λw + b.to = Ni = ( 273 + ( −15) ) + 0, 001× ( 273 + 35) ( −15) = 0,823 N s 130.4 = = 158.45kW ηi 0,823 c Công nén hiệu dụng Ne N e = N i + N ms N ms = Vh pms Trong đó: pms áp suất ma sát riêng pms = 59 kPa đối với máy nén amoniac dòng thẳng [Theo Tl1 tr 218] N ms = Vh pms = 0.256 × 59 = 15.104kW N e = Ni + N ms = 158.45 + 15.104 = 173.554kW d Công suất điện N el = Ne ηtd ηel Hiệu suất truyền động đai khớp ήtd = 0,95 Hiệu suất động ήel = 0,95 [Theo TL1 tr 218] N el = Ne 173.554 = = 192.3kW ηtd ηel 0,95 × 0,95 e Công suất của động lắp đặt N đc = ( 1,1 ữ 2,1) N el = 1,1ì192.3 = 211.53kW [Theo TL1 tr 219] Tính chọn máy nén a Xác định hệ số cấp của máy nén Xác định λ theo tổn thất thành phần theo biểu thức sau: λ = λc × λtl × λ k × λ w × λ r [Trang 214 – TL1] Trong đó: λ c - hệ sớ tởn thất tính đến thể tích chết λtl - hệ sớ tởn thất kể đến tổn thất tiết lưu λ k - hệ sớ tính đến tởn thất khác máy nén λ w - hệ sớ tởn thất tính đến trao đổi nhiệt vách rắn và môi chất λr - hệ sớ tởn thất tính đến sự rò rỉ mơi chất qua pittông, xilanh, sécmăng và van từ khoang nén khoang hút λ = λi × λ w Hay ta có thể viết: Trong đó: λi = λc × λtl × λ k - hệ sớ thị λw = λw × λr Ta có: ' '   m p + ∆ p  p0 − ∆p0 '  p0 − ∆p0  k  k λi = −c  [tr 215- TL1] ÷ −  p0 po p0     Theo đề bài: p0 = 2.3636 [bar] Chọn ∆ p0 = ∆ pk = 0,005 [Mpa] = 0,05 [bar] pk = 13.525 [bar] Chọn m = đối với máy nén freon c – tỉ sớ thể tích chết Chọn c = 0,03 λi = =  p + ∆p  p − ∆p  p0 − ∆p0 k 0  − c  k ÷− p0 po p     13.525 + 0, 05  2,3636 − 0, 05  2.3636 − 0, 05 − 0, 03   = 0,836 ÷− 2.3636 2,3636   2,3636  λi = 0,836 T0 273 + (−15) = = 0,838 Tk 273 + 35 λ = λi × λ w' λw' = Vậy: = 0,836 x 0,838 = 0,7 b Thể tích hút lý thuyết: Vlt = Vh 0, 256 = = 0,366[ m3 / s] λ 0, Chọn máy nén Tra bảng 7.5 máy nén pittông Nga theo bảng 7.5 trang 225 TL1 Môi chất NH3 Qo, kW - 15oC A0600 670 Kí hiệu Ne, kW - 15oC 190 ... 1200 43 900 21252 1855 Cấu tạo của bể đá 1855 900 dàn lạnh 600 17100 500 Chương II CÁCH NHIỆT CÁCH ẨM CỦA BỂ ĐÁ Tính lớp cách nhiệt a Kết cấu cách nhiệt tường Kết cấu tường... nước khơng khí pf : phân áp suất nước phòng lạnh Chương III TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT 1/Nhiệt truyền qua kết cấu bao che bể đá: Bể đá được đặt nhà xưởng nên khả bị bức xạ trực... 931 + 2654 = 5179W Nhiệt để làm đông đá làm lạnh khuôn đá: Nhiệt đông đá và làm lạnh khn đá được tính sau: Q2 = Q21 + Q22 2.1 Nhiệt làm lạnh nước đá Q21: Q21 = E q0 ,W τ Trong đó: E