Tài liệu đồ án kỹ thuật lạnh, chương 4 pdf

ch-ơng 4: tính chọn máy nén và tính kiểm tra máy nén I.Tính chọn máy nén cho buồng làm lạnh đông. 1.Chọn nhiệt độ sôi của môi chất lạnh ta có: t 0 = t b - t 0 trong đó: - t 0 : nhiệt độ sôi của môi chất lạnh - t b : nhiệt độ của buồng lạnh = - 33 0 C - t 0 : hiệu nhiệt độ yêu cầu = (8 13 0 C) chọn t 0 = 12 0 C vậy: t 0 = - 33 - 12 = - 45 0 C (tra bảng hơi bão hoà của NH 3 với t 0 = - 45 0 C P 0 = 0,55 bar) 2.Chọn nhiệt độ ng-ng tụ t k của môi chất lạnh ta có: t k = t w2 + t k trong đó: - t w2 : nhiệt độ n-ớc ra khỏi bình ng-ng - t k : hiệu nhiệt độ ng-ng tụ yêu cầu = (4 6 0 C) chọn t k = 5 0 C - với nhiệt độ t kk = 37,6 0 C; độ ẩm không khí của tháng nóng nhất kk = 71% ta chọn t - = 32,5 0 C + nhiệt độ n-ớc đầu vào và đầu ra chênh nhau (2 6 0 C) và phụ thuộc vào kiểu bình ng-ng t w2 = t w1 + (2 6 0 C) chọn nhiệt độ t w1 = t - + 4 0 C = 32,5 + 4 = 36,5 0 C vậy. t w2 = 36,5 + 3,5 = 40 0 C khi đó: t k = 40 + 5 = 45 0 C (tra bảng hơi bão hoà của NH 3 với t k = 45 0 C P k = 17,832 bar) 3.Tỷ số nén của chu trình = 42,32 55,0 832,17 P P 0 k (ta thấy > 9 nên ta chọn máy lạnh 2 cấp bình trung gian ống xoắn, 2 tiết l-u) 4.áp suất trung gian đ-ợc xác định theo công thức P tg = 13,355,0.832,17P.P 0k (bar) 5.Chu trình máy lạnh nén hơi 2 cấp bình trung gian ống xoắn, 2 tiết l-u (NT: ng-ng tụ; BH: bay hơi; NHA: nén hạ áp; NCA: nén cao áp; MTG: mát trung gian; TL1: tiết l-u 1; TL2: tiết l-u 2 ). - 1 2 : quá trình nén hạ áp - 2 3 : quá trình làm mát trung gian - 3 4 : quá trình nén cao áp - 4 5 : quá trình ng-ng tụ trong thiết bị ng-ng tụ - 5 6 : tiết l-u 1 - 7 8 : tiết l-u 2 - 8 1 : quá trình bay hơi trong thiết bị bay hơi 6.Bảng thông số các điểm nút của chu trình BH NHA MTG NCA NT BTG TL1 TL2 1 2 4 3 5 6 7 8 LgP h 1 2 3 4 5 7 6 8 P k, t k P tg, t tg P 0, t 0 Điểm t ( 0 C) P (bar) h (kj/kg) v (m 3 /kg) 1 - 45 0,55 1700 2,1 2 80 3,13 1950 3 - 8 3,13 1750 0,38 4 120 17,832 2000 5 45 17,832 720 6 - 8 3,13 720 7 - 3 3,84 485 8 - 45 0,55 485 nhiệt độ điểm 7 ta lấy cao hơn nhiệt độ trong bình trung gian điểm (3,6) là (3 5 0 C) 7.Năng suất lạnh riêng q 0 q 0 = h 1 h 8 = 1700 485 = 1215 (kj/kg) 8.Nhiệt thải ở bình ng-ng q k = h 4 h 5 = 2000 720 = 1280 (kj/kg) Q k = Q 0 + N NHA + N NCA = 41,8 + 9,6 + 4 = 55,4 (kw) 9.Công nén riêng qua máy nén hạ áp l 1 = h 2 h 1 = 1975 1700 = 275 (kj/kg) 10.Công nén riêng qua máy nén cao áp l 2 = h 4 h 3 = 2000 1750 = 250 (kj/kg) 11.L-u l-ợng môi chất qua dàn bay hơi M 1 = 035,0 1215 8,41 q Q 0 0 (kg/s) 12.L-u l-ợng môi chất qua bình trung gian M 3 = 016,0 7201750 48572017501975 .035,0 hh hhhh .M 63 7532 1 (kg/s) 13.L-u l-ợng môi chất qua bình ng-ng M = M 1 + M 3 = 0,035 + 0,016 = 0,051 (kg/s) 14.Năng suất hút thể tích của máy nén hạ áp V TTNHA = v 1 .M 1 = 2,1.0,035 = 0,074 (m 3 /s) 15.Năng suất hút thể tích của máy nén cao áp V TTNCA = v 3 .M 3 = 0,38.0,016 = 0,006 (m 3 /s) 16.Hệ số cấp của máy nén hạ áp = f() = 69,5 55,0 13,3 P P 0 tg Tra (hình 7 trang 48) ta đ-ợc = 0,7 17.Hệ số cấp của máy nén cao áp = f() = 69,5 13,3 832,17 P P tg k Tra (hình 7 trang 48) ta đ-ợc = 0,7 18.Thể tích nén lý thuyết của cấp nén hạ áp V LTNHA = V TTNHA / = 0,074/ 0,7 = 0,1 (m 3 /s) 19.Thể tích nén lý thuyết của cấp nén cao áp V LTNCA = V TTNCA / = 0,006/ 0,7 = 0,0086 (m 3 /s) 20.Công suất nén đoạn nhiệt - N NHA = M 1 .l 1 = 0,035.275 = 9,6 (kw) - N NCA = M 3 .l 2 = 0,016.250 = 4 (kw) 21.Hiệu suất chỉ thị của máy nén (Tra đồ thị hình 8 SGK tính toán thiết kế HTL trang 49 với = 5,69 iNHA = iNCA = 0,8 ) Vậy công suất chỉ thị là - N iNHA = 12 8,0 6,9 N iNHA NHA (kw) - N iNCA = 5 8,0 4 N iNCA NCA (kw) 22.Công suất ma sát Ta có: N ms = p ms .V tt Trong đó: (p ms = 49 69 kPa cho máy NH 3 thẳng dòng) ta chọn p ms = 60 kPa ) Vậy: - N msNHA = 60.V ltNHA = 60.0,1 = 6 (kw) - N msNCA = 60.V ltNCA = 60.0,0086 = 0,52 (kw) 23.Công suất hiệu quả - N eNHA = N iNHA + N msNHA = 12 + 6 = 18 (kw) - N eNCA = N iNCA + N msNCA = 5 + 0,52 = 5,52 (kw) Công suất hiệu quả tổng: N e = N eNHA + N eNCA = 18 + 5,52 = 23,52 (kw) 24.Công suất động cơ điện Ta có: N el = eltd e . N Trong đó: - Đối với truyền động đai ta có tđ = 0,95 - Hiệu suất động cơ điện el = (0,8 0,95) ta chọn el = 0,9 Vậy: N el = 5,27 9,0.95,0 52,23 . N eltd e (kw) Theo bảng 13b chọn 1 máy nén 2 cấp MYCOM NH 3 (Model N62WB) Để đảm bảo sự hoạt động an toàn của nhà máy, cần có công suất dự phòng khoảng 50% năng suất tính toán khi đó: Q 0tt = 41,8.50% + 41,8 = 62,7 (KW). Nh- vậy số l-ợng máy nén cần lắp đặt là: Z = 5,1 8,41 7,62 Q Q 0 tt0 (máy) Chọn Z = 2 trong đó có 1 máy làm việc và 1 máy dự phòng II.Tính chọn máy nén cho buồng bảo quản đông 1.Chọn nhiệt độ sôi của môi chất lạnh ta có: t 0 = t b - t 0 trong đó: - t 0 : nhiệt độ sôi của môi chất lạnh - t b : nhiệt độ của buồng lạnh = - 19 0 C - t 0 : hiệu nhiệt độ yêu cầu = (8 13 0 C) chọn t 0 = 11 0 C vậy: t 0 = - 19 - 11 = - 30 0 C (tra bảng hơi bão hoà của NH 3 với t 0 = - 30 0 C P 0 = 1,198 bar) 2.Chọn nhiệt độ ng-ng tụ t k của môi chất lạnh ta có: t k = t w2 + t k trong đó: - t w2 : nhiệt độ n-ớc ra khỏi bình ng-ng - t k : hiệu nhiệt độ ng-ng tụ yêu cầu = (4 6 0 C) chọn t k = 5 0 C - với nhiệt độ t kk = 37,6 0 C; độ ẩm không khí của tháng nóng nhất kk = 71% ta chọn t - = 32,5 0 C + nhiệt độ n-ớc đầu vào và đầu ra chênh nhau (2 6 0 C) và phụ thuộc vào kiểu bình ng-ng t w2 = t w1 + (2 6 0 C) chọn nhiệt độ t w1 = t - + 4 0 C = 32,5 + 4 = 36,5 0 C vậy t w2 = 36,5 + 3,5 = 40 0 C khi đó: t k = 40 + 5 = 45 0 C (tra bảng hơi bão hoà của NH 3 với t k = 50 0 C P k = 17,832 bar) 3.Tỷ số nén của chu trình = 88,14 198,1 832,17 P P 0 k (ta thấy > 9 nên ta chọn máy lạnh 2 cấp bình trung gian ống xoắn, 2 tiết l-u). 4.áp suất trung gian đ-ợc xác định theo công thức P tg = 622,4198,1.832,17P.P 0k (bar) 5.Chu trình máy lạnh nén hơi 2 cấp bình trung gian ống xoắn, 2 tiết l-u. (NT: ng-ng tụ; BH: bay hơi; NHA: nén hạ áp; NCA: nén cao áp; MTG: mát trung gian; TL1: tiết l-u 1; TL2: tiết l-u 2 ). - 1 2 : quá trình nén hạ áp - 2 3 : quá trình làm mát trung gian - 3 4 : quá trình nén cao áp - 4 5 : quá trình ng-ng tụ trong thiết bị ng-ng tụ - 5 6 : tiết l-u 1 - 7 8 : tiết l-u 2 - 8 1 : quá trình bay hơi trong thiết bị bay hơi 6.Bảng thông số các điểm nút của chu trình BH NHA MTG NCA NT BTG TL1 TL2 1 2 4 3 5 6 7 8 LgP h 1 2 3 4 5 7 6 8 P k, t k P tg, t tg P 0, t 0 Điểm t ( 0 C) P (bar) h (kj/kg) v (m 3 /kg) 1 - 30 1,198 1725 0,9614 2 70 4,622 1925 3 2 4,622 1760 0,2691 4 110 17,832 1975 5 45 17,832 720 6 2 4,622 720 7 7 5,5463 540 8 - 30 1,198 540 nhiệt độ điểm 7 ta lấy cao hơn nhiệt độ trong bình trung gian điểm (3,6) là (3 5 0 C) 7.Năng suất lạnh riêng q 0 q 0 = h 1 h 8 = 1725 540 = 1185 (kj/kg) 8.Nhiệt thải ở bình ng-ng q k = h 4 h 5 = 1975 720 = 1255 (kj/kg) Q k = Q 0 + N NHA + N NCA = 47,5 + 8 + 3,01 = 58,5 (kw) 9.Công nén riêng qua máy nén hạ áp l 1 = h 2 h 1 = 1925 1725 = 200 (kj/kg) 10.Công nén riêng qua máy nén cao áp l 2 = h 4 h 3 = 1975 1760 = 215 (kj/kg) 11.L-u l-ợng môi chất qua dàn bay hơi M 1 = 04,0 1185 5,47 q Q 0 0 (kg/s) 12.L-u l-ợng môi chất qua bình trung gian M 3 = 014,0 7201760 54072017601925 .04,0 hh hhhh .M 63 7532 1 (kg/s) 13.L-u l-ợng môi chất qua bình ng-ng M = M 1 + M 3 = 0,04 + 0,014 = 0,054 (kg/s) 14.Năng suất hút thể tích của máy nén hạ áp V TTNHA = v 1 .M 1 = 0,9614.0,04 = 0,038 (m 3 /s) 15.Năng suất hút thể tích của máy nén cao áp V TTNCA = v 3 .M 3 = 0,2691.0,014 = 0,0038 (m 3 /s) 16.Hệ số cấp của máy nén hạ áp = f() = 86,3 198,1 622,4 P P 0 tg Tra (hình 7 trang 48) ta đ-ợc = 0,8 17.Hệ số cấp của máy nén cao áp = f() = 86,3 622,4 832,17 P P tg k Tra (hình 7 trang 48) ta đ-ợc = 0,8 18.Thể tích nén lý thuyết của cấp nén hạ áp V LTNHA = V TTNHA / = 0,038/ 0,8 =0,0475 (m 3 /s) 19.Thể tích nén lý thuyết của cấp nén cao áp V LTNCA = V TTNCA / = 0,0038/ 0,8 = 0,00475 (m 3 /s) 20.Công suất nén đoạn nhiệt - N NHA = M 1 .l 1 = 0,04.200 = 8 (kw) - N NCA = M 3 .l 2 = 0,014.215 = 3,01 (kw) 21.Hiệu suất chỉ thị của máy nén (Tra đồ thị hình 8 SGK tính toán thiết kế HTL trang 49 với = 3,86 iNHA = iNCA = 0,84 ) Vậy công suất chỉ thị là - N iNHA = 52,9 84,0 8 N iNHA NHA (kw) - N iNCA = 58,3 84,0 01,3 N iNCA NCA (kw) 22.Công suất ma sát Ta có: N ms = p ms .V tt Trong đó: (p ms = 49 69 kPa cho máy NH 3 thẳng dòng) ta chọn p ms = 60 kPa ) Vậy: - N msNHA = 60.V ttNHA = 60.0,038 = 2,28 (kw) - N msNCA = 60.V ttNCA = 60.0,0038 = 0,228 (kw) 23.Công suất hiệu quả - N eNHA = N iNHA + N msNHA = 9,52 + 2,28 = 11,8 (kw) - N eNCA = N iNCA + N msNCA = 3,58 + 0,228 = 3,8 (kw) Công suất hiệu quả tổng: N e = N eNHA + N eNCA = 11,8 + 3,8 = 15,6 (kw) 24.Công suất động cơ điện Ta có: N el = eltd e . N Trong đó: - Đối với truyền động đai ta có tđ = 0,95 - Hiệu suất động cơ điện el = (0,8 0,95) ta chọn el = 0,9 Vậy: N el = 25,18 9,0.95,0 6,15 . N eltd e (kw) Theo bảng 13b chọn 1 máy nén 2 cấp MYCOM NH 3 (Model N62WB) Để đảm bảo sự hoạt động an toàn của nhà máy, cần có công suất dự phòng khoảng 50% năng suất tính toán khi đó: Q 0tt = 47,5.50% + 47,5 = 71,25 (KW). Nh- vậy số l-ợng máy nén cần lắp đặt là: Z = 5,1 5,47 25,71 Q Q 0 tt0 (máy) Chọn Z = 2 trong đó có 1 máy làm việc và 1 máy dự phòng III.Tính chọn máy nén cho buồng bảo quản lạnh. 1.Chọn nhiệt độ sôi của môi chất lạnh ta có: t 0 = t b - t 0 [...]... lạnh trong thiết bị ng-ng tụ - 3 4: quá trình tiết l-u - 4 1: quá trình bay hơi LgP 3' 3 NT 3 Pk, tk 2 2 MN TL P0, t0 4 BH 1 1 4 h 7.Bảng thông số các điểm nút của chu trình Điểm 1' t (0C) P (bar) h (kj/kg) v (m3/kg) 1 - 10 2,9136 1750 0 ,42 1 0 2,9136 1775 0 ,45 2 140 17,832 2060 3 45 17,832 725 3 41 15,995 700 4 - 10 2,9136 700 8.Năng suất lạnh riêng q0 q0 = h1 h4 = 1750 700 = 1050 (kj/kg) 9.Nhiệt... yêu cầu = (4 6 0C) chọn tk = 5 0C - với nhiệt độ tkk = 37,6 0C; độ ẩm không khí của tháng nóng nhất kk = 71% ta chọn t- = 32,5 0C + nhiệt độ n-ớc đầu vào và đầu ra chênh nhau (2 6 0C) và phụ thuộc vào kiểu bình ng-ng tw2 = tw1 + (2 6 0C) chọn nhiệt độ tw1 = t- + 4 0C = 32,5 + 4 = 36,5 0C vậy tw2 = 36,5 + 3,5 = 40 0C khi đó: tk = 41 + 5 = 45 0C (tra bảng hơi bão hoà của NH3 với tk = 45 0C Pk =... = h3 h3 = 725 700 = 25 (kj/kg) Qql = M.qql = 0,017.25 = 0 ,43 (kj/kg) 13 Hệ số lạnh của chu trình = q 0 1050 3 ,39 l 310 14. Hiệu suất exergi ex = T T0 318 263 k 3 ,39 = 0,71 = 71% c T0 263 15.Công nén đoạn nhiệt Ns = M.l = 0,017.310 = 5,27 (kw) 16.Hiệu suất chỉ thị của máy nén (Tra đồ thị hình 8 SGK tính toán thiết kế HTL trang 49 i = 0,8 ) Vậy công suất chỉ thị là: Ni = N s 5 ,27 6 ,59... 17,832 bar) 3.Tỷ số nén của chu trình = Pk 17 ,832 6 ,12 P0 2 ,9136 (ta thấy < 9 nên ta chọn máy lạnh 1 cấp có quá lạnh, qúa nhiệt việc quá lạnh và quá nhiệt đ-ợc thực hiện ngay trong bình ng-ng và bình bay hơi) 4. Chọn nhiệt độ quá lạnh tql Ta có: tql = tw1 + (3 5 0C) = 36,5 + 4, 5 = 41 0C 5.Chọn nhiệt độ quá nhiệt tqn Ta có: tqn = t0 + (5 15) = - 10 + 10 = 0 0C 6.Chu trình máy lạnh nén hơi một cấp... Vậy công suất chỉ thị là: Ni = N s 5 ,27 6 ,59 (kw) 0 ,8 i 17.Công suất ma sát Ta có: Nms = pms.Vtt = pms.M.v1 Trong đó: (pms = 49 69 kPa cho máy NH3 thẳng dòng) ta chọn pms = 60 kPa ) Vậy: Nms = 60.0,017.0 ,45 = 0 ,46 (kw) 18.Công suất hiệu quả Ne = Ni + Nms = 6,59 + 0 ,46 = 7,05 (kw) 19.Công suất động cơ điện Ta có: Nel = Ne td el Trong đó: - Đối với truyền động đai ta có tđ = 0,95 - Hiệu suất . 1750 0 ,42 1 0 2,9136 1775 0 ,45 2 140 17,832 2060 h 4 1 NT TL BH P 0, t 0 MN 4 2 3' P k, t k LgP 1 2 3 1' 3 3 45 17,832 725 3 41 15,995 700 4 -. 0 14, 0 7201760 540 72017601925 . 04, 0 hh hhhh .M 63 7532 1 (kg/s) 13.L-u l-ợng môi chất qua bình ng-ng M = M 1 + M 3 = 0, 04 + 0,0 14 = 0,0 54 (kg/s) 14. Năng