Bình chứa Tính tốn Bản vẽ Nhận xét BCCA 12,34 m3 11,9 m3 Sai lệch 9% do tính tốn thể tích các dàn bay hơi thành phần chưa đúng. BCHA -470C 0,6 m3 2,5 m3 Sai lệch 76% do trên thực tế các hệ số k sẽ khác so với TL[1]. BCHA -320C 4,6 m3 15,55 m3 Sai lệch 70,41% do trên thực tế các hệ số k sẽ khác so với TL[1]. BCHA -20C 3,36 m3 3,93 m3 Sai lệch 14,5% do trên thực tế các hệ số k sẽ khác so với TL[1]. Bình surgedrum 0,8 m3 1,33 m3 Sai lệch 40% do thực tế chưa biết chính xác thể tích dàn bay hơi trao đổi
115 nhiệt dạng tấm. Số liệu sử dụng là dự trên kích thước dàn ghi trên catalouge.
PHE 37,18 m2 45,588 m2
Sai lệch 18,5% do hệ số truyền nhiệt của thiết bị dao động
Nhận xét: Dựa vào bảng kiểm tra sai lệch ta có thể thấy được mức độ sai lệch
khá lớn. Theo nhóm em nghĩ là do ở mỗi điều kiện nhiệt độ khác nhau và hiện nay công nghệ chế tạo ra dàn lạnh bay hơi cực kỳ hiện đại cho nên người ta đã giảm thiểu tối đa rủi ro và tăng hiệu suất vận hành cho nên sẽ làm thay đổi ít nhiều hệ số k trong TL[1], tr.307. Do nhóm em chưa có kinh nghiệm thực tế tính tốn các bình chứa cho nên chưa biết chính xác các hệ số k và cách tính đơi khi có phần sai sót dẫn đến kết quả tính tốn sai lệch ít nhiều so với bản vẽ.
116
CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN – KIỂM TRA BƠM NƯỚC MUỐI, BƠM NƯỚC XẢ BĂNG VÀ BƠM DỊCH TUẦN HỒN 5.1 Bơm nước muối
5.1.1 Tính tốn
Nhiệt dung riêng nước muối Cn = 3140 J/kg ~ 3,14 kJ/kG.0C Khối lượng riêng nước muối ρn = 1,1132 g/cm3 ~ 1113,2 kg/m3 Ta có cơng thức [TL1, tr.349]:
𝑄 = 𝑄0
𝐶𝑛. ρ𝑛. ∆𝑡𝑛 , 𝑚
3/𝑠 V – năng suất của bơm, m3/s Q0 – năng suất lạnh TBBH, kW
Cn – nhiệt dung riêng của nước muối, kJ/kG.K ρn – khối lượng riêng của nước muối, kg/m3
∆tn – hiệu nhiệt độ nước muối vào và ra khỏi TBBH, K
a) Năng suất bơm từ bể chứa đến bộ trao đổi nhiệt PHE:
𝑄1 = 636,9
3,14 . 1113,2 . (−4 − (−7)) = 0,0607 𝑚
3/𝑠 = 218 𝑚3/ℎ
b) Đường ống từ bể chứa đến bộ trao đổi nhiệt PHE:
Theo [TL7] mục 6.5 tr.14 ta có tốc độ nước chảy trong đường ống chính và đường ống đứng là 1,5 – 2 m/s ta chọn ω = 2 (m/s). Khi đó:
𝑑1 = √ 4 . 𝑉1
ρ𝑛.𝜋 . 𝜔 = √
4 .218.1113,23600
1113,2. 𝜋 .2 = 0,196 𝑚 = 196 𝑚𝑚
117
c) Cột áp bơm từ dàn lạnh xa nhất đến bộ trao đổi nhiệt PHE:
H = H1 + H2 , m
Trong đó:
H1: là tổng của cột áp cao nhất ( tức là áp lực nước theo độ cao từ vị trí đặt bơm đến nơi xa nhất của hệ thống. Theo kinh nghiệm (5÷10) mét đẩy ngang bằng 1 mét đẩy cao). Có thể tính bằng tổng chiều cao hút cộng chiều cao đẩy.
H2: tổn thất áp tại co cút tê trên đường ống (tổn thất cục bộ) và ma sát đường ống. Theo thực tế ta thấy khoảng cách từ dàn lạnh xa nhất đến bộ PHE là khoảng 300 mét ngang và 3 mét cao). Như vậy ta có thể chọn H1 ≈ 33m.
H2 = ∆Pms + ∆Pcb ,m
Với:
∆Pms = A . L . Q2 ,m – tổn thất ma sát. [TL7]
A – sức cản ma sát từ ống dựa vào [TL7] bảng 6.15 đối với ống 200A ta có A = 9,273 L – tổng chiều dài ống, m
∆Pcb = 20%.∆Pms – tổn thất qua co, tê trên toàn hệ thống. Mục 6.16 [TL7] đối với cấp nước phục vụ sản xuất.
H2 = 9,273 . (300 + 3) . (0,0607)2 + 0,2∆Pms = 12,4 m
Như vậy tổng cột áp là:
H = 33 + 12,4 = 45,4 m
d) Năng suất bơm từ bể chứa đến các dàn lạnh:
𝑄2 = 593,1
3,14 . 1113,2 . (−4 − (−7)) = 0,0565 𝑚
3/𝑠 = 203 𝑚3/ℎ
e) Đường ống từ bể chứa đến các dàn lạnh:
Theo [TL7] mục 6.5 tr.14 ta có tốc độ nước chảy trong đường ống chính và đường ống đứng là 1,5 – 2 m/s ta chọn ω = 2 (m/s). Khi đó:
118 𝑑1 = √ 4 . 𝑉1
ρ𝑛.𝜋 . 𝜔 = √
4 .203.1113,23600
1113,2. 𝜋 .2 = 0,189 𝑚 = 189 𝑚𝑚
Dựa vào bảng 10.2 [TL1,tr.346] ta chọn ống 200A.
f) Cột áp bơm từ bể chứa đến dàn lạnh xa nhất:
H = H1 + H2 , m
Trong đó:
H1: là tổng của cột áp cao nhất ( tức là áp lực nước theo độ cao từ vị trí đặt bơm đến nơi xa nhất của hệ thống. Theo kinh nghiệm (5÷10) mét đẩy ngang bằng 1 mét đẩy cao). Có thể tính bằng tổng chiều cao hút cộng chiều cao đẩy.
H2: tổn thất áp tại co cút tê trên đường ống (tổn thất cục bộ) và ma sát đường ống. Theo bản vẽ ta ước lượng thấy khoảng cách từ vị trí đặt bơm đến dàn lạnh xa nhất là khoảng 300 mét ngang và 3 mét cao). Như vậy ta có thể chọn H1 ≈ 33 m.
H2 = ∆Pms + ∆Pcb ,m
Với:
∆Pms = A . L . Q2 ,m – tổn thất ma sát. [TL7]
A – sức cản ma sát từ ống dựa vào [TL7] bảng 6.15 đối với ống 200A ta có A = 9,273 L – tổng chiều dài ống, m
∆Pcb = 20%.∆Pms – tổn thất qua co, tê trên toàn hệ thống. Mục 6.16 [TL7] đối với cấp nước phục vụ sản xuất.
H2 = 9,273 . (300 + 3) . (0,0565)2 + 0,2∆Pms = 10,7 m Như vậy tổng cột áp là:
119
5.1.2 Kiểm tra bơm nước muối so với bản vẽ
Bảng 5.1: Bảng so sánh thông số của bơm nước muối so với bản vẽ
a) Đối với bơm từ bể chứa đến bộ trao đổi nhiệt PHE
Vị trí Tính tốn Bản vẽ Nhận xét
Đường ống góp, mm 200A 200A Đúng so với bản vẽ
Cột áp bơm, m 45,4 40
Sai lệch 13,5% do ta tính tốn dựa trên sự ước lượng chiều dài đường ống theo bản vẽ và dựa theo kinh nghiệm thực tế.
Lưu lượng bơm, m3/h 218 220 Đúng so với bản vẽ
b) Đối với bơm từ bể chứa đến các dàn lạnh:
Vị trí Tính tốn Bản vẽ Nhận xét
Đường ống góp, mm 200A 200A Đúng so với bản vẽ
Cột áp bơm, m 43,7 40
Sai lệch 9% do ta tính tốn dựa trên sự ước lượng chiều dài đường ống theo bản vẽ và dựa theo kinh nghiệm thực tế.
Lưu lượng bơm, m3/h 203 170
Sai lệch 19,4% do trên thực tế người ta thường không sử dụng tối đa năng suất của tất cả dàn lạnh.
120
5.2 Bơm nước xả băng 5.2.1 Tính tốn 5.2.1 Tính tốn
Nhiệt dung riêng nước C = 4200 J/kg ~ 4,2 kJ/kG.K Khối lượng riêng nước ρ = 999,972 kg/m3
Khối lượng riêng của khơng khí là ρkk = 1,2 kg/m3
Do hệ thống tận dụng nước ngưng từ các dàn lạnh được đưa về 2 bồn chứa sau đó được bơm đưa lên xả băng dàn lạnh với thời gian khoảng 15-30 phút mỗi lần xả. Ta tính được lượng nước ngưng bằng cơng thức sau:
Vdrain = ρkk . Qkk . (d1 – d2) , lít/h Trong đó:
Qkk – lưu lượng khơng khí vào dàn lạnh, m3/h
d1,d2 – độ chứa hơi của khơng khí trước và sau khi ra dàn lạnh, kG.h/kG.kk ρkk – khối lượng riêng của khơng khí, kg/m3
Dựa vào catalouge thông số dàn lạnh của hãng Guntner ta xác định được lưu lượng khơng khí vào dàn lạnh, nhiệt độ, độ ẩm vào và ra của khơng khí của từng loại dàn lạnh với mỗi công suất khác nhau. Từ nhiệt độ và độ ẩm vào và ra của khơng khí ta dựa vào đồ thị khơng khí ẩm T-d xác định được độ chứa hơi d1,d2 của khơng khí.
Tại kho truyền thống theo thiết kế thì kho chạy được với cả hai dãy nhiệt độ là -250C dùng để bảo quản đông và 50C dùng để bảo quản lạnh. Như vậy ta chỉ cần xác định lượng nước ngưng lớn nhất của kho lạnh này tại nhiệt độ 50C vì tại đây độ chứa hơi của khơng khí lớn hơn rất nhiều so với tại nhiệt độ -250C. Ta có: