1. Trang Chủ
  2. Điện - Điện tử
  3. đồ án hệ thống lạnh cho nhà máy thủy sản, chương 8

đồ án hệ thống lạnh cho nhà máy thủy sản, chương 8

Máy đá vảy loại cối đá đặt đứng với trống cố điịnh và dao quay. Phần cối tạo đá có vách đôi được chế tạo bằng thép mạ Crom. Dao gạt đá được chế tạo bằng thép không rỉ, có dạng xoắn ốc kiểu trục vít tạo sự chắc chắn, khi dao quay tạo lực ép nhưng không hề ma sát hay tiếp xúc lên bề mặt ống tạo đá và lực tác động lên dao sẽ giảm đi nhiều so với các loại thông thường, làm tăng độ bền thiết bị. Mô tơ dẫn động trục trung tâm được... CHƯƠNG 8 THIẾT KẾ MÁY ĐÁ VẢY 20 TẤN/NGÀY 4.1/ GIỚI THIỆU MÁY ĐÁ VẢY

Thể loại Tài liệu miễn phí Điện - Điện tử

Số trang 26

Ngày tạo 8/29/2018 6:05:47 PM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước

Tên tệp

Tải đồ án hệ thống lạnh cho nhà máy thủy sản, chương 8 (.pdf)

Xem mẫu

  1. CHƯƠNG 8 THIẾT KẾ MÁY ĐÁ VẢY 20 TẤN/NGÀY 4.1/ GIỚI THIỆU MÁY ĐÁ VẢY 20 TẤN/NGÀY Máy đá vảy loại cối đá đặt đứng với trống cố điịnh và dao quay. Phần cối tạo đá có vách đôi được chế tạo bằng thép mạ Crom. Dao gạt đá được chế tạo bằng thép không rỉ, có dạng xoắn ốc kiểu trục vít tạo sự chắc chắn, khi dao quay tạo lực ép nhưng không hề ma sát hay tiếp xúc lên bề mặt ống tạo đá và lực tác động lên dao sẽ giảm đi nhiều so với các loại thông thường, làm tăng độ bền thiết bị. Mô tơ dẫn động trục trung tâm được gắn trên cối, khi trục trung tâm quay sẽ làm quay dao gạt đá theo kiểu chuyển động vệ tinh. Máy đá vảy được thiết kế với cấu trúc để làm ra đá vảy khô đảm bảo hiệu quả làm lạnh cao nhất của đá vảy. Bơm nước được gắn trên thiết bị và đưa nước vào khay phun nước bên trên. Nước được phun vào bề mặt ống tạo đá, tạo ra lớp đá trên bề mặt ống và nước còn dư sẽ rơi xuống khay hứng bên dưới bằng thép không rỉ, rồi được bơm tuần hoàn trở lại khay phun nước. Hệ thống thu hồi nước được hoạt động rất hữu hiệu. Mô tơ dẫn động trục quay của máy đá vảy được trang bị bộ điều tốc để có thể điều khiển thay đổi tốc độ của mô tơ truyền động trục quay dao gạt đá để có thể làm ra đá vảy có kích thước dày mỏng theo ý muốn, giảm tải khi khởi động và tránh hỏng dao hoặc bộ truyền động khi lớp đá quá dày. Kèm theo thiết bị cối tạo đá vảy là bình giử mức ngập dịch, có trang bị van phao điện từ khống chế mức dịch, van điều chỉnh cấp dịch tự động. 4.2/ GIỚI THIỆU KHO CHỨA ĐÁ VẢY 20 TẤN/NGÀY Kho chứa đá đặt ngay dưới cối đá, có kích thước là : 3600W x 3600D x 3000H (mm) Tường, trần , nền kho đá vảy được lắp ráp bằng các tấm panel cách nhiệt tiền chế, vật liệu cách nhiệt là Polyurethane PU, dày 100 mm. Tỷ trọng của tất cả các tấm panel đạt tiêu chuẩn 40  42 kg/m3, hệ số dẫn nhiệt  = 0,018  0,02 W/m . K, độ đồng đều và độ bám cao. Bề mặt trong kho được bọc Inox dày 0,6 mm và mặt ngoài của panel kho được bọc tole color – bond dày 0,5 mm. Các tấm panel có gờ âm – dương và được liên kết nhau bằng các móc khoá cam – block ở cả 4 mặt của panel. Ở góc tường được lắp tấm panel góc liền khối 900 với kích thước 600 x 600 mm, để loại bỏ khe hở lắp ghép ở các góc, chống hình thành các ổ vi
  2. sinh, đồng thời tăng thêm độ cứng vững của kho trong suốt thời gian sử dụng. Kho được trang bị 1 cửa có kích thước 980 mm W x 1980 mm H, cửa kho cách nhiệt bằng Polyurethane dày 100 mm, khung cửa làm bằng nhựa hỗn hợp chịu lạnh sâu, định hình nhập ngoại để tránh cầu nhiệt và nhẹ nhàng khi mở, có độ thẩm mỹ cao. Hai mặt trong, ngoài của cửa kho được bọc bằng Inox dày 0,6 mm. Cửa có trang bị chốt mở từ bên trong để chống sự cố nhốt người vô ý. 4.3/ CHỌN CỐI ĐÁ VẢY Dựa vào năng suất của máy đá vảy là 20 tấn/ngày ta chọn máy đá cảy của hãng MYCOM có các đặc tính kỹ thuật sau : - Loại máy : K – 200 - Năng suất : 20 tấn/ngày - Công suất lạnh : 90000 KCal/h - Diện tích cối đá : 5,55 m2 - Công suất ngưng tụ : 60 kW - Công suất mô tơ dao cắt đá : 2,5 kW - Ống dịch vào : 32 mm - Ống ga ra : 32 mm - Ống nước vào : 20 mm - Chiều cao : 2600 mm - Chiều rộng : 1600 mm - Chiều dài : 1600 mm - Khối lượng : 3500 kg
  3. Hình 4-1 : Cối đá vảy 4.4/ XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CỐI ĐÁ VẢY Kích thước cối đá vảy được xác định theo diện tích yêu cầu của cối đá vảy. Diện tích trao đổi nhiệt yêu cầu của cối đá được xác định theo công thức sau : F =  . Dt . ht , m2 Trong đó : F : Diện tích của cối đá, m2 F = 5,55 m2 Dt : Đường kính trong cối đá, m ht : Chiều cao bên trong cối đá, m Cối đá vảy có đường kính bao ngoài là 1600 mm, chiều dày lớp cách nhiệt là 100 m, 2 lớp Inox mỗi lớp dày 5 mm, ở giữa là lớp môi chất dày 50mm Do đó đường kính trong của cối đá sẽ là : Dt = 1600 – ( 100 x 2 + 10 x 2 + 50 x 2) = 1280 mm = 1,28 m Từ đó ta có : F 5,55 ht =  = 1,38 m  .Dt 3,14.1,28 4.5/ KẾT CẤU CÁCH NHIỆT  Kết cấu tường của cối đá vảy được trình bày trên hình 4-2 :
  4. 1. Låï voí inox daì 0,5-0,6mm p y 2. Låï giáú dáö chäúg tháú p y u n m 3. Låï caï h nhiãûdaì 100mm p c t y 4. Låï inox daì 5mm p y 5. Mäi cháúlaûh daì 50mm t n y 6. Låï inox daì 5mm p y Hình 4-2 : Cách nhiệt cối đá vảy  Kết cấu tường bể nước tuần hoàn tương tự như của thành cối đá, tuy nhiên thay vì lớp 5 là môi chất lạnh thì ở đây là nước lạnh tuần hoàn . GHI CHÚ 1- Thân cối đá 2- Bơm nước tuần hoàn 3- Bể nước tuần hoàn 4- Máng phân phối nước 5- Bề mặt tạo đá 6- Vách 2 lớp 7- Trục vít tạo đá 8- Mô tơ quay
  5. Hình 4-3 : Cấu tạo bên trong cối đá 4.6/ TÍNH NHIỆT HỆ THỐNG CỐI ĐÁ VẢY Trong hệ thống lạnh cối đá vảy có các tổn thất nhiệt sau đây: - Tổn thất nhiệt do truyền nhiệt Q1 + Tổn thất nhiệt qua vách cối đá vảy. + Tổn thất nhiệt vách bể nước tuần hoàn . - Tổn thất nhiệt do làm lạnh nước dá Q2. - Tổn thất nhiệt do mô tơ dao cắt đá tạo ra Q3. Riêng tổn thất nhiệt ở kho chứa đá khôngtính vì kho chứa chỉ làm nhiệm vụ bảo quản và hệ thống lạnh không làm lạnh cho kho bảo quản. 4.6.1/ Tổn thất nhiệt do truyền nhiệt Nhiệt truyền qua kết cấu bao che hệ thống lạnh máy đá vảy bao gồm : + Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che cối đá Q11 + Tổn thất nhiệt vách bể nước tuần hoàn Q12 Q1 = Q11 + Q12 4.6.1.1/ Nhiệt truyền qua kết cấu bao che cối đá Tổn thất nhiệt qua thành cối đá gồm tổn thất qua vách đứng và ở nắp cối đá. Quá trình truyền nhiệt ở đây rất khác nhau, cụ thể như sau : - Ở vách đứng, nhiệt truyền từ môi trường không khí bên ngoài vào môi chất lạnh - Ở nắp, nhiệt truyền từ môi trường bên ngoài vào không khí bên trong cối đá.  Đối với vách đứng D Q 11 = kt .  t . ht , W Trong đó : ht : Chiều cao bên trong cối đá, m ht = 1,38 m  t = tn - tb tn : Nhiệt độ khôngkhí bên ngoài, 0C tn = 38 0C
  6. tb : Nhiệt độ của môi chất lạnh, chính là nhiệt độ bay hơi, 0 C tb = - 23 0C kt : Hệ số truyền nhiệt qua vách đứng cối đá, W/m . K - Vách đứng cối đá hình trụ mà hệ số truyền nhiệt K qua vách trụ nhiều lớp có công thức tổng quát là : 1 k = , W/m . K 1 1 d 1  ln i 1  1 .d1 i 2 .i d i  2 .d n 1 - Hệ số truyền nhiệt qua vách đứng hình trụ cối đá sẽ là : 1 kt = ,W/m . 1 1 d 1 d 1  ln 2  ln 3  1 .d1 21 d1 22 d 2  2d3 K Trong đó : d1 : Đường kính trong của cối đá không kể lớp môi chất lạnh , m d1 = 13,9 m 1 : Hệ số toả nhiệt bên ngoài thành cối dá ra môi trường không khí , W/m2 . K Tra bảng 3 – 7/ Sách HDTKHTL – Trang 65 chọn : 2 1 = 23,3 W/m . K 1 : Hệ số dẫn nhiệt của lớp Inox , W/m . K 1 = 22 W/m . K d2 : Đường kính của cối đá tính đến lớp Inox dày 5 mm d2 = 1,4 m 2 : Hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu cách nhiệt Polyurethane, W/m . K 2 = 0,018  0,02 W/m . K d3 : Đường kính ngoài của cối đá vảy , m d3 = 1,6 m 2  2 : Hệ số toả nhiệt vách trong ra môi chất lạnh, W/m . K 2  2 = 21 W/m . K Thay tất cả vào ta có : kt = 1 1 1 1,4 1 1,6 1  ln  ln  23,3x3,14 x1,39 2 x3,14 x 22 1,39 2 x3,14 x0,02 1,4 21x3,14 x1,6
  7. = 0,923 W/m . K Như vậy : D Q 11 = kt ( tn – tb ) ht , W = 0,923 ( 38 – ( - 23) . 1,38 = 77,698 W  Đối với nắp N Q 11 = kn . Fn .  t , W Trong đó : Fn : Diện tích nắp cối đá , m2 d12 3,14 x1,392 FN =  = 1,52 m2 4 4 t = tn - tb tn : Nhiệt độ không khí bên ngoài , 0C tn = 38 0C tb : Nhiệt độ không khí bên trong cối đá, 0C tb = 0  - 20 C kn : Hệ số truyền nhiệt qua nắp cối đá, W/m2 . K 1 kn = , W/m2 . K 1   1   i  CN  1 i CN  2 Trong đó : 1 : Hệ số toả nhiệt bên ngoài nắp cối đá ra môi trường không khí , W/m2 . K 2 1 = 23,3 W/m . K  i : Chiều dày của lớp vật liệu thứ i , m i : Hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i, W/m . K  CN : Chiều dày của lớp cách nhiệt Polyurethane, m  CN = 100 mm = 0,1 m CN : Hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu cách nhiệt , W/m . K CN = 0,018  0,02 W/m . K  2 : Hệ số toả nhiệt từ vách ra môi trường không khí bên trong cối đá, W/m2 . K Tra bảng 3-7/ Sách HDTKHTL – Trang 65 chọn :
  8. 2  2 = 8 W/m . K i Do  là rất bé nên ta bỏ qua, lúc đó ta có hệ số truyền nhiệt i là : 1 kn = 1  CN 1   1 CN  2 1 = 1 0,1 1   23,3 0,02 8 = 0,193 W/m2 . K Như vậy : N Q 11 = kn . Fn .  t = kn . Fn ( tn - tb ) = 0,193 . 1,52 [38 – ( -2) ] = 11,734 W Vậy tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che cối dá Q11 là : D Q11 = Q11 + Q N , W 11 = 77,698 + 11,734 = 89,432 W 4.6.1.2/ Nhiệt truyền kết cấu bao bể nước tuần hoàn Q12 - Ở bể nước tuần hoàn quá trình truyền nhiệt thực hiện từ môi trường không khí bên ngoài vào nước lạnh tuần hoàn : Q12 = kB . FB .  t , W Trong đó : FB : Diện tích bể nước tuần hoàn, m2 Bể nước tuần hoàn có kích thước là : Chiều dài bể nước : 1600 + 100 = 1700 mm = 1,7 m Chiều rộng bể nước : 1600 + 100 = 1700 mm = 1,7 m Diện tích FB = 1,7 . 1,7 = 2,89 m2  t = tn - tb tn : nhiệt độ không khí bên ngoài, 0C tn = 38 0C tb : Nhiệt dộ của nước tuần hoàn, 0C tb = 50 C kB : Hệ số truyền nhiệt của bể nước tuần hoàn, W/m2 . K
  9. 1 kB = , W/m2 . K 1   1   i  CN  1 i CN  2 Trong đó : 1 : Hệ số toả nhiệt bên ngoài bể nước ra môi trường không khí , W/m2 . K 2 1 = 23,3 W/m . K  i : Chiều dày của lớp vật liệu thứ i , m 1 : Hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i, W/m . K  CN : Chiều dày của lớp cách nhiệt Polyurethane, m  CN = 100 mm = 0,1 m CN : Hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu cách nhiệt , W/m . K CN = 0,018  0,02 W/m . K  2 : Hệ số toả nhiệt từ vách trong của bể ra nước tuần hoàn, W/m2 . K 2  2 = 21 W/m . K i Do  là rất bé nên ta bỏ qua, lúc đó ta có : i 1 kB = 1  CN 1   1 CN  2 1 = 1 0,1 1   23,3 0,02 21 = 0,196 W/m2 . K Thay tất cả vào ta có : Q12 = 0,196 . 2,89 ( 38 – 5 ) = 18,692 W Vậy tổn thất do truyền nhiệt Q1 sẽ là : Q1 = Q11 + Q12 = 89,432 + 18,692 = 108,124 W 4.6.2/ Tổn thất nhiệt do làm lạnh nước đá Q2 qO Q2 =E ,W 24x3600 Trong đó :
  10. E : Năng suất của cối đá, kg/ngày E = 20 tấn/ngày = 20000 kg/ngày 24 x 3600 : Qui đổi ngày đêm ra giây, đó là thời gian làm việc qo : Nhiệt lượng cần làm lạnh 1 kg nước từ nhiệt độ ban đầu đến khi đông đá hoàn toàn , kJ/kg Nhiệt làm lạnh 1kg nước từ nhiệt độ ban đầu đến khi đông đá hoàn toàn qo được xác định theo công thức: qo = Cpn . t1 + r + Cpđ . t2 , kJ/kg Cpn: Nhiệt dung riêng của nước , kJ/kg.K Cpn = 4,186 kJ/kg.K r : Nhiệt đông đặc , kJ/kg r = 333,6 kJ/kg Cpđ : Nhiệt dung riêng của đá , kJ/kg.K Cpđ = 2,09 kJ/kg.K t1 : Nhiệt độ nước đầu vào, 0C t1 = 250C t2 : Nhiệt độ cây đá , 0C t2 = -5  -8 0C Thay vào ta có : qo = 4,186 . 25 + 333,6 + 2,09.  8 = 454,97 kJ/kg Thay tất cả vào ta có : 454,97 Q2 = 20000 = 105,317129 kW = 105317,129 24 x3600 W 4.6.3/ Tổn thất nhiệt do mô tơ dao cắt đá tạo ra Q3 Mô tơ dao cắt đá được đặt bên ngoài cối đá, vì vậy nhiệt lượng tạo ra bằng công suất trên trục của mô tơ. Q3 =  . N , kW Trong đó :  : Hiệu suất của động cơ điện .  = 0,8  0,95 N : Công suất mô tơ dao cắt đá, kW N = 2,5 kW Thay vào ta có : Q3 = 0,85 x 2,5 = 2,125 kW 4.6.4/ Xác định tải nhiệt cho máy nén và năng suất lạnh của máy nén
  11.  Tải nhiệt cho máy nén QMN = 80 % Q1 + 100%Q2 + 75% Q3 80 100 75 = .108,124 + .105317,129 + . 2125 100 100 100 = 106997,378 W  Năng suất lạnh của máy nén K .QMN QO = ,W b Trong đó : K : Hệ số lạnh tính đến tổn thất trên đường ống và thiết bị của hệ thống lạnh . Chọn K = 1,07 b: hệ số thời gian làm việc Chọn b = 0,9 QMN : Tổng tải nhiệt của máy nén đối với nhiệt độ bay hơi, W Thay tất cả vào ta có : 1,07 x106997,378 QO =  127208 W 0,9 = 127,208 kW 4.7/ THÀNH LẬP SƠ ĐỒ , TÍNH TOÁN CHU TRÌNH LẠNH VÀ TÍNH CHỌN MÁY NÉN 4.7.1/ Chọn các thông số của chế độ làm việc Chế độ làm việc của máy đá vảy được đặc trưng bằng bốn nhiệt độ sau : - Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh to - Nhiệt độ ngưng tụ của môi chất tk - Nhiệt độ quá lạnh của lỏng trước van tiết lưu tql - Nhiệt độ hơi hút về máy nén ( nhiệt độ quá nhiệt) tqn 4.7.1.1/ Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh - Theo yêu cầu của nhiệm vụ thiết kế thì nhiệt độ sôi của môi chất lạnh dùng để tính toán thiết kế là : to = - 230C 4.7.1.2/ Nhiệt độ ngưng tụ tk
  12. - Phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường làm mát của thiết bị ngưng tụ tk = tw +  tk, oC Trong đó : tw : Nhiệt độ nước tuần hoàn, oC Do thiết bị ngưng tụ được chọn để thiết kế trong hệ thống lạnh là thiết bị ngưng tụ kiểu dàn ngưng bay hơi . Vì vậy tw = tư + ( 4  8 k ) Mà tư = 34,5o C ==> tw = 34,5 + ( 4  8 k ) chọn 39 oC o  tk : hiệu nhiệt độ ngưng tụ yêu cầu, C o  tk = 3  5 C Thay vào ta có : tk = 39 + (3  5 oC ) chọn 42oC 4.7.1.3/ Nhiệt độ quá lạnh tql Là nhiệt độ môi chất lỏng trước khi đi vào van tiết lưu tql = tw1 + (3  5 oC ) Trong đó : tw1 : nhiệt độ nước vào dàn ngưng, oC tw1 = 30oC Thay vào ta có : tql = 30 + ( 3  5 oC) Chọn tql = 33 oC 4.7.1.4/ Nhiệt độ hơi hút th Là nhiệt độ của hơi trước khi vào máy nén. Nhiệt độ hơi hút bao giờ cũng lớn hơn nhiệt độ sôi của môi chất . Với môi chất là NH3, Nhiệt độ hơi hút cao hơn nhiệt độ sôi từ 5 đến 15oC, nghĩa là độ quá nhiệt hơi hút  th = 5  15 K là có thể đảm bảo độ an toàn cho máy khi làm việc. th = to + ( 5  15)oC = -23oC + ( 5  15)oC Chọn th = -18oC 4.7.2/ Thành lập sơ đồ và tính toán chu trình lạnh Do sử dụng môi chất là NH3 nên nhiệt độ cuối tầm nén khá cao vì vậy người ta sử dụng máy nén 2 cấp cho cối đá vảy trong hệ thống NH3 . Ta nhận thấy : Po ( to = - 23oC ) = 0,1661 MPa Pk ( tk = 42 oC) = 1,6429 MPa
  13. Do đó ta có : pk 1,6429 Tỷ số nén     9,891 po 0,1661 Ta thấy tỷ số nén  = 9,891 > 9 Vì vậy ta chọn chu trình lạnh máy nén 2 cấp làm mát trung gian hoàn toàn bình trung gian có ống xoắn . 4.7.2.1/ Thành lập sơ đồ 5 5’ 4 NT TL1 - BH : Bình bay hơi 7 NCA - NHA :Máy nén hạ áp - NCA : Máy nén cao áp 3 - NT : Bình ngưng tụ 2 - TL1, TL2 : Van tiết lưu 1 và 2. BTG NHA 6 - BTG Bình trung gian TL2 8 1 BH 9 1’ Hình 4-4 : Chu trình hai cấp nén bình trung gian có ống xoắn T 4 2 5’ tK, PK 5 6 Ptg 8 7 3
  14. Hình 4-5 : Chu trình biểu diễn trên đồ thị T-S lg P 6 5 5’ tK,P 4 K Ptg 2 8 7 3 to,Po 9 1’ 1 h Hình 4-6 : Chu trình biểu diễn trên đồ thị lgP-h 1/ Chu trình hoạt động như sau
  15. Hơi sau khi ra khỏi thiết bị bay hơi được máy nén hạ áp nén đoạn nhiệt đến áp suất trung gian (điểm 2) rồi được sục vào bình trung gian và được làm mát hoàn toàn thành hơi bão hoà khô, hỗn hợp hơi bão hoà khô tạo thành ở bình trung gian được máy nén cao áp hút về và nén đoạn nhiệt đến áp suất ngưng tụ PK (điểm 4). Sau đó đi vào thiết bị ngưng tụ và nhả nhiệt trong môi trường làm mát ngưng tụ thành lỏng cao áp (điểm 5). Tại đây nó chia ra làm 2 dòng, một dòng nhỏ thì đi qua van tiết lưu 1 giảm áp suất đến áp suất trung gian Ptg (điểm 7) rồi đi vào bình trung gian. Tại đây lượng hơi tạo thành do van tiết lưu 1 cùng với lượng hơi tạo thành do làm mát hoàn toàn hơi nén trung áp và lượng hơi tạo thành do làm quá lạnh lỏng cao áp trong ống xoắn được hút về máy nén cao áp . Một dòng lỏng cao áp còn lại đi vào trong ống xoắn của bình trung gian và được quá lạnh đẳng áp đến điểm 6 sau đó đi qua van tiết lưu 2 giảm áp suất đến áp suất bay hơi (điểm 9). Sau đó đi vào thiết bị bay hơi nhận nhiệt của sản phẩm cần làm lạnh hoá hơi đẳng áp đẳng nhiệt thành hơi (1’) và chu trình cứ thế tiếp tục . 2/ Các quá trình của chu trình - 1’-1: Quá nhiệt hơi hút - 1-2 : Nén đoạn nhiệt áp hạ áp từ Po lên Ptg - 2-3 : Làm mát hơi quá nhiệt hạ áp xuống đường bảo hoà x = 1 - 3-4 : Nén đoạn nhiệt cấp cao áp từ Ptg lên Px - 4-5’-5 : Làm mát ngưng tụ và quá lạnh lỏng trong dàn ngưng tụ - 5-7 : Tiết lưu từ áp suất PK vào bình trung gian - 5-6 : Quá lạnh lỏng đẳng áp trong bình trung gian - 6-9 : Tiết lưu từ áp suất PK xuống Po - 9-1’ : Bay hơi thu nhiệt của môi trường lạnh . 3/ Xác định chu trình hai cấp bình trung gian ống xoắn a/ Thông số trạng thái của các điểm nút của chu trình Bảng 4-1 : Các thông số trạng thái tại các điểm nút cơ bản của chu trình Điểm nút t, oC p, MPa h, kJ/kg v, m3/kg Trạng thái 1’ -23 0,1661 1432,5 0,7068 Hơi bão hoà 1 -18 0,1661 1445,28 0,7586 Hơi quá nhiệt
  16. 2 25 0,3151 1532,3 0,4461 Hơi quá nhiệt 3 -8 0,3151 1451,8 0,387 Hơi bão hoà 4 112 1,6429 1660,6 0,128 Hơi quá nhiệt 5’ 42 1,6429 391,14 0,00173 Lỏng bão hoà 5 33 1,6429 352,78 0,00169 Lỏng bão hoà 6 -5 1,6429 177,19 0,00155 Lỏng quá lạnh 7 -8 0,3151 352,78 0,387 Hơi bão hoà 8 -8 0,3151 163,55 0,00154 Lỏng trung áp 9 -23 0,1661 177,19 0,7068 Hơi bão hoà ẩm Chọn nhiệt độ quá lạnh lỏng trong ống xoắn bình trung gian t6= -5 C cao hơn nhiệt độ trong bình trung gian 3oC, do đó nhiệt độ trong o bình trung gian sẽ là t8 = - 8oC. b/ Năng suất lạnh riêng qo qo = h1’ – h9 = 1432,5 – 177,19 = 1255,31 kJ/kg c/ Năng suất lạnh riêng thể tích qO 1255,31 qv =  = 1654,772 kJ/m3 V1 0,7586 d/ Công nén riêng m3 .l2 l = l1 + kJ/kg m1 m1 : Lưu lượng môi chất qua máy nén hạ áp m3 : Lưu lượng môi chất qua máy nén cao áp l1 , l2 : Công nén riêng cấp hạ áp và cấp cap áp Cân bằng Entanpi ở bình trung gian ta có : m1 . h5 + ( m3 – m1 ) h7 + m1h2 = m3h3 + m1h6  m3 ( h3 – h7 ) = m1 ( h5 – h7 – h6 – h2 ) m3 h h h h  = 2 5 7 6 m1 h3  h7 Thay vào ta có : h2  h5  h7  h6 L = l1 + .l2 h3  h7 Mà theo đồ thị LgP-h ta có : l1 = h2 – h1 l2 = h4 – h3 h5 = h7 Thay vào ta có :
  17. l = ( h2 – h1 ) + h2  h6 h4  h3  h3  h7 = ( 1532,3 – 1445,28 ) + 1532,3  177,191660,6  1451,8 1451,8  352,78 = 87,02 + 257,453 = 344,473 kJ/kg e/ Năng suất nhiệt riêng m3 qk = ( h4 – h5 ) , kJ/kg m1 m3 h2  h5  h7  h6 mà  m1 h3  h7 do h5 = h7 m3 h2  h6 nên  m1 h3  h7 Vậy ta có : qk = (h4 – h5 ) h2  h6  h3  h7  = ( 1660,6 – 352,78 ) 1532,3  177,19 1451,8  352,78 = 1612,563 kJ/kg f/ Hệ số lạnh qO 1255,31   = 3,644 l 344,473 4.7.2.2/ Tính toán chu trình lạnh và chọn máy nén A/ Tính toán cấp hạ áp 1/ Lưu lượng hơi thực tế nén qua máy nén hạ áp QO m1 = kg/s qO Trong đó : Qo : Năng suất lạnh của máy nén , kW Qo =127,208 kW QO 127,208 Vậy m1 =  = 0,101 kg/s qO 1255,31
  18. 2/ Thể tích hút thực tế của máy nén hạ áp VttHA = m1. v1 = 0,101 . 0,7586 = 0,076 m3/s 3/ Hệ số cấp máy nén   1   PO  PO  Ptg  Ptg  m PO  PO   TO  HA   c    .     Ttg  PO  PO  PO     Trong đó : Po : Áp suất tại thời điểm môi chất sôi. Po = 0,1661 MPa Ptg : Áp suất trung gian Ptg = 0,3151 MPa Theo sách HDTKHTL – Trang 168 : Lấy  Po =  Ptg = 0,005  0,01 MPa m = 0,95  1,1 đối với máy nén amoniac c : Tỷ số thể tích chết c = 0,03  0,05 To : Nhiệt độ tuyệt đối sôi To = -23 + 273 = 250oK Ttg : Nhiệt độ trung gian của môi chất Ttg = -8 + 273 = 265 oK Thay vào ta có   1   0,1661  0,01  0,3151  0,01 1 0,1661  0,01  250  HA   0,05   .  0,1661   265  0,1661  0,1661      = 0,838 4/ Qui đổi năng suất lạnh sang chế độ tiêu chuẩn để chọn máy nén - Chế độ tiêu chuẩn của hệ thống lạnh amoniac đối với chu trình 2 cấp được qui định theo bảng 7.1/ Sách HDTKHTL – Trang 172 Như sau : - Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh to = -40oC - Nhiệt độ ngưng tụ tk = 35oC - Nhiệt độ quá lạnh tql = 30oC - Nhiệt độ hơi hút tqn = -30oC
  19. - Theo các thông số nhiệt độ của chu trình tiêu chuẩn ta có thể vẽ được chu trình tiêu chuẩn trên đồ thị lgP- h như sau : lg P 6TC 5TC tK,PK 4TC 5’TC Ptg 2 TC 8TC 7TC 3TC to,Po 9 TC 1’TC 1TC h Hình 4-7 : Chu trình tiêu chuẩn biểu diễn trên đồ thị lgP-h Ta xác định 1 số thông số cần thiết để tính các đại lượng yêu cầu - Tại điểm 1’TC : to = -400C ( Trạng thái hơi bão hoà ) Po = 0,0717 MPa ; h1’TC = 1407,3 kJ/kg - Tại điểm 1TC ( Trạng thái quá nhiệt ) tqn = - 300C pqn = 0,0717 MPa h1TC = 1429,5 kJ/kg ; v1TC = 1,6246 m3/kg - Tại điểm 5’TC ( Trạng thái lỏng bão hoà ) tk = 35oC pk = 1,3503 MPa - Tại điểm 3TC ( Trạng thái hơi bão hoà ) Ptg = PO .PK  0,0717.1,3503 = 0,3111 MPa Ta suy ra ttg = t3TC = -8 oC - Tại điểm 6TC Chọn nhiệt độ quá lạnh lỏng trong ống xoắn bình trung gian. t6TC = - 5oC
  20. h6TC = 177,19 kJ/kg - Tại điểm 9 TC ( trạng thái hơi bão hoà ẩm ) to = -40oC Po = 0,0717 MPa h9TC = h6TC = 177,19 kJ/Kg 5/ Năng suất lạnh riêng khối lượng tiêu chuẩn qoTC = h1’TC – h9TC , kJ/kg = 1407,3 – 177,19 = 1230,11 kJ/kg 6/ Năng suất lạnh riêng thể tích tiêu chuẩn qOTC qVTC = kJ/m3 V1TC 1230,11 = = 757,177 kJ/m3 1,6246 7/ Hệ số cấp ở điều kiện tiêu chuẩn TC   1   PO  PO  Ptg  Ptg  m PO  PO   TO TC   c    .     Ttg  PO  PO  PO      Trong đó : To = to + 273 = -40 + 273 = 233 oK Ttg = ttg + 273 = -8 + 273 = 265oK Các thông số  Po =  Ptg = 0,01 c = 0,05 m = 1,1 Thay vào ta có :   1   0,0717  0,01  0,3111  0,01  1,1 0,0717  0,01  233  TC   0,05   .  0,0717  0,0717  0,0717   265      = 0,622 8/ Năng suất tiêu chuẩn QoTC tính chuyển từ Qo ra qVTC .TC QoTC = Qo , kW qV .HA Theo tính toán ở phần trước ta có :
nguon tai.lieu . vn
Kiến trúc - Xây dựng Tự động hoá Điện - Điện tử Kĩ thuật Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Năng lượng Hoá dầu Hoá học Sinh học