MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chương 1: VÀI NÉT VỀ NƯỚC VÀ NƯỚC ĐÁ Tính chất vật lý nước Tính chất vật lý nước đá 3 Cơ sở vật lý q trình đơng đá Chương 2: QUY TRÌNH SẢN XUẤT Chọn phương án sản xuất Chọn nồng độ muối NaCl Chọn tác nhân lạnh Bể nước đá khối 5 Quy trình làm nước đá 6 Giải thích quy trình Chương 3: TÍNH CÁCH NHIỆT CÁCH ẨM XUNG QUANH BỂ ĐÁ Vách 12 Đáy 14 Nắp 15 Chương 4: CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG CHO QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ Cân vật chất 16 Cân lượng 16 Chương 5: TÍNH CHỌN MÁY NÉN Chọn thơng số chế độ làm việc 18 Tính tốn 18 Chọn máy nén lạnh 21 Chương 6: TÍNH CÁC THIẾT BỊ CHÍNH CỦA HỆ THỐNG LẠNH Tính tốn thiết kế thiết bị ngưng tụ 22 Tính tốn thiết bị bay 26 Chương 7: TÍNH CHỌN THIẾT BỊ PHỤ Bình tách dầu 28 Bình chứa dầu 28 Bình chứa cao áp 28 Bình tách lỏng 30 Phin lọc 30 Hệ thống đường ống 30 Tháp giải nhiệt 31 Bơm nước qua thiết bị ngưng tụ 32 Chương 8: DỰ TỐN GIÁ THÀNH MỞ ĐẦU Từ xa xưa người biết lấy loại nước đá thiên nhiên từ sơng, suối, ao, hồ… để sử dụng làm lạnh, dự trữ nhà để mùa hè lại đem dùng Q trình hình thành đá thiên nhiên dựa vào lạnh thiên nhiên, nhiều nơi mùa đơng khơng khí lạnh đến -20°C, -30°C … làm cho nước ao, hồ, sơng, suối,… bị đóng băng Cho đến ngành lạnh đời, bắt đầu phát triễn mạnh giới người sử dụng kỹ thuật lạnh vào nhiều mục đích khác mình, từ đơn giản tinh vi Một ứng dụng người sản xuất nước đá( đá nhân tạo) nhiều dạng khác nhau( dạng khối, dạng viên, dạng vẩy, dạng bột,….), tuỳ theo u cầu sử dụng điều kiện sản xuất thực tế Nước đá sử dụng rộng rãi làm lạnh, trữ cho vận chuyển, bảo quản nơng thuỷ sản, thực phẩm, cho chế biến lạnh sản phẩm từ thịt, thuỷ sản cho sinh hoạt người dân Vì nước đá có ý nghĩa quan trọng đời sống, nên nhận đề tài “thiết kế xưởng nước đá 50 kg huyện Cần Giờ, suất 600 cây/ngày” em cảm thấy thích thú Từ trước đến nay, nói đến nước đá biết,nói đến làm nước đá người ta nghĩ đơn giản hạ nhiệt độ xuống thấp để nước đóng băng, để làm điều đòi hỏi người kỹ sư phải tính tốn thiết kế thiết bị làm lạnh, phải đảm bảo tiêu chuẩn nước đá Trên thực tế muốn xây dựng thành cơng nhà máy, để vào hoạt động có hiệu người kỹ sư khơng phải có kiến thức kỹ thuật mà đòi hỏi phải tính đến tính kinh tế xây dựng phân xưởng Trong khn khổ đồ án mơn học chắn em làm nhiều thiếu sót, thơng qua đồ án em học nhiều kiến thức, đặt biệt phải biết cách áp dụng học sách vỡ vào thực tế Trong thực đồ án có kiến thức thực tế em khơng rõ, khơng có kinh nghiệm nhờ có dẫn tận tình thầy PHẠM VĂN BƠN giúp em hồn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn thầy Bơn thầy mơn MÁY & THIẾT BI giúp đỡ Vì đồ án em thực nên khơng thể tránh khỏi sai sót, vậy, kính mong kính mong thầy góp ý kiến q báu để em hiểu biết thêm nhiều điều bổ ích CHƯƠNG : VÀI NÉT VỀ NƯỚC VÀ NƯỚC ĐÁ Tính chất vật lý nước : [2] Ơû áp suất thường nước có khối lượng riêng lớn 4°C Trong q trình hạ nhiệt độ từ 4°C - 0°C khối lượng riêng giảm từ 1000-999.9 kg/m biến thành nước đá khối lượng riêng tiếp tục giảm tới 916.8 kg/m3 Nước có nhiệt dung riêng cao bất thường, C nước =4.18kJ/kgK.Từ thấy nước chất toả nhiệt tốt Nhiệt nóng chảy nước : λc = 334 kJ/kg Nhiệt hố nước : λh = 2253 kJ/kg Đứng phương diện khoa học mà nhận xét nước rõ chất lỏng có điểm bất thường : − Khối lượng riêng 4°C khối lượng riêng cực đại, khối lượng riêng thể rắn phải lớn khối lượng riêng thể lỏng − Có nhiệt dung riêng lớn lớn so với nhiệt dung riêng nhiều chất lỏng khác Tính chất vật ký nước đá: [3] Nhiệt độ nóng chảy t = 0°C Khối lượng riêng nước đá : ρđ = 916.8 kg/m3 Khối lượng riêng nước đá có quan hệ nhiệt độ sau: ρđ =917(1-0.00015t) Khi nước đóng băng thành nước đá thể tích tăng 9% Ẩn nhiệt đóng băng: r = 334 kJ/kg Khi nhiệt độ hạ 1°C r tăng 2.12 kJ/kg Nhiệt dung riêng nước đá : Cđ =2.12kJ/kg Hệ số dẫn nhiệt : λđ = 2.22 W/mK Cơ sở vật lý q trình đơng đá: [2] Khi hạ nhiệt độ thể tích khối nước giảm, đến 3.98°C bắt đầu hình thành cấu trúc đặc trưng tinh thể nước đá.Có nhóm phân tử nước (H 2O)5, Mỗi nhóm tạo thành cách phân tử nước làm trung tâm liên kết với phân tử khác liên kết hydro, ngun tử oxi phân tử nước lại tiếp tục làm tâm liên kết với ngn tử hydro của phân tử nước khác Kết tinh thể nước đá có cấu tạo tứ diện Giữa chúng có nhiều lỗ hổng nên nước đá nhẹ nước lỏng Trong làm lạnh đơng nhiệt độ đến O°C mà chưa có đóng băng, tượng chậm đóng băng( q lạnh) Sự chậm đóng băng chậm tạo thành tâm kết tinh tượng chuyển động nhiệt Bơ-rau-nơ chuyển động tương hổ( kết hợp) Khi làm lạnh đến nhiệt độ thấp mà hệ thống chuyển động cân lực theo phương trình: Pkết hợp = Pđẩy + Pch.d.nhiệt xuất tâm kết tinh mạng lưới tinh thể, lúc tương tự xảy phản ứng tổng hợp: phần tử lỏng liên kết với mạng tinh thể có thành khối nước đá toả ẩn nhiệt đóng băng n nhiệt đóng băng toả qua lớp nước đóng băng tới mơi trường tỏ lạnh trực tiếp qua nhiệt trở thành CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH SẢN XUẤT Chọn phương án sản xuất Ngày khoa học kỹ thuật tiến nên có nhiều loại máy sản xuất nước đá : máy đá khối, máy đá vảy, máy đá viên,….Các loại máy hoạt động liên tục gián đoạn, có loại làm nước đá trực tiếp, có loại gián tiếp qua nước muối.Làm lạnh trực tiếp có ưu điểm tiêu kinh tế cao( khơng thời gian nước muối mơi chất lạnh) suất giới hạn, chế tạo máy móc thiết bị khó khăn nên vốn đầu tư cao Đối với đồ án suất thuộc loại trung bình dạng nước đá sản xuất để tiêu dùng (dạng 50 kg) nên em chọn phương án làm lạnh gián tiếp qua nước muối Phương pháp thuộc loại cổ điển, có nhiều nhược điểm tiêu kinh tế tiêu vệ sinh có ưu điểm lớn đơn giản, dễ chế tạo, sử dung cho suất lớn, thao tác sản xuất gọn, vốn đầu tư thấp Hiện hầu hết phân xưởng sản xuất nước đá nước ta chọn phương pháp Theo phương pháp hệ thống thiết bị bao gồm: máy nén, thiết bị ngưng tụ, thiết bị bay ngâm bể nước muối, bình chứa cao áp, khn đá, thiết bị phụ khác,…Với suất lớn đòi hỏi sản xuất liên tục có cấu tự động đẩy khn đá, balance cẩu đá, máy rót nước vào khn.Tuy nhiên với suất trung bình phân xưởng thêm vào việc cung cấp sản phẩm với số lượng lớn đồng thời, nên em chọn sản xuất nước đá theo mẻ, phân phối sản phẩm đồng thời nên khơng cần phải có hệ thống giới hố Em chia bể đá làm hai ngăn, ngày xuất đá làm hai đợt, lúc ta có đá để dự trữ, đồng thời sau xuất đá lại tiếp tục châm đá nên mẻ lại có mẻ khác thay Do phân xưởng khơng xây thêm kho trữ đá vừa tồn chi phí xây dựng kho trữ, vừa tốn chi phí điện để giữ nhiệt độ cho kho đá Chọn nồng độ muối NaCl: [5]  Dùng nước muối để tải lạnh có ưu điểm: − Có hệ số truyền nhiệt lớn: α = 200-400(kcal/m2hK) trường hợp chất lỏng chuyển động với vận tốc 5m/s α = 400000 (kcal/m2hK) Vì nên có lợi mặt kinh tế rút ngắn thời gian sản xuất, thời gian phục vụ − Dùng muối NaCl (muối ăn) rẻ tiền, dễ kiếm, dễ bảo quản dễ vận hành − Khơng độc hại, khơng gây nổ, khơng bắt lửa − Nhiệt độ đóng băng thấp: NaCl 23.1% khối lượng có nhiệt độ Ơtectic -21.2°C (Bảng 2-9 [5]) − Độ nhớt nhỏ nên giảm cơng suất bơm trở lực thuỷ lực.: NaCl 20% có µ = 4.08 PaS -10°C (Bảng 9/403- [16])  Nhược điểm: − Tính ăn mòn kim loại cao, làm cho thiết bị chống rỉ, chống mục Để khắc phục ta sử dụng chất chống ăn mòn : 1m3 dung dịch pha 3.2 kg Na2Cr2O7 (có thêm 0.27 kg NaOH cho 1kg Na2Cr2O7) trước phải đưa dung dịch pH = Mỗi năm có lần phải thêm ½ lượng Na2Cr2O7 kiềm ban đầu Cũng dùng 1.6 kg Na2HPO4.12H20 cho m3 dung dịch NaCl (thêm vào hàng tháng) − Dùng mơi trường nước muối để tải lạnh gặp phải nguy hiểm tượng chất tải lạnh đóng băng Vì phải thường xun kiểm tra nồng độ nước muối thường chọn nồng độ nước muối có khoảng nhiệt độ dự trữ để có hạ nhiệt độ u cầu chưa làm đóng băng dung dịch Bảng 2-10 [4]: Tính chất dung dịch NaCl, ta chọn NaCl 23% có Tđb = -20°C, nhiệt dung riêng 0°C: c= 0.794 kcal/kgK, hệ số dẫn nhiệt -10°C: λ = 0.434 kcal/kgK Khi chọn nhiệt độ nước muối bể đá -10°C Chọn tác nhân lạnh:[3], [1] Trong phương pháp sản xuất nước đá bể đá khối hệ thống lạnh thường sử dụng máy nén cấp với tác nhân lạnh NH3  Ưu diểm NH3: − Năng suất lạnh riêng khối lượng q0 (kJ/kg) lớn nên lưu lượng mơi chất tuần hồn hệ thống nhỏ, phù hợp cho máy lạnh co ùnăng suất trung bình lớn − Năng suất lạnh riêng thể tích qv (kJ/m3) tương đối nhỏ nên máy nén gọn nhẹ − Các tính chất trao đổi nhiệt tốt, hệ số tỏa nhiệt sơi ngưng tụ tương đương với nước nên khơng cần tạo cánh thiết bị trao đổi nhiệt với nước − Tính lưu động cao, tổn thất áp suất đường ống, cửa van nhỏ, nên thiết bị gọn nhẹ − Amoniac khơng ăn mòn thép, kim loại đen chế tạo máy, ăn mòn đồng hợp kim đồng (trừ hợp kim đồng có photpho) nên khơng sử dụng đồng hợp kim đồng hệ thống lạnh amoniac − Có mùi khó chịu, dễ phát rò rỉ ngồi mơi trường − Ít tan dầu bơi trơn, đỡ ảnh hưởng đến q trình bơi trơn đỡ ảnh hưởng đến chất lượng tác nhân  Nhược điểm NH3: − Trong khơng khí chứa lượng NH3 định bắt lửa, gây nổ, hoả hoạn, khơng an tồn cho thiết bị người − Amoniac độc hại thể người gây kích thích niêm mạc mắt, dày, gây co thắt quan hơ hấp, làm bỏng da Tuy độc hại, amoniac mơi chất lạnh rẻ tiền, dễ kiếm, vận chuyển, bảo quản tương đối dễ dàng, nước ta sản xuất nên sử dụng Bể nước đá khối: [1]   − − − − − − − − Khn đá tiêu chuẩn khối lượng 50kg có: Tiết diện trên: 380x190(mm) Tiết diện dưới: 340x160(mm) Chiều cao: chiều cao chuẩn: 1101(mm), chiều cao tổng:1115(mm) Bể đá tiêu chuẩn 50kg: Dài : 14950 mm Rộng : xếp khn đá : 4790 mm đặt dàn bay : 775 m cao : 1350 mm Tổng số khn đá : 10 khn x 30 dãy x ngăn Khoảng cách khn dãy : 30 mm Khoảng cách dãy khn : 70 mm Qui trình làm nước đá: Nước cấp từ thành phố Xử lý nước Cặn bã nước Muối Cấp nước vào bể chứa Hồ tan bể Rót nước vào khn Cho vào bể đá Đóng băng Nâng linh đá khỏi bể Bể tan đá Lấy 6 Giải thích qui trình 6.1 Nguồn nước sử dụng:[12] Nguồn nước cấp từ nhiều nguồn khác chẳng hạn: − Nước mặt: nguồn nước ao, hồ, sơng, suối,… − Nước ngầm − Nước cấp từ thành phố Nước ngầm nằm sâu lòng đất bảo vệ tầng cản nước nên nước ngầm có chất lượng tốt như: hàm lượng cặn nhỏ, vi trùng, nhiệt độ ổn định.Tuy nhiên khu vực Cần Giờ gần biển nên thường dễ bị nhiễm mặn.Do để xử lý nước khó khăn tốn Do đó, sử dụng nguồn nước cấp từ thành phố  Ưu điểm: − Nguồn nước qua xử lý, tiết kiệm chi phí xử lý nước − Ở qui mơ nhà máy có suất nhỏ nên dùng nguồn nước tiện phải xây dựng thêm cơng trình cấp nước  Nhược điểm: − Chi phí cho việc sử dụng nước nhiều − Đơi cung cấp khơng ổn định 6.2 Xử lý nước: [1] Mặc dù nước cấp từ thành phố qua xử lý sơ nhiên nước đá dùng để uống, bảo quản thực phẩm phải đảm bảo u cầu vệ sinh thực phẩm tiêu dùng trực tiếp cần phải xử lý trước đưa vào sản xuất Trong cơng nghệ sản xuất nước đá từ nước ngọt, người ta đòi hỏi u cầu đặc biệt ngun liệu (nước) sản phẩm (nước đá), thiết bị q trình sản xuất Thơng thường nguồn nước phải đảm bảo u cầu sau: • Số lượng vi khuẩn nước phải nhỏ hơn: 100 con/ml • Vi khuẩn đường ruột phải nhỏ hơn: 3con/l • Chất khơ cho phép: 1g/l • Độ cứng chung nước: < 7mg/l • Độ đục theo hàm lượng hạt lơ lửng khơng q 1.5mg/l • Hàm lượng sắt: < 0.3mg/l • pH= 6.5-9.5  u cầu nước đá : Bảng 1: Hàm lượng tạp chất nước đá sản xuất -10°C Tạp chất Hàm lượng tối đa Hàm lượng muối chung, mg/l 250 Sulfat +0.75 clorua +1.25 natri cacbonat, mg/l 170 Muối cứng tạm thời, mg/l 70 Sắt, mg/l 0.04 Tính oxi hố O2 , mg/l pH Bảng 2: Ảnh hưởng tạp chất tới chất lượng nước đá Tạp chất nh hưởng đến chất lượng nước đá CaCO3 Tạo chất lắng bẩn phần đá làm nứt nhiệt độ thấp MgCO3 Tạo chất lắng bẩn, bọt khí, làm nứt nhiệt độ thấp Oxit sắt Cho chất lắng màu vàng (nâu) nhuộm màu chất lắng canxi magie Oxit silic oxit Cho chất lắng bẩn nhơm Chất lơ lửng Cho cặn bẩn Sulfat natri clorua, Tạo vết trắng lõi, kéo dài thời gian sulfat canxi đóng băng , khơng có chất lắng Clorua canxi Cho chất lắng xanh nhạt lõi, kéo dài thời sulfat magie gian đóng băng Clorua magie Biểu dạng vết trắng khơng có cặn Kết chế biến nước Tách Tách Tách Tách Tách Khơng thay đổi Biến đổi thành sulfat canxi Biến đổi thành clorua canxi Cacbonat natri Làm nứt đá, tạo vết màu trắng lõi, kéo dài Biến đổi thành cacbonat thời gian đóng băng, tạo độ đục cao khơng canxi có cặn 6.3 Cấp nước vào bể chứa: Nước sau qua xử lý bơm bơm vào bể chứa để cung cấp cho sản xuất sinh hoạt  Tính thể tích bể đá: Lượng nước dùng để sản xuất 600 đá(cây 50 kg) ngày: V1= G.g/ ρ (2-1) Trong đó: G : 600 cây/ngày g : khối lượng đá, g= 50 kg ρ : khối lượng riêng nước, ρ = 999 kg/m3 ⇒V1 = 600x50/999 = 30 m3/ngày Lượng nước dự trữ: V2 = 5m3 Vậy thể tích bể chứa là: V = V1 + V2 = 30 + = 35 m3 Kích thước bể chứa: dài x rộng x cao = 5x3.5x2 (m) 6.4 Cấp nước vào khn: Vì hệ thống khơng sử dụng máy rót nước nên sau mẻ cơng nhân lấy đá gắn vòi nước vào ống cấp nước thiết kế phía bể đá chuyền xuống châm nước vào khn Khi châm nước phải châm mực nước khn thấp mực nước muối để làm lạnh đơng điều nhanh Đồng thời, mực nước khn phải thấp miệng khn để tránh đơng thể tích nước đá tăng 9%, trào ngồi làm giảm nồng độ nước muối 6.5 Q trình đơng đá: [1] Sau châm nước vào khn, cho vào bể đá, thực q trình đơng đá Nước muối hồ tan bể với nồng độ chọn trước, làm lạnh dàn bay ống đứng tới nhiệt độ -10°C chuyển động bể nhờ máy khuấy Khi q trình truyền nhiệt giữanước muối lạnh nước lỏng qua vách khn Nước lỏng giảm nhiệt độ nhiệt độ đóng băng (ở nhỏ 0°C) thường -5° t1 > t2 λM t2, α2 δM dδ λd t1, α1 θo δd Hình 1: Sơ đồ q trình đơng đá Bề mặt truyền nhiệt vách khn đá, với bề dày thành δM (m), hệ số dẫn nhiệt thành kim loại λM( W/mK) Thành tiếp xúc với nước có nhiệt độ t1 > 0°C, hệ số cấp nhiệt từ phía nước vào đá α1 ( W/m2K) Nhiệt độ mơi trường tải lạnh t2, hệ số cấp nhiệt từ vách phẳng vào mơi trường α2 ( W/m2K) Hệ số dẫn nhiệt nước đá λđ ( W/mK) , thành kim loại λM( W/mK) δd bề dày thành nước đá tạo thành, θ0 nhiệt độ vách nước đá vừa đơng (°C) Ta có, dòng nhiệt từ nước vào bề mặt đá q1 phụ thuộc vào t1-θ0 : q1 = α1(t1-θ0) (W/m2) Khi bề mặt thành có lớp đá dày δd, hệ số truyền nhiệt từ mặt thành vào mơi trường tải lạnh: θ o − t2 K=  δd δM  (2-2)  ( t1 − t ) + +  λd λ M α  6.6 Khâu tách khn : Thời gian đơng đá 24 giờ, sau lấy khn đá khỏi bể Để tách khn ta cho khn đá vào bể tan đá (bể có đường ống thơng với cống) , dùng dòng nước chảy có nhiệt độ khoảng 25-30°C cho chảy xung quanh khn khoảng 3-4 phút lượng nước tan khoảng 1mm bề dày Khi ta tách đá khỏi khn cho chất lên xe chun chở phân phối đến nơi tiêu dùng Sau tách đá khỏi khn tiến hành châm nước vào khn cho vào bể đá tiếp tục thực mẻ 10 CHƯƠNG 5: TÍNH CHỌN MÁY NÉN 1.Chọn thơng số chế độ làm việc:[3] Chế độ làm việc hệ thống lạnh đươc đặc trưng nhiệt độ sau: • Nhiệt độ sơi mơi chất lạnh to • Nhiệt độ ngưng tụ mơi chất lạnh tk • Nhiệt độ q lạnh lỏng trước van tiết lưu: tql • Nhiệt độ hút máy nén (chế độ q nhiệt):tqn 1.1 Nhiệt độ sơi mơi chất lạnh to : to = tm - ∆to (5-1) Chọn ∆to = 5°C tm = -10°C ⇒ to = -15°C 1.2 Nhiệt độ ngưng tụ mơi chất lạnh : phụ thuộc vào mơi trường làm mát thiết bị ngưng tụ Nếu thiết bị ngưng tụ làm mát nước thì: tk = tw2 + ∆tk (5-2) Trong : ∆tk : hiệu nhiệt độ ngưng tụ u cầu, chọn ∆tk = 5° C tw2 : nhiệt độ nước khỏi bình ngưng tw2 = tw1 + ∆tw (5-3) Đối với thiết bị ngưng tụ nằm ngang : chọn ∆tw = 5°C tw1 : nhiệt độ nước vào bình ngưng.Nhiệt độ nước vào bình ngưng phụ thuộc vào điều kiện mơi trường, sử dụng nước tuần hồn qua tháp giải nhiệt lấy nhiệt độ nước vào bình ngưng cao nhiệt kế ướt 3-4°C Nhiệt độ Cần Giờ vào ba tháng nóng năm : 37.5°C Độ ẩm vào mùa hè : 75% ⇒ nhiệt độ kế ướt : 33°C Vậy nhiệt độ nước vào bình ngưng: tw1 = 33 + = 36°C ⇒ tw2 = 36+5=41°C ⇒ tk = 41+5 =46°C 1.3 Nhiệt độ q lạnh tql : nhiệt độ mơi chất lạnh trước vào van tiết lưu Đối với máy lạnh cấp khơng có hồi nhiệt thì: tql = tw1 + ∆tql (5-4) chọn ∆tql = 4°C ⇒ tql = 36 + = 40°C 1.4 Nhiệt độ hút máy nén tqn: tqn = to + ∆tqn (5-5) chọn ∆tqn = 5°C ⇒ tqn = -15 +5 = -10°C Tính tốn:[3] Dựa vào đồ thị logp-h NH3 [4] Ta xác định chu trình máy lạnh cấp amoniac: 1-2-2 -3’-3-4-1’-1 ’ Bảng 3: Thơng số t(°C) P(Mpa) h(kJ/kg) v(m3/kg) Trạng thái 16 1’ -15 0.244 1736 -10 0.244 1752 0.51 130 1.86 2031 0.1 2’ 46 1.86 1781 3’ 46 1.86 714 40 1.86 683 Hơi bão hồ Hơi q nhiệt Hơi q nhiệt Hơi bão hồ Lỏng bão hồ Lỏng q lạnh -15 1.86 683 • Năng suất lạnh riêng: qo = h1’–h4 = 1736-683=1053 kJ/kg (5-6) • Năng suất lạnh riêng thể tích: qv = qo /v1= 1053/0.51= 2065 kJ/m3 (5-7) • Cơng nén riêng: l = h2 – h1= 2031-1752=279 kJ/kg (5-8) • Hệ số lạnh chu trình: ε = qo /l=1053/279=3.77 (5-9) • Hiệu suất exergi: tk − t0 46 − ( − 15) ν= ε = 4.1 = 0.97 (5-10) t0 − 15 + 273 • Năng suất khối lượng thực tế máy nén: mtt = Qo/qo = 189/1053 = 0.18 kg/s (5-11) • Năng suất thể tích thực máy nén: Vtt = mtt v1= 0.18 x 0.51 = 0.092 m3/s (5-12) • Hệ số cấp máy nén: λ = λc.λtl.λk.λw.λr = λi.λw’ (5-13)  λc : hệ số tính đến thể tích chết  λtl : hệ số kể đến tổn thất tiết lưu  λr : tổn thất hút vào xilanh bị đốt nóng  λi = λc.λtl.λk : hệ số thị  P + ∆P  m P − ∆P  P0 − ∆P0 k   − λi = − C  k (5-14) P0 P0 P0      lấy ∆P0 = ∆Pk = 0.005MPa m=1 : cho máy nén amoniac C = 0.05 : tỉ số thể tích chết máy nén 0.244 − 0.005 1.85 + 0.005 0.244 − 0.005  ⇒ λi = − 0.05 −  = 0.646 0.244 0.244  0.244 17 Hơi ẩm λw’ = λw.λr : hệ số đốt nóng chung t − 15 + 273 = 0.8 (5-15) máy nén amoniac thuận dòng : λw’ = = tk 46 + 273 Vậy: λ = λi.λw’= 0.646 x 0.8 = 0.517 • Thể tích lý thuyết: Vlt = Vtt / λ = 0.092/0.517 = 0.178 (5-16) • Thể tích lý thuyết máy nén : π VltMN = d S.z.n (m3/s)n (5-17) Trong đó: d: đường kính pittơng(m) S: khoảng chạy pittơng(m) z : số lượng pittơng ( chiếc) n : số vòng quay(vòng/s) • Số máy nén u cầu: ZMN = Vlt / VltMN ( chiếc) (5-18) • Hiệu suất thị q trình nén: ηi = λw’ + b.to = 0.8 + 0.001.(-15) = 0.785 (5-19) • Cơng nén thị: cơng nén thực q trình nén lệch khỏi q trình nén đoạn nhiệt lý thuyết NS Ni = (5-20) ηi đó: NS : cơng nén đoạn nhiệt (hay cơng nén lý thuyết) NS = mtt l = 0.18 x 279 = 50.2 kW (5-21) 50.2 = 64 kW ⇒ Ni = 0.785 • Cơng suất sinh ma sát Nms = Vtt Pms (5-22) chọn máy amoniac thẳng dòng: Pms = 0.06 MPa = 60 KPa Vtt = λ VltMN (5-23) • Cơng nén hiệu dụng: Ne = Ni + Nms (5-24) • Cơng nén điện: Ne Nel = (5-25) η tdη el ηtd = 0.95 : hiệu suất truyền động khớp, đai ηel = 0.9 : hiệu suất động • Cơng suất động lắp đặt: Nđc = (1.1 ÷ 2.1) Nel (5-26) chọn Nđc =1.1 Nel • Hiệu suất nén: η = ηi.ηe.ηtd.ηel = 0.785x0.9x0.95x0.9 = 0.6 (5-27)  Chọn máy nén : 18 Chọn máy nén pittơng cấp cho mơi chất lạnh NH3 So sánh máy nén chọn : Đơn vị sản xuất Đ Mycom (Nhật Bản) ơn vị Kí hiệu máy nén Thể tích lý thuyết máy nén Loại 8B 0.177 m Loại 4B 0.0885 Nga theo OCT ∏220 0.167 /s Số máy nén u cầu C hiếc Cơng suất ma sát sinh k 5.5 2.7x2=5.4 5.2 Nms W Cơng nén hiệu dụng Ne k 69.5 69.4 69.2 W Cơng nén điện Nel k 81.2 81.2 81 W Cơng suất động lắp đặt Nđc k 89.4 89.4 89.1 W Ta thấy chọn máy nén Nga dùng cái, mà thể tích hút lý thuyết (0.167 m3/s) nhỏ thể tích hút lý thuyết tính theo suất lạnh (0.178 m 3/s), nên không đảm bảo phân xưởng hoạt động công suất, kéo dài thời gian đông đá,còn chọn hai lại dư nên ta không chọn máy nén Nga sản xuất Cùng hãng Mycom ta chọn loại máy nén 8B & 4B, chọn máy nén 4B phải dùng hai cái, chiếm diện tích ta chọn máy nén loại 8B Vậy, ta chọn máy nén cấp loại 8B hãng Mycom chế tạo có: − Tốc độ quay 1000 vòng/phút − Đường kính pittông : d = 130 mm − Khoảng chạy pittông : S = 100 mm − Số lượng pittông : z = − Thể tích hút lý thuyết : VltMN = 0.177 m3/s − Công suất trục : N = 93.6 kW 19 CHƯƠNG 6: TÍNH CÁC THIẾT BỊ CHÍNH TRONG HỆ THỐNG LẠNH Tính tốn thiết kế thiết bị ngưng tụ: [3] Chọn thiết bị ngưng tụ giải nhiệt nước Nhiệt tải ngưng tụ (kể q lạnh mơi chất lỏng) : Qk = m(h2 – h3) = 0.18(2031-683) = 242.64 kW (6-1) Cách khác: Qk = Q0 + Ni = 189 + 64 = 253(kW) (3-2) Chọn Qk = 253(kW) có bao gồm ln tổn thất trong, mà tổn thất thải dạng nhiệt thiết bị ngưng tụ Hiệu nhiệt độ trung bình logarit: ∆t − ∆t ∆t TB = max ∆t (6-3) ln max ∆t • ∆tmax : hiệu nhiệt độ lớn (ở phía nước vào) ∆t max = t k − t w1 = 46 – 36 = 10°C • ∆tmin : hiệu nhiệt độ bé (ở phía nước ra) ∆t = t k − t w2 = 46 – 41 = 5°C 10 − ⇒ ∆t TB = = 7.21 C 10 ln Chọn bình ngưng tụ kiểu ống vỏ nằm ngang amoniac ng thép bình ngưng φ 25x2.5 mm từ thép 10 Ưu điểm loại gọn nhẹ, chắn, hệ số truyền nhiệt cao, tốn kim loại, tốn diện tích lắp đặt  Tính tốn thiết bị ngưng tụ : [3] Lượng nước qua bình ngưng: Q 253 mk = k = = 12.1 kg/s (6-4) C n ∆t 4.18 x5 Chọn tốc độ nước bình ngưng: ωW = 1.5 m/s t +t Các thơng số vật lý nước làm mát nhiệt độ trung bình tW = W W = 38.5 ( bảng I2 249 [12]) ρW = 993 kg/m3 λ = 0.632 W/mK ν = 0.68x10-6 m2/s Pr = 4.5 Số ống lối bình ngưng: 4m x12.1 n1 = k = = 25.8 (ống) (6-5) πd ρ W ωW πx0.02 x993 x1.5 Chọn n1 = 26 ống, ωW = 1.49 m/s o Xác định hệ số toả nhiệt α1 từ vách cua ống tới nước làm mát: 20 ωW d tr 1.49 x0.02 = = 43823.5 (6-6) γ 0.68 x10 −6 Đây chế độ chuyển động rối nên: Nu = 0.021Re0.8Pr0.43 = 0.021x43823.50.8x4.50.43 = 207.2 (6-7) Vậy hệ số toả nhiệt phía nước: Nu.λ 207.2 x0.632 α1 = = = 6547.5 W/m2K (6-8) d tr 0.02 o Xác định hệ số toả nhiệt α2 từ mơi chất lạnh ngưng tới thành ống: Dùng phương pháp đồ thị để xác định Re = Nước làm mát qi twtb Lớp cặn bẩn Lớp vách ống tv qa tk Mơi chất lạnh ngưng tụ ∆tv ∆ttb Hình 5: Trường nhiệt độ ống ngưng tụ nằm ngang Ta có : q1 = q2 t −t ∆t − ∆tV q1 = v Wtb = TB δ δ 1 (6-9) +∑ i +∑ i α1 λi α λi δi Chọn ∑ = 0.00026 m2K/W λi ∆t TB − ∆tV ⇒ q1 = = 242.3( ∆t TB − ∆tV ) + 0.00026 6547.5 Chọn ∆tV = 0.3 ∆tTB ⇒ q1’ = 2423 x 0.7 x ∆tTB = 12229 W/m2 Các ống bố trí mắt sàn theo đỉnh tam giác điều, chùm ống có dạng hình lục giác với số ống đắt theo hướng đường ống lục giác lớn m: Qk m = 0.75  l  (6-10) q1' s.d tr    Di  21 Trong đó: • S : bước ống ngang, s = 1.3 dng = 0.033 m l l • : tỉ số chiều dài ống đường kính thân, =8 Di Di 253000 = 11.8 12229 x0.033 x0.02 x8 Chọn m = 13 ống Hệ số toả nhiệt từ phía mơi chất ngưng tụ: r.ρ λ3 g α = 0.72 ψ h µ d ng ∆tV m = 0.753 (6-11) Các thơng số vật lý mơi chất lạnh NH3 nhiệt độ 40°C (phụ lục 21, [4]) CP = 4.85 kJ/kgđộ λ = 0.45 W/mK r = 1070 kJ/kg ρ = 579.5 kg/m3 ν = 0.216 x 10-6 m2/s ψh : hệ số hiệu chỉnh thay đổi vận tốc dòng màng lỏng từ xuống −0.167  nZ  ψh =  = −0.167 ( bố trí ống so le)  Z  1070 x10 x579.5 x 0.45 x9.81 −0.25 x8 −0.167 = 13575.∆tV −6 0.216 x10 x 0.025 x∆tV Mật độ dòng nhiệt phía mơi chất: q2 = α 2.∆tV = 13575.∆tV0.75 q1 = 2423.( 7.21 − ∆t V ) ta có :  0.75 q = 13575.∆t V ⇒ α = 0.72 dựa vào đồ thị ta có : q1 = q2 = 14800 với ∆tV = 1.12 K Tổng số ống : n = 0.75.m2 + 0.25 = 0.75x132 + 0.25 = 127 ống Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt: 22 F = Qk/q1 = 253000/14800 = 17.1 m2 Tổng chiều dài ống trao đổi nhiệt : F 17.1 L= = = 285 m π d tr πx 0.02 Chiều dài ống: l=L/n = 285/127 = 2.2 m Số đường nước : z = n/n1 = 127/26 = 4.88, chọn z = Khi đó, tổng số ống ứng với z = : n = 5.26 = 130 ống Như phải chọn lại giá trị m = 15 ⇒ n = 169 ống Thường phải bớt hàng ống phía để chừa chỗ chứa lỏng ngưng tụ m +1 15 + + [1 + + + ( i − 1) ] = + + = 27 ống Số ống bị bớt đi: nb = i 2 i: số hàng bị bớt ⇒ số ống thực tế lại : Nt = n – nb = 169 – 27 = 142 ống Bước ống ngang: s = 0.033 m Đường kính thân ( đường kính mặt sàng) : D = m.s = 0.495 m Kiểm tra l/D = 2.2/0.495 = 4.4 (nhận) Số ống cạnh lục giác ngồi : a = Vậy chọn thiết bị ngưng tụ loại ống chùm nằm ngang Nga sản xuất, hiệu 20KTT (bảng 8-1/217 [3]) Diện tích bề mặt : F = 20 m2 Kích thước phủ bì: − Đường kính : D = 500 mm − Dài : L = 2930 mm − Rộng : B = 810 mm − Cao : H = 910 mm Kích thước ống nối: − Hơi : d = 50 mm − Lỏng : d1 = 20 mm − Nước : d2 = 70 mm Số ống : n = 144 ống Số lối : lối Van an tồn cho bình ngưng có đường kính danh nghĩa Dy = 15 Tính tốn thiết bị bay : Dàn lạnh nhúng dung dịch nước muối đặt bể Trong bể có bố trí máy khuấy góc có nhiệm vụ tuần hồn dung dịch muối, để dung dịch chuyển động rối qua dàn bay làm tăng hệ số truyền nhiệt, tăng hiệu trao đổi nhiệt Dàn bay có kiểu cấu trúc ống đứng có ưu điểm đơn giản, dễ chế tạo, giá thành rẻ, tạo dòng chảy rối chất lỏng, mà diện tích trao đổi nhiệt tăng Dàn chế tạo gồm có ống góp góp lỏng dưới, đường kính ống góp φ 159x4.5 mm Giữa hai ống góp ống đứng làm thép, có đường kính φ 38x3.5 mm Amoniac lỏng đưa vơ ống góp bên chứa ống góp này, mơi chất sơi bên ống đứng, amoniac bốc lên ống góp trên, qua bình tách lỏng trước máy nén Như ta thấy dàn bay ống đứng có hệ số tỏa nhiệt lớn tạo thành nhanh chóng thu gom lên ống góp hơi, giải phóng bề mặt trao đổi nhiệt nhanh hơn, sức chứa lỏng 23 lớn hơn, khối lượng mơi chất lạnh nạp vào nhiều so với dàn ống xoắn.Tuy nhiên ống thường bị bẩn, mặt dính dầu nên truyền nhiệt đi, ống bị ăn mòn o Tính tốn: [3] • Năng suất lạnh riêng: qo = h1’–h4 = 1736-683=1053 kJ/kg • Năng suất lạnh riêng thể tích: qv = qo /v1= 1053/0.51= 2065 kJ/m3 • Năng suất lạnh thiết bị bay hơi:Q = Qo = 253 kW • Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt: Q0 F= (6-12) k ∆t m − k: hệ số truyền nhiệt.Theo bảng 8-7/250[3]: chọn k= 520 W/m2K − ∆tm : hiệu nhiệt độ trung bình chất tải lạnh ( nước muối) mơi chất lạnh sơi t c − t c1 ∆t m = t −t (6-13) ln c t c1 − t tc1, tc2 : nhiệt độ nước muối vào khỏi thiết bị bay chọn ∆t = tc1 – tc2 = 3°C ⇒ ∆tm = 6.4 K 253000 = 76 m2 Vậy, F = 520 x 6.4 Dựa vào bảng 8-19 [6] Chọn thiết bị bay ống đứng chế tạo Pháp có F = 75 m2 Kích thước phủ bì: − − Dài : 4100 mm Cao : 1375 mm ng NH3 − Vào : 25 mm − Ra : 100 mm Lưu lượng nước muối tuần hồn: Q0 253 Vm = = = 0.016 m3/s(6-14) C m ρ n ∆t 3.32 x1186.2 x Trong đó: Cm = 3.32 kJ.kgK ( bảng 9/288 [4]) ρm = 1186.2 kg/m3 ( bảng 11/290 [4]) 24 CHƯƠNG 7: TÍNH CHỌN THIẾT BỊ PHỤ Bình tách dầu :  Cơng dụng: bình tách dầu dùng để tách dầu khỏi mơi chất, để dầu khỏi vào thiết bị trao đổi nhiệt  Tính chọn: bình tách dầu chọn theo đường kính: m v Tiết diện bình : F = tt m2 (7-1) ω mtt : lưu lượng tác nhân ( kg/s) v2 : thể tích riêng ga sau q trình nén, v2 = 0.128 m3/kg ω : vận tốc ga vào bình tách dầu.Qui ước: ω ≤ 0.5m/s, chọn ω = 0.5 m/s 0.175 x0.128 ⇒F= = 0.0448 m2 0.5 4F x0.0448 ⇒D= = = 239 mm π π Chọn bình tách dầu hiệu M1952 ( bảng 8-28/40 [6]) có: − Đường kính 230 mm − Chiều cao 900 mm − Chiều cao phủ bì 1100 mm − Đường kính ga vào 50 mm − Đường kính ga 50 mm − Đường kính ống dầu 15 mm  Lắp đặt: bình tách dầu lắp vào đường đẩy máy nén amoniac để tách dầu khỏi dòng nén trước vào thiết bị ngưng tụ Bình chứa dầu :[4]  Cơng dụng: xả dầu khỏi bình tách dầu hệ thống lạnh amoniac nguy hiểm, áp suất bình cao dẫn đến tổn thất mơi chất Do đó, phải bố trí bình chứa dầu nhằm mục đích gom dầu từ bình tách dầu bầu dầu tồn hệ thống, giảm nguy hiểm tổn thất mơi chất xả dầu khỏi hệ thống lạnh  Chọn bình chứa dầu hiệu 300CM, thể tích 0.07 m3( bảng 8-20/281[3]) có: Kích thước : D x S = 325x9 mm B = 765 mm H = 1270 mm  Lắp đặt: bình chứa dầu có dạng hình trụ đứng, có đường nối với đường xả dầu bình tách dầu bầu dầu thiết bị, đường nối với ống hút máy nén đường xả dầu trang bị áp kế Dầu xả bình nhờ chênh lệch áp suất Bình chứa cao áp:[4]  Cơng dụng: bình chứa cao áp dùng để chứa lỏng mơi chất áp suất cao, giải phóng bề mặt trao đổi nhiệt thiết bị ngưng tụ, trì cấp lỏng liên tục cho van tiết lưu  Tính chọn bình chứa cao áp: Bình chứa cao áp thường tính tốn để làm việc với áp suất 1.8 Mpa Theo qui định an tồn bình chứa cao áp phải chứa 30% thể tích tồn hệ thống dàn bay 25 Thiết bị bay có dàn ống đứng có đường kính φ 38x3.5 mm, diện tích bề mặt trao đổi F 76 = = 780 m nhiệt F = 76 m2 nên chiều dài tổng cộng : L = πd tr πx 0.031 πd tr2 Thể tích 1m ống : v = x1 = 7.5 x10 −4 m3/m ⇒ dung tích dàn bay hơi: VBH = L.v = 780x7.5x10-4 = 0.585m3 Sức chứa bình chứa cao áp (đối với hệ thống cấp mơi chất từ xuống) : VBC ≥ 0.7 VBH = 0.7x0585 = 0.4 m3 Theo bảng 8-17/278 [3]: Chọn bình chứa cao áp nằm ngang hiệu 0.4PB có dung tích 0.4 m3 có kích thước : D x S = 426 x 10 mm L = 3620 mm H = 570 mm  Lắp đặt:bình chứa cao áp bố trí sau thiết bị ngưng tụ, thường đặt thiết bị ngưng tụ, cân với áp suất với bình ngưng đường ống cân lỏng Bình tách lỏng :  Cơng dụng: tách mơi chất lỏng khỏi hút máy nén, đảm bảo hút máy nén trạng thái bão hồ khơ, tránh gây va đập thuỷ lực máy nén  Chọn bình tách lỏng hiệu 70-0 có đường kính ống 70 mm, kích thước: D x S = 426x10 ; B = 890; H = 1750 ( bảng 8-18/279 [3])  Lắp đặt: Bình tách lỏng bố trí đường hút máy nén để bảo vệ máy nén khơng hút phải lỏng Phin lọc : Trong q trình chế, lắp đặt, sửa chữa vận hành thiết bi lạnh, dù cẩn thận có cặn bẩn đất cát, gỉ sắt, vỉ hàn, xỉ muội … lọt vào hệ thống lạnh Để đảm bảo hệ thống làm việc an tồn có độ tin cậy cao, khơng bị rục trặc, cần có pin lọc cặn bẩn hệ thống Vì cặn bẩn hệ thống lạnh làm tắc ống dẫn van tiết lưu, làm cho chi tiết nhuyển động máy nén mau mòn dễ gây cố Do để loại trừ cặn bẩn người ta bố trí pin lọc đường hơi, đường lỏng hệ thống lạnh Hệ thống đường ống:  Tính chọn đường ống amoniac: Đường kính ống dẫn : 4m (7-2) ρπω m : lưu lượng khối lượng mơi chất, kg/s ρ : khối lượng riêng mơi chất, kg/m3 ω : tốc độ dòng chảy, m/s o Đường hút máy nén NH3 : ω = 20 m/s (Theo bảng 10-1/313 [3]) ; ρ-10°C = 2.4 kg/m3 ( phụ lục 1b/293 – [4]) x0.18 ⇒ dt = = 0.069 m 2.4 xπx 20 dt = 26 Theo bảng 10-2/314 [3]: chọn ống thép có đường kính 69 mm, đường kính ngồi 76 mm o Đường đẩy máy nén NH3 : ω = 25 m/s (Theo bảng 10-1/313 [3]) ; ρ130°c = 158.5 kg/m3 (phụ lục 1b/293 – [4]) x0.18 ⇒ dt = = 0.0076 m 158.5 xπx 25 Theo bảng 10-2/314 [3]: chọn ống thép có đường kính mm, đường kính ngồi 12 mm  Đường kính ống nước chảy vào thiết bị ngưng tụ : vận tốc nước ω = m/s 4.Vn x0.012 (7-3) dt = = = 0.056 m π ω πx5 Theo bảng 10-4/315 [3] : chọn ống thép có đường kính 63.5 mm, đường kính ngồi 75.5 mm Tháp giải nhiệt:  Mục đích sử dụng: Nước ngày khan Dùng nước tuần hồn qua tháp giải nhiệt có nhiệt độ vào thiết bị ngưng tụ ổn định  Nhiệm vụ tháp giải nhiệt: thải tồn lượng nhiệt mơi chất lạnh ngưng tụ tỏa ra.Lượng nhiệt thải mơi trường nhờ chất tải nhiệt trung gian nước Nước nóng chảy theo khối đệm xuống, trao đổi nhiệt chất với khơng khí ngược dòng từ lên nhờ quạt gió cưỡng bức.Q trình trao đổi nhiệt chất củ yếu q trinh bay phần nước vào khơng khí  Tính chọn tháp giải nhiệt: Tháp giải nhiệt có quạt gió đạt hiệu suất lớn nên hay sử dụng rộng rãi Lượng nước tuần hồn qua tháp giải nhiệt: Qk Vn = = 0.012 m3/s (7-4) Cρ ( t w − t w1 ) Nhiệt lượng thải bình ngưng tụ: Qk = 253 kW = 217894.7 kcal/h = 21789.7/3900 = 55.9 tơn lạnh Năng suất làm mát cần thiết: Q = Qk/k = 55.9/0.63 = 88.7 tơn lạnh k : hệ số hiệu chỉnh, tra đồ thị Hình 8-29/288 [3](tư = 33°C, tw2 – tw1= 5°C ) : k = 0.63 Chọn tháp giải nhiệt FRK 90 ( bảng 8-22/286 [3])  Lắp đặt tháp: Vị trí lắp đặt đảm bảo thơng gió hồn hảo, dòng khí quạt gió khơng bị vướng, tái tuần hồn khơng bị quẩn, làm giảm lưu lượng gió, độ ẩm gió tăng, làm giảm suấ tải nhiệt tháp Cần chọn vị trí lắp đặt cho tiếng ồn quạt bơm nước bị ảnh hưởng đến người Cần chọn vị trí ch bụi nước bị theo khơng khí khơng ảnh hưởng đến cơng trnh2 xây dựng kiến trúc gây riêu mốc Khơng bố trí nơi có dòng khơng khí nóng, khơng khí q bẩn Bơm nước qua thiết bị ngưng tụ : Tính tốn trở trở kháng thuỷ lực thiết bị ngưng tụ để chọn bơm 27 Trở kháng ma sát: λ.l.ρ ω (7-5) 2d t hms : tổn thất áp suất mơi chất chảy ống, Pa λ : hệ số trở kháng ống l : chiều dài phần ống thẳng, m, l = 20 m ω : tốc độ chuyển động chất lỏng, m/s, ω = m/s ρ : khối lượng riêng chất lỏng, kg/m3 , ρ = 993 kg/m3 dt : đường kính ống, m, dt = 0.07 m ω.d tr x0.07 = = 514706 ta có : Re = (7-6) ν 0.68 x10 −6 1 λ= = = 0.013 (7-7) (1.82 lg Re− 1.64) (1.82 x514706 − 1.64) hms = 0.013x 20 x993 x5 = 46103.5 Pa x 0.07 ρ ω Trở kháng cục bộ: hcb = ξ (7-8) hcb : tổn thất áp suất điểm uốn, van, thay đổi tiết diện, thay đổi hướng, … ξ : hệ số trở kháng cục bộ, gồm có giá trị sau:  ξ1 = : qua van chiều  ξ2 = 1.5 : chỗ ống nối vào vỏ bọc  ξ3 = : chảy từ ngăn chứa vào chùm ống  ξ4 = 2.5: dòng chuyển pass bị ngoặc 180°  ξ5 = : tắt qua nhiều ống thiết bị ngưng tụ 993x5 Vậy, ⇒ hcb = ( + 1.5 + + 2.5 + 8) = 186187.5 Pa Tổng trở lực : h = hms + hcb = 46103.5 + 186187.5 = 232291 Pa V h Cơng suất bơm: N = (7-9) 1000η N : cơng suất u cầu, kW V : lưu lượng nước tuần hồn, V = 0.012 m3/s h : tổng trở lực, Pa η : hiệu suất bơm, η = 0.8 0.012 x 232291 ⇒N= = 3.5 kW 1000 x 0.8 Theo bảng 10-6/317 [3]: chọn bơm 3K-9a có cơng suất trục 3.1 kW, suất 0.014 m /s, cột áp 2.8 bar ⇒ hms = 28 CHƯƠNG 7: DỰ TỐN GIÁ THÀNH Vật liệu Đơn giá (đồng) Số lượng Gạch xây dựng 250 3000 viên Sắt 4500 500 kg Sắt 10 4500 250 kg Ximăng 50000 100 bao Cách nhiệt styropore 3000000 15 m3 Cách ẩm 100000 50 m Gỗ thơng 3000000 3.5 m3 Đá 100000 6m3 Cát 24000 10 xe Khn đá 30000 600 Máy nén 1500000 kW 89.4 Thiết bị ngưng tụ 20000000 Thiết bị bay 21000000 Bình chứa cao áp 15000000 Bình tách dầu 3000000 Bình chứa dầu 12000000 Máy khuấy 10000000 Bơm nước 700000/Hp 4.5 Hp Bơm nước 700000/Hp 1.5 Hp, Vật liệu hàng tháng(ga, dầu) Van tiết lưu tay 100000 Van tiết lưu tự động 300000 Van chặn 30000 25 Van chiều 100000 Van diện từ 200000 Van an tồn 100000 ng đẩy 8000 10 m ng hút 30000 10 m ng nước 21x1.6 2860 20 m ng nước 60x2.3 11990 20 m Thành tiền (đồng) 750000 2250000 1125000 5000000 42000000 5000000 10500000 600000 240000 18000000 134100000 20000000 21000000 15000000 3000000 12000000 20000000 3150000 4200000 10000000 100000 300000 750000 500000 1000000 400000 80000 300000 57200 239800 Tổng chi phí đầu tư cho hệ thống : 312642000 đồng TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tuỳ, Đinh Văn Thuật 29 “ Kỹ Thuật Lạnh Ưùng Dụng”, NXB Giáo Dục,2002 [2] Trần Đức Ba, Phạm Văn Bơn “Cơng Nghệ Lạnh Thực Phẩm Nhiệt Đới” Trường Đại Học Bách Khoa TpHCM, 1993 [3] Nguyễn Đức Lợi “Hướng Dẫn Thiết Kế Hệ Thống Lạnh” NXB Khoa Hoc Kỹ Thuật, Hà Nội, 2002 [4].Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tùy “Kỹ thuật lạnh sở”, NXB Giáo Dục, 2002 [5].Viện sĩ Trần Đức Ba ( chủ biên) “Kỹ Thuật Lạnh Đại Cương”, Trường Đại Học Bách Khoa TpHCM [6] Khoa Cơng Nghệ Hố Học, mơn Máy & Thiết Bị Giáo Trình “ Q Trình Và Thiết Bị Cơng Nghệ Hố Học”, Hướng Dẫn Đồ n Mơn Học Trường Đại Học Bách Khoa TpHCM,1993 [7] Phạm Văn Bơn (chủ biên), Nguyễn Đình Thọ “Q Trình Và Thiết Bị Trong Cơng Nghệ Hóa Học” –tập 5- “Q Trình Và Thiết Bị Truyền Nhiệt” NXB Đại Học Bách Khoa TpHCM, 2002 [8] Các tác giả “Sổ Tay Q Trình Và Thiết Bị Cơng Nghệ Hố Chất – tập 1,2” NXB Khoa Học & Kỹ Thuật, Hà Nội, 1992 [9] Trần Thanh Kỳ “Máy Lạnh”, Trường Đại Học Bách Khoa TpHCM, 1994 [10] Trần Thế San, Nguyễn Đức Phấn “Thực Hành Lỹ Thuật Cơ Điện Lạnh”, NXB Đà Nẵng [11] Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tuỳ “Máy Và Thiết Bị Lạnh”, NXB giáo dục, 1993 [12] Trần Đức Ba, Đỗ Văn Hải “Cơ Sở Hố Học Q Trình Xử Lý Nước Cấp Và Nước Thải” [13] Trần Hùng Dũng, Trần Văn Nghệ “Q Trình Và Thiết Bị Trong Cơng Nghệ Hóa Học” –tập 11- “ Bài Tập Và Hướng Dẫn Thiết Kế Máy Lạnh Trạm Lạnh, Trường Đại Học Bách Khoa TpHCM [14] Phạm Văn Bơn, Vũ Bá Minh, Hồng Minh Nam “Q Trình Và Thiết Bị Trong Cơng Nghệ Hóa Học” –tập 10- “ ví dụ tập”, Trường Đại Học Bách Khoa TpHCM 30 [...]... 0.15  2.32  25.63 7  Chọn δcn = 5cm 13 CHƯƠNG 4: CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG CHO QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 1 Cân bằng vật chất: Gọi G1, V1: khối lượng, thể tích nước (kg, m3) G2,V2 : khối lượng, thể tích nước đá (kg, m3) G3, V3: khối lượng, thể tích nước đá tan ra (kg, m3) Theo [1] ta có: Khối lượng riêng của nước : ρ1 = 999 kg/m3 Khối lượng riêng của nước đá : ρ2 = 917 kg/m3 Nhiệt dung riêng... 0.0.051 m3 = 51 (l) Vậy, chọn nước rót vào khn là 51 l Như vậy với năng suất 600 cây/ngày thì lượng nước rót vào khn là: 51x600 = 30600 (l/ngày) 2 Cân bằng năng lượng cho qui trình cơng nghệ: [1] Q0 = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 (4-3) • Qo: năng suất lạnh (kW) • Q1 :làm lạnh đơng và q trình lạnh đơng (kW) • Q2 : làm lạnh khn đá (kW) • Q3 : nhiệt lượng tương đương cho cơng của máy khuấy (kW) • Q4 : làm tan... tránh đọng ẩm trong vật liệu cách nhiệt: ∑ + (3-5) µ i µ vs − δI, µI :bề dày và hệ số khuyếch tán ẩm của vật liệu cách nhiệt và vật liệu xây dựng − δvs, µvs : bề dày và hệ số khuyếch tán ẩm của vật liệu cách ẩm Ta có : 3 x0.02 0.25 0.1 0.005 + + + = 164.7〉 Rn (thỏa) 0.012 0.014 0.001 0.000115 Thực tế người ta lấy: k s = 0.95.α 1 2 Đáy: 12 Vật liệu Lớp vữa ximăng Lớp bêtơng Lớp vật liệu cách nhiệt (xỉ... cấp mơi chất từ trên xuống) : VBC ≥ 0.7 VBH = 0.7x0585 = 0.4 m3 Theo bảng 8-17/278 [3]: Chọn bình chứa cao áp nằm ngang hiệu 0.4PB có dung tích 0.4 m3 và có kích thước : D x S = 426 x 10 mm L = 3620 mm H = 570 mm  Lắp đặt:bình chứa cao áp được bố trí ngay sau thiết bị ngưng tụ, thường được đặt dưới thiết bị ngưng tụ, và được cân bằng với áp suất với bình ngưng bằng các đường ống cân bằng hơi và lỏng... TpHCM [6] Khoa Cơng Nghệ Hố Học, bộ mơn Máy & Thiết Bị Giáo Trình “ Q Trình Và Thiết Bị Cơng Nghệ Hố Học”, Hướng Dẫn Đồ n Mơn Học Trường Đại Học Bách Khoa TpHCM,1993 [7] Phạm Văn Bơn (chủ biên), Nguyễn Đình Thọ “Q Trình Và Thiết Bị Trong Cơng Nghệ Hóa Học” –tập 5- “Q Trình Và Thiết Bị Truyền Nhiệt” NXB Đại Học Bách Khoa TpHCM, 2002 [8] Các tác giả “Sổ Tay Q Trình Và Thiết Bị Cơng Nghệ Hố Chất – tập 1,2”... “Máy Và Thiết Bị Lạnh”, NXB giáo dục, 1993 [12] Trần Đức Ba, Đỗ Văn Hải “Cơ Sở Hố Học Q Trình Xử Lý Nước Cấp Và Nước Thải” [13] Trần Hùng Dũng, Trần Văn Nghệ “Q Trình Và Thiết Bị Trong Cơng Nghệ Hóa Học” –tập 11- “ Bài Tập Và Hướng Dẫn Thiết Kế Máy Lạnh Trạm Lạnh, Trường Đại Học Bách Khoa TpHCM [14] Phạm Văn Bơn, Vũ Bá Minh, Hồng Minh Nam “Q Trình Và Thiết Bị Trong Cơng Nghệ Hóa Học” –tập 10- “ ví dụ và. .. nhiệt nhanh hơn, sức chứa lỏng 23 cũng lớn hơn, và khối lượng mơi chất lạnh nạp vào cũng nhiều hơn so với dàn ống xoắn.Tuy nhiên ống thường bị bẩn, mặt trong dính dầu nên truyền nhiệt kém đi, và ống bị ăn mòn o Tính tốn: [3] • Năng suất lạnh riêng: qo = h1’–h4 = 1736-683=1053 kJ/kg • Năng suất lạnh riêng thể tích: qv = qo /v1= 1053/0.51= 2065 kJ/m3 • Năng suất lạnh của thiết bị bay hơi:Q = Qo = 253... ra .Lượng nhiệt này thải ra mơi trường nhờ chất tải nhiệt trung gian là nước Nước nóng chảy theo khối đệm xuống, trao đổi nhiệt và chất với khơng khí đi ngược dòng từ dưới lên trên nhờ quạt gió cưỡng bức.Q trình trao đổi nhiệt và chất củ yếu là q trinh bay hơi một phần nước vào khơng khí  Tính chọn tháp giải nhiệt: Tháp giải nhiệt có quạt gió đạt hiệu suất lớn nhất nên hay được sử dụng rộng rãi Lượng. .. của mơi chất lạnh to • Nhiệt độ ngưng tụ của mơi chất lạnh tk • Nhiệt độ q lạnh của lỏng trước van tiết lưu: tql • Nhiệt độ của hơi hút về máy nén (chế độ q nhiệt):tqn 1.1 Nhiệt độ sơi của mơi chất lạnh to : to = tm - ∆to (5-1) Chọn ∆to = 5°C và tm = -10°C ⇒ to = -15°C 1.2 Nhiệt độ ngưng tụ của mơi chất lạnh : phụ thuộc vào mơi trường làm mát của thiết bị ngưng tụ Nếu thiết bị ngưng tụ làm mát bằng nước... bình giữa chất tải lạnh ( nước muối) và mơi chất lạnh sơi t c 2 − t c1 ∆t m = t −t (6-13) ln c 2 0 t c1 − t 0 tc1, tc2 : nhiệt độ nước muối vào và ra khỏi thiết bị bay hơi chọn ∆t = tc1 – tc2 = 3°C ⇒ ∆tm = 6.4 K 253000 = 76 m2 Vậy, F = 520 x 6.4 Dựa vào bảng 8-19 [6] Chọn thiết bị bay hơi ống đứng chế tạo tại Pháp có F = 75 m2 Kích thước phủ bì: − − Dài : 4100 mm Cao : 1375 mm ng NH3 − Vào : 25 mm ... 4: CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG CHO QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ Cân vật chất: Gọi G1, V1: khối lượng, thể tích nước (kg, m3) G2,V2 : khối lượng, thể tích nước đá (kg, m3) G3, V3: khối lượng, ... tạp chất tới chất lượng nước đá Tạp chất nh hưởng đến chất lượng nước đá CaCO3 Tạo chất lắng bẩn phần đá làm nứt nhiệt độ thấp MgCO3 Tạo chất lắng bẩn, bọt khí, làm nứt nhiệt độ thấp Oxit sắt Cho. .. bọt khí, làm nứt nhiệt độ thấp Oxit sắt Cho chất lắng màu vàng (nâu) nhuộm màu chất lắng canxi magie Oxit silic oxit Cho chất lắng bẩn nhơm Chất lơ lửng Cho cặn bẩn Sulfat natri clorua, Tạo vết