Chương 8: Tính toán thiết bò bay hơi. Thiết bò bay hơi là thiết bò trao đổi nhiệt trong đó môi chất lạnh lỏng thu nhiệt của đối tượng cần làm lạnh để bốc hơi . Trong kho lạnh này , để giảm hao ngót sản phẩm làm đông ta sử dụng loại dàn lạnh không khí đối lưu tự nhiên loại treo trần . Đây là loại thiết bò làm lạnh không khí kiểu khô , trong đó không khí lưu động ngoài chùm ống và được tiếp xúc trực tiếp với bề mặt thiết bò , còn môi chất lưu động và sôi trong ống . Khi đó không khí thải nhiệt cho môi chất sôi trong ống và giảm nhiệt độ . 1 . Các thông số của không khí trước và sau khi vào dàn lạnh. - Thông số không khí khi vào dàn lạnh. t 1 = t phòng + 3 = -35 +3 = -32 0 C  1 = 90%  d 1 = 0,0006kg/kg , i 1 = -20,83 kj/kg. - Thông số của không khí sau dàn lạnh. t 2 = -35 - 3 = -38 0 C.  2 = 99% , i 2 = -27,47 kj/kg., d 2 = 0,00028kg/kg -Thông số của không khí trên bề mặt. t  ,   Kết cấu bề mặt trao đổi nhiệt : đường kính ngoài của ống d a = 38mm đường kính trong của ống d i = 32mm chiều cao của cánh h = 20mm. Bước cánh u = 8mm, chiều dày  =0,4mm. Diện tích bề mặt cánh : mm u dhhF ac /91,0 008,0 1 )038,002,0(02,0.14.3.2 1 ).(.2 2   diện tích bề mặt phần giữa các cánh mm u dF ac /11,0 008,0 10.4,0 1038,0.14,3)1(.' 2 3              Diện tích bề mặt trong ống mmdF itr /1,0032,0.14,3. 2   Hệ số toả nhiệt của không khí . Re 14,0 54,0 1                u h u d CCCNu a Zs Giả sử tốc độ không khí ở tiết diện bé nhất là  = 8m/s 5664 10.3,11 008,0.8. Re 6     u  = 11,3.10 -6 là độ nhớt động học của không khí ở –25 0 C. Đối với chùm ống song song các hệ số C = 0,105 , C s = 1,04 , C Z = 1 9,205664. 008,0 02,0 . 008,0 038,0 .1.04,1.105,0 72,0 14,054,0                Nu mKW u Nu KK KK /52,56 008,0 10.16,2.9,20 . 2     Tỷ số giữa lượng nhiệt lấy từ không khí do truyền nhiệt truyền chất với bề mặt lạnh của thiết bò và lượng nhiệt lấy từ không khí do đối lưu tự nhiên. 154,1 245251 00028,00006,0 2880128801 21 21        TT dd  - Hệ số toả nhiệt có tính tới sự ngưng tụ của khôngkhí. KmW KKn 2 /2,65154,1.52,56.   - Hệ số toả nhiệt tính tới cả nhiệt trở của lớp tuyết , và sự tiếp xúc của cánh với ống: KmW R tx t t n tu 2 4 /6,47 10.5,4 75,0 004,0 5,65 1 1 1 1           Ở đây lấy  tu =0,75W/mK ,  tu =0,004 m và nhiệt trở tiếp xúc của cánh R tx = 4,5.10 -3 m 2 K/W - hệ số hiệu quả của cánh   ' ' mh mhth E  72 10.4,0.46 6,47.2 . 2 3   cc tu m   chiều cao quy ước của cánh :với R = 0,039m – bán kính cánh tròn r= 0,019 m – bán kính ngoài của ống 025,0 019,0 039,0 ln35,0102,0ln35,01'                r R hh Với mh’=1,8 tra bảng 33 sách BT kỹ thuật nhiệt có th(mh’) = 0,95 55,0 8,1 95,0  E - Lượng không khí đi qua thiết bò : skg ii Q G tb KK /3,7 47,2783,20 4,48 21      - Thể tích không khí đi qua thiết bò : sm P TR GVGV KKKKKK /4,5 10.81,9.29 251.8314 3,7 . 3 4 1 1 1  -Tiết diện để không khí lưu động: 5 3,7 1   KK k G F =1,46m 2 Lấy tốc độ khối lượng không khí  1 =5kg/m 2 /s. - Mật độ dòng nhiệt phía không khí : q KK =  KK (t KK – t  ) Cho rằng nhiệt độ không khí bằng nhiệt độ phòng  q KK = 56,52( -25 - t  ) - Mật độ dòng nhiệt khi amoniac sôi trong ống được xác đònh bởi phương trình: tr ng tF F F tq .580 667,1 0,  Với  t 0 = t  - t 0 = t  + 35 667,1667,1 , )35(8,688 032,0 038,0 .)35(580   ttq tF Giải hệ hai phương trình q F,t = 688,8(t  + 35) 1,667 , và q KK =56,52(-25- t  ) bằng phương pháp đồ thò ta sẽ tìm được giá trò q F,t t  -33 -34 -35 q KK 452 509 565,2 Q F,T 2187 688,8 0 Hình - 10 Đồ thò giải hệ phương trình q KK và q F,t Từ đồ thò trên ta xác đònh được q F,t = 550W/m 2 và t   34,2 0 C - Diện tích trao đổi nhiệt của thiết bò . Theo phần tính nhiệt kho lạnh thì nhiệt tải của thiết bò Q tb = 48,4 KW. 2 , 88 550 48400 m q Q F tF tb t  Cấu tạo thiết bò bay hơi không khí đôí lưu tự nhiên bao gồm các xéc-xi được đặt nối tiếp nhau theo chiều cao hay chiều sâu . Mỗi xéc-xi được thiết kế đảm bảo trò số tốc độ khối lượng của không khí lưu động . Các xéc-xi đặt nối tiếp nhau theo chiều sâu , và lấy bước ống S = 0,08m, thì diên tích của bề mặt trao đổi nhiệt của một xec-xi tính như sau . 2 3 67,3 008,0 02,0.10.4,0.2 038,008,0 032,0.14,3 .46,1. .2 . ' mF u h dS d F k a i t                       - Số xéc –xi đặt song song là . 24 67,3 88 '  t t F F Z - Chiều dài tổng của các ống trong một xéc-xi. m u h dS F L a k 5,36 008,0 02,0.10.4,0.2 038,008,0 46,1 .2 3                      - Số dãy ống trong một xec-xi. Gọi H và B tương ứng là chiều cao và chiều rộng của một xéc-xi thì ta có tỉ số giữa chiều cao và chiều rộng là K = B/H , lấy K =2 Vậy số dãy ống là 1,15 2.08,0 6,36 . '  KS L m Lấy m’ = 15 khi đó tỷ số K được tính lại là 03,2 08,0.15 5,36 . 22  sm L K - chiều dài của một ống trong thiết bò . m m L l 43,2 15 5,36  , lấy tròn l = 2,4m - Chiều cao thiết bò khi số dãy ống là 15 H = m.S = 15. 0,08 =1,2m - Chiều dài tổng của phần ống của dàn bay hơi . L’= L . Z = 24 . 36,5 =876m Kết cấu kho lạnh gồm 6 phòng lạnh , giả sử yêu cầu nhiệt tải của thiết bò cả 6 phòng lạnh là như nhau , như vậy ở mỗi phòng ta sẽ bố trí một dàn lạnh như nhau . Theo các tính toán ở trên ta có : Số xéc-xi của một dàn lạnh ở một phòng lạnh 4 6 24 6 '  Z Z Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt của một dàn lạnh ở một phòng lạnh : 2 67,14 6 88 6 m F F t p  . + 35 667,1667,1 , )35 (8, 688 032,0 0 38, 0 .)35( 580   ttq tF Giải hệ hai phương trình q F,t = 688 ,8( t  + 35) 1,667 , và q KK =56,52(-25- t  ) bằng phương pháp đồ thò ta sẽ tìm được giá. khí do truyền nhiệt truyền chất với bề mặt lạnh của thiết bò và lượng nhiệt lấy từ không khí do đối lưu tự nhiên. 154,1 245251 000 28, 00006,0 288 01 288 01 21 21        TT dd  - Hệ số. 565,2 Q F,T 2 187 688 ,8 0 Hình - 10 Đồ thò giải hệ phương trình q KK và q F,t Từ đồ thò trên ta xác đònh được q F,t = 550W/m 2 và t   34,2 0 C - Diện tích trao đổi nhiệt của thiết bò . Theo