CHƢƠNG GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG 1.1.1 Loại tàu công dụng Tàu hàng rời tải trọng25000 đóng nhà máy đóng tàu Phà Rừng loại tàu vỏ thép, kết cấu hàn điện hồ quang, boong Tàu thiết kế trang bị 01 Diesel chính, động kỳ truyền động trực tiếp cho 01 hệ trục chong chóng Tàu chuyên chở hàng khô than, ngũ cốc, alumin, quặng boxit, phân đạm, thép cuộn, sắt vụn… loại hàng hóa khác 1.1.2 Vùng hoạt động cấp thiết kế Tàu 25000 thiết kế theo“Cấp không hạn chế Quy phạm phân cấp đóng tàu vỏ thép – 2003, Bộ Khoa học Công nghệ Môi trường ban hành Phần hệ thống động lực tính tốn thiết kế thỏa mãn theo TCVN 6259 – : 2003” 1.1.3 Các công ước quốc tế áp dụng: “Tàu đóng theo quy định điều luật quốc tế có hiệu lực thời gian ký kết hợp đồng Cơng ước quốc tế an tồn sinh mạng biển 1974 với nghị định thư 1978 sửa đổi bao gồm hệ thống an toàn báo nguy hiểm (GMDSS A1, A2, A3) Quy định tính ổn định (IMO Res.A749)” Quy định IMO tính khơng ổn định gặp nạn MSC19(58) Quy định ổn định hàng hạt (IMO, Res MSC 23 (59)) Quy định thiết bị cứu sinh Bộ luật an toàn cho tàu chuyên chở hàng gỗ (IMO Res A715(17)) Sắp xếp độ chúi hầm hàng cuối (IMO Res.A715(17)) Hiển thị liệu điều khiển (IMO Res A601(15)) Tiêu chuẩn tạm thời cho khả manơ A751 (18) Bộ luật an toàn cho tàu chở hàng rời khối Quy tắ c đường nước tải quố c tế năm 1996, bao gồ m những sửa đổ i (B-Freeboard) Quy tắ c quố c tế về ngăn chă ̣n va cha ̣m ở biể n , năm 1972 cùng với số sửa đổi “Công ước quố c tế về ngăn chă ̣n ô nhiễm từ tà u (Marpol) năm 1973 với Nghi ̣đinh ̣ thư năm 1978 sửa đổi sau phụ lục VI Công ước quố c tế về viễn thông quố c tế năm 1979 (Geneva) quy tắc (điề u chỉnh) về đài phát.” Công ước quố c tế về đo dung tích tàu năm 1969 Công ước ILO (Tổ chức lao đô ̣ng quố c tế ) số 92 133 Quy tắ c về hàng hải của chin ́ h quyề n kênh đào Suez “Các quy định điều luật hàng hải kênh đào Panama vùng nước tiếp giáp , bao gồ m quy tắ c về đo dung tích.” “Quy tắ c về bảo đảm an toàn biể n ở Mỹ về ngăn chă ̣n ô nhiễm , thiế t bi ̣vê ̣ sinh biể n và thiế t bi ̣hàng hải , quy định điều luật tàu nước hoạt động địa phâ ̣n hải hải của Mỹ (CFR Title 33-Vùng nước tàu thuyề n qua la ̣i , phầ n 155, 156, 159 164, không có chứng chỉ hay kiể m tra).” “Quy tắ c của Australia về thiế t bi ̣làm hàng , miê ̣ng hầ m hàng , biện pháp an toàn nhận bốc dỡ hàng hoá.” “Quy đing ̣ IMO A868 (20) việc quản lý thay đổi nước ballast.” “IACS URS 17 (80% MW, két mạn không đầy tràn ) URS 18 (tương tự), URS 20.” Nghị định A468 (XII) quy tắ c về mức đô ̣ tiế ng ồ n tên tàu ISO 6954, hướng dẫn về sự đánh giá toàn diê ̣n của viê ̣c chố ng rung đô ̣ng thân tàu Các điều luật hàng hải kênh đào Kiel Viê ̣c áp du ̣ng các điề u luâ ̣t đánh giá an toàn hàng hoá và bao gồ m cả sổ tay làm hàng 1.1.4 Các thơng số tàu Chiều dài lớn Lmax = 160,25 m; Chiều dài thiết kế Lwl = 148 m; Chiều dài hai trụ Lpp = 143,00 m; Chiều rộng lớn Bmax = 26,00 m; Chiều rộng thiết kế B = 25,20 m; Chiều cao mạn D = 13,85 m; Chiều chìm thiết kế dwl = 9,7 m; Máy MITSUBISHI – 7UEC45LA Công suất N = 6230 kW; Suất tiêu hao nhiên liệu ge = 173,4 g/kW.h; Vòng quay n = 158 rpm 1.1.5 Các thơng số tính tồn cần thiết: Số lượng thuyền viên tàu 25 người; Thời gian hành trình theo nhiệm vụ thư 45 ngày; Nhiệt độ nước biển 35 C; Nhiệt độ khơng khí ngồi biển tw1 39 C; Nước làm mát bầu ngưng tw2 38 C; Nước khỏi bầu ngưng 41 C 1.2 CÁC YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI HỆ THỐNG LẠNH Đảm bảonhững yêu cầu nghiêm ngặt nhiềuđặc điểmví dụ: thơng gió, độ ẩm, nhiệt độ tương ứng với loại hàng hóa cần bảo quản Thiết kế kho đông lạnh phải đảm bảothông số tỉ lệ kích thước tốt khơng gianthực tế Thực tiễn cho thấy nhiệt lượngxâm nhập qua lớp cách nhiệt chiếm đa số sản lượng hệ thống lạnh Dođó ta thiết kế buồng lạnh phảiđảm bảothơng số đạt thể tích tối đamà diện tích baobọc nhỏ Hình dạng diện tíchkho lạnh phụ thuộc nhiều vào hình dạng diện tích kết cấu thân tàu Thiết kếkho lạnh phảiđặtcách xa nơicó nguồn nhiệt lớnví dụ: khoang máy nồi …vv Phải cótính kinh tế thực tiễn Sử dụng tối ưu kết cấu chuẩn làm giảm bớt diện tích khơng cần thiết bảo đảm tiện nghi hướng tới làm giảm suất trang thiết bị hệ thống Đòi hỏiviệc bố trí kho lạnh thiết bị theo: thiết kế cho vận hành đơn giản thuận tiện nhất, chiều dài đoạn ống nối ngắn giảm chi phí vật tưvà làm giảm thất áp đường ống Hệ thống lạnh tàu thủy bắt buộc phải có an tồn vàtin cậy lớn phương tiện vận tải bờ khác trọng lượng cần vận chuyển nhiều, thời gian lưu trữdài ngày biển Xét đến nhiều yếu tố vận hành kinh tế khác Tính kinh tế hệ thống đánh giá hiệu suấtchênh nhiệt độ củabộ trao đổi nhiệt, nhiệt độ Dựa vào đặc điểmcủa kho lạnh, cơng suất tính tốn cần thiết, u cầu chủ tàu, cùng với nhiều yếu tố yêu cầu khác để chọn loạibầu ngưng, máy nén …vv phù hợp thiết kế điều kiện kinh tế.Tối ưunhất, quan trọng làdựa vào chiều dài đường ống nối, khối lượng cơng chất có hệ thống lạnh tính chất đặc trưng chúng 1.3 NỘI DUNG TRONG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP VÀ CÁCH THỨCTRÌNH BÀY 1.3.1 Nội dung Phương hướng thiết kế hệ thống làm lạnh gồm phần thực thứ tự sau: Tìm kiếm cácthơng số ban đầu thiết kế: phương pháp làm lạnh, nhiệt độ môi trường, nhiệt độ nước làm mát, thông số chế độ bảo quản hàng hóa, thời gian bảo quản, khối lượng chủng loại thực phẩm …vv Xác định số lượng, kích thước kho lạnh Chọn vật liệu, phương pháp lắp ráp, kết cấu cách nhiệt Xác định nhu cầu làm lạnh Tạo sơ đồ nguyên lý hệ thống Tính tốn chu trình lạnh Tính chọn máy nén, động điện lai máy nén Tính chọn bầu ngưng Tính chọn dàn bay Quy trình vận hành hệ thống Một số hư hỏng thường gặp, nguyên nhân, cố xảy hệ thống 1.3.2 Cách thức trình bày Số lượng thực phẩm, hàng hóa cần thiết cho thuyền viên tàu, số lượng thành viên, phương pháp đặthàng hóa, thực phẩm xác địnhkích thước, vị trílắp đặt kho lạnh Xác định nhu cầu làmlạnh tối thiểu truyền dẫn nhiệt độ từ bên vào, làm lạnh bảo quản thực phẩm, phương pháp bọc cách nhiệt, cho thiết bị, nhiệt lượng cần thiết cho thơng gió buồng với nhau, người vào, nhiệt lượngdo rau hô hấp, lựa chọn loại vật liệu cách nhiệt Lựa chọn công chất làm lạnh tối ưu tiến hành chọn tính nghiệm thiết bị như: máy nén, dàn bay hơi, bình ngưng vv Thơng qua việc chọn lựa sơ kiểm nghiệm lại thông sô xem thỏa mãn u cầu tính tốn cần thiết 1.4 NHỮNG NGUYÊN NHÂN ẢNH HƢỞNG ĐẾN CHẤT LƢỢNG BẢO QUẢN HÀNG HÓA THƢ̣C PHẨM TRONG KHO LẠNH 1.4.1 Các thông số cần quan tâm Nhiệt độ Khi nhiệt độtrong kho lạnh giảmlàm phát triển vi khuẩn phân hủy củanhiều phần tử làm chậm đi, lưu giữ chất lượng, hương vị ngon loại Vitamin cần thiết Tùy loại hàng hóa, thực phẩm cần bảo quản lạnh mà lựa chọn phương pháp làm đông hay làm lạnh khác “Làm lạnh: hạ thấp nhiệt độ thực phẩm chưa đạt tới nhiệt độ đóng băng Làm đông: phương pháp hạ thấp nhiệt độ thực phẩm phần toàn thực phẩm bị đông đặc” Độ ẩm: Khi độ ẩm mức thấp tạo phát triển nhanh vi khuẩn chậm làm héo, khô thực phẩmnghĩa giảm khối lượng làm dạng thực phẩm không tươi Khi độ ẩm mức cao làm tăng phát triển vi khuẩn, nấm mốc làm việc tạo thành mốc bao quanh bề mặt hàng hóa, thực phẩm gia tăng Thơng gió: Với số loại hàng hóa rau,hoa tươi mà chất lại kho sảnsinh lượng CO2vậy phải bố trí quạt gió để đẩycác chất khí có mùi hôi chất độc Đồng thời giúp việc phân bố đềuđộ ẩm nhiệt độ kho 1.4.2 Yếu tố gây ảnh hưởng đếnquy trình thiết kế Vùng hoạt động tàu: nhiệt độ nước biển, độ ẩm khơng khí …vv Vận tốc thiết kế tàu Số lượng thuyền viên Ảnh hưởng từ kích thứơc, vị trí việc bố trí kho lạnh Thời gian hành hảitrên biển CHƢƠNG TÍNH KHỐI LƢỢNG THỰC PHẨM VÀ ĐỊNH RA KÍCH THƢỚC KHO LẠNH 2.1 LƢỢNG HÀNG HĨA, THỰC PHẨM CẦN THIẾT 2.1.1 Thời gian hành trình, yêu cầu bảo quản hàng hóa, thực phẩ m: Thời gian hoạt động đại dương:tht = 45 ngày; tđb =  6, chọn: tđb = ngày; Thời gian đậu bến, cảng làm hàng: Thời gian kể đến thời tiết cố: tps = ngày; Tổng thời gian bảo quảnhàng hóa: t = tht + tđb+ tps Vậy ta có t = 58 ngày 2.1.2 Lượng thực phẩm cần bảo quản: “Lượng thực phẩm cần bảo quản xác định theo công thức: M = K n.m.t , kg K: hệ số dự trữtính đến phát sinh thực tế; K = (1,2  2); n: số lượng thuyền viên theo yêu cầu; n = 25 (người); m: lượng thực phẩm cung cấp người ngày.(kg/người.ngày); t: thời gian chuyến (số ngày).” Bảng 2.1 Khối lượng cần bảo quản thực phẩm Thực phẩm K n m t M Thịt 2,0 25 0,5 58 1450 Cá 1,2 25 0,25 58 435 Trứng 1,5 25 0,05 58 109 Sữa 2,0 25 0,25 58 725 Rau xanh 2,0 25 0,3 58 870 Hoa 1,5 25 0,2 58 435 Bia 1,2 25 0,13 58 218 Gạo 1,2 25 58 1740 1,0 2.2 CHỌN CHẾ ĐỘ BẢO QUẢN “Chế độ bảo quản số loại thực phẩm theo Bảng 1.1, 1.2, 1.3 - [2] phụ lục - [1] có bảng 2.2, 2.3, 2.4, 2.5” “Bảng 2.2 Chế độ bảo quản rau tươi Tên thực phẩm Giới hạn nhiệt độ 0C Độ ẩm tƣơng đối (%) Chế độ thơng gió Thời gian bảo quản Bưởi 05 85 Mở  tháng Cam 13 85 Mở  tháng Chanh 12 85 Mở  tháng Chuối chín 14  16 85 Mở  10 ngày Chuối xanh 214 85 Mở 10 tuần Dứa chín 47 85 Mở 4 tuần Dứa xanh 10 85 Mở 6 tháng Đào 01 85  90 Mở 6 tháng Táo 03 90  95 Mở  10 tháng Cà chua chín 02 85  90 Mở  tuần Cà chua xanh  15 85  90 Mở  tuần 01 90  95 Mở  tháng -18 90 Đóng 12 18 tháng -18 90 Đóng tháng -29 90 Đóng năm Đậu tươi 90 Mở  tuần Hành 04 75 Khoai tây  10 85  90 Nấm tươi 02 Mở  tuần  tuần Mở 9 tháng 85  95 Mở Cà rốt Dưa chuột Cải bắp, súp lơ -2  -18 Su su -18 0,5  tháng 10  12 tháng  tuần” Quả bơ 4 11 85 Mở 10 ngày Xoài 85  90 Mở  tuần Đu đủ  10 80 85 Mở tuần Mít chín 90 Mở tuần Khoai lang 1216 85 Mở  tuần Thanh long 12 90 Mở tuần Măng cụt 12 85 Mở  tuần “Bảng 2.3 Chế độ bảo quản hộp rau quả.” “Tên thực phẩm Nhiệt độ Bao bì (0C) Độ ẩm khơng khí (%) Thời gian bảo quản Compot Hộp sắt 05 65  75 tháng Đồ hộp rau Hộp sắt 05 65  75 tháng  10 65  75  10 65  75 tháng Thùng gỗ lớn 01 90  95 10 tháng Nấm ướp muối Thùng gỗ lớn 01 90  95 tháng Quả sấy, nấm sấy Hòm, gói 06 65  75 12 tháng Rau sấy Hòm, thùng trồng -0  65  75 10 tháng Lạc vỏ Gói giấy -1 75  85 10 tháng Mứt Gói giấy 02 80 85  tháng” Nước rau - Tiệt trùng Chai đóng hòm - Thanh trùng Rau ngâm muối, ngâm muối tháng “Bảng 2.4 Chế độ bảo quản sản phẩm động vật.” “Tên thực phẩm Thịt lợn tươi ướp đơng Thịt đóng hộp kín Giới hạn nhiệt Độ ẩm tƣơng Chế độ Thời gian độ (0C) đối (%) thơng gió bảo quản -23  -18 80  85 Đóng 12  18 tháng 02 75  80 Đóng 12  18 tháng -1 100 Đóng  12 tháng 24 50 Đóng  12 tháng Cá tươi ướp đá từ 50  100% lượng cá Cá khô ( W = 14  17% ) Cá thu muối, sấy 24 75  80 Mở 12 tháng Lươn sống 23 85  100 Mở Vài tháng Sò huyết -1  11 85  100 Mở 12 tháng Tôm sống 23 85  100 Mở Vài ngày Tơm nấu chín 23 Mở Vài ngày Bơ muối ngắn ngày 12  15 75  80 Mở 38 tuần Bơ muối lâu ngày -1  75  80 Mở 12 tuần Bơ muối lâu ngày -20  -18 75  80 Mở 36 tuần Pho mát cứng 1,5  Mở  12 tháng Pho mát nhão  15 80  85 Mở Vài ngày Sữa bột đóng hộp 75  80 Đóng  tháng Sữa đặc có đường  10 75  80 Đóng tháng Sữa tươi 02 75  80 Đóng ngày” 70 “ Bảng 2.5 Chế độ bảo quản hàng đông lạnh tàu thuỷ” “Tên thực phẩm Tiêu Giới hạn Độ ẩm Hệ số tuần Hệ số chuẩn nhiệt độ tƣơng đối hồn khơng thơng gió chất hàng (0C) (,%) khí (l/h) (n,1/ 24h) Thịt làm lạnh 3,3  3,7 -3 1 70  90  10 4 Thịt làm đông 2,3  2, -19  -18 70  95 46 12 Cá làm đông ép 1,8  2,2 -25  -18 70  100 46 12 3,0  3,5 -25  -18 70  100 46 12 hộp đựng giỏ Cá hộp 1,8  2,0 Trứng (trong hộp) 3,0  3,5 -1  70  80 68 4 Bơ 2,0  2,4 -18  -12 85  90 24 12 2,2  2,4 -3  70  95 35 Rau 3,5  4,0 06 70  90 10  40 24 Quả 2,2  2,8 14 70  85 30  40 24 Chuối 58 11 12 85  90 50  60  5” Thịt xơng khói, dăm bơng 15 70  95 12 “Theo 1 rau, hoa quả, chuối, trứng… bảo quản đông nhiệt độ từ: (0  6)0C Khi nhiệt độ lạnh làm giảm chất lượng rau dẫn đến không sử dụng Các sản phẩm động vật chết bảo quản nhiệt độ thấp quy định Nhiệt độ thấp thời gian bảo quản dài mà không làm giảm chất lượng sản phẩm Theo 1 thịt lợn, bò, gia cầm, cá, bơ… thường bảo quản đông nhiệt độ từ: (-12 -23)0C.” “Dựa vào chế độ bảo quản thực phẩm để kết cấu buồng lạnh đơn giản, ta chia thành ba buồng lạnh với chế độ bảo quản sau:” “Ta chia kho lạnh thành buồng bảo quản buồng đệm với chế độ bảo quản:” 10 t: độ dày lớp tuyết: chọn: t = mm = 3.10-3 m t : hệ số dẫn nhiệt lớp tuyết: chọn: t = 0,4 W/m.K Rt = 7,5.10-3m2.K/W Rr: nhiệt trở lớp rỉ “Theo (bảng7-6 [1]) ta có: Rr = (0,08÷0,17).10-3, Chọn Rr = 0,1.10-3m2.K/W” Vậy  k  0,06   7,3 0,242    = 3,526 W/m K 7   7,5.10 3  0,1.10 3  1 17,72.0,85 5.3.10 Hệ số trao đổi nhiệt từ bề mặt ống đến công chất sôi “Theo cơng thức [1]ta có: t  A.qF0,6 (a  a )0,2 dt0,2 , W/m2.K” dt: Đường kính ống, dt = 0,031 (mm) “A: Hệ số thực nghiệm Tra (bảng 7.9 [1]) nhiệt độ -270C, Ta có AR22 = 4,119 a  a  Ga  4.Ga ” 3600.z. dt2 Qryc  q1 Qryc i5  i  2178  15,073kg/h 394,1 - 249,6 z: Số cửa dẫn công chất vào ống dàn bay hơi, chọn z = n1 = 12 ống  a  a  4.15,073 = 0,408 3600.12.3,14.0,0332 “ qF : Dòng nhiệt đơn vị qua bề mặt làm lạnh làm lạnh khơng khí Theo cơng thức (7.68 [1]) ta có: qF   K (tk  tT ) , W/m2” tk: Nhiệt độ trung bình khơng khí qua làm lạnh,tk = (-20) 0C tT: Nhiệt độ trung bình mặt ngồi ống, ta chọn sơ tT = (-19) 0C qF   K (tk  tT ) = 3,526.(-19-(-20)) = 3,526 W/m2  t = 4,119.3,5260,6.(0,408)0,2.0,031-0,2 = 14,5 W/m2.K 5.3.11 Tổng nhiệt trở i R   i  0 d ,m K/W  0 d 53 o: chiều dày ống, o = mm; o: hệ số dẫn nhiệt ống là, o = 350 W/m.K; d: chiều dày màng dầu thành ống, d = 0,05  0,08 mm, chọn d = 0,07 mm; d: hệ số dẫn nhiệt lớp màng dầu bám thành ống, d = 0,14 W/m.K 2.10 3 7.10 5  R  350  0,14  5,057.10 4 , m2.K/W 5.3.12 Kiểm tra nhiệt độ trung bình mặt ngồi ống “Theo cơng thức (7.70 - [1]) ta có: t T'  tk   ts ( C) 1  tT’: Nhiệt độ trung bình mặt ngồi ống tính lại tT: Nhiệt độ trung bình mặt ngồi ống chọn sơ bộ, tT = (-19) 0C ts: Nhiệt độ sôi công chất, ts = (-27) 0C  : Tỷ số nhiệt trở từ phía khơng khí mơi chất làm lạnh.”  tT'  k Rt   R  1 3,526  7,5.10  5,057.10 -3 t 4  14,5  3,684 t k   t s  20  3,684.(27)   20,5 ( C) 1   3,684 | tT’- tT |= | -20,52 – (-19)| = 1,52 < ( 0C) Vậy điều kiện nhiệt độ trung bình mặt ngồi ống đạt u cầu 5.2.13 Hệ số truyền nhiệt tính cho diện tích bề mặt phẳng ngồi ống k Theo cơng thức (7.49 – [1]) ta có: k 1 k  R  t  1  5,057.10 4  3,526 14,5  2,832 (W/m2.K) 5.3.14 Nhiệt tải dàn bay DD – 1.3/7ở chế độ công tác Nhiệt tải làm lạnh chế độ công tác Q0TB = k.F  = 2,822 277,332 = 5498,27 = 5498,27 (W) >2178 (W) Vậy dàn DD – 1.3/7đạt yêu cầu tải nhiệt 54 5.3.15 Kiểm nghiệm lưu lượng khơng khí qua dàn DD – 1.3/7 “Theo cơng thức (7.35- [1])ta có: Vk = Qryc  (i1  i2 ) (m3/h)  : Khối lượng riêng không khí tra theo nhiệt độ trung bình tk: (kg/ m ) tk = -200C,  = 1,3921 (kg/ m3) i1; i2 :lần lượt entanpi khơng khí tương ứng với nhiệt độ tk1; tk2 tk1; tk2:lần lượt nhiệt độ khơng khí vào khỏi dàn bay d1; d2: độ chứa khơng khí tương ứng với tk1; tk2” tk1 = (-18) 0C d = 0,368.10-3 kg/kg.kkk i1= 18,34kJ/kg tk2 = (-22) 0C d = 0,237.10-3kg/kg.kkk i2 = 13,12 kJ/kg Vk = Qr 2178 = =300,31 m3/h = 0,083 m3/s < VTB = 0,667  (i1  i2 ) 1,3921(18,34  13,12) m3/s Vậy thông số nhiệt độ, độ ẩm chọn thỏa mãn 5.4 TÍNH TỐN LỰA CHỌN DÀN BAY HƠI CHO BUỒNG ĐỆM 5.4.1.Các thông số ban đầu t03 = 0C Nhiệt độ yêu cầu buồng đệm: Độ ẩm khơng khí lựa chọn:  = 90 % Nhiệt độ công chất sôi ống: ts3 = (-27) 0C Nhiệt độ khơng khí vào dàn bay hơi: Chọn tk1 = 100C ;  = 90 % Nhiệt độ khơng khí khỏi dàn bay hơi: Chọn tk2 = 0C ;  = 90 % Nhiệt độ trung bình thành ống: tw = 0,5.( tk1 + tk2) = 8,50C 5.4.2 Hiệu nhiệt độ logarit trung bình “ Theo(7.3)- [1)] có: tb  tk  tk = 35,470C” tk  t s ln tk  t s 5.4.3 Xác định sơ thiết bị làm lạnh không khí (kiểu dàn ống) Lựa chọn dàn quạt Frêon cỡ nhỏ Chọn hệ số truyền nhiệt từ khơng khí đến bề mặt thành ống “Với dàn lạnh ống phẳng bay trực tiếp, theo phụ lục(7-[1]) có: k = (713) W/m2.0C, chọn k = 10 W/m2.0C” 55 Diện tích trao đổi nhiệt: F= Qd 313,2  = k  tb 10.35,47 0,883m2 Vậy ta chọn kích thước dàn ống: Đường kính ống :d = 60 (mm) = 0,06 (m) Chiều dài: l = 13000 (mm) = 13 (m) Có diện tích trao đổi nhiệt là: F  0,4. d l  0,4.3,14.0,06.13 = 0,98m2 5.4.4 Kiểm nghiệm lƣu lƣợng khơng khí qua dàn ống “Theo (7.35-[1]) có: Vk = Qd (m3/h) ”  (i1  i2 )  : Khối lượng riêng khơng khí, kg/ m tra theo nhiệt độ trung bình tw tw = 8,5 0C   = 1,6216kg/ m i1,i2: Entanpi không khí vào khỏi thiết bị tk1 = 100C  = 90 % i1 = 23,67 (kJ/kg) tk2 = 70C  = 90 % i2 = 21,15 (kJ/kg) Vk = 313,2 = 76,66 (m3/h) = 0,0213(m3/s) 1,6216.(23,67  21,15) Vk< VTB = 0,5(m3/s) Vậy thông số nhiệt độ, độ ẩm ban đầu chọn hợp lý 56 CHƢƠNG TÍNH CHỌN BẦU NGƢNG 6.1 VAI TRỊ BẦU NGƢNG TÀU THỦY Bầu ngưng thiết bị dùng để thực quy trình ngưng tụ cơng chất q nhiệt sau máy nén từ thể thành thể lỏng dotruyền nhiệt cho nước làm mát Quá trình làm việc bình ngưng ảnh hưởng đến nhiệt độ, áp suất ngưng tụ Theo chương chọn tổ hợp máy nén bầu ngưng Vậy ta tính nghiệm lại bầu ngưng 02 bầu ngưng UWC-202 có thơng số kỹ thuật bầu ngưng sau: Đặc điểm: Kiểu ống vỏ nằm ngang sử dụng nước làm mát Vật liệu ống hợp kim đồng Đường kính ngồi ống: dn = 18 mm; Đường kính ống: dt = 14 mm;  = mm; Chiều dài ống: l = 1400 mm; Số lượng ống: n = 20 ống; Độ dày ống: Lần lưu thông nước qua bình ngưng: z = 6; Số ống lần tuần hồn: n1 = ống; Đường kính bầu ngưng: 230 mm; Chiều dài bầu ngưng: 1610 mm Nhiệt độ nước làm mát vào thiết bị :tw1 = 380C : tw2 = 410C Độ chênh nhiệt độ nước vào khỏi thiết bị: tw = 30C Độ chênh nhiệt độ với hệ thống làm lạnh khác tàu : tk = 50C Nhiệt độ ngưng tụ (tk): tk = twl + tk tk = 43 0C 6.2 PHỤ TẢI BẦU NGƢNG “Sản lượng bầu ngưng Qk, xác định theo công thức (7.3 [1]) sau: Qk = Qo +Ni , (kW) Qk: nhiệt tải bầu ngưng (kW) Q0: sản lượng lạnh hệ thống có tính đến dự trữ an tồn Vì chọn 02 bầu ngưng nên Q0 xác định:” 57 Q0 = Q yc 6,8 = = 3,4 (kW) 2 Ni: công suất chỉ thị máy nén, Ni = 4,36 (kW) Qk = 3,4 + 4,36 = 7,76 (kW) 6.3 TÍNH NGHIỆM BẦU NGƢNG 6.3.1 Hiệu nhiệt độ lơgarit trung bình: “Theo cơng thức (7.5 - [1]) ta có: ”  tb  t w  t w1 41  38 = = 3,27 (0C) t k  t w1 43  38 ln ln t k  t w2 43  41 6.3.2 Diện tích trao đổi nhiệt thiết bị F = .l.dn.n n: số ống bầu ngưng, n = 20ống ; l: chiều dài ống, l = 1400 mm = 1,4 m; dn: đường kính ống, dn = 0,018 m F = 20.1,4.0,018. = 1,58m2 6.3.3 Lưu lượng nước làm mát vào bầu ngưng V= Qk ,(m3/h) C. tw Qk = 7,76(kW) = 27936(kJ/h) “Nhiệt dung riêng nước C = (4,184,2) kJ/kg.độ, Chọn: C = (kJ/kg.độ) Khối lượng riêng nước:  = 1000 (kg/m3) Độ chênh nhiệt độ nước vào khỏi bầu ngưng: tw = 30C” V 27936 =2,306 (m3/h) 4.1000.3 6.3.4 Tốc độ chuyển động nước ống “  : Nước làm mát ống bầu ngưng có tốc độ Theo cơng thức (7.8- [1])  4.V , m/s”  d n1.3600 n1: số ống lần lưu thông, n1 =  4.V 4.2,306 = = 0,693m/s  dt n1.3600 3,14.0,014 2.6.3600 58 6.3.5 Hệ số truyền nhiệt bầu ngưng “Theo cơng thức (7.1 - [1]) ta có: k  1 a  i  i  w ,W/(m2 K) w: Hệ số tỏa nhiệt từ thành ống đến nước làm mát,W/(m2 K) a : Hệ số toả nhiệt từ công chất làm lạnh đến bề mặt thành ống, W/(m2 K)  i i : Tổng nhiệt trở lớp thành ống, W/(m2 K) ” “Theo công thức (7.9 - [1]) ta có: w = Ψ.Bw.0,8 dt-0,2,W/(m2 K) ” Nhiệt độ trung bình nước tuần hồn bầu ngưng twtb = 0,5.( tw1+ tw2) = 0,5.(38 + 41) = 39,50C Bw: hệ số phụ thuộc vào tính chất vật lý nước,vớitwtb =39,50C “Theo bảng (7.3 - [1]) tra Bw= 2237,1” “Ψ: Hệ số hiệu chỉnh tra theo Re bảng 7.4 - [1] Theo tiêu chuẩn Reynold tính theo cơng thức [2] có:” Re = .d t 0,693 0,014 = = 142,676 0,68.10    độ nhớt động học nước 39,50C ;  = 0,68.106 m2/s Với Re = 142,676 tra bảng (7.4 [1]) kết hợp nội suy ta Ψ= 2,468 w = Ψ.Bw.0,8.dt-0,2 = 2,468.2237,1.0,6930,8.0,014-0,2 = 9669,22W/(m2 K)  ( g. )2 r.  “Theo công thức [2] ta có:  a  0, 725    .(tk  tct )d n  0,25 g: gia tốc trọng trường, g = 9,81m/s2; Nhiệt độ ngưng tụ công chất: tk = 430C Tra theo phần mềm coolpack có thơng số vật lý sau: Nhiệt ẩm hố cơng chất nhiệt độ tk: r = 167,35 (kJ/kg) : khối lượng riêng chất lỏng ngưng :  = 1125,7 (kg/m3) : hệ số dẫn nhiệt công chất :  = 0,0811(W/m.K) : độ nhớt động lực học công chất làm lạnh :  =1,931.10-4 (Pa.s) 59 Đường kính ngồi ống: dn = 0,018 (m) : hệ số kể tới ảnh hưởng số lớp ống theo đường công chất lạnh  = n-0,25 bầu ngưng n: số lớp ống bầu ngưng theo hướng chuyển động công chất lạnh n =  = 6-0,25 = 0,639 Nhiệt độ trung bình thành ống: xác định theo phương pháp dần Chọn lấy: tct = 41,850C”  (9,81.1125,7) 167,35.0,08113   = 7009,47 (W/m K) 4  1,931.10 (43  41,85).0,018  Vậy:  a = 0,725.0,639. Tổng nhiệt trở lớp thành ống  i i “Gồm có nhiệt trở lớp dầu, lớp rỉ, lớp cặn… tính theo cơng thức:  i i  c o d   c o  d Theo [2]ta có : d: chiều dày lớp màng dầu bám thành ống, d = 0,05  0,08 mm Chọn d = 0,06mm; d: hệ số dẫn nhiệt lớp màng dầu bôi trơn, d = 0,15 W/m.độ; c: chiều dày lớp cáu, c = 0,4 mm; c: hệ số dẫn nhiệt lớp cặn bùn, c = 1,8w/m.K; o: chiều dày thành ống, o = mm; o: hệ số dẫn nhiệt ống, o = 340 w/m.K”;   i 0,06 0,4    = 0,628 m2.K/W i 0,15 1,8 340 Hệ số truyền nhiệt k:   i  a i  w k= 1 = 1  0,628  7009,47 9669,22 60 = 1591,732 W/(m2.K) 6.3.6 Kiểm nghiệm nhiệt độ trung bình thành ống nhiệt tải bầu ngưng Nhiệt tải bầu ngưng làQk = 7,76 (kW) Nhiệt tải bầu ngưng: Qkbn = k.F. tb =1591,732.1,583 3,27 = 8241,34(W) Vậy: Qkbn > Qk Nhiệt độ trung bình thành ống: “Theo cơng thức (7.12 -[1])có:” tct’= tk - Qkbn 8241,34 = 43 = 42,361( 0C) F  a 1,583.7009,47 Kiểm tra |tct’- tct |= |42,361 – 41,85| = 0,511