Đang tải... (xem toàn văn)
Tính toán thiết kế hệ thống máy làm nước đá cây công suất 500 cây ngày (mỗi cây 50kg)
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA THỦY SẢN ĐỒ ÁN HỌC PHẦN MÁY VÀ THIẾT BỊ THỦY SẢN ĐỀ TÀI: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG MÁY LÀM NƯỚC ĐÁ CÂY VỚI CÔNG SUẤT 500 CÂY/NGÀY (MỖI CÂY 50KG) Giáo viên hướng dẫn: THI THANH TRUNG Tp.HCM, tháng năm 2018 Đồ án học phần: Máy thiết bị thủy sản LỜI NÓI ĐẦU Trong điều kiện tồn cầu hóa đời sống kinh tế giới hướng tới kỷ XXI, không quốc gia phát triển kinh tế mà khơng tham gia vào q trình hội nhập quốc tế khu vực Điều khơng loại trừ Việt Nam đặc biệt nghiệp cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước Nghị đại hội Đảng cộng sản Việt Nam lần thứ VIII, IX tiếp tục khẳng định đường lối đổi mở cửa kinh tế, thực chiến lược cơng nghiệp hóa đại hóa hướng mạnh vào xuất Để tăng xuất thời gian tới, Việt Nam chủ trương kết hợp xuất mặt hàng mà đất nước có lợi tương đối (những mặt hàng xuất truyền thống: hàng nông lâm thủy sản, khoáng sản, nhiên liệu hàng dệt may ) số hàng có hàm lượng kỹ thuật cơng nghệ cao bao gồm ô tô, xe máy, hàng điện tử dịch vụ phần mềm… Hàng thủy sản mặt hàng xuất truyền thống Việt Nam Kinh ngạch xuất mặt hàng năm 1996 đạt 670 triệu USD, đến năm 1997 tăng lên 776 triệu USD Đặc biệt năm 2000 xuất thủy sản Việt Nam có bước nhảy vọt, vượt qua ngưỡng tỷ USD, đạt mức 1,479 tỷ USD năm 2002 đạt mức 2,023 tỷ USD chiếm 10% tổng kinh ngạch xuất Việt Nam Theo tổng cục thống kê, thủy sản mặt hàng có kinh ngạch xuất lớn thứ sau dầu thô dệt may Theo dự kiến thời gian tới, có thay đổi mặt hàng xuất yếu Việt Nam, thủy sản mặt hàng xuất lớn đất nước Điều khẳng định ngành thủy sản giữ vai trò quan trọng cấu tổng sản phẩm quốc nội Việt Nam Ngồi ra, ngành thủy sản góp phần quan trọng việc giải công ăn việc làm cho hàng triệu ngư dân, đảm bảo an ninh xã hội cho đất nước góp phần thỏa mãn nhu cầu thực phẩm ngày tăng thị trường nội địa Cũng giống quốc gia nào, ngành thủy sản ngành kinh tế “nhạy cảm” nên vai trò quản lý nhà nước thiếu Một điều quan trọng hết làm để phát triển thuận lợi toàn diện để thu lại nguồn lợi nhuận cao việc đạt nhu cầu trang thiết bị máy móc tiên tiến thay cho máy móc thiết bị thủ cơng tốn nhiều nguồn lao động đặt việc đầu tư thiết kế máy móc hổ trợ nâng cao suất, sử dụng nguồn lao động tốt quan trọng Nhận biết điều này, chúng em chọn nghiên cứu đề tài:” Tính tốn, thiết kế hệ thống máy làm nước đá công suất 500cây/ngày (mỗi 50kg)”.Nhằm giúp cho sinh viên hiểu rõ nguyên tắc hoạt động cấu tạo hệ thống máy làm nước đá với tầm quan trọng việc bảo quản thủy sản Tuy nhiên, trình độ tài liệu tham khảo hạn chế nên việc thiếu sót khơng thể tránh khỏi Chúng em mong muốn nhận góp ý, bảo thầy để viết hoàn thiện Đồ án học phần: Máy thiết bị thủy sản MỤC LỤC Đồ án học phần: Máy thiết bị thủy sản DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG Đồ án học phần: Máy thiết bị thủy sản PHẦN 1: TỔNG QUAN 1.1 Tình hình thủy sản Việt Nam 1.1.1 Sản xuất thủy sản Việt Nam Với bờ biển dài 3200km, diện tích mặt biển rộng khí hậu nhiệt đới gió mùa nên vùng biển nước ta có nhiều lồi hải sản quý có giá trị kinh tế cao như: cá, tơm, mực ngồi ra, đất liền có diện tích ao hồ rộng lớn, hệ thống sơng ngòi chằng chịt, thuận lợi cho việc phát triển ngành ni trồng thủy sản Do nguồn ngun liệu thủy sản nước ta dồi Theo thống kê Tổng cục Hải quan Việt Nam, ước tính năm 2017, ngành thủy sản Việt Nam đạt kim ngạch xuất 8,4 tỷ USD, tăng 15% so với năm 2016 Trong đó, sản lượng thủy sản ni trồng tháng ước tính đạt 2.676,1 nghìn tấn, tăng 4,2% so với kỳ năm trước, cá đạt 1.909,1 nghìn tấn, tăng 2,8%; tơm đạt 480,8 nghìn tấn, tăng 9,7% Nuôi trồng thủy sản gặp thuận lợi thời tiết giá Giá cá tra mức tương đối cao, xuất cá tra tăng so với kỳ năm trước Diện tích ni cá tra tháng ước tính đạt 12,3 nghìn ha, tăng 1,1% so với kỳ năm trước; sản lượng cá tra ước tính đạt 871 nghìn tấn, tăng 2,4%, Bến Tre đạt 133,6 nghìn tấn, tăng 3%; Tiền Giang 27,2 nghìn tấn, tăng 2,7% Ni tơm đạt phận người nuôi chuyển từ thâm canh, bán thâm canh sang nuôi siêu thâm canh, tơm thẻ chân trắng Diện tích ni tơm sú tháng ước tính đạt 596,5 nghìn ha, tăng 3,6% so với kỳ năm trước; diện tích ni tơm thẻ chân trắng đạt gần 96 nghìn ha, tăng 15,5% Sản lượng tơm thẻ chân trắng tháng ước tính đạt 263,9 nghìn tấn, tăng 13,4% so với kỳ năm trước; sản lượng tơm sú ước tính đạt 187,3 nghìn tấn, tăng 4,2% Bên cạnh đó, sản lượng thủy sản khai thác tháng nước ước tính đạt 2.449,8 nghìn tấn, tăng 4,8% so với kỳ năm trước, cá đạt 1.790,5 nghìn tấn, tăng 5,4%; tơm đạt 122,2 nghìn tấn, tăng 2,1% Sản lượng thủy sản khai thác biển tháng đạt 2.304,1 nghìn tấn, tăng 5%, cá đạt 1.689,7 nghìn tấn, tăng 5,5%; tơm đạt 112,4 nghìn tấn, tăng 2,7% Sản lượng cá ngừ đại dương ước tính đạt 17 nghìn tấn, tăng 13,6% so với tháng năm 2016, Bình Định đạt gần nghìn tấn, tăng 20,9%; Phú Yên đạt 3,5 nghìn tấn, tăng 7% Đồ án học phần: Máy thiết bị thủy sản Bảng 1.1:Sản lượng thủy sản Việt Nam năm 2012 Kết sản xuất thủy sản năm 2017 Đơn vị tính: Sản lượng (1.000 tấn), Diện tích: (1.000 ha), Số lượng tàu thuyền (1.000 chiếc), Số lượng người (1.000 người), Giá trị kim ngạch (triệu USD), GTSX (tỷ đồng) Kế Ước So sánh (%) Thực hoạch thực STT Chỉ tiêu năm Với Với năm 2016 2017 2017 KH 2016 Giá trị sản xuất 200.90 212.98 I 105% 106,0 Thủy sản khai thác 78.630 83.482 106,2 Thủy sản nuôi trồng 122.27 129.50 105,9 II Tổng sản lượng 7.000 6.895 7.279 104,0 105,6 Sản lượng khai thác 3.300 3.237 3.421 103,7 105,7 SL khai thác hải sản 3.047 3.221 105,7 SL khai thác nội địa 190 200 105,3 Sản lượng nuôi 3.700 3.658 3.858 104,3 105,5 Tôm nước lợ 675 657,2 683,4 101,2 104,0 - Tôm sú 265 263,8 256,4 96,8 97,2 - Tôm CT 410 393,4 427,0 104,1 108,5 Cá tra 1200 1.187 1.250 104,2 105,3 III Diện tích ni 1.071 1.103 103.1 Tơm nước lợ 700 694,6 721,1 103,0 103,8 - Tôm sú 600 600,4 622,4 103,7 103,7 - Tôm CT 100 94,2 98,7 98,7 104,7 Cá tra 5,00 5,05 5,227 104,5 103,5 IV Số lượng tàu cá 109,9 109,6 99,7 Số lượng tổ/đội SX biển 3.500 4.400 125,7 V Số lượng tàu tham gia Số lượng người tham gia Kim ngạch xuất Tôm loại 10 100 7.162 3.151 7.100 12 120 8.399 3.863 120,0 120 117,3 122,6 Đồ án học phần: Máy thiết bị thủy sản - Tôm chân trắng - Tôm sú Cá tra Cá ngừ Cá loại khác Mực bạch tuộc Thủy sản khác 1.958 931 1.715 508 1.139 439 209 2.535 129,5 880 94,6 1.785 104,1 597 117,1 1.328 116,7 620 141,3 206 98,6 Nguồn: Tổng cục Thủy sản Hình 1.1: Đánh bắt cá ngư dân Sản lượng thủy sản Việt Nam trì tăng trưởng liên tục 22 năm qua với mức tăng bình quân 9,07%/năm Với chủ trương thúc đẩy phát triển phủ, hoạt động Với chủ trương thúc đẩy phát triển phủ, hoạt động ni trồng thủy sản có bước phát triển mạnh, sản lượng liên tục tăng cao năm qua, bình quân đạt 12,77%/năm, đóng góp đáng kể vào tăng trưởng tổng sản lượng thủy sản nước Đồ án học phần: Máy thiết bị thủy sản Hình 1.2: Sản lượng thủy sản Việt Nam qua năm (nghìn tấn) Trong đó, trước cạn kiệt dần nguồn thủy sản tự nhiên trình độ hoạt động khai thác đánh bắt chưa cải thiện, sản lượng thủy sản từ hoạt động khai thác tăng thấp năm qua, với mức tăng bình quân 6,42%/năm 1.1.2 Chuỗi giá trị liên kết chủ thể ngành thủy sản Khả khép kín quy trình sản xuất có vai trò quan trọng doanh nghiệp thủy sản Doanh nghiệp có hoạt động sản xuất khép kín khả tự chủ nguồn nguyên liệu hiệu kinh doanh cao Ngược lại, doanh nghiệp khép kín phải phụ thuộc vào bên ngồi nhiều hơn, dễ dẫn đến bị động sản xuất, giảm hiệu kinh doanh Với nhu cầu phát triển đòi hỏi chất lượng ngày cao, hoạt động ngành thủy sản cần có tham gia số tổ chức tài quan kiểm định chất lượng thủy sản, điều làm mối quan hệ chủ thể ngành ngày chặt chẽ Đồ án học phần: Máy thiết bị thủy sản Hình 1.3: Chuỗi giá trị ngành ni trồng thủy sản Hình 1.4 : Mối liên kết dọc theo chủ thể ngành thủy sản 1.1.3 Các vùng hoạt động thủy sản mạnh nước Hoạt động sản xuất, xuất thủy sản Việt Nam nằm rải rác dọc đất nước với đa dạng chủng loại thủy sản, phân thành vùng xuất lớn: 10 Đồ án học phần: Máy thiết bị thủy sản Hình 2.3: Đồ thị biểu diễn biến đổi nhiệt độ dòng qua thiết bị ngưng tụ - Có: • • • Nhiệt độ nước vào: tw1 = 33oC Nhiệt độ nước ra: tw2 = 36oC Nhiệt độ ngưng tụ: tk = 41oC ∆t tb = ∆t − ∆t1 = 6,383o C ∆t ln ∆t1 ⇒ Hiệu nhiệt độ trung bình: - Nhiệt độ trung bình nước: twtb = 34,5oC - Các thông số nước nhiệt độ trung bình: + Khối lượng riêng : ρ = 994 Kg/m3 + Hệ số dẫn nhiệt: λ = 0,626 W/m.độ -6 + Độ nhớt động học: ν = 7,35 x 10 m2/s + Nhiệt dung riêng: Cpn = 4,19 KJ/Kg.độ + Độ nhớt động lực học: µ = 7,306 x 10-4 Pa.s + Chuẩn số: Pr = 4,865 - Lấy tiêu hao nước cho m ống : ml = 0,2 Kg/s.m µ ml δ = 1.94.3 = 0,000479 m g ρ - Chiều dày màng nước chảy ống: ω= ml = 0,4198 m / s d = 4.δ = 0,001917 ρ δ m - Tốc độ trung bình màng nước ống : Re = ω.d = 1095,005 ν ⇒ Chuẩn số : 32 - Kích thướt hình học: Đồ án học phần: Máy thiết bị thủy sản - Chọn tỷ số số bước ống đường kính ống 1,7 ÷ 2, ta có: ⇒ α2 = Nu = 0,1 Re 0.63 Pr 048 = 17,564 Nu.λ = 5735,756 d Chuẩn số : W / m K - Hệ số tỏa nhiệt phía nước: qn = ∆t δ +∑ i α2 λi - Mật độ dòng nhiệt phía nước: - Trong đó: + Đường kính ống dt = 50 mm + Đường kính ngồi ống dn = 57 mm + Hệ số truyền nhiệt nhiệt vật liệu làm ống (thép) λ = 45,3 W/m.K - Nhiệt trở lớp dầu, vách, bẩn, cặn δ i δ d δ v δ b δ c 0.06 × 10 −3 3., × 10 −3 0.1 × 10 −3 0.6 × 10 −3 ∑ λ = λ + λ + λ + λ = 0.12 + 45,3 + 0.58 + 1.5 = 0.00115 m K / W i d v b c ∆t = t v − t = t v − ( t k − ∆t tb ) = ∆t tb − t k + t v = t v − 34,67 - Ta có phương trình mật độ dòng nhiệt phía ngồi ống qn = 755,0902.( t v − 34,617 ) (1) Qk = mtt qk = 392,61 KW Diện tích bề mặt truyền nhiệt - Phụ tải nhiệt thiết bị ngưng tụ : - Trong : + Năng suất nhiệt riêng: qk = 1392,857 KJ/Kg + Lưu lượng khối lượng thực tế môi chất lạnh: mtt = 0,282 F1 = Qk = 95,197 m qt - Tổng diện tích bề mặt truyền nhiệt phía ống: F d F2 = n = 123,72 m dt - Tổng diện tích bể mặt truyền nhiệt phía ngồi ống: 33 Kg/s Đồ án học phần: Máy thiết bị thủy sản Qkk = F2 σ β (hhb − h1 ) = 283,92 KW -Lượng nhiệt tổn thất mơi trường khơng khí : + - Trong : Entanpi mơi trường khơng khí xung quanh: h1 = 75,24 KJ/Kgkkk (tra giản đồ không khí ẩm 35oC, độ ẩm khơng khí 50%) α σ = kk = 0,0196 Kg / m s C pk + Entanpi khơng khí bão hòa: htb = KJ/Kgkkk(tra giản đồ khơng khí ẩm nhiệt độ trung bình nước) + Hệ số lưu lượng: - Với: + + + Mb ⇒ + 133,76 Hệ số tỏa nhiệt đối lưu phía khơng khí: αkk = 20 W/m2.K Nhiệt dung riêng trung bình khơng khí: Cpk = 1020 W/m2.K Hệ số kể đến tăng bề bay tạo thành tia giọt: β = = F2 σ β ( xtb − x1 ) = 0,107 Kg / s Khối lượng nước bay hơi: - Trong : Độ ẩm khơng khí bão hồ: xtb = 0,036 Kg/Kg (Tra nhiệt độ trung bình nước) + Độ ẩm khơng khí: x1 = 0,014 Kg/Kg (Tra nhiệt độ khơng khí xung quanh) Qbh = M b C pn t = 16,06 KW ⇒ Nhiệt tiêu tốn cho trình bay lượng nước Mb M = Q + M b = 7,49 Kg / s C p ∆t - Tiêu hoa nước tưới thiết bị ngưng tụ: - Trong : + Nhiệt dung riêng nước: Cp = 4,18 KJ/Kg + Nhiệt độ nước : t2 = 36oC + Nhiệt độ nước vào: t1 = 33oC + Lượng nhiệt mà nước nhận chảy qua giàn xối tưới: Q = Qk − Qkk − Qbh = 92,63 KW ⇒ Tỷ số lượng nước bổ sung lượng nước tiêu tốn: ς= M bs ∆t = =1 M t − tW 34 Đồ án học phần: Máy thiết bị thủy sản - Với: + Lượng nước bổ sung: Mbs = 7,49 Kg/s M t = M bs − M b = 7,39 Kg / s + Lượng nước thải: - Các kích thước thiết bị: L= F2 = 690,89 m π d n • Số cụm ống: n = cụm • Tổng chiều dài tất cụm: L L1 = = 76,765 m n • Tổng chiều dài ống cụm: • Chiều dài ống thẳng: l = 2,5 m L N ong = = 30,71 l • Tổng số ống cụm: Chọn Nống = 31 ống Bước ống đơn nguyên s = 1,7 x dn = 0,969 m 2.5 Chọn thiết bị bốc (kiểu xương cá) a Dòng nhiệt phía ngồi giàn lạnh Hình 2.4: Đồ thị biểu diễn biến đổi nhiệt độ dòng Khi qua thiết bị bốc - Nhiệt độ nước muối vào: tm1 = -9oC - Nhiệt độ nước muối : tm2 = -11oC - Nhiệt độ bốc hơi: to = -15oC ∆ttb = ∆t − ∆t1 = 3,641o C ∆t ln ∆t1 Hiệu nhiệt độ trung bình: - Đường kính ngồi ống: dng = 45 - Đường kính ống: dt = 40,5 o - Góc nghiêng ống: ϕ = 20 - Bước ống ngang: S1 = 0,1 m 35 mm mm Đồ án học phần: Máy thiết bị thủy sản - Bước ống dọc: S2 = 0,2 m - Các thông số nước muối NaCl 23,1% nhiệt độ trung bình -10oC - Khối lượng riêng: ρ = 1175 Kg/m3 - Độ nhớt động lực học: µ = 4,71 x 10-3 Pa.s -6 - Độ nhớt động học: ν = 4,008 x 10 m /s - Hệ số dẫn nhiệt: λ = 0,539 W/m.độ - Nhiệt dung riêng: Cm = 3,01 KJ/Kg.độ ν µ.C m Pr = = = 26,3 a λ Chuẩn số: - Vận tốc dòng nước muối chạy qua thiết bị bốc hơi: ω.d ng Re = = 6735,667 ν V = 0,6 m/s /3/ (trong khoảng 0,4 – 0,7 m/s) - Chuẩn số : ⇒ chế độ chảy độ 0.6 0.36 Nu = 0.3 Re Pr ε z = 192,91 - Chuẩn số: Theo tài liệu N λ α s.ng = u = 2310,604 d ng W / m K - Trong εz = hệ số xét đến ảnh hưởng thứ tự ống - Hệ số cấp nhiệt phía chất tải lạnh q s.ng = ∆t f α s.ng +∑ δi λi - Mật độ dòng nhiệt phía chất tải lạnh - Trong đó: tổng nhiệt trở vách lớp dầu, bẩn, cặn δ i δ d δ v δ b δ c 0.06 ×10 −3 2,25 × 10 −3 0.1×10 −3 0.6 × 10 −3 ∑ λ = λ + λ + λ + λ = 0.12 + 45,3 + 0.58 + 1.5 = 0,00112 m K / W i d v b c - Với: hệ số dẫn nhiệt vật liệu làm ống (thép) λ = 45,3 ∆t f = t f − t v = t o + ∆ttb − t v = −11,359 − t v q n = 634,1406.( − 11,395 − t v ) 36 (1) W/m.K Đồ án học phần: Máy thiết bị thủy sản Phương trình dòng nhiệt phía nước muối b Diện tích bề mặt truyền nhiệt - Năng suất lạnh: Fng = K= Qo = 308,05 KW Qo = 222,68 m qn Qo = 397,946 Fng ∆t tb - Diện tích bề mặt truyền nhiệt: W / m K - Hệ số truyền nhiệt: L= Fng π d ng = 1575,14 m - Tổng chiều dài ống: - Chọn chiều dài ống : N= l = 2,05 m L = 768,36 l Chọn N = 771 ống - Số ống thiết bị: - Số ống lớp: nlop = n= N = 257 n - Tổng số lớp thiết bị: - Số lớp tép: nlớp1 = 32 N tep = lớp nlop nlop1 = 8,03 - Số tép thiết bị: tép Chọn Ntép = tép - Khoảng cách tép: 0,1 m - Chiều dài thiết bị: L = 2.δ + (nlớp1 – ).s2 = 6,6 m - Với khoảng cách đầu: δ = 0,2 m - Bề rộng thiết bị: L1 = 0,1 x = 0,8 m 2.6 Các thiết bị khác 2.6.1 Đường ống u cầu với việc tính tốn lựa chọn đường ống đủ độ bền cần thiết tiết diện ống phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật kinh tế Chọn vật liệu đường ống hệ thống thép Việc kiểm tra bền khơng cần thiết Thường ống chịu áp lực đến 3MPa Ta cần chọn đường kính của: Ống hút máy nén 37 Đồ án học phần: Máy thiết bị thủy sản Ống đẩy máy nén Đường dẫn lỏng máy lạnh Ta tính tốn đường kính ống dẫn theo biểu thức di = ρ 4.m ρ π ω Khối lượng riêng môi chất lạnh di Đường kính ống dẫn m Lưu lượng môi chất hệ thống ω Vận tốc dòng chảy ống Ống đẩy M ρ ω di Ống hút 0,282 1,82 15 114,7 8,3 20 46,5 Kg/m3 mm Kg/s m/s Ống dẫn lỏng 580 0,5 35,2 Chọn đường kính ống dẫn thép theo tiêu chuẩn Nga Đường Đường Khối Đường Chiều dày Tiết diện kính kính lượng 1m kính vách ống ống, danh nghĩa ống Di,mm mm mm2 Dy, mm Da, mm Kg Ông đẩy 50 57 50 3,5 1960 4,62 Ống hút 125 133 125 12300 12,73 Ống dẫn 40 45 40,5 2,25 595 1,65 Màu sơn quy định cho đường ống Ống đẩy: mảu đỏ Ống hút: màu xanh da trời Ống dẫn lỏng: màu vàng Ống dẫn nước muối: màu xám Ống dẫn nước: màu xanh 2.6.2 Bình tách lỏng Nhiệm vụ: tách lỏng khỏi dòng máy nén, đảm bảo máy nén hút không hút lỏng gây va đập thủy lực, dẫn đến hư hỏng máy nén Cấu tạo vị trí: bình tách lỏng bình hình trụ thép, bố trí đường hút máy nén, giàn lạnh máy nén Bình tách lỏng đặt cao giàn bay hơi, bọc cách nhiệt nhằm giảm tổn hoa nhiệt tránh tượng đọng sương Nguyên lý hoạt động: giảm vận tốc đột ngột ( 15m/s xuống 0,5 m/s), giọt dầu lỏng bị tách khỏi dòng Dòng khỏi bình tách lỏng hồn tồn khơ Áp suất tối đa cho phép bình tách lỏng 1,5 MPa, nhiệt độ tù -50 đến o 40 C Chọn: ta chọn bình tách lỏng dựa vào đường kính ống hút máy nén 38 Đồ án học phần: Máy thiết bị thủy sản Kích thướt, mm Bình tách Khối lượng lỏng Kg Dbình Di B H 125 – ℜ 600 125 1080 2100 313 2.6.3 Bình tách dầu Nhiệm vụ: máy nén hoạt động cần có dầu bơi trơn cho pitong Do đó, máy nén hoạt động, nén mơi chất lạnh NH3, ln có phần dầu hòa lẫn vào mơi chất lạnh NH3 khơng hòa tan dầu, chúng phân lớp Dầu theo môi chất lạnh, không tách ra, vào thiết bị ngưng tụ bám lên thành ống trao đổi nhiệt, hạn chế trình trao đổi nhiệt thiết bị Bình tách dầu có nhiệm vụ, tách phần dầu lẫn mơi chất lạnh trước vào thiết bị ngưng tụ Cấu tạo vị trí: bình tách dầu ống thép đặt đứng, có đổi hướng chuyển động dòng phía Bình tách dầu đặt đường đẩy máy nén, trước thiết bị ngưng tụ sau máy nén Nguyên tắc hoạt động: dòng mơi chất lạnh có lẫn dầu vào bình, vận tốc dòng bị giảm đột ngột (20m/s xuống 0,7 m/s), mặt khác dòng bị thay đổi hướng đột ngột, giọt dầu lẫn dòng mơi chất lạnh bị tách khỏi dòng rơi xuống đáy bình, chảy vào bình chứa dầu Chọn: ta chọn bình tách dầu dựa vào đường kính đẩy máy nén Đường kính ống Đường kính bình Chiều cao bình Khối lượng hút,mm mm mm Kg 125 600 2100 313 2.6.4 Bình chứa dầu Nhiệm vụ: gom dầu từ bình tách dầu, giảm nguy hiểm xả dầu giảm tổn thất môi chất xả dầu khỏi hệ thông lạnh Cấu tạo vị trí: bình chứa dầu bình thép có dạng hinh trụ đặt đứng đặt nằm, có đường nối với bình tách dầu, đường nối với đường hút máy nén Áp suất bình báo áp kế gắn bình Khi mở van với đường hút, áp suất bình giảm xuống gần áp suất khí Khi xả dầu áp suất bình phép lớn áp suất khí chút ít, tất van phải đóng Áp suất cao cho phép bình 1,8MPa, nhiệt độ từ -40oC đến 150oC Khối Thể tích, Kích thướt, mm lượng, Bình m3 Kg chưa dầu 300CM Dbình B H 325 765 1270 0,07 92 2.6.5 Bình chứa cao áp Nhiệm vụ: Chứa lỏng cao áp sau ngưng tụ, trước tiết lưu, nhằm giải phóng bề mặt truyền nhiệt cho thiết bị ngưng tụ trì cấp lỏng thường xuyên cho van tiết lưu 39 Đồ án học phần: Máy thiết bị thủy sản Cấu tạo vị trí: Hệ thống lạnh ta thuộc loại lớn, nên bình chứa cao áp chọn bình hình trụ đặt nằm ngang Bình tính tốn để làm việc với áp suất 1,8 MPa Bình đặt phía sau thấp thiết bị ngưng tụ Chọn: Theo quy định an toàn bình chứa cao áp phải chứa 30% thể tích tồn hệ thống dàn lạnh bay hệ thống lạnh có bơm cấp mơi chất lỏng từ 60% thể tích dàn hệ thống lạnh cấp lỏng từ lên Khi vận hành mức lỏng bình cao áp phép chốn 50% thể tích bình Sức chứa bình chứa cao áp hệ thống lạnh cấp lỏng từ dưới: VCA = 1,45.Vd = 1,45.(Vtd + VKK ) ≥ 1,45.Vtd = 1,45× 2,5 = 3,63 m Với dung tích tổ dàn: Vtd = L.V = 1575,146 x 1,59 x 10-3 = 2,5 m3 Trong đó: Chiều dài ống tổ dàn L = 1575,146 m V = Dung tích m ống π d n2 = 1,59 × 10 −3 m3 / m Kích thướt, mm Dung tích Khối lượng m3 Kg D L H 3,5PB 1000 4890 950 3,5 1455 2.6.6 Thiết bị tách khí khơng ngưng Cùng tuần hồn với mơi chất lạnh hệ thống lạnh có khơng khí loại khí khơng ngưng Thành phần chủ yếu khí khơng ngưng hệ thống khơng khí Khơng khí lọt vào hệ thống nhiều nguyên nhân: Khi tiến hành sửa chữa Khi hút chân không hệ thống, độ chân không chưa đảm bảo yêu cầu Khi hệ thống làm việc chế độ chân khơng nhiệt độ sôi thấp Khi nạp môi chất nạp dầu Do phân hủy môi chất… Nhiệm vụ: thiết bị ngưng tụ, khơng khí tạo lớp bao quanh bề mặt trao đổi nhiệt làm tăng trở nhiệt, dẫn đến làm giảm hiệu trao đổi nhiệt Mặt khác, khí khơng ngưng làm tăng áp suất ngưng tụ nhiệt độ cuối tầm nén Chính vậy, ta cần có thiết bị tách khí khơng ngưng khỏi hệ thống theo định kỳ Cấu tạo vị trí: gồm ống lồng vào nhau, đặt bình chứa cao áp Hoạt động: môi chất NH3 qua van tiết lưu vào ống thiết bị, môi chất NH3 bay nhiệt độ thấp Hỗn hợp khí khơng ngưng mơi chất vào ống ngồi thiết bị, tiếp xúc với ống trong, môi chất ngưng tụ, trở bình chứa cao áp, khí khơng ngưng cho ngồi 2.6.7 Phin lọc phin sấy Nhiệm vụ: tách cặn bẩn tạp chất khác nước, axit…ra khỏi dòng mơi chất nhằm tránh: Tắc ống dẫn tắc van tiết lưu Các chi tiết chuyển động máy bị bào mòn Tắc van tiết lưu nước đóng băng Cấu tạo : thân phin lọc có dạng hình trụ thép Bộ phận lọc sấy phin khối zeolite đặt có định phin Loại bình 40 Đồ án học phần: Máy thiết bị thủy sản Vị trí lắp đặt: Phin lọc đường hơi, bố trí đường ống hút trước máy nén Phim lọc đường lỏng, bố trí đường lỏng phía trước van tiết lưu 2.6.8 Mắt ga Nhiệm vụ: mắt gas có số nhiệm vụ sau: Quan sát dòng mơi chất chuyển động phía hệ thống Quan sát để biết lượng gas phía hệ thống: • Nếu đủ gas, khơng sủi bọt khí phía mắt gas • Nếu thiếu gas, sủi bọt khí mạnh phía mắt gas • Nếu hết gas ta thấy giọt dầu bám kính Quan sát để biết độ ẩm dòng mơi chất, cách so sánh màu chấm màu tâm mắt gas với màu chu vi mắt gas: • Xanh: khơ • Vàng: thận trọng • Nâu: ẩm Nếu dòng mơi chất bị ẩm, ta phải thay phin sấy Quan sát để biết tình trạng hạt zeolite phin sấy, mắt gas bị vẩy đục điều có nghĩa hạt zeolite bị phân rã bên phin sấy, ta phải thay phin sấy để tránh tượng bị ngẹt van tiết lưu Cấu tạo: mắt gas ống hình trụ, phía bịt kín, phía gắn mắt gas để quan sát dòng mơi chất phía Vị trí lắp đặt: mắt gas lắp đường lỏng, phía sau phin sấy, phía trước van tiết lưu 2.6.9 Các loại van − Van khóa, van chặn: lắp đường hút, đường đẩy máy nén, phía trước áp kế thiết bị khác, với mục đích để khóa cho hệ thống kín điều kiện sửa chữa hay thay thiết bị – thân; – đế; – van, kim van; – đệm kín; – chèn đệm; – trục; – tay quay Hình 2.5: Van thẳng van góc − Van chiều + Van chiều cho dòng chảy theo hướng Van lắp đường đẩy máy nén, nằm máy nén thiết bị ngưng tụ, có nhiệm vụ ngăn không cho môi chất chảy ngược trở lại máy nén, trường hợp phải dừng máy nén để sửa chữa + Ngồi van chiều lắp đường dẫn khí khơng ngưng ngồi khơng khí, ngăn khơng cho chúng quay ngược trở lại thiết bị tách khí khơng ngưng 41 Đồ án học phần: Máy thiết bị thủy sản + Van hoạt động dựa nguyên tắc chênh lệch áp suất Khi áp suất đầu vào lớn áp suất đầu ra, van tự động mở cho dòng qua Hình 2.5: Van chiều hình cốc van chiều hình nấm − − − Van an tồn + Van an tồn lắp thiết bị có áp suất cao chứa nhiều môi chấy lỏng thiết bị ngưng tụ, bình chứa cao áp + Van hoạt động dựa chênh lệch áp suất giống van chiều, khác độ chênh lệch áp suất phải đạt trị số định Van dùng để đề phòng áp suất thiết bị vượt mức quy định, lúc van tự động mở để xả mơi chất ngồi khơng khí Van tiết lưu tay: van tiết lưu tay phận thiết bị tách khí khơng ngưng Môi chất lạnh qua van, áp suất giảm từ P k xuống Po, nhiệt độ bốc môi chất lạnh lúc to Nhờ hỗn hợp (mơi chất lạnh khí khơng ngưng) tiếp xúc với ống trụ chứa nó, trao đổi nhiệt, mơi chất lạnh ngưng tụ trở bình chứa cao áp Van tiết lưu nhiệt cân : van tiết lưu nhiệt hay gọi van tiết lưu điều chỉnh tự động nhờ độ nhiệt hút máy nén Có loại: • Van tiết lưu nhiệt cân trong: dùng cho hệ thống lạnh nhỏ • Van tiết lưu nhiệt cân ngoài: dùng cho hệ thống lạnh lớn Có ống bố trí sát với đầu hút máy nén Khi áp suất màng đàn hồi Ph Nếu tải nhiệt dàn bay lớn hay môi chất lạnh vào dàn bay ít, độ nhiệt khỏi dàn tăng, áp suất phía màng đàn hồi tăng, đẩy kim van xuống phía dưới, mở cửa van, môi chất lạnh vào nhiều Và ngược lại 42 Đồ án học phần: Máy thiết bị thủy sản Hình 2.6: Van tiết luu cân băng nhiệt ngồi − Van điện từ: loại van điều chỉnh ON – OFF Lấy tin hiệu áp suất, nhiệt độ hay mức lỏng để đóng mở van 2.6.10 Áp kế Được dùng để áp suất môi chất bên đường ống thiết bị Áp kế lắp đường hút, đường đẩy máy nén, thiết bị ngưng tụ, bình chứa cao áp…Các áp kế chuyên dùng cho hệ thống lạnh có thang chia nhiệt độ sơi bão hòa tương ứng mơi chất lạnh 2.6.11 Cánh khuấy Quạt khuất nước muối dùng để khuấy trộn tuần hồn nước muối bể Mục đích, tăng cường trao đổi nhiệt nước muối dàn bay hơi, bề mặt khuôn đá nước muối, làm đồng nhiệt độ bể nước muối, làm đồng đơng đá khn Tính chọn cánh khuấy theo tài liệu Chọn cánh khuấy có đường kính dk = 760 mm Tơc độ vòng quay cánh khuấy n=3 vòng/s Chọn đường kính ống dẫn hướng dòng D = 1200 mm GD = D 1200 = = 1,58 dk 760 Hệ số đồng dạng hình học thiết bị khuấy ρ n.d k n.d k Re k = = µ ν = 5,7x10-3 Chuẩn số Từ ta tra đồ thị nhận hệ số công suất khuấy K N = 0,45 Công suất khuấy: N = KN ρ n3 dk5 = 0, 45 1175 33 0, 765 = 3619,78 W = 3,62 KW Công suất động cơ: Nđ = Kđ N/η = 4,68 KW Trong đó: Hệ số trữ cơng suất chọn Kđ = 1,1 Hiệu suất sử dụng η = 0,85 Chọn động pha có cơng suất theo tiêu chuẩn KW 2.7 Bố trí lắp đặt 43 Đồ án học phần: Máy thiết bị thủy sản Hình 2.7: Bản vẽ thiết kế máy sản xuất đá PHẦN 3: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 3.1 Kết luận Đề tài sinh viên thực hoàn tất theo yêu cầu đặt ra, theo phương pháp tổng hợp, tính tốn kế thừa nên đề nghiên mặt lý thuyết thiếu phần sáng tạo để cải tiến hệ thống máy đá 3.2 Kiến nghị Trong trình thực đề tài, nhiều lý thời gian điều kiện cho phép nên nhóm thực đề tài chưa hồn thành hồn chỉnh, nhiều thiếu xót Cần cho sinh viên có điều kiện thời gian để khảo nghiệm hệ thống máy đá nhằm hiểu sâu so sánh lý thuyết thực nghệm để tối ưu hóa hệ thống thiết kế lắp đặt Tóm lại, máy sản xuất đá quan trọng công nghệ chế biến thủy sản tất nguyên liệu thủy sản trước đưa đến công đoạn cấp đông phải 44 Đồ án học phần: Máy thiết bị thủy sản bảo quản đá để giữ độ tươi, độ săn Vì sản xuất đá nên cải tiến cho phù hợp giúp tăng suất, rút ngắn thời gian sản xuất để bảo quẩn nguyên liệu tốt TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ths Nguyễn Cơng Bỉnh, Giáo trình Máy thiết bị lạnh thủy sản, Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm TP Hồ Chí Minh, 2017 [2] Nguyễn Văn Lụa, Q trình thiết bị cơng nghệ hóa học thực phẩm tập 1, NXB Đại học Quốc gia TP.Hồ Chí Minh [3] Trần Hùng Dũng, Nguyễn Văn Lục, Vũ Bá Minh, Hồng Minh Nam, Các q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm - tập 1, NXB Đại học Quốc gia Tp.Hồ Chí Minh 45 Đồ án học phần: Máy thiết bị thủy sản [3] Phạm Viết Nam, Thi Thanh Trung, Bài giảng thực hành Công nghệ chế biến lạnh đông thủy sản, Trường Đại học Cơng nghiệp thực phẩm Tp Hồ Chí Minh [4] Phạm Viết Nam, Bài giảng Công nghệ chế biến lạnh đông thủy sản, Trường Đại học Công nghiệp thực phẩm Tp.Hồ Chí Minh, 2016 [5] Lâm Thế Hải, Bài giảng Máy thiết bị chế biến thủy sản, Trường Đại học Cơng nghiệp thực phẩm Tp.Hồ Chí Minh [6] Nguyễn Bin, Các q trình, thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm- tập 2, NXB Khoa học Kỹ thuật 46 ... Nước đá suốt • Nước đá đục Dựa vào hình dạng: • Nước đá khối • Nước đá • Nước đá thỏi • Nước đá ống 18 Đồ án học phần: Máy thiết bị thủy sản • 2.1.2 Nước đá vẩy Cấu tạo máy đá Hệ thống có thiết. .. đề tài:” Tính tốn, thiết kế hệ thống máy làm nước đá công suất 50 0cây/ ngày (mỗi 50kg) .Nhằm giúp cho sinh viên hiểu rõ nguyên tắc hoạt động cấu tạo hệ thống máy làm nước đá với tầm quan trọng việc... sinh, tính chủ động sản xuất thấp thời gian đông đá lâu Đi kèm theo hệ thống máy đá phải trang bị thêm nhiều hệ thống thiết bị khác như: hệ thống cẩu chuyển, Hệ thống cấp nước khuôn đá, bể nhúng đá,