Chng 5 Tính chọn máy nén I. Chọn các thông số làm việc Chế độ làm việc của một hệ thống lạnh đ-ợc đặc tr-ng bằng bốn nhiệt độ sau: - Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh t 0 - Nhiệt độ ng-ng tụ của môi chất t k - Nhiệt độ qua lạnh của lỏng n-ớc van tiết l-u t qn 1.Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh t 0 phụ thuộc nhiệt độ buồng lạnh Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh dùng để tính toán thiết kế có thể lấy nh- sau: t 0 = t b - t 0 trong đó : t b - Nhiệt độ buồng lạnh, theo đề tài của em là -18 0 C t 0 Hiệu nhiệt độ yêu cầu, chọn t 0 - Đối với dàn bay hơi trực tiếp, nhiệt độ bay hơi lấy thấp hơn nhiệt độ buồng 8 13 0 C. Vậy : t 0 = -18 10 = -28 0 C 2. Nhiệt độ ng-ng tụ: Phụ thuộc vào nhiệt độ của môi tr-ờng làm mát của thiết bị ng-ng tụ. Theo đề tài của em thiết kết em chọn dàn ng-ng giải nhiệt bằng n-ớc thì ta có : t k =t w2 + t k Với : t W2 : Nhiệt độ n-ớc ra khỏi thiết bị ng-ng tụ. t k : Hiệu nhiệt độ ng-ng tụ yêu cầu, t k = 3 5 0 C - nhiệt độ n-ớc đầu ra và đầu vào chênh nhau 2 6 0 C và phụ thuộc vào kiểu bình ng-ng, theo đề tài của em chọn là loại bình ng-ng ống vỏ nằm ngang chọn t W = 5 0 C nghĩa là : t W2 = t W1 + 5 0 C - Nhiệt độ n-ớc vào bình ng-ng phụ thuộc vào môi tr-ờng. Khi sử dụng n-ớc tuần hoàn qua thác giải nhiệt lấy nhiệt độ n-ớc vào bình ng-ng cao hơn nhiệt độ nhiệt kế -ớt 3 4 0 C. Nh-ng đối với giải nhiệt bằng n-ớc thì ta chọn t w1 sao cho áp suất ng-ng tụ vào khoảng 12 23 bar. Vậy khi đó chọn t w1 =24 0 C. Vậy : t w2 = t w1 + 35 0 C =24+4= 28 0 C Vậy ta có : t k =t w2 + t k = 28+ 4 = 32 0 C 3. Nhiệt độ quá nhiệt của môi chất : Nhiệt độ quá nhiệt là nhiệt độ của hơi môi chất tr-ớc khi hút về máy nén, nhiệt độ này bao giờ cũng lớn hơn nhiệt độ sôi của môi chất. Ta có: t qn = t 0 + t qn Trong đó: t qn : Là nhiệt độ quá nhiệt hơi hút , với môi chất R22 thì : t qn = 25 0 C (TL1) t 0 : nhiệt độ sôi của môi chất . Vậy : t qn = (-28) + 25 0 C = -3 0 C II.Tính chọn máy nén và các thiết bị : Việc chọn máy nén và các thiết bị cho hệ thống lạnh là vấn đề hết sức quan trọng trong quá trình thiết kế trong các hệ thống lạnh nói chung . Vì nó ảnh h-ởng tới quá trình hoạt động , tính an toàn và tính kinh tế của hệ thống. 1.Tính chọn máy nén 1.1 Xác định tỷ số nén : Các thông số đã chọn ở trên tra bảng hơi bão hoà R22 ta đ-ợc: Với : t k = 32 0 C p k =12,549 (bar) T 0 =-28 0 C p 0 = 1,79 (bar) Vậy tỷ số nén là: = p k /p 0 =12,549/1,79 =7 <9 Vậy em chọn máy nén một cấp cho kh o bảo quản đông. 1.2. Hình vẽ không khí nuớc VLT không khí nuớc MN 1.3 Nhiệm vụ chức năng : Hệ thống lạnh sử dụng máy nén 1 cấp chạy kho bảo quản đông có nhiệm vụ tạo ra môi tr-ờng không khí có nhiệt độ 25 0 C nhằm mục đích tiêu nhiệt hoặc hạn chế sự hoạt động của các vi sinh vật có trong sản phẩm thuỷ sản của xí nghiệp đảm bảo tính mùa vụ cho xí nghiệp. Đối với hệ thống lạnh dùng cho kho bảo quản đông thì sử dụng dàn bay làm lạnh không khí bằng ph-ơng pháp đối l-u c-ỡng bức, tại dàn lạnh này môi chất đi trong chùm ống sẽ trao đổi nhiệt với không khí trong kho bảo quản, nó thu nhiệt của không khí hoá hơi và đ-ợc máy nén hút về . Phần không khí mất nhiệt lạnh đi và đ-ợc quạt gió thổi đến sản phẩm và trao đổi nhiệt với sản phẩm làm cho sản phẩm mất nhiệt lạnh đi và không khí nóng lên và quay lại dàn lạnh để tiếp tục trao đổi nhiệt với môi chất kết thúc một vòng làm lạnh. Máy nén là một bộ phận rất quan trọng của hệ thống lạnh nó quyết định năng suất lạnh của hệ thống, phần quan trọng của máy nén là năng suất lạnh và công suất của động cơ máy nén đòi hỏi phải đáp ứng đ-ợc năng xuất lạnh của kho bảo quản 1.4. Hình vẽ Poto 0 h l gP 3 3" Pktk l 1.5 Xây dựng chu trình trên đồ thị lg- ph: - Kể hai đ-ờng p k , p 0 song song với trục hoành xác định đ-ợc ba điểm : - Điểm 1 là điểm cắt p 0 và đ-ờng bão hoà khô - Điểm 3 là điển cắt p 0 và đ-ờng bão hoà lỏng - Từ điểm 1 kể đ-ờng cong S 1 =S 2 =const vậy điểm 2 là điểm cắt của p k với S =const. - Điểm 1 là điểm cắt của p 0 và đ-ờng t =25 0 C - Do khoảng cách 1 1bằng 3 3 hay h 11 = h 33 vậy ta xác định đ-ợc điểm 3 trên đồ thị. Mà không thể tính toán đ-ợc do rất phức tạp. - Điểm 4 đ-ợc xác định kẻ h 3 = const song song với trục tung cắt p 0 ở 4 . - Dựa vào ph-ơng trình cân bằng nhiệt ở thiết bị hồi nhiệt ta có : Q long =m l x C pl x(t 3 t 3 ) Q hơi =m h x C ph x (t 1 t 1 ) Do m l =m h nên C pl x(t 3 t 3 ) = C ph x (t 1 t 1 ) Mà : C pl >C ph nên (t 3 t 3 ) >(t 1 t 1 ) Nh- vậy : T qn =t 0 +t qn Với : t pn : là nhiệt độ quá nhiệt hơi hút , với môi chất r22 thì t pn =25 0 C (TL1) Vậy : t qn = (-28) +25 0 C = -3 0 C Từ các thông số trạng thái ta có: h 11 =h 1 h 1 = 704 694 =10 (kJ/kg) h 33 =h 3 h 3 = h 1 h 1 =10 (kJ/kg) Suy ra :h 3 =h 3 -h 11 =540 10 =530 kJ/Kg Bảng 5: Điểm nút T 0 C P Mpa h kJ/kg V m 3 /kg Trạng thái 1 -28 1,79 694 0,1256 Hơi bão hoà kho 1 -3 1,79 704 0,15 Hơi quá nhiệt 2 96 12,549 770 0,027 Hơi quá nhiệt 3 32 12,549 540 0,0017 Lỏng bão hoà 3 24 12,549 530 0,002 Lỏng quá bão hoà 4 -28 1,79 530 0,004 Hơi ẩm Xác định chu trình hồi nhiệt: 1.Năng suất lạnh riêng khối l-ợng : q 0 = h 1 h 4 = 694 510= 185 kJ/kg 2.Năng suất lạnh riêng thể tích : q v = q 0 /v 1 = 185/0,15 =1233,33 kJ/m 3 3.L-u l-ợng nén qua máy nén : m =Q 0 /q 0 = 29,96/185= 0,162 kg/s 4.Công nén riêng : l = h 2 h 1 = 770 704 = 65,57 KJ/kg 5.Hệ số lạnh: = q 0 /l = 185/65,57 = 2,82 6. Độ hoàn thiện chu trình: = x (T k T 0 )/T 0 = 2,82 x 66/245 = 0,76 7.Năng suất nhiệt riêng khối l-ợng : q k = h 2 h 3 = 770 540 =230 kJ/kg Q k = m x q 0 =0,162 x 230 = 37,26 KW Từ : = p k /p 0 =7 tra đồ thi = 0,6 (TL1) - Nhiệt thải ra ở thiết bị hồi nhiệt: Q ql = m x( h 1 h 1 ) = 0,162 x 10 = 1,62 KW Q qn = m x (h 3 h 3 ) =0,162 x 10 =1,62 KW 8. Thể tích hút thực tế: V tt = m x V 1 = 0,162 x 0,15 =0,0243 m 3 /s = 87,48 m 3 /h 9.thể tích hút lý thuyết : V lt = V tt /= 87,48/0,6 =145,8 m 3 /h 10.Công nén lý thuyết : N s = ml = 0,162 x 65,57 = 10,62 KW 11.Công nén hữu ích : N e = N s / e Ta có : e =0,6 tra đồ thị 3.6 (TL5 ) cho môi chất R22 với =7 Suy ra : N e = N s / e =10,62/0,6 = 17,7 KW 12.Công nén chỉ thị: N i = N s / i Với : i : hiệu suất chỉ thị đ-ợc xác định: i = w +bt 0 trong đó : w =T 0 / T k b =0,001 t 0 =-28 0 C i =245/311 +0,001 x (-28) =0,762 Vậy : N i = N s / i =17,7/0,762 =23,23 KW 13. Công nén hiệu dụng: N e =N i + N ms Trong đó : N ms =v tt x p ms = 87,48 x 0,059 =5,16 KW Vậy công hữu ích là: N e =17,7 + 5,16 = 22,86 KW 14. Công suất tiết điện: N el = N e / td el Với :Hiệu suất chuyển động của khớp : td =0,95 Hiệu suất động cơ : el =0,8 0,95 Suy ra : N el = 22,86 /0,85 x 0,95 = 28,3 kW 15. Công suất động cơ lắp đặt: N đc = ( 1,1 2,1 ) x N el =1,5 x 28,3 = 42,46 KW Với : ( 1,1 2,1 ) hệ số an toàn Từ các thông số trên ta chọn máy nén nh- sau: Máy nén pittông của nga theo OCT 26.03-947-77 Ký hiệu Số xi lanh đ-ờng kính pittông(mm) Vòng quay (vg/s) V lt (m 3 /s) B20 4 6,75 24 0,0154 Ta cã : Z MN = V lt /V lt mn = 0,0405/0,0154 =2,67 Chän ba m¸y lµm viÖc theo kiÓu liªn hoµn vµ thªm hai m¸y dù phßng nÕu x¶y ra sù cè cã thÓ thay nhau lµm viÖc. . tới quá trình hoạt động , tính an toàn và tính kinh tế của hệ thống. 1 .Tính chọn máy nén 1.1 Xác định tỷ số nén : Các thông số đã chọn ở trên tra bảng hơi. môi chất . Vậy : t qn = (-28) + 25 0 C = -3 0 C II .Tính chọn máy nén và các thiết bị : Việc chọn máy nén và các thiết bị cho hệ thống lạnh là vấn đề hết