Máy sản suất đá vảy GVHD: Thầy Trần Văn Ngũ

SVTH: Vũ Tiến Dũng Page 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
Thành phố Hồ Chí Minh
Khoa: Công nghệ Hóa & Thực phẩm
Bộ môn: Quá trình và Thiết bò
BÀI TẬP LỚN
MÔN HỌC: KỸ THUẬT LẠNH. MÃ SỐ: 605063
Họ và tên sinh viên: Vũ Tiến Dũng
Lớp: HC06MB
Ngành (nếu có): Q Trình & Thiết Bị
1. Đầu đề đồ án: Thiết kế máy sản xuất nước đá vảy năng suất 10 tấn/ngày
2. Nhiệm vụ:
- Thiết kế quy trình và tính tốn các thiết bị chính
3. Nội dung các phần tính toán:
Xem ở phần mục lục
4. Các bản vẽ và đồ thò (loại và kích thước bản vẽ):
Gồm 1 bản vẽ A1: Bản vẽ quy trình công nghệ
5. Ngày giao bài tập lớn:
6. Ngày hoàn thành:
7. Ngày bảo vệ hay chấm:
Ngày tháng năm 2009
CHỦ NHIỆM BỘ MÔN NGƯỜI HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)


2.1 Tính toán mật độ truyền nhiệt từ nước làm đá vào vách.................. 17
2.2 Tính toán mật độ truyền nhiệt từ vách vào môi chất lạnh ................ 19
2.3 Xác định bề mặt truyền nhiệt .......................................................... 20
Máy sản suất đá vảy GVHD: Thầy Trần Văn Ngũ

SVTH: Vũ Tiến Dũng Page 3

2.4 Tính thời gian tạo đá và số vòng quay của dao ............................... 20
Chương 4: Tính toán cách nhiệt cách ẩm ................................................... 21
1. Tính cách nhiệt cách ẩm cho thiết bị bốc hơi ....................................... 21
2. Tính cách nhiệt cách ẩm cho tường kho trữ đá .................................... 22
2.1 Tính toán cách nhiệt ....................................................................... 23
2.2 Kiểm tra đọng ẩm ........................................................................... 23
3. Tính cách nhiệt cách ẩm cho trần kho trữ đá ......................................... 24
3.1 Tính toán cách nhiệt ........................................................................ 24
3.2 Kiểm tra đọng ẩm ........................................................................... 25
4. Tính cách nhiệt cách ẩm cho nền kho trữ đá ......................................... 26
4.1 Tính toán cách nhiệt ........................................................................ 27
4.2 Kiểm tra đọng ẩm ........................................................................... 27

Tài liệu tham khảo

q
0
: Nhiệt lượng cần làm lạnh 1kg nước xuống nhiệt độ yêu cầu, kW/kg
Trong đó: nhiệt độ nước vào t
1
= 20
0
C , nhiệt độ nước bắt đầu đông đặc t
0
= 0
0
C, nhiệt độ đá
thành phẩm t
2
= -7
0
C.
q
o
= C
pn
.(t
1
-t
0
) +r
đđ
+ C
pđ
(t

đđ
+ C
pđ
(t
0
–t
2
) = 4,189.(20-0) +333,6 + 2,09[0 – (- 7)] = 432,01 kJ/kg
kW0,5001,432.
3600.24
10.10
= G.q = Q
3
0đ


2. Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che
Ta có dòng nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che tức là dòng nhiệt tổn thất khi nhiệt truyền từ
môi trường bên ngoài vào trong cối đá qua các lớp cách nhiệt
Q
1
= K.t.L, W
Trong đó:
K, w/mK – hệ số truyền nhiệt tổng quát theo chiều cao thân trụ
2
10
tt
t







Trong đó , W/m
2
K là hệ số cấp nhiệt từ không khí bên ngoài tới bề mặt cách nhiệt và hệ
số cấp nhiệt từ không khí bên trong cối tới bề mặt tạo băng
,W/mK – là hệ số dẫn nhiệt qua các lớp cách nhiệt i
d
1
, d
2
, - đường kính ngoài và trong của cối đá
d
i
, m- đường kính lớp cách nhiệt thứ i
t = t
1
– t
2
, với t
1
,t
2
là nhiệt độ môi trường trong và ngoài cối đá
Do tang trống có hai lớp một lớp cách nhiệt là polyurethan và lớp ngoài là thép X18H10T và
và hệ số dẫn nhiệt của X18H10T và hệ số cấp nhiệt phía trong tang trống lớn hơn rất nhiều so
với hai hệ số cấp nhiệt không khí bên ngoài và hệ số dẫn nhiệt polyurethan nên ta bỏ qua hai
đại lượng này, khi đó

d
d
d
K
t
n
e
./87,4
8,0
9,0
ln
1,0.2
1
9,0.20
1
ln
2
11
11









Q
1

Q
kQ
o
23,53
1
22,50
.06,1. 


Với k: hệ số kể đến tổn thất đường ống và thiết bị của hệ thống lạnh, với nhiệt độ bốc hơi
t
0
= - 20
0
C ta chọn k = 1,06
b: hệ số thời gian làm việc của kho lạnh, đối với máy đá vảy làm việc liên tục ta chọn b = 1
Chương 2. Tính toán chu trình và chọn máy nén
1. Chọn các thông số làm việc
1.1. Chọn tác nhân lạnh cho quá trình
Chọn tác nhân lạnh là Freon 22 kí hiệu R22
1.2. Chọn chế độ làm việc
 Chọn nhiệt độ sôi môi chất lạnh là t
0
= – 20
0
C tương ứng với áp suất bốc hơi là 2,4472
bar
 Chọn nhiệt độ ngưng tụ
Giải nhiệt bằng nước tuần hoàn qua tháp giải nhiệt với nhiệt độ không khí chọn ở tỉnh
Ninh Bình và có các thông số về nhiệt độ và độ ẩm như sau:

C , ta chọn 4
0
C
t
w1
= t
ư
+ t
ư
= 34 + 4 = 38
0
C
Nhiệt độ nước vào tháp giải nhiệt nước tuần hoàn, chọn t
w
= 4
0
C
t
w2
= t
w1
+t
w
= 38 + 4 = 42
0
C
Nhiệt độ ngưng tụ lấy cao hơn nhiệt độ nước vào tháp giải nhiệt 2
0
C
t

*
–t
1
’’ = 5 - 10
0
C, chọn t
1
*
–t
1
’’ = 10
0
C
 Nhiệt độ quá lạnh t
ql

Cân bằng nhiệt cho thiết bị hồi nhiệt ta có G
l
vào
.(h
l
vào
- h
l
ra
) = G
h
vào
.(h
h

h
l
vào
- h
l
ra
= h
h
vào
- h
h
ra
hay h
3’
–h
3
= h
1
–h
1*
như trên đồ thị lgP – h

4 -20 2,4472 547 0,025 Hơi ẩm

Máy sản suất đá vảy GVHD: Thầy Trần Văn Ngũ

SVTH: Vũ Tiến Dũng Page 9

Tỉ số nén iệu áp suất P = 1,48Mpa < 1,67MPa vậy chọn chu trình máy
lạnh một cấp
Quá trình làm việc
1’’ – 1* : quá trình quá nhiệt hơi hút.
1* – 1 : quá trình quá nhiệt hơi hút.
1 – 2 : quá trình nén đoạn nhiệt.
2 – 2’ : quá trình hạ nhiệt độ sau khi nén đến nhiệt độ ngưng tụ.
2’ – 3’: quá trình ngưng tụ đẳng nhiệt, đẳng áp.
3’ – 3: quá trình quá lạnh.
3 – 4: quá trình tiết lưu.
4 – 1’’: quá trình bốc hơi
3. Tính toán chu trình lạnh và chọn máy nén
3.1. Tính chu trình lạnh
 Năng suất lạnh riêng khối lượng q
0
= h
1’’
– h
4
= 695 – 547 = 148 kJ/kg
 Năng suất lạnh riêng thể tích
3
1
0



Máy sản suất đá vảy GVHD: Thầy Trần Văn Ngũ

SVTH: Vũ Tiến Dũng Page 10  Hiệu suất exergy
72,0
253
253318
.79,2.
0
0





T
TT
k
c





Với nhiệt độ ngưng tụ T
k



theo Hình 4.7 trang 64 (1) với tỉ số nén 7,06

ta có  = 0,67
 Thể tích hút lý thuyết (thể tích do pittong quét)
hmsm
V
V
tt
lt
/55,209/058,0
67,0
039,0
33



 Công nén đoạn nhiệt N
s
= G
0
.l = 0,36.53 = 19,08 KW
 Công nén chỉ thị
i
s
i
N
N





Với 
w
= T
0
/T
k
, và hệ số thực nghiệm b = 0,0025 đối với freon
 Công suất hữu ích N
e
= N
i
+ N
ms

N
ms
= V
tt
*p
ms

V
tt
: thể tích hút thực tế.
p
ms
: công suất ma sát riêng

Hiệu suất truyền động h
tđ
= 0,95
Hiệu suất động cơ điện h
el
= 0,85
Suy ra
kW
N
N
eltđ
e
el
3,30
85,0.95,0
456,24
.

