1
Lời nói đầu
Rau qủa là loại thực phẩm không thể thiếu trong đời sống hàng ngày. Nó
cung cấp nhiều loại vitamin và khoáng chất. Nó là nguồn thực phẩm “sạch” được
nhiều nhà dinh dưỡng khuyên dùng. Nước ta là một nước nhiệt đới cây trái quanh
năm nhưng thời tiết nóng ẩm làm cho rau quả dể bò hư hỏng sau khi thu hoặch theo
thời vụ. Hơn nữa việc thu hoặch theo thời vụ làm cho giá bán của nông dân giảm
và thiếu nguyên liệu khi đã hết mùa thu hoặch để sản xuất và làm thực phẩm. Do
đó vấn đề đặt ra là làm sao bảo quản sản phẩm rau quả được lâu dài. Phương pháp
hiệu quả nhất hiện nay là bảo quản trong phòng lạnh vì theo phương pháp này thì
rau quả còn giữ được chất lượng tương đối tốt sau thời gian dài bảo quản.
Đề tài “ thiết kế hệ thống lạnh bảo quản rau quả năng suất 50 tấn”. Do thời
gian và kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi nhiều sai sót. Em rất mong
nhận được những đóng ý kiến của các thầy cô cũng như từ các bạn để đề tài được
hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cám ơn quý thầy cô, đặc biệt là thầy Trần Văn
Ngũ đã tận tình hướng dẫn để em hoàn thành đồ án này.
2
A TỔNG QUAN
I PHÂN LOẠI KHO LẠNH
1. Kho lạnh chế biến
Là một bộ phận của các cơ sở chế biến thực phẩm như thòt, cá, sữa, rau, quả,
…các sản phẩm là thực phẩm lạnh, lạnh đông, đồ hộp,…để chuyển đến các kho lạnh
phân phối, kho lạnh trung chuyển hoặc kho lạnh thương nghiệp. Đặc điểm là năng
suất lạnh của các thiết bò lớn. Chúng là mắt xích đầu tiên của dây chuyền lạnh.
2. Kho lạnh phân phối.
Thường dùng cho các thành phố và các trung tâm công nghiệp để bảo quản
các sản phẩm thực phẩm trong một mùa thu hoặch, phân phối điều hoà cho cả
năm.
Phần lớn các sản phẩm được gia lạnh hoặc kết đông ở xí nghiệp chế biến nơi
khác đưa đến đây để bảo quản. Một phần nhỏ có thể được gia lạnh và kết đông tại
kho lạnh từ 3 đến 6 tháng. Dung tích của kho rất lớn, tới 10 đến 15 ngàn tấn, đặc
3
chia làm 3 ngăn với 3 chế độ bảo quản: lạnh đông trong ngăn đá, bảo quản lạnh ở
phần giữa và bảo quản mát cho rau quả ở ngăn dưới cùng. Dưới đây là đặc tính và
phân loại của các buồng lạnh đó.
1. Buồng bảo quản lạnh 0
0
C.
Buồng bảo quản lạnh thường có nhiệt độ -1,5 0
o
C với độ ẩm tương đối
90 95%. Các sản phẩm bảo quản như thòt, cá có thể được xếp trong các bao bì
khác nhau đặt lên giá trong buồng lạnh.
Buồng lạnh được trang bò các dàn lạnh không khí kiểu gắn tường, treo trên
trần đối lưu không khí tự nhiên hoặc dùng dàn quạt.
2. Buồng bảo quản đông -18 20
o
C
Buồng bảo quản lạnh đông dùng để bảo quản các sản phẩm thòt, ca, rau,
quả…đã được kết đông ở máy kết đông hoặc buồng kết đông. Nhiệt độ buồng
thường la -18
o
C. Khi có yêu cầu đặc biệt nhiệt độ bảo quản được đưa xuống
đến
-23
o
C.
Buồng bảo quản đông thường dùng dàn quạt làm lạnh không khí nhưng có
thể dùng các dàn tường hoặc dàn trần không kgí đối lưu tự nhiên.
3. Buồng bảo quản đa năng -12
o
0
C. Kết đông hai pha, nhiệt độ sản phẩm vào buồng kết đông là
4
0
C vì sản phẩm đã được gia lạnh sơ bộ. Sản phẩm ra có nhiệt độ tâm thòt đạt -8
0
C
và nhiệt độ bề mặt tùy theo bề dày tấm thòt có thể đạt -18 12
0
C. Sản phẩm dần
đạt nhiệt độ bảo quản trong buồng bảo quản đông.
Kết đông một pha có nhiều ưu điểm hơn do đó ngày nay thường người ta
thiết kế buồng kết đông một pha cho kho lạnh để đảm bảo chất lượng thòt, giảm
tiêu hao do khô ngót sản phẩm.
Buồng kết đông một pha có nhiệt độ không khí đạt -35
0
C. Tốc độ chuyển
động không khí 1 2m/s. Có khi đạt 3 5m/s. Thòt đặt trên giá hoặc treo trên xe đẩy
và được kết đông theo mẻ.
4
Ngoài buồng kết đông, ngày nay người ta sử dụng nhiều loại thiết bò kết
đông khác nhau có tốc độ kết đông nhanh và cực nhanh để đảm bảo chất lượng
cao nhất của các mặt hàng xuất khẩu như tôm và thuỷ sản đông lạnh, thòt nạc, thòt
thăn, gia cầm đông lạnh…
Các thiết bò kết đông đó là: máy kết đông tiếp xúc, máy kết đông băng
chuyền, máy kết đông kiểu tấm, máy kết đông tầng sôi, máy kết đông nhúng chìm
trực tiếp trong freon lỏng sôi…
6. Buồng chất tải và tháo tải 0
0
C.
B TÍNH TOÁN
CHƯƠNGI Xác đònh kích thước các buồng lạnh
I.1 Dung tích kho lạnh
E = V.g
v
E : dung tích kho lạnh (t)
V : thể tích kho lạnh (m
3
)
G
v
: đònh mức chất thể tích (t/m
3
). G
v
=0.31 t/m
3
Dung tích thật sự các buồng :
Sản phẩm khoai tây E
sp
và thùng gỗ E
bb
Chọn E
bb
=10% E
sp
E
sp
= 50 T (đầu đề)
⇒ dung tích thật sự của buồng lạnh :
⇒ β=0.73(bảng 2.4 P30 [1]);
⇒ F
1
=
2
22.97
73.0
97.70
m=
;
⇒Diện tích buồng lạnh quy chuẩn (bội của 36 m
2
)
chọn F
1
=108 m
2
⇒ kích thước 9
m
x12
m
.
CHƯƠNG II. CẤU TRÚC XÂY DỰNG VÀ CÁCH NHIỆT KHO LẠNH.
II.1 CẤU TRÚC CƠ BẢN VÀ CÁCH NHIỆT CƠ BẢN.
Trong kho lạnh luôn duy trì ở nhiệt độ thấp và độ ẩm tương đối caoso với
môi trường bên ngoài. Do sự chênh lệch nhiệt độ và độ ẩm đó luôn có một dòng
nhiệt và một dòng ẩm xâm nhập từ môi trường ngoài vào buồng lạnh. Dòng nhiệt
gây tổn thất đến năng suất lạnh. Dòng ẩm có tác động xấu đến vật liệu xây dựng
và cách nhiệt. Điều đó làm giảm tuổi thọ vật liệu và cấu trúc xây dựng, làm hỏng
II.1.5 Cửa và màn khí.
Cửa là một tấm cách nhiệt, có bản lề tự động, chung quanh có đệm kín bằng
cao su hình nhiều ngăn, có bố trí nam châm mạnh để hút chặt cửa đảm bảo độ kín
giảm tổn thất nhiệt.
Phía trên cửa có bố trí thiết bò tạo màn khí giảm tổn thất nhiệt. Khi mở cửa,
động cỏ quạt tự động hoạt động, tạo ra một màn khí thổi từ trên xuống dưới ngăn
cản đối lưu không khí nóng bên ngoài với không khí lạnh trong buồng giảm tổn
thất nhiệt.
II.2 TÍNH TOÁN CÁCH NHIỆT BUỒNG LẠNH.
II.2.1.Vật liệu cách nhiệt.
Cách nhiệt lạnh có nhiệm vụ hạn chế dòng nhiệt tổn thất từ môi trường ngoài
có nhóet độ cao vào buồng lạnh có nhiệt độ thấp qua kết cấu bao che. Chất lượng
của vách cách nhiệt phụ thuộc chủ yếu vào tính chất của vật liệu cách nhiệt theo
các yêu cầu sau:
- Hệ số dẫn nhiệt nho.û
- Khối lượng riêng nhỏ.
- Độ thấm hơi nước nhỏ.
- Độ bền cơ học và độ dẻo cao.
- Bền ở nhiệt độ thấp và không ăn mòn các vật liệu xây dựng tiếp xúc với
nó.
- Không cháy hoặc không dể cháy.
- Không bắt mùi và không có mùi lạ.
- Không gây nấm mốc và phát sinh vi khuẩn, không bò chuột, sâu bọ
đục phá.
7
- Không độc hại đối với con người.
- Không độc hại đối với sản phẩm bảo quản, làm biến chất và làm
giảm chất lượng sản phẩm.
- Vận chuyển, lắp ráp, sửa chữa, gia công dễ dàng.
- Rẻ tiền và dễ kiếm.
(bảng 3.1 ; P 61; tài liệu 1).
- K hệ số truyền nhiệt, w/m
2
K.
K= 0,4775 w/m
2
K (bảng 3.3; P 63; [1])
- a
1
: hệ số toả nhiệt của môi trường ngoài tới tường cách nhiệt,
w/m
2
K.
a
1
= 23,3 w/m
2
K.(bảng 3.7; P65; [1]).
- a
2
: hệ số toả nhiệt của vách buồng lạnh vào buồng lạnh,
a
2
= 9 w/m
2
K.(bảng 3.7; P 65; [1]).
d
i
i
i
d
k
= 0,047(
))
9
1
3.0
004.0
82.0
38.0
88.0
02.0
*3
3.23
1
(
4775.0
1
++++−
= 0,066 m.
Chọn chiệu dày cách nhiệt d
cn
=0,075 m.
Hệ số truyền nhiệt thực tế :
K=
∑
+++
21
t= 31,6
0
C ; ϕ=83% do đó nhiệt độ đọng sương t
s
=28
0
C.
Nhiệt độ của buồng lạnh t
p
=10
0
C.
Ta có K
s
= 0,95* a
1
(t
1
-t
s
)/(t
1
-t
p
) = 0,95*23,3*(31,6-28)/(31,6-10) = 3,69
K
s
=3,69 > K
1
=0,4358 cho nên vách ngoài không bò đọng sương.
n
-
1
α
q
-
∑
=
1
1
1
i
i
d
λ
= 30.982;
+ t
3
= t
n
-
1
α
q
-
∑
=
2
1
1
α
q
-
∑
=
4
1
1
i
i
d
λ
= 26.28;
+ t
6
= t
n
-
1
α
q
-
∑
=
5
1
1
i
i
d
- Tính phân áp suất thực của hơi nước
+ Dòng hơi thẩm thấu qua kết cấu bao che
9
ω
=
H
PP
hh 21
−
; Trong đó
P
h1
=P
x”
(t=31.6
0
C)*
ϕ
= 4683*90%=4214.7 pa;
P
h2
=P
x”
(t=10
0
C)*
ϕ
= 1227.7*95%=1166.3 pa;
H: trở kháng thấm hơi qua kết cấu bao che
3.11667.4214
−
−
=0.161 g/m
2
h;
+ Phân áp suất thực của hơi nước trên các bề mặt vách
P
x2
=P
h1
-
ω
1
1
µ
d
=4214.7-0.161
6
10
90
02.0
−
=4179;
P
x3
= P
h1-
∑
=
4
1i
i
i
d
µ
ω
=2811.6;
P
x6
= P
h1-
∑
=
5
1i
i
i
d
µ
ω
=1210.6;
P
x7
= P
h1-
∑
=
cn
(
∑
++− ))
11
(
1
21
αλα
i
i
d
k
Tra bảng dùng lớp cách nhiệt đất sét,sỏi :
+ λ
cn
= 0,2 w/mK : (bảng 3.1 P 61 [1]);
+ K : hệ số truyền nhiệt ( bảng 3.3 p 63 ,[1])
K = 0,435 w /m
2
K
+ α
1
hệ số tỏa nhiệt của môi trường bên ngoài tới trường cách nhiệt
α
1
=23,3 w/m
2
K
+ α
• Lớp cách nhiệt chiều dày δ
3
=? ; λ
3
=0,2 w/mK
• Tấm cách nhiệt bằng xốp polystrirol δ
4
=50 mm ; λ
4
=0,047 w/mK
• Lớp bê tông cốt thép chòu lực δ
5
=220 mm ; λ
5
=1,5 w/mK
⇒ Chiều dày cách nhiệt của trần:
d
cn
= l
cn
(
∑
++− ))
11
(
1
21
αλα
i
i
1
αλλα
cn
cn
i
i
dd
=
9
1
2.0
2.0
5.1
22.0
047.0
05.0
4.1
04.0
3.0
012.0
3.23
1
1
++++++
K=0.411 w/m
2
k
11
II.2.2.3.nền (hình 3_5.c)
_ Nền nhẵn bằng các tấm bê tông kỹ thuật
=0.3 w/mK
_Lớp bê tông đệm :
_Lớp làm kín bằng đá dăm :
d
cn
= l
cn
(
∑
++− ))
11
(
1
21
αλα
i
i
d
k
.
Trong đó
k = 0.435 w /m
2
K
α
1
=23.3 w /m
2
K
α
∑
+++
21
11
1
αλλα
cn
cn
i
i
dd
=
9
1
2.0
4.0
3.0
1.0
4.1
1.0
4.1
04.0
*2
3.23
1
1
+++++
K= 0.3823 w/m
2
k
= 0 do
buồng bảo quản không có thông gió.
III.1 tính Q
1
dòng nhiệt qua kết cấu bao che
Q
1
=Q
11
+ Q
12
Q
11
: dòng nhiệt qua tường bao, trần và nền do chênh lệch nhiệt độ.
Q
12
: dòng nhiệt qua tường bao , trần do ảnh hưởng của bức xạ mặt
trời.
III.1.1 xác đònh Q
11
: do chênh lệch nhiệt độ
Q
11
= K* F* ∆T
Bao che K (w/m
2
k) F (m
2
) ∆T (k) Q
) ∆t
12
(k) Q
12
(w)
Tường ngoài TN 0.4358 60 10 286.5
Tường ngoài TB 0.4358 45 6 128.9
Tường ngoài TN 0.4358 60 _ _
Tường ngoài TB 0.4358 45 _ _
Nền _ 0.3823 108 _ _
Trần _ 0.411 108 19 892.6
⇒ Q
12
= ∑Q
12i
= 1308 (w)
* Q
1
= Q
11
+ Q
12
= 4195.5 +1308
=5503.5(w).
III.2.tính Q
2
dòng nhiệt do sản phẩm tạo ra :
Q
2
*(h
1
– h
2
) * 1000/(24 * 3600)*10
3
(w)
M
kt
chọn bằng 10% khối lượng sản phẩm bảo quản.
M
kt
= 10% * E
kt
=10% =50 =5 tấn
⇒ Q
4
= 5* (390.624 – 308.8) * 1000*1000/(24 *3600)
= 4735.2 (w)
_dòng nhiệt do bao bì (gỗ ) tỏa ra
M
g
=10% *E
g
= 0.5
Q
22
=M
b
* G
k
lưu lượng không khí trong phòng trao đổi với môi trường bên
ngoài
M
k
=V*A*s/(24 * 3600) =9*12*5*4*1.29 /(24 * 3600) =0.03225 (kg/s)
t
2
=31.6
o
C
ϕ
2
=83% ⇒ h
2
= 92 kJ/kg
t
1
= 10
o
C
ϕ
1
= 90% ⇒ h
1
=29 kJ/kg
III.4.tính Q
4
:Dòng nhiệt do vận hành.
Q
_Dòng nhiệt do người tỏa ra.
Q
42
= 350 * n (w)
n : số người làm việc trong buồng chọn n =2 người
⇒ Q
42
= 350 * 2 =700 (w)
_Q
43
dòng nhiệt do các động cơ điện
Do lắp đặt các động cơ điện ở phía ngoài buồng
⇒ Q
43
= 0
_Q
44
: dòng nhiệt khi mở cửa Q
44
Q
44
= B * F B : dòng nhiệt riêng khi mở cửa w/m
2
F : diện tích buồng m
2
F =108 m
2
-
)
E : dung tích kho lạnh E = 55(t)
q
n
,q
bq
dùng nhiệt tỏa ra khi sản phẩm có nhiệt độ nhập vô kho lạnh và sau đó
là nhiệt độ bảo quản trong kho lạnh w
q
n
, q
bq
: tra ở bảng 4-5 p 89, [1];
t
n
=31.6
o
C
q
n
======== 62.56 w/t
t
bq
= 10
o
C
q
bq
======== 30 w/t
15
IV.1.2 Tác nhân lạnh R22
Có công thức hoá học là CHClF
2
, là chất khí không màu, có mùi thơm rất
nhẹ, sôi ở áp suất khí quyển ở -40.8
0
C.
IV.1.2.1 Tính chất vật lý
- Ở điều kiện làm mát bằng nước tuần hoàn mùa hè Việt Nam, nhiệt độ
ngưng tụ 42
0
C, áp suất ngưng tụ 16.1 bar, là tác nhân có áp suất tương đối cao.
- Nhiệt độ cuối tầm nén trung bình nhưng cần làm mát tốt đầu máy nén.
- p suất bay hơi thường lớn hơn áp suất khí quyển.
- Năng suất thể tích riêng lớn gần bằng của NH
3
nên máy tương đối đơn
giản.
- Độ nhớt lớn, tính lưu động kém NH
3
nên các đường ống, cửa van đều phải
lớn hơn.
- Hoà tan hạn chế dầu nên gây khá nhiều khó khăn cho việc bôi trơn. Ở
khoảng nhiệt độ từ -20
0
C đền -40
0
C tác nhân không hoà tan dầu. Dầu có nguy cơ
bám lại trên bề mặt dàn bay hơi làm cho máy nén thiếu dầu nên người ta tránh
không cho máy lạnh R22 làm việc ở khoảng nhiệt độ này.
Hơi môi chất lạnh sinh ra ở thiết bò bay hơi được quá nhiệt sơ bộ do van tiết
lưu nhiệt , đi vào thiết bò hồi nhiệt , thu nhiệt của chất lỏng nóng, quá nhiệt đến
nhiệt độ t
1
rồi được hút vào máy nén. Qua máy nén hơi được nén đoạn nhiệt lên
trạng thái 2 và được đẩy vào bình ngưng. Trong bình ngưng tụ, hơi thải nhiệt cho
nước làm mát, ngưng tụ lại thành lỏng và được quá lạnh chút ít. Sau đó lỏng được
dẫn vào thiết bò hồi nhiệt.Trong bình hồi nhiệt, lỏng thải nhiệt cho hơi lạnh từ thiết
bò bay hơi ra. Nhiệt độ hạ từ t
3’
xuống còn t
3.
Tiếp đó lỏng được đưa vào phim sấy
lỏng để lọc cặn bã và lọc ẩm. Sau đó lỏng đi vào van tiết lưu. Được tiết lưu xuống
trạng thái 4 và được đẩy vào thiết bò bay hơi. Trong thiết bò bay hơi, lỏng bay hơi,
thu nhiệt của môi trường lạnh. Hơi lạnh được máy nén hút về sau khi qua thiết bò
hồi nhiệt. Như vậy vòng tuần hoàn của tác nhân lạnh được khép kín.
IV.2 TÍNH TOÁN
IV.2.1.tính toán thông số làm việc của máy lạnh
IV.2.1. nhiệt độ ngưng tụ t
c
:
t
c
=t
w2
+ ∆T
min
t
c
t
1
=31.6
o
C
Q=83% ⇒ t
ư
=29
o
C
⇒ t
w1
=29
o
C + 4
o
C =33
o
C
⇒ t
w2
= t
w1
+ 5
o
C = 33
o
C + 5
o
C =38
= 6
o
C
IV.2.3 Chọn và tính ∆t
qn
, ∆t
ql
* ∆t
qn:
ở trong thiết bò có hai quá trình quá nhiệt
_quá nhiệt do van tiết lưu nhiệt
_quá nhiệt do hơi đi qua thiết bò hồi nhiệt
⇒ chọn độ quá nhiệt chung ∆t
qn
=∆t
qn1
+ ∆t
qn2
=16 k
*∆t
ql
∆t
ql
:được tính theo ∆t
qn2
Được biểu diễn trên giản đồ lgp_h
lgp
3 3’ p
C) P (p
c
) h(kJ/kg) V (m
3
/kg)
1 1 Hơi quá nhiệt 25 6.0208 724 0.044
2 1
’’
Hơi bão hòa 6 6.0208 707.7
3 2 Hơi quá nhiệt 75 16.483 750 0.018
4 2
’’
Hơi bão hòa 43 16.483 717.4
5 3
’
Lỏng bão hòa 43 16.483 553.54
6 3 Lỏng quá lạnh 30 16.483 537.24 0.8772 10
-3
7 4 Lỏng-hơi bão hòa 6 6.0208 537.24
IV.2.2. Tính chu trình lạnh
_ năng suất lạnh riêng khối lượng
q
o
=h
1’’
–h
4
=707.7-537.24=170.46 kJ/kg
_ năng suất lạnh riêng thể tích .
q
o
/l =170.46 /26 =6.56
_ Độ hoàn thiện chu trình .
V= ε* (T
k
-T
o
) /T
o
=6.56 * (43-6) /(273+6) =0.87
IV.2.3. Tính toán máy nén.
- năng suất máy nén: Q
0
= 100%Q
1
+ 10%Q
2
+ 100%Q
3
+100%Q
4
+100%Q
5
=
=5503.5+0.1*5047.7+2032+244906+1829.1=12319 w
_ Lưu lượng nén qua máy nén.
m=Q
o
/q
o
= m * l =260.17 * 26 /3600 =1.879 (kw)
_ Công nén hữu ích
N
c
=N
s
/n
c
n
c
: hiệu suất nén hữu ích.
Tra đồ thò hình 3.6 môi chất R22 tỉ số nén π=2.738
⇒ n
c
=0.73
⇒ N
c
=N
s
/ n
c
=1.897 / 0.73 =2.574 (kw)
Vậy chọn máy nén hiệu
φ
Γ
2.8 với các thông số kỹ thuật sau:
+ Số xilanh 2;
+ Số vòng quay 24;
+ Đường kính xilanh 50 mm;
+ Thể tích hút lý thuyết 3.8 10
i
=
115.2
889.0
88.1
==
i
N
η
kw;
- Công suất ma sát N
mas
=V
tt
P
ms
chọn P
ms
=0.045 Mpa;
20
= 0.00318*0.045*1000=0.1431 kw;
- Công suất hữu ích N
e
= N
e
+N
mas
=2.115+0.1431 = 2.2581 kw;
- Công suất tiếp điện N
td
N
dc
= N
td
dc
η
= 2.8*1.2=3.36 kw
21
CHƯƠNG V THIẾT BỊ NGƯNG TỤ
V.1 Chọn thiết bò ngưng tụ vỏ ống nằm ngang
Đây là loại thiết bò được ứng dụng rộng rãi nhất hiện nay trong các hệ thống
lạnh năng suất vừa và lớn.Dùng thích hợp cho những nơi có nguồn nước sạch và
sẳn nước, giá thành nước không cao.
Do tác nhân lạnh là Freon nên để phù hợp với tính chất của môi chất các ống
trao đổi nhiệt thường là ống đồng có cánh nhôm lồng vào hoặc cuốn trên bề mặt
ngoài của ống để tăng cường khả năng truyền nhiệt từ phía freon.
Nước lạnh đi trong ống truyền nhiệt sẽ nhận nhiệt của hơi tác nhân lạnh đi
ngoài để hoá lỏng hơi tác nhân lạnh. Lượng nước được tuần hoàn nhờ cho đi qua
tháp giải nhiệt để giải nhiệt đến nhiệt độ ban đầu. Lỏng tác nhân lạnh sẽ được
chảy xuống bình chứa cao áp.
- Ưu điểm
+ Đây là loại thiết bò ngưng tụ gọn và chắc chắn nhất.
+ Có thể bố trí trong nhà mà vẫn chiếm ít diện tích.
+ Tiêu hao kim loại nhỏ nhất.
+ Nhiệt độ nước làm mát có thể tăng nhiều 4 10K.
+ Nhiệt độ ngưng tụ và năng suất lạnh ổn đònh, ít phụ thuộc vào nhiệt độ môi
trường và mùa khí hậu trong năm.
+ Phần dưới của thiết bò ngưng tụ có thể kiêm luôn chức năng của bình chứa.
+ Hệ số truyền nhiệt tương đối lớn.
+ Dễ chế tạo và lắp đặt, có thể sửa chửa và làm sạch ống ống bằng cơ học
Cấp suất nhiệt của bình ngưng Q
k
=19.434 kw.
Lưu lượng nước qua bình ngưng:
M
n
=
93.0
)3338(*18.4
434.19
t*C
Q
k
=
−
=
∆
kg/s;
_ Chọn ống trong bình ngưng là ống đồng đường kích trong tiêu chuẩn
d
1
= 13.2 mm
+ Đường kính của cánh d
c
=21 mm
+ Đường kính chân cánh d
o
=16.5 mm
+ Bước cánh S= 2 mm
_Diện tích tính cho 1 m chiều dài ống .
d
M
n
;
chọn n
1
=4.
⇒ tốc độ nước được điều chỉnh ω =1.71 m/s
_ Xác đònh hệ số tỏa nhiệt α
2
từ vách trong của ống tưới nước .
+ trò số R
e
của dòng nước chảy trong ống .
R
e
=
µ
ω
fd **
µ
: độ nhớt động lực của nước :
µ
= 0.7155 * 10
3
N S/m
2
(tra bảng I 102 ,p 94 sổ tay tập 1)
Re =
3^10*7155.0
u
*
λ
/d
t
λ
: hệ số dẫn nhiệt của nước ở nhiệt độ F =35.5
λ
=0.626 w/m độ (tra ở bảng I 129 , p 133,[9])
⇒
λ
2
=
0132.0
626.0*8.172
= 8191 w/m
2
k
_Lấy tổng nhiệt tỏa ra của vách ống và của cặn bẩn
∑
δ
I
/
λ
i
=2.6 *10
-4
m
2
k/w
K
+ ∆t
u
là độ chênh lệch giữa nhiệt độ ngưng tụ t
k
và nhiệt độ vách ống t
v
thì
∆t
tb
=t
k
- t
v
23
⇒q
tb
=
∑
+
∆−∆
i
i
utb
d
tt
λα
2
1
=A(∆t
tb
- ∆t
u
) = 2617.22 (7.5 - ∆t
u
)
_ Vì mật độ dòng tính theo diện tích xung quanh bề mặt ống trụ thay đổi theo
đường kính ống và giá trò nhiệt độ tại tọa độ tính toán nên để xác đònh mật độ
dòng nhiệt tại bề mặt trong của ống q
2
cần chọn sơ bộ kết cấu của bình ngưng và
một giá trò q
2
để tính sơ bộ rồi sau đó kiểm tra lại .
Chọn ∆t
q
=0.3 *∆t
tb
=0.3 * 7.2 = 2.16 k
⇒ q
21
= 2617.22*(∆t
tb
- ∆t
u
)
= 0.7 * 2617.22 * 7.2
= 13190.8 w/m
2
_ Các ống được bố trí trên mặt sàng theo đỉnh của tam giác đều và cả chùm
α
1t
=0.72
4
1
32
23
d
gh
µ
λρ
∆
(
2
n
)
-0.167
µ
∆
t
u
-0.25
ϕ
(w/m
2
k);
Trong đó :
ρ
75.0
1
f
f
l
d
E
f
f
nđ
+
;
24
f
d
=
2
cos2
)(
2
0
2
1
α
π
s
dd −
)
s : chiều dày của ống : s = 0.002 (m)
α
l=0.25*
π
(d
1
2
–d
o
2
)/d
1
=0.25 *
π
(0.021
2
–0.0165
2
)/0.021=0.0063 (m)
E : hệ số cánh đối với cánh thấp E=1
ϕ
=1.3*
0063.0*149.0
0165.0*139.0
+
149.0
01.0
=1.609
_ Tính
α
1t
=0.72
81.9*07077.0*1118*10*46.196
−
*3
-0.167
*
∆
t
u
-0.25
3.6*1609
=13544.47
∆
t
u
-0.25
Mật độ dòng nhiệt về phía môi chất :
q
1t
=
α
1t
t
∆
u
=13544047
t
∆
u
0.75
∆
u
0.75
= 2617.22 (7.5-
t
∆
u
)
t∆
u
0 1 1.2 1.25
Q
1t
19629.25 17011.93 16488.69 16357.6
Q
2t
0 13544.47 15529.16 16061
q
2
=
16200 w/m
2
;
25
Diện tích bề mặt truyền nhiệt tính theo đường kính trong của ống
F
2
=
2q
2
1m +
+[ 1+2+ +(i-1)]=1
2
17 +
+0 = 4;
Như vậy số ống thực tế còn lại n
t
= n-n
b
= 40-4 =36;
Còn thiếu 1 ống so với tính toán, có thể bố trí thêm1 ống ở phía trên của
chùm ống;
_Đường kính vùng bố trí ống trên mặt sàng :
D=m*s=7*0.027=0.19 m
S: bước ống ngang S=0.027 m
_Đường kính ngoài của thân
D
1
=1890 + 2(9+6)=220
Chọn chiều dày thân 6mm
Độ hở giữa mặt sàng tới ống :9mm
_Chiều dài ống ngưng :
l=f
2
/(
π
*d
2
*n)=