Đồ án Thiết bị bảo quản, chế biến thủy sản
ĐỒ ÁN THIẾT BỊ BẢO QUẢN, CHẾ BIẾN THỦY SẢN
Mục lục
Mở đầu................................................................................................................2
Chương I: Tổng quan về môi chất R22 ...........................................................3
Chương II: Tính toán các thông số cơ bản......................................................4
1. Thông số ban đầu.............................................................................................4
2. Tính toán..........................................................................................................5
Chương III: Chọn các thiết bị cho dàn lạnh...................................................7
1. Chọn máy nén..................................................................................................7
2. Thiết bị ngưng tụ .............................................................................................7
3. Thiết bị bay hơi................................................................................................10
4. Tính đường kính ống ......................................................................................11
Chương IV: Bình chứa và các thiết bị phụ .....................................................11
1. Bình tách lỏng..................................................................................................11
2. Bình tách dầu...................................................................................................12
3. Bình chứa dầu..................................................................................................13
4. Tính chọn tháp giải nhiệt.................................................................................13
Chương V: Các thiết bị đường ống..................................................................15
1. Van chặn..........................................................................................................15
2. Van tiết lưu tự dộng.........................................................................................15
3. Van điện từ ......................................................................................................16
4. Van 1 chiều......................................................................................................17
Chương VI: Tính điện năng tiêu thụ và công suất lắp đặt motor máy nén.18
Bảng thông số trong hệ thống lạnh Freon ...........................................................18
Kết luận ..............................................................................................................19
Tài liệu tham khảo ..............................................................................................20
1
ĐỒ ÁN THIẾT BỊ BẢO QUẢN, CHẾ BIẾN THỦY SẢN
Mở đầu
Con người đã biết làm lạnh và sử dụng lạnh cách đây từ rất lâu. Từ trước
thế kỷ XV, người ta biết dùng tuyết trong hang sâu để điều hòa không khí. Sau đó
người ta biết pha trộn tuyết với nước muối để trở thành hơi bão hòa. Nhưng kỹ
thuật lạnh phát triển từ những năm của thế kỷ 70, con người biết làm lạnh bằng
cách bay hơi chất lỏng ở áp suất thấp. kể từ đó đến nay kỹ thuật hiện đại đã có
một bước tiến xa, phạm vi nhiệt độ một nhiều hơn và ứng dụng rộng rãi trong
nhiều lĩnh vực, trong đó lĩnh vực được sử dụng rộng rãi nhất là bảo quản thực
phẩm
Mục đích thiết kế đồ án: thiết kế hệ thống lạnh 1 cấp có hồi nhiệt với MCL
R22 có năng suất lạnh Q0 = 150 kW, cũng như ôn lại kiến thức tổng quan và tập
hợp lại những kiến thức đã học trong các môn học về hệ thống lạnh, đặc biệt là
môn thiết bị bảo quản và chế biến thủy sản và giúp chúng em làm quen được với
thiết kế hệ thống lạnh ban đầu.
Đồ án môn học này nhằm tính toán và thiết kế các phần như: xác định các
hệ số ban đầu; chọn loại máy nén; tính toán diện tích và chọn giàn ngưng; tính
toán lưu lượng giàn ngưng; tính toán dàn lạnh và chọn kiểu dàn lạnh; tính đường
kính ống và thiết bị phụ; tính điện năng tiêu thụ và công suất lắp đặt motor máy
né; tính năng suất lạnh theo điều kiện cho; lập sơ đồ hệ thống.
Trong quá trình tính toán thiết có nhiều nguyên nhân dẫn đến những sai số
so với các bảng trong quá trình đối với một số thông số như: áp suất; entronpi;
nhiệt độ; thể tích.
2
ĐỒ ÁN THIẾT BỊ BẢO QUẢN, CHẾ BIẾN THỦY SẢN
Chương I. Tổng quan về môi chất R22
R22 là môi chất có độ hoàn thiện nhiệt động cao, chỉ xếp sau NH3, từng dùng
rộng rãi cho máy lạnh 1 và 2 cấp, nay bị hạn chế và tiến tới cấm sử dụng do trong
thành phần hóa học có Cl phá hủy tầng ozon khi rò rỉ.
Các tính chất về nhiệt động.
1) Nhiệt độ sôi ở áp suất khí quyển thấp: p = 1 kgf/cm2 ; t = -40,8 .
2) Ở nhiệt độ môi trường áp suất ngưng tụ vừa phải: t = 40 ; p = 15 at.
℃
3) Nhiệt độ tới hạn tương đối cao: t = 96 ; pth = 50,33 at.
℃
th
4) Nhiệt độ đông đặc điểm 3 pha thấp: tđđ = -160 .
℃
5) Nhiệt ẩn hóa hơi tương đối lớn, ví dụ tại -15 thì r = 217kJ/kg.
℃
6)Nhiệt dung riêng đẳng áp vừa phải.
7) Độ nhớt rất nhỏ, nhỏ hơn không khí nên R22 có thể rò rỉ qua các khe hở mà
không khí không đi qua được, độ nhớt R22 lớn hơn nitơ một chút nên thử kín phải
dùng nitơ khô.
Các tính chất về hóa học.
8) Không gây cháy.
9) Không gây nổ; tuy nhiên ở nhiệt độ t>450 R22 phân hủy thành các chất cực
℃
kỳ độc hại như HCl, HF (độc hại bảng 1). Do đó nghiêm cấm các vật có nhiệt độ
bề mặt trên 400 trong phòng máy.
℃
10) Dầu bôi trơn chuyên dụng; khối lượng riêng của dầu nhỏ hơn khối lượng
riêng của lỏng R22 (Ví dụ tại -15 lỏng R22 có khối lượng riêng là 1335kg/m3
℃
), độ hòa tan dầu bôi trơn phụ thuộc vào nhiệt độ bão hòa của môi chất R22: ở
nhiệt độ t<-45 hỗn hợp lỏng chia làm 2 lớp, lớp trên là dầu, lớp dưới là hỗn hợp
℃
dầu và R22.
11) Không ăn mòn kim loại; R22 là môi chất bền vững về mặt hóa học.
12) Không hòa tan được nước, lượng nước hòa tan tối đa là 0,0006% khối lượng,
cho phép làm việc là 0,0004%; do đó có thể tách nước ra khỏi R22 bằng các chất
hút ẩm thông dụng. 13) Khi rò rỉ khó phát hiện: R22 không màu, không mùi,
không vị. 14) Khi rò rỉ không làm hỏng các sản phẩm cần bảo quản lạnh.
Các tính chất về sinh lý.
15) Độc hại bảng 5; ở nồng độ 30% trong không khí gây váng vất khó thở do thiếu
ôxy (Nồng độ thể tích ôxy lúc này trong không khí còn 14%).
Các tính chất về kinh tế.
16) Tương đối rẻ tiền, dễ kiếm, dễ chế tạo
Các tính chất về môi trường.
17) Gây ô nhiễm môi trường: khi rò rỉ R22 bay dần lên tầng thượng lưu khí quyển,
gây hiệu ứng lồng kính, do có thành phần Cl nên R22 phá hoại, làm thủng tầng
ozon.
3
ĐỒ ÁN THIẾT BỊ BẢO QUẢN, CHẾ BIẾN THỦY SẢN
Chương II. Tính toán các thông số cơ bản
1. Thông số ban đầu.
• Môi chất lạnh : R22
• Nhiệt độ sôi:
푡푠 = ―16℃
• Nhiệt độ ngưng tụ:
• Năng suất lạnh Q0
•
푡푛 = 40℃
150 kW
=
∆푡푞푙 = 10표퐶
• Vận tốc MCL đường nén
• Vận tốc MCL đường hút
• Vận tốc MCL đường lỏng
10 m / s
8 m / s
1 m / s
• Tốc độ
(tách dầu và tách lỏng)
0,5 m / s
2.
Tính toán:
Dựa vào đồ thị lgp-i của R22 tra được các thông số:
4
ĐỒ ÁN THIẾT BỊ BẢO QUẢN, CHẾ BIẾN THỦY SẢN
Sơ đồ có hồi nhiệt của chu trình lạnh freon một cấp
Chu trình máy lạnh Freon một cấp hoạt động như sau: hơi môi chất sinh ra ở thiết
bị bay hơi được quá nhiệt sơ bộ (do van tiết lưu nhiệt), đi vào thiết bị hồi nhiệt,
thu nhiệt của chất lỏng nóng, qua nhiệt đến t1’ rồi được hút vào máy nén. Qua máy
nén hơi được nén đoạn nhiệt lên trạng thái 2’ và được đẩy vào bình ngưng tụ.
Trong bình ngưng tụ, hơi thải nhiệt cho nước làm mát, ngưng tụ lại thành lỏng và
được quá lạnh chút ít. Độ qúa lạnh ở đây rất nhỏ nên bỏ qua. Lỏng được dẫn vào
bình hồi nhiệt. Trong bình hồi nhiệt, lỏng thải nhiệt cho hơi lạnh vừa từ bình bay
hơi ra. Nhiệt độ hạ từ t3 xuống t3’. Sau đó lỏng đi vào van tiết lưu, được tiết lưu
xuống trạng thái 4 và được đấy vào thiết bị bay hơi. Trong thiết bị bay hơi, lỏng
bay hơi, thu nhiệt của môi trường lạnh. Hơi lạnh được máy nén hút về sau khi qua
thiết bị hồi nhiệt. Như vậy vòng tuần hoàn môi chất được khép kín.
∆푡푞푙 = 100퐶→푡 = 푡3 ― 10퐶
′
3
Ta có t = 40o
t = 40o
→ℎ3 = 549,55 푘푗/푘푔
→푡 = 30퐶→ℎ3 = 536,57 푘푗/푘푔
3
3
′
3
′
푡1 = ― 160퐶→ℎ1 = 700,1 푘푗/푘푔
ℎ1 ― ℎ1 = ℎ3 ― ℎ →ℎ = 713,1 푘푗/푘푔
′
′
3
1
′
→푡1′ = 20퐶
5
ĐỒ ÁN THIẾT BỊ BẢO QUẢN, CHẾ BIẾN THỦY SẢN
1
1’
2’
78
2
3’
3
4
Nhiệt độ,
℃
40
40
-16
℃
-16
2
30℃
℃
℃
℃
Áp
3,06
3,06
15,33 15,33 15,33
15,33
3,06
suất(bar)
Entanpy,
KJ/kg
Thể tích
riêng
700,1
713,1
753
743 536,57 549,55 536,57
0,03 0,019
0,075
0,044
0,02
m3/kg
Bão
hòa
khô
Bão Lỏng
Hơi quá Hơi quá
nhiệt nhiệt
Bão hòa
Trạng thái
hòa
khô
quá
lạnh
Hơi ẩm
lỏng
Công nén đoạn nhiệt:
Năng suất lạnh riêng:
푙 = 푖2 ― 푖 = 753 ― 713,1 = 39,9 푘퐽/푘푔
′
1
′
푞0 = 푖1 ― 푖4 = 700,1 ― 536,57 = 163,53푘퐽/푘푔
푞0
휀 = = 163,53 = 4,098
Hệ số lạnh:
푙
푝푘
39,9
휋 = 푝 = 15,33 = 5,009
Tỉ số nén:
3,06
0
Ta có năng suất lạnh của hệ thống: Q0 = 150 kW
Vậy lưu lượng khối lượng môi chất lạnh tuần hoàn G là:
푄0
150
푚 =
=
= 0,917푘푔/푠 = 3301푘푔/ℎ
푞0 163,53
Từ bảng trên ta có: v1 = 0,075 m3/kg
Thể tích hút của máy nén:
푉ℎ = 푣1.푀 = 0,075.3301 = 247,57 푚3/h
Trao đổi nhiệt tại ngưng tụ Gas thải, nước thu nhiệt.
Qthải = Qthu
Mà Q = . Q
휆
thải
k
Qk = m. qk
ta có: qk = q0 + l = 163,53 + 39,9 = 203,43 kj/kg
=> Qk = 3301.203,43= 671522,43 kj/kg
0.7 0.8
Hệ số
=> chọn
= 0.75 theo tài liệu “Hướng dẫn thiết kế hệ thống
lạnh / Nguyễn Đức Lợi”
=> . Q = C . M .
휆
∆
w
푡푤
0,75.671522,43
k
w
휆.Qk
=> Mw =
= 24,028 m3/kg
=
= 24028 푘푔/ℎ
퐶푤.∆푡푤
4,192 . 5
Vậy lưu lượng làm mát dàn ngưng Mw =24,028 m3/h
Công suất đoạn nhiệt:
푀.푙
Nk = 3600
3301 . 39,9
3600
kW/h
= 36,8
=
ta có:
6
ĐỒ ÁN THIẾT BỊ BẢO QUẢN, CHẾ BIẾN THỦY SẢN
M: lưu lượng khối lượng M=3301 kg/h
l: công nén đoạn nhiệt l= 39,9 kJ/kg
Công suất động cơ điện:
푁푒
푁푘
푁đ푐 =
=
휂đ푐 휂푖.휂푐ơ.휂푡đ.휂đ푐
Ta chọn
→푁đ푐 =
휂푖 = 0,8, 휂푡đ = 1, 휂đ푐 = 0,85, 휂푐ơ = 0,9
36,8
= 60,1 푘푊
0,8.1.0,85.0,9
Chương III. Chọn các thiết bị cho dàn lạnh
1. Chọn máy nén
Ta có: Vh=247 m3/h = Vtt
mà Vlt=푉
02,4775= 330 m3/h
푡푡
=
λ
Tra từ bảng 7-5 tài liệu “Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh / Nguyễn Đức Lợi”)
=> ta chọn được máy nén piston MYCOM 1 cấp nén loại W (hãng Mayekaw
Nhật)
kí hiệu máy F8WA2 có thể tích hút Vlt = 374,2m3/h và các thông số khác như sau:
Qo=172,2 kW ; Ne = 54,4 kW
Tính chọn số lượng máy nén.
V
lt
ZMN
VMN
ZMN: số lượng máy nén
Vlt: thể tích hút lý thuyết Vlt= 330 m3/h
Vmn: Thể tích của máy nén VMN = 374.2 m3/h
Zmn= 푉
330
374,2 = 0,88
푙푡
=
푉푚푛
Chọn ZMN = 1
Vậy có hệ thống có một máy nén piston MYCOM 1 cấp nén loại W (hãng
Mayekaw Nhật) kí hiệu máy F8WA2 có thể tích hút Vlt = 374,2 m3/h
2.
Thiết bị ngưng tụ
2.1 Tính toán và lựa chọn thiết bị:
Vậy công suất nhiệt Qk (kW)là:
Qk = 671522,43 kj/kg = 186,5 kW
Nước được sử dụng cho thiết bị ngưng tụ là nước được lấy từ thành phố Nha
Trang: có nhiệt độ trung bình năm t = 26,5 .
℃
Theo tài liệu “Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh của Nguyễn Đức Lợi” ta tính
toán được nhiệt độ tw1 và tw2.
tw = t + (3 – 5) = 26,5 + 4 = 30,5
℃
℃
1
t tw2 - tw 50 C vậy tw = 35,5
℃
2
1
mà nhiệt độ tk 400 C = tngưng theo đề bài cho.
7
ĐỒ ÁN THIẾT BỊ BẢO QUẢN, CHẾ BIẾN THỦY SẢN
Hiệu nhiệt độ trung bình logarit:
tmax tmin
ttb
;
tmax
tmin
ln
tmax 40 30,5 9,50 C
tmin 40 35,5 4,50 C
9,5 4,5
ttb
6,7K
9,5
4,5
ln
Diện tích bề mặt truyền nhiệt của bình ngưng ống vỏ nằm ngang là (k lấy theo
bảng 8-6 tài liệu “Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh / Nguyễn Đức Lợi”)
hệ số truyền nhiệt k = 800 W/m2.K
Diện tích bề mặt truyền nhiệt là:
푄푘
186,5.1000
퐹 =
=
= 34,79 푚2
푘.∆푡푡푏
800.6,7
Theo bảng 8-3 tài liệu “Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh / Nguyễn Đức Lợi”) ta
chọn bình ngưng ống vỏ nằm ngang KTP-35 có bề mặt trao đổi nhiệt là 40 m2
Diện tích bề
Đường kính
Chiều dài ống
vỏ, m
Số ống
Tải nhiệt max, kW
mặ ngoài, m2 ống vỏ, mm
40
404
2
135
140
Nước tiêu tốn để làm mát bình ngưng:
푄푘 186,5
4,19.1000(푡푤2 ― 푡푤1) 4,19.1000.5
푉푛 =
=
= 0,009푚3/푠 = 32,4 푚3/ℎ
Chọn thiết bị ngưng tụ làm mát bằng nước : Bình ngưng ống vỏ Freon nằm
ngang.
8
ĐỒ ÁN THIẾT BỊ BẢO QUẢN, CHẾ BIẾN THỦY SẢN
1- Nắp bình, 2,6- Mặt sàng; 3- ống TĐN; 4- Lỏng ra; 5- Không gian giữa các
ống
a): Kiểu mặt bích: 1- Vỏ; 2- Mặt sàng; 3- Nắp; 4- Bầu gom lỏng; 5-Van lấy
lỏng; 6- Nút an toàn. b) Kiểu hàn : 1- ống trao đổi nhiệt có cánh; 2- Cánh
tản nhiệt; 3- Vỏ; 4- Vỏ hàn vào ống xoắn; 5- Lỏng frêôn ra; 6- Hơi frêôn
vào
Ưu điểm:
- Dễ dàng thay đổi tốc độ nước trong bình để có tốc độ thích hợp nhằm nâng cao
hiệu quả trao đổi nhiệt, bằng cách tăng số pass tuần hoàn nước.
- Hiệu quả trao đổi nhiệt khá ổn định, ít phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường.
- Cấu tạo chắc chắn, gọn và rất tiện lợi trong việc lắp đặt trong nhà, có suất tiêu
hao kim loại nhỏ, khoảng 4045 kg/m2 diện tích bề mặt trao đổi nhiệt, hình dạng
đẹp phù hợp với yêu cầu thẩm mỹ công nghiệp.
- Dễ chế tạo, lắp đặt, vệ sinh, bảo dưỡng và vận hành.
- Có thể sử dụng một phần của bình để làm bình chứa, đặc biệt tiện lợi trong các
hệ thống lạnh nhỏ, ví dụ như hệ thống kho lạnh.
- Ít hư hỏng và tuổi thọ cao.
9
ĐỒ ÁN THIẾT BỊ BẢO QUẢN, CHẾ BIẾN THỦY SẢN
Nhược điểm:
- Đối với hệ thống lớn sử dụng bình ngưng không thích hợp vì khi đó đường kính
bình quá lớn, không đảm bảo an toàn. Nếu tăng độ dày thân bình sẽ rất khó gia
công chế tạo. Vì vậy các nhà máy công suất lớn, ít khi sử dụng bình ngưng.
- Kích thước bình tuy gọn, nhưng khi lắp đặt bắt buộc phải để dành khoảng không
gian cần thiết hai đầu bình để vệ sinh và sửa chữa khi cần thiết.
- Quá trình bám bẩn trên bề mặt đường ống tương đối nhanh, đặc biệt khi chất
lượng nguồn nước kém.
3.
Thiết bị bay hơi:
1. Lựa chọn thiết bị bay hơi:
Chọn thiết bị bay hơi kiểu dàn lạnh xương cá.
Ưu điểm:
Các ống góp trên và dưới được nối với các ống trao đổi nhiệt có dạng uốn
cong nên hạn chế được chiều cao của dàn mà vẫn bảo đảm đường đi của môi
chất đủ lớn để tăng thời gian tiếp xúc và diện tích trao đổi nhiệt.
Cấu tạo gọn, được chế tạo theo từng modun nên dễ dàng tăng công suất của
dàn.
Nhược điểm:
Chế tạo khó khăn.
2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:
a. Cấu tạo:
2
3
4
1
Dàn lạnh xương cá
1. lỏng tiết lưu vào
2. đường ra của hơi hạ áp
3. ống góp trên dưới
4. ống trao đổi nhiệt
b. Nguyên lý hoạt động:
Đây là thiết bị bay hơi theo kiểu ngập dịch, được đặt chìm trong bên trong
bể muối. Lỏng môi chất được cấp vào dàn trao đổi nhiệt với nước muối qua
các ống trao đổi nhiệt, sau đó môi chất sôi và hóa hơi được hút trở về máy
nén.
10
ĐỒ ÁN THIẾT BỊ BẢO QUẢN, CHẾ BIẾN THỦY SẢN
IV. Tính đường kính ống
Đường kính ống hút máy nén.
Đường kính ống hút được tính:
4 푀. 푣1
4 .3301 .0,075
Dhút =
=
= 0,104 m= 104 mm
3600.휋.
3600.8휋
1
- M: Lưu lượng gas về 1 máy nén; M = 3301kg/h
- 1 : Vận tốc hơi môi chất về máy nén.
Chọn sơ bộ 1 = 8 m/s
: Thể tích riêng của hơi hút, v1 = 0,075 m3/kg.
v
-
1
Đường kính ống nén máy nén:
4. 푀. 푣2
4 .3301 .0,03
= 0,059 m= 59 mm
10휋.3600
Dnén =
=
3600.휋.
2
- có M = 3301 kg/h
- 2 : Vận tốc gas đi. Chọn sơ bộ 2 = 10 m/s
v2 : Thể tích riêng của hơi nén, v2 = 0,03 m3/kg.
-
Chương 4: Bình chứa và các thiết bị phụ:
1. Bình tách lỏng:
Hình 4. 3:Bình tách lỏng
Cấu tạo bính tách lỏng
1- ống ga vào;
2- Tấm gia cường;
5- Cửa xả hơi;
6- Lỏng ra
3- ống ga ra;
4- Nón chắn
- Bình tách lỏng được lắp trên đường hút về của mỗi máy nén để bảo vệ máy nén
không hút phải lỏng, tránh va đập thủy lực. Bình tách lỏng làm việc theo nguyên
lý đổi dòng chuyển động và giảm tốc độ (xuống còn 1 m/s) của dòng môi chất nên
giọt lỏng và bụi lỏng được tách ra.
- Hơi môi chất từ van tiết lưu tới bình tách lỏng vào ống vào dàn lạnh. Sau khi
bay hơi môi chất được hút về và đi quay lại bình tách lỏng. Tại đây lỏng được
tách ra và rơi xuống đi vào dàn lạnh còn hơi đi về máy nén.
11
ĐỒ ÁN THIẾT BỊ BẢO QUẢN, CHẾ BIẾN THỦY SẢN
5.2.1 Tính đường kính bình tách lỏng
4.푀.푣1
3600.휋.
Dtách lỏng
=
4.3301.0,075= 0,418 m =418mm
=
3600.휋.0,5
푡á푐ℎ 푙ỏ푛푔
• M: lưu lượng khối lượng M = 3301kg/h
• V1: thể tích riêng của hơi MCl qua bình tách lỏng, trạng thái đó tương ứng
với trạng thái hút của máy nén =0,075m3/kg
푣1
•
tốc độ hơi MCL qua bình
m/s
푡á푐ℎ 푙ỏ푛푔 = 0,5
:
푡á푐ℎ 푙ỏ푛푔
2. Bình tách dầu
4
3
5
* Khái niệm
Các máy lạnh khi làm việc cần phải tiến hành bôi trơn các chi tiết chuyển động
nhằm giảm ma sát, tăng tuổi thọ thiết bị. Trong quá trình máy nén làm việc dầu
thường bị cuốn theo môi chất lạnh. Việc dầu bị cuốn theo môi chất lạnh có thể
gây ra các hiện tượng:
- Máy nén thiếu dầu, chế độ bôi trơn không tốt nên chóng hư hỏng.
- Dầu sau khi theo môi chất lạnh sẽ đọng bám ở các thiết bị trao đổi nhiệt như
thiết bị ngưng tụ, thiết bị bay hơi làm giảm hiệu quả trao đổi nhiệt, ảnh hưởng
chung đến chế độ làm việc của toàn hệ thống.
Để tách lượng dầu bị cuốn theo dòng môi chất khi máy nén làm việc, ngay trên
đầu ra đường đẩy của máy nén người ta bố trí bình tách dầu. Lượng dầu được tách
ra sẽ được hồi lại máy nén hoặc đưa về bình thu hồi dầu.
Bình tách dầu làm việc trên nguyên lý thay đổi đột ngột dòng chuyển động
và làm giảm tốc độ của dòng môi chất để tách các hạt dầu (dạng sương) có trong
dòng hơi môi chất và giữ nó lại.
Tính đường kính bình tách dầu
4.푀.푣2
Dtáchdầu
=
4.3301.0,03=0,264m= 264 mm
=
3600.0,5.휋
3600.휋.
푡á푐ℎ 푑ầ푢
• M: lưu lượng khối lượng G = 3301 kg/h
12
ĐỒ ÁN THIẾT BỊ BẢO QUẢN, CHẾ BIẾN THỦY SẢN
• V2: thể tích riêng của hơi MCL qua bình tách dầu, trạng thái đó tương ứng
với trạng thái đầu đẩy của máy nén hút
m3/kg
푣2 = 0,03
0,5 m / s
•
1 : tốc độ MCL trong bình vách
3. Bình chứa dầu
1
Bình chứa dầu dùng để gom dầu từ các bình tách dầu, từ các bầu dầu của các
thiết bị. bình chứa dàu có dạng hình trụ đặt đứng, có đường nối với đường xả dầu
của các thiết bị, đường nối với ống hút về máy nén và đường xả dầu được trang
bị áp kế. dầu được xả về bình nhờ chênh lệch áp suất. áp suất trong bình hút giảm
khi mở van trên đường nối với ống hút. Khi xả dầu ra ngoài, áp suất trong bình
chỉ được phép cao hơn áp suất hi quyển chút ít. Áp suất cao nhất cho phép của
bình là 1,8 MPa, nhiệt độ từ -40 đến 1500C
Số lượng bình chứa dầu được xác đình theo số lượng và kích thước các thiết
bị. tỏng các hệ thống lạnh lớn, nên bố trí một bình chứa dầu cho mỗi hệ thống
giàn bay hơi.
Bình chứa
dầu
Kích thước
mm
Thể tích Khối
m3
lượng,
kg
DS
B
H
3259
300 CM
765
1270
0,07
92
4. Tính chọn tháp giải nhiệt:
a. Mụcđích
Nhiệm vụ của tháp giải nhiệt là thải toàn bộ nhiệt lượng do môi chất lạnh
ngưng tụ tỏa ra nhờ chất tải nhiệt trung gian là nước.
b. Cấu tạo:
1
2
3
4
5
6
15
9
13
7
8
14
11
10
12
tháp giải nhiệt
13
ĐỒ ÁN THIẾT BỊ BẢO QUẢN, CHẾ BIẾN THỦY SẢN
1. Động cơ quạt gió; 2. Vỏ tháp; 3. Chắn bụi nước; 4. dàn phun nước; 5.
Khối đệm; 6. Cửa không khí vào; 7. Bể nước; 8. Đường nước lạnh để làm
mát bình ngưng; 9. Đường nước ra từ bình ngưng; 10. Lọc nước; 11. Phễu
chảy tràn; 12. Van xả đáy; 13. Đường cấp nước; 14. Bơm nước; 15. Bình
ngưng.
c. Nguyên lý hoạt động
Nước vào bình ngưng tụ có nhiệt độ ban đầu là tw1 nhận nhiệt của môi chất
ngưng tụ tăng lên khoảng 4 5 oC, ra khỏi bình ngưng có nhiệt độ tw2 . Nước nóng
được đưa sang tháp giả nhiệt và phun thành các giọt nhỏ. Nước nóng chảy theo
khối đệm xuống, trao đổi nhiệt với không khí đi ngược dòng từ dưới lên trên nhờ
quạt gió cưỡng bức. Nhiệt độ nước giảm đi và nguội như nhiệt độ ban đầu.
d. Tính chọn thiết bị:
Từ tính toán ở trên ta có năng suất lạnh:
Q0 = 150 kW = 150.860 = 129000 kcal/h
Theo tiêu chuẩn CTI 1 tấn nhiệt lượng tương đương 3900 kcal/h vậy:
→푄0 = 129000 = 33,07
tôn
3900
Tra bảng 8-22 sách “HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH” –Nguyễn
Đức Lợi, chọn tháp giải nhiệt ký hiệu FRK60 với các thông số kỹ thuật chính
như sau:
- Lưu lượng định mức:8,67l/s
- Chiều cao tháp: 2052 mm.
- Đường kính ngoài của tháp: 1580 mm.
- Đường kính ống nối nước vào: 80 mm
- Đường kính ống nối nước ra: 80 mm.
- Đường chảy tràn: 25 mm.
- Đường xả: 25 mm.
- Đường kính ống van phao: 15 mm.
- Lưu lượng quạt gió: 290 m3/ph
- Đường kính quạt gió : 920 mm.
- Công suất động cơ quạt: 1,5 kW.
- Khối lượng tĩnh: 128kg.
- Khối lượng vận hành: 384 kg.
- Độ ồn của quạt: 57 dB.
V. Các thiết bị đường ống
5.1 Van chặn
a. Mục đích
Van khóa, van chặn có nhiệm vụ khóa hoặc mở dòng môi chất lạnh khi
vận hành, sửa chữa, bảo dưỡng hệ thống.
14
ĐỒ ÁN THIẾT BỊ BẢO QUẢN, CHẾ BIẾN THỦY SẢN
b. Cấu tạo
7
8
9
6
5
4
10
11
12
3
2
1
Van chặn
1- Thân van; 2- Đế van; 3- Nón van; 4- Nắp van; 5- Đệm kín ti van; 6-
Ti van; 7- tay van; 8- Chèn đệm
9- Bulông; 10 – Ren của ti van; 11- Vòng đệm kín; 12- Đệm kín ngược.
5.2 Van tiết lưu tự động
a. Nguyên lý làm việc của van
Bầu cảm biến được nối với phía trên màng ngăn nhờ một ống mao. Bầu
cảm biến có chứa chất lỏng dễ bay hơi. Chất lỏng được sử dụng thường chính là
môi chất lạnh sử dụng trong hệ thống.
Khi bầu cảm biến được đốt nóng, áp suất hơi bên trong bầu cảm biến tăng,
áp suất này truyền theo ống mao và tác động lên phía trên màng ngăn và ép một
lực ngược lại lực ép của lò xo lên thanh chốt. Kết quả khe hở được mở rộng ra,
lượng môi chất đi qua van nhiều hơn để vào thiết bị bay hơi.
Khi nhiệt độ bầu cảm biến giảm xuống, hơi trong bầu cảm biến ngưng lại một
phần, áp suất trong bầu giảm, lực do lò xo thắng lực ép của hơi và đẩy thanh chốt
lên phía trên. Kết quả van khép lại một phần và lưu lượng môi chất đi qua van
giảm.
Như vậy trong quá trình làm việc van tự động điều chỉnh khe hở giữa chốt
và thân van nhằm khống chế mức dịch vào dàn bay hơi vừa đủ và duy trì hơi đầu
ra thiết bay hơi có một độ quá nhiệt nhất định. Độ quá nhiệt này có thể điều chỉnh
được bằng cách tăng độ căng của lò xo, khi độ căng lò xo tăng, độ quá nhiệt tăng.
Van tiết lưu là một trong 4 thiết bị quan trọng không thể thiếu được trong
các hệ thống lạnh.
b. Cấu tạo
Cấu tạo chính: Cấu tạo van tiết lưu tự động gồm các bộ phận chính sau:
Thân van A, chốt van B, lò xo C, màng ngăn D và bầu cảm biến E.
15
ĐỒ ÁN THIẾT BỊ BẢO QUẢN, CHẾ BIẾN THỦY SẢN
Van tiết lưu tự động cân bằng trong : Chỉ lấy tín hiệu nhiệt độ đầu ra của
thiết bị bay hơi. Van tiết lưu tự động cân bằng trong có 01 cửa thông giữa khoang
môi chất chuyển động qua van với khoang dưới màng ngăn.
Hình 6-2: van tiết lưu tự động
5.3 Van điện từ
Van điện từ (Solenoid Valve) là van hoạt động điện cơ. Van được điều khiển
bởi dòng điện thông qua tác dụng của lực điện từ để đóng mở van.
Cấu tạo: Về cơ bản các van điện từ hoạt động theo một nguyên lý chung đó
là có 1 cuộn điện, trong đó có 1 lõi sắt và 1 lò xo nén vào lõi sắt đó, lõi sắt đó lại
tỳ vào đầu 1 gioăng cao su
Chọn van điên từ tác động gián tiếp dùng cho hệ thống có công suất trung
bình và lớn.
5.3.1 Cấu tạo
1
2
3
B
4
5
6
A
7
Hình 6-3: van điện từ
1. cuộn dây điện từ.
2. lõi sắt động.
3. clappê van phụ bằng cao su.
16
ĐỒ ÁN THIẾT BỊ BẢO QUẢN, CHẾ BIẾN THỦY SẢN
4. màng cao su.
5. clapê van chính.
6. lò xo.
7. vít điều chỉnh.
5.3.2 Nguyên lý hoạt động
Khi van không có điện, van phụ đóng. Môi chất đi vào khoang B thì không
ra được. Khi đó trọng lượng lỏng trên màng và trọng lượng bản thân cụm van
chính cùng với lực lò xo sẽ giữ chặt clapê chính trên cửa thoát. Van chính
đóng.
Khi cuộn dây có điện, van phụ mở, môi chất từ trong khoang B chảy qua
lỗ nối thông với cửa ra của van. Áp suất trên màng van chính giảm xuống và
do tác dụng của áp suất môi chất từ phía dưới lên màng thắng lực lò xo nên
van chính mở.
5.4 Van một chiều
Tác dụng:
Giữ cho môi chất chỉ đi theo một chiều định sẵn và không có chiều ngược
lại.
Cấu tạo:
Chiều ngược
bị chặn
Chiều thuận
VI. Tính điện năng tiêu thụ và công suất lắp đặt motor máy nén
Ta đã có Nđc = 60,1 kW
Tính chọn mô tơ cho máy nén.
- Công suất mô tơ lắp đặt, được xác định :
Nld = k.Nđc
Với : Nđc là công suất điện năng tiêu thụ ( Nđc = 60,1 kW).
K là hệ số an toàn (1,2 ÷ 1,8), chọn k = 1,2.
Nld = 1,2 . 60,1 = 72,12 kW.
Vậy công suất lắp đặt motor máy nén Nmt = Nld = 72,12 kW
Chọn động cơ điện có kiểu A0π2-94– 4, (theo Bảng 7 – 10, Hướng dẫn thiết kế
hệ thống lạnh, Nguyễn Đức Lợi). Với các thông số sau:
17
ĐỒ ÁN THIẾT BỊ BẢO QUẢN, CHẾ BIẾN THỦY SẢN
Ký hiệu động cơ điện
Công suất
A0π2-94– 4
75 kW
Vòng quay
Dài
1480v/ph
2330 mm
1215 mm
1300 mm
3010 mm
100 mm
Rộng
Cao
Chiều dài lắp đặt
Đường kính ống hút
Đường kính ống đẩy
100 mm
Bảng thông số trong hệ thống lạnh R22
STT
Thiết bị
Quy cách
푉ℎ = 247,57 푚3/ℎ
푄0 = 150 푘푊
Số lượng
kg/h
푁푘 = 36,8푘푊
푀 = 3301
1
1
Máy nén
푁đ푐 = 60,1 푘푊
Qk = 186,5 kW
F = 40 m2
Vn = 32,4 m3/h
D = 404 mm
L = 2000 mm
Số ống = 135
2
1
Bình ngưng tụ
3
4
1
1
Bình bay hơi
Tiết lưu
5
6
7
푑푡á푐ℎ 푙ỏ푛푔 = 418 푚푚
푑푡á푐ℎ 푑ầ푢 = 264 푚푚
D x S =325 x 9 mm
Bình tách lỏng
Bình tách dầu
Bình chứa dầu
1
1
푄0 = 33,07 푡ô푛
Mw = 8,67 l/s
H = 2052 mm.
8
dngoài của tháp = 1580mm
d ống nối nước ra = 80 mm
Lưu lượng quạt gió =
290 m3/ph
1
Tháp giải nhiệt
18
ĐỒ ÁN THIẾT BỊ BẢO QUẢN, CHẾ BIẾN THỦY SẢN
Nđc = 1,5 kW
푑ℎ = 104 푚푚
1
1
푤ℎ = 8 푚/푠
Đường kính ống
9
푑푛 = 59 푚푚
푤푛 = 10 푚/푠
10
11
12
13
14
15
16
Van áp suất
Van chặn bình chứa
Van an toàn
7
2
3
1
4
3
2
21
21
21
34
Van dịch
Van chặn nén
Van xả dầu
21
21
21
Van xả khí
Kết luận
Như vậy, trong đồ án này em đã lựa chọn được máy và các thiết bị phù hợp
với hệ thống dàn lạnh môi chất R22. Và hệ thống này được ứng dụng tương đối
trong nhiều ngành khác nhau như: chế biến; bảo quản thực phẩm; công nghiệp
hoá chất…
Tuy nhiên, do hạn chết về mặt thời gian và hiểu biết, vẫn còn nhiều chỗ em
tính toán chưa triệt để cũng như chưa tính toán, thiết kế, cũng như chưa hiểu sâu
hết được vấn đề. Qua đó em nhận thấy rằng mình còn cần cố gắng nhiều hơn nữa
để hoàn thiện khả năng của bản thân trong quá trình nghiên cứu và công tác sau
này. Nhân đây, một lần nữa em xin gửi lời cám ơn sâu sắc tới cá nhân Lê Văn
Khẩn đã giúp đỡ em, cung cấp cho chúng em những kiến thức cũng như những
tài liệu quan trọng để hoàn thành đồ án này.
19
19 trang
28/03/2022
4420
Bạn đang xem tài liệu "Đồ án Thiết bị bảo quản, chế biến thủy sản", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- do_an_thiet_bi_bao_quan_che_bien_thuy_san.docx
