đồ án hệ thống lạnh cho nhà máy thủy sản, chương 7

Chia sẻ: Nguyen Van Binh Binh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

0
191
lượt xem
116
download

đồ án hệ thống lạnh cho nhà máy thủy sản, chương 7

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chọn các thông số của chế độ làm việc Chế độ làm việc của một hệ thống lạnh được đặc trưng bằng bốn nhiệt độ sau : - Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh to - Nhiệt độ ngưng tụ của môi chất tk - Nhiệt độ quá lạnh của lỏng trước van tiết lưu tql - Nhiệt độ hơi hút về máy nén ( nhiệt độ quá nhiệt) tqn 3.5.1.1/ Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh - Phụ thuộc vào nhiệt độ buồng lạnh - Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh dùng để tính toán...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: đồ án hệ thống lạnh cho nhà máy thủy sản, chương 7

  1. Chương 7: THÀNH LẬP SƠ ĐỒ , TÍNH TOÁN CHU TRÌNH LẠNH VÀ TÍNH CHỌN MÁY NÉN 3.5.1/ Chọn các thông số của chế độ làm việc Chế độ làm việc của một hệ thống lạnh được đặc trưng bằng bốn nhiệt độ sau : - Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh to - Nhiệt độ ngưng tụ của môi chất tk - Nhiệt độ quá lạnh của lỏng trước van tiết lưu tql - Nhiệt độ hơi hút về máy nén ( nhiệt độ quá nhiệt) tqn 3.5.1.1/ Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh - Phụ thuộc vào nhiệt độ buồng lạnh - Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh dùng để tính toán thiết kế có thể lấy như sau : to = tb -  to tb : Nhiệt độ hầm đông gió , oC tb = - 350C o  to : hiệu nhiệt độ yêu cầu , C Theo sách HDTKHTL trang 158 ta có Chon  to = 9oC Vậy ta có : to = -35 –9 = -44oC 3.5.1.2/ Nhiệt độ ngưng tụ tk - Phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường làm mát của thiết bị ngưng tụ tk = tw +  tk, oC Trong đó : tw : Nhiệt độ nước tuần hoàn, oC Do thiết bị ngưng tụ được chọn để thiết kế trong hệ thống lạnh là thiết bị ngưng tụ kiểu dàn ngưng bay hơi . Vì vậy tw = tư + ( 4  8 k ) Mà tư = 34,5o C ==> tw = 34,5 + ( 4  8 k ) chọn 39 oC o  tk : hiệu nhiệt độ ngưng tụ yêu cầu, C o  tk = 3  5 C Thay vào ta có : tk = 39 + (3  5 oC ) chọn 42oC 3.5.1.3/ Nhiệt độ quá lạnh tql
  2. Là nhiệt độ môi chất lỏng trước khi đi vào van tiết lưu tql = tw1 + (3  5 oC ) Trong đó : tw1 : nhiệt độ nước vào dàn ngưng, oC tw1 = 30oC Thay vào ta có : tql = 30 + ( 3  5 oC) Chọn tql = 33 oC 3.5.1.4/ Nhiệt độ hơi hút th Là nhiệt độ của hơi trước khi vào máy nén. Nhiệt độ hơi hút bao giờ cũng lớn hơn nhiệt độ sôi của môi chất . Với môi chất là NH3, Nhiệt độ hơi hút cao hơn nhiệt độ sôi từ 5 đến 15oC, nghĩa là độ quá nhiệt hơi hút  th = 5  15 K là có thể đảm bảo độ an toàn cho máy khi làm việc. th = to + ( 5  15)oC = -44oC + ( 5  15)oC Chọn th = -35oC 3.5.2/ Thành lập sơ đồ và tính toán chu trình lạnh Ta nhận thấy : Po ( to = - 44oC ) = 0,0576 MPa Pk ( tk = 42 oC) = 1,6429 Mpa Do đó ta có : pk 1,6429 Tỷ số nén     28,52 po 0,0576 Ta thấy tỷ số nén  = 28,52 > 9 Vì vậy ta chọn chu trình lạnh máy nén 2 cấp làm mát trung gian hoàn toàn bình trung gian có ống xoắn . 3.5.2.1/ Thành lập sơ đồ 5 5’ 4 NT TL1 - BH : Bình bay hơi 7 NCA - NHA :Máy nén hạ áp - NCA : Máy nén cao áp 3 - NT : Bình ngưng tụ 2 - TL1, TL2 : Van tiết lưu 1 và 2. BTG NHA 6 - BTG Bình trung gian TL2 8 1 BH
  3. Hình 3-1 : Chu trình hai cấp nén bình trung gian có ống xoắn T 4 2 5’ tK, PK 5 6 Ptg 8 7 3 to, Po 1 9 1’ S Hình 3-2 : Chu trình biểu diễn trên đồ thị T-S lg P 6 5 5’ tK,PK 4
  4. Hình 3-3 : Chu trình biểu diễn trên đồ thị lgP-h 1/ Chu trình hoạt động như sau Hơi sau khi ra khỏi thiết bị bay hơi được máy nén hạ áp nén đoạn nhiệt đến áp suất trung gian (điểm 2) rồi được sục vào bình trung gian và được làm mát hoàn toàn thành hơi bão hoà khô, hỗn hợp hơi bão hoà khô tạo thành ở bình trung gian được máy nén cao áp hút về và nén đoạn nhiệt đến áp suất ngưng tụ PK (điểm 4). Sau đó đi vào thiết bị ngưng tụ và nhả nhiệt trong môi trường làm mát ngưng tụ thành lỏng cao áp (điểm 5). Tại đây nó chia ra làm 2 dòng, một dòng nhỏ thì đi qua van tiết lưu 1 giảm áp suất đến áp suất trung gian Ptg (điểm 7) rồi đi vào bình trung gian. Tại đây lượng hơi tạo thành do van tiết lưu 1 cùng với lượng hơi tạo thành do làm mát hoàn toàn hơi nén trung áp và lượng hơi tạo thành do làm quá lạnh lỏng cao áp trong ống xoắn được hút về máy nén cao áp . Một dòng lỏng cao áp còn lại đi vào trong ống xoắn của bình trung gian và được quá lạnh đẳng áp đến điểm 6 sau đó đi qua van tiết lưu 2 giảm áp suất đến áp suất bay hơi (điểm 9). Sau đó đi vào thiết bị bay hơi nhận nhiệt của sản phẩm cần làm lạnh hoá hơi đẳng áp đẳng nhiệt thành hơi (1’) và chu trình cứ thế tiếp tục . 2/ Các quá trình của chu trình
  5. - 1’-1: Quá nhiệt hơi hút - 1-2 : Nén đoạn nhiệt áp hạ áp từ Po lên Ptg - 2-3 : Làm mát hơi quá nhiệt hạ áp xuống đường bảo hoà X = 1 - 3-4 : Nén đoạn nhiệt cấp cao áp từ Ptg lên Px - 4-5’-5 : Làm mát ngưng tụ và quá lạnh lỏng trong dàn ngưng tụ - 5-7 : Tiết lưu từ áp suất PK vào bình trung gian - 5-6 : Quá lạnh lỏng đẳng áp trong bình trung gian - 6-9 : Tiết lưu từ áp suất PK xuống Po - 9-1’ : Bay hơi thu nhiệt của môi trường lạnh . 3/ Xác định chu trình hai cấp bình trung gian ống xoắn a/ Thông số trạng thái của các điểm nút của chu trình Bảng 3-4 : Các thông số trạng thái tại các điểm nút cơ bản của chu trình Điểm nút t, oC p, MPa h, kJ/kg v, m3/kg Trạng thái 1’ - 44 0,0576 1401 1,902 Hơi bão hoà 1 - 35 0,0576 1421,1 2,1 Hơi quá nhiệt 2 70 0,3151 1636,4 0,521 Hơi quá nhiệt 3 -8 0,3151 1451,8 0,387 Hơi bão hoà 4 112 1,6429 1660,6 0,128 Hơi quá nhiệt 5’ 42 1,6429 391,14 0,00173 Lỏng bão hoà 5 33 1,6429 352,78 0,00169 Lỏng bão hoà 6 -5 1,6429 177,19 0,00155 Lỏng quá lạnh
  6. 7 -8 0,3151 352,78 0,387 Hơi bão hoà 8 -8 0,3151 163,55 0,00154 Lỏng trung áp 9 -44 0,0576 177,19 1,902 Hơi bão hoà ẩm Theo bảng hơi bão hoà ta xác định được : Po ( to = - 44oC ) = 0,0576 MPa Pk ( tk = 42 oC) = 1,6429 MPa Từ đó ta có áp suất trung gian . Ptg = PO .PK  0,0576.1,6429  0,31 MPa Ta suy ra ttg = t3 = -8oC - Chọn nhiệt độ quá lạnh lỏng trong ống xoắn bình trung gian t6= -5oC cao hơn nhiệt độ trong bình trung gian 3oC, do đó nhiệt độ trong bình trung gian sẽ là t8 = - 8oC. b/ Năng suất lạnh riêng qo qo = h1’ – h9 = 1401 – 177,19 = 1223,81 kJ/kg c/ Năng suất lạnh riêng thể tích qO 1223,81 qv =  = 582,766 kJ/m3 V1 2,1 d/ Công nén riêng m3 .l2 l = l1 + kJ/kg m1 m1 : Lưu lượng môi chất qua máy nén hạ áp m3 : Lưu lượng môi chất qua máy nén cao áp l1 , l2 : Công nén riêng cấp hạ áp và cấp cap áp Cân bằng Entanpi ở bình trung gian ta có : m1 . h5 + ( m3 – m1 ) h7 + m1h2 = m3h3 + m1h6  m3 ( h3 – h7 ) = m1 ( h5 – h7 – h6 – h2 ) m3 h h h h  = 2 5 7 6 m1 h3  h7 Thay vào ta có : h2  h5  h7  h6 L = l1 + .l2 h3  h7 Mà theo đồ thị LgP-h ta có : l1 = h2 – h1 l2 = h4 – h3 h5 = h7 Thay vào ta có :
  7. l = ( h2 – h1 ) + h2  h6 h4  h3  h3  h7 = ( 1636,4 – 1421,1 ) + 1636,4  177,191660,6  1451,8 1451,8  352,78 = 215,3 + 277,231 = 492,531 kJ/kg e/ Năng suất nhiệt riêng m3 qk = ( h4 – h5 ) , kJ/kg m1 m3 h2  h5  h7  h6 mà  m1 h3  h7 do h5 = h7 m3 h2  h6 nên  m1 h3  h7 Vậy ta có : qk = (h4 – h5 ) h2  h6  h3  h7  = ( 1660,6 – 352,78 ) 1636,4  177,19 1451,8  352,78 = 1736,441 kJ/kg f/ Hệ số lạnh qO 1223,81   = 2,484 l 492,531 3.5.2.2/ Tính toán chu trình lạnh và chọn máy nén 1/ Lưu lượng hơi thực tế nén qua máy nén a) Cấp hạ áp QO m1 = kg/s qO Trong đó : Qo : Năng suất lạnh của máy nén , kW Qo = 122,906 kW QO 122,906 Vậy m1 =  = 0,1 kg/s qO 1223,81
  8. b) Cấp cao áp Do h5 = h7 nên : h2  h6 m3 = m1 , kg/s h3  h7 1636,4  177,19 = 0,1 = 0,132 kg/s 1451,8  352,78 2/ Thể tích hút thực tế của máy nén a) Cấp hạ áp VttHA = m1. v1 = 0,1. 2,1 = 0,21 m3/s b) Cấp cao áp VttCA = m3 . v3 , m3/s = 0,132 . 0,387 = 0,051 m3/s 3/ Hệ số cấp máy nén a) Cấp hạ áp   1   PO  PO  Ptg  Ptg  m PO  PO   TO  HA   c    .     Ttg  PO  PO  PO     Trong đó : Po : Áp suất tại thời điểm môi chất sôi. Po = 0,0576 MPa Ptg : Áp suất trung gian Ptg = 0,3151 MPa Theo sách HDTKHTL – Trang 168 : Lấy  Po =  Ptg = 0,005  0,01 MPa m = 0,95  1,1 đối với máy nén amoniac c : Tỷ số thể tích chết c = 0,03  0,05 To : Nhiệt độ tuyệt đối sôi To = -44 + 273 = 229oK Ttg : Nhiệt độ trung gian của môi chất Ttg = -8 + 273 = 265 oK Thay vào ta có
  9.   1   0,0576  0,01  0,3151  0,01  1,1 0,0576  0,01  229   HA   0,05   .  0,0576  0,0576  0,0576   265      = 0,541 b) Cấp cao áp   1   Ptg  Ptg  P  PK  m Ptg  Ptg   Ttg CA   c  K    . T    Ptg  Ptg  Ptg  K    Trong đó : Ptg = 0,3151 MPa Pk = 1,6429 MPa Ttg = - 8 + 273 = 265 oK TK = 42 + 273 = 315 oK  Ptg =  PK = 0,005  0,01 MPa c = 0,03  0,05 m = 0,95  1,1 Thay vào ta có :   1   0,3151  0,01  1,6429  0,01  1 0,3151  0,01  265  CA   0,05   .  0,3151  0,3151  0,3151   315      = 0,634 4) Thể tích hút lý thuyết ( thể tích quét pittông ) a) Cấp hạ áp VttHA VltHA = , m3/s HA 0,21 = = 0,388 m3/s 0,541 b) Cấp cao áp VttCA VltCA = , m3/s CA 0,051 = = 0,08 m3/s 0,634 Vậy thể tích pittông của máy nén 2 cấp :
  10. Vlt = VltHA + VltCA = 0,388 + 0,08 = 0,468 m3/s Với Vlt = 0,468 m3/s ta tra bảng 7.12/ Sách HDTKHTL- Trang 178 chọn máy nén 2 cấp A0600 có các thông số kỹ thuật sau : - Năng suất lạnh : 670 kW - Công suất điện : 190 kW - Thể tích hút lý thuyết của máy nén : 4,4 m3/s - Số xilanh : 2 - Đường kính xilanh : 280mm 5/ Số máy nén cần chọn Vlt ZMN = , chiếc VltMN Trong đó : VltMN : thể tích hút lý thuyết của máy nén , m3/s VltMN = 4,4 m3/s 0,468 Vậy ta có : ZMN = = 0,106 4,4 Chọn 1 máy nén A0600. 6/ Công nén đoạn nhiệt a) Cấp hạ áp NS = m1. l1 , kW Trong đó : m1 : Lưu lượng hơi thực tế nén qua máy nén hạ áp, kg/s m1 = 0,1 kg/s l1 : Công nén riêng cấp hạ áp l1 = h2 – h1 = 1636,4 – 1421,1 = 215,3 kJ/kg Thay vào ta có : NS = 0,1 x 215,3 = 21,53 kW b) Cấp cao áp NS = m3. l2 , kW Trong đó : m3 : Lưu lượng hơi thực tế nén qua máy nén cao áp, kg/s m3 = 0,132 kg/s l2 : Công nén riêng cấp cao áp , kJ/kg l2 = h4 – h3 = 1660,6 – 1451,8 = 208,8 kJ/kg
  11. Thay vào ta có : NS = 0,132. 208,8 = 27,561 kW 7/ Hiệu suất chỉ thị a) Cấp hạ áp i =  W + bto Trong đó : TO  44  273 229 W = =  T tg  8  273 265 b = 0,01 to : Nhiệt độ sôi, oC to = - 44oC Thay vào ta có : 229 i   0,001(44)  0,820 265 b) Cấp cao áp i =  W + bttg Trong đó : Ttg  8  273 265 W = =  Tk 42  273 315 b = 0,01 ttg = - 8oC Thay vào ta có : 265 i   0,001(8)  0,833 315 8/ Công suất chỉ thị a) Cấp hạ áp N S 21,53 Ni =   26,256 kW i 0,820 b) Cấp cao áp N S 27,561 Ni =   33,086 kW i 0,833 9/ Công suất ma sát
  12. a) Cấp hạ áp Nms = VttHA . Pms , kW VttHA : Thể tích hút thực tế của máy nén phần hạ áp, m3/s VttHA = 0,21 m3/s Pms : áp suất ma sát riêng , MPa Đối với máy nén amoniac thẳng dòng Pms = 0,049  0,069 MPa Thay vào ta có : Nms = 0,21 . 0,049 = 0,01 kW b) Cấp cao áp Nms = VttCA. Pms , kW VttCA : Thể tích hút thực tế của máy nén phần cao áp, 3 m /s VttCA = 0,051 m3/s Pms : áp suất ma sát riêng , MPa Đối với máy nén amoniac thẳng dòng Pms = 0,049  0,069 MPa Thay vào ta có : Nms = 0,051 . 0,049 = 0,0025 kW 10/ Công suất hữu ích ( Trên trục máy nén ) a) Cấp hạ áp Ne = Ni + Nms , kW = 26,256 + 0,01 = 26,266 kW b) Cấp cao áp Ne = Ni + Nms , kW = 33,068 + 0,0025 = 33,07 kW 11/ Công suất tiếp điện a) Cấp hạ áp Ne NelHA = , kW  td . el Công suất điện Nel là công suất đo được trên bảng đấu điện có kể đến tổn thất truyền động khớp , đai .....  td : Hiệu suất truyền động của khớp, đai...
  13.  td = 0,95 el : Hiệu suất dộng cơ el = 0,80  0,95 Thay vào ta có : 26,266 NelHA = = 32,527 kW 0,95.0,85 b) Cấp cao áp Ne NelCA = , kW  td . el Công suất điện Nel là công suất đo được trên bảng đấu điện có kể đến tổn thất truyền động khớp , đai .....  td : Hiệu suất truyền động của khớp, đai...  td = 0,95 el : Hiệu suất dộng cơ el = 0,80  0,95 Thay vào ta có : 33,07 NelCA = = 40,953 kW 0,95.0,85 12) Nhiệt thải ra ở bình ngưng Qk = m3 . l3 , kW = m3 ( h4 – h5 ) = 0,132 ( 1660,6 – 352,78 ) = 172,632 kW

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản