Hệ thống lạnh P7

Chia sẻ: Hoang Nhan | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:16

0
76
lượt xem
44
download

Hệ thống lạnh P7

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

Thiết bị bay hơi : có nhiệm vụ hóa hơi gas bão hòa ẩm sau tiết lưu đồng thời làm lạnh môi trường cần làm lạnh

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Hệ thống lạnh P7

  1. Ch−¬ng VII ThiÕt bÞ bay h¬i 7.1. vai trß, vÞ trÝ vµ ph©n lo¹i thiÕt bÞ bay h¬i 7.1.1 Vai trß, vÞ trÝ cña thiÕt bÞ bay h¬i ThiÕt bÞ bay h¬i cã nhiÖm vô ho¸ h¬i gas b·o hoµ Èm sau tiÕt l−u ®ång thêi lµm l¹nh m«i tr−êng cÇn lµm l¹nh. Nh− vËy cïng víi thiÕt bÞ ng−ng tô, m¸y nÐn vµ thiÕt bÞ tiÕt l−u, thiÕt bÞ bay h¬i lµ mét trong nh÷ng thiÕt bÞ quan träng nhÊt kh«ng thÓ thiÕu ®−îc trong c¸c hÖ thèng l¹nh. Qu¸ tr×nh lµm viÖc cña thiÕt bÞ bay h¬i ¶nh h−ëng ®Õn thêi gian vµ hiÖu qu¶ lµm l¹nh. §ã lµ môc ®Ých chÝnh cña hÖ thèng l¹nh. V× vËy, dï toµn bé trang thiÕt bÞ hÖ thèng tèt ®Õn ®©u nh−ng thiÕt bÞ bay h¬i lµm viÖc kÐm hiÖu qu¶ th× tÊt c¶ trë nªn v« Ých. Khi qu¸ tr×nh trao ®æi nhiÖt ë thiÕt bÞ bay h¬i kÐm th× thêi gian lµm l¹nh t¨ng, nhiÖt ®é phßng kh«ng ®¶m b¶o yªu cÇu, trong mét sè tr−êng hîp do kh«ng bay h¬i hÕt láng trong dµn l¹nh dÉn tíi m¸y nÐn cã thÓ hót Èm vÒ g©y ngËp láng. Ng−îc l¹i, khi thiÕt bÞ bay h¬i cã diÖn tÝch qu¸ lín so víi yªu cÇu, th× chi phÝ ®Çu t− cao vµ ®ång thêi cßn lµm cho ®é qu¸ nhiÖt h¬i ra thiÕt bÞ lín. Khi ®é qu¸ nhiÖt lín th× nhiÖt ®é cuèi qu¸ tr×nh nÐn cao, t¨ng c«ng suÊt nÐn. Lùa chän thiÕt bÞ bay h¬i dùa trªn nhiÒu yÕu tè nh− hiÖu qu¶ lµm viÖc, ®Æc ®iÓm vµ tÝnh chÊt s¶n phÈm cÇn lµm l¹nh. 7.1.2 Ph©n lo¹i thiÕt bÞ bay h¬i ThiÕt bÞ bay h¬i sö dông trong c¸c hÖ thèng l¹nh rÊt ®a d¹ng. Tuú thuéc vµo môc ®Ých sö dông kh¸c nhau mµ nªn chän lo¹i dµn cho thÝch hîp. Cã nhiÒu c¸ch ph©n lo¹i thiÕt bÞ bay h¬i. - Theo m«i tr−êng cÇn lµm l¹nh: + B×nh bay h¬i, ®−îc sö dông ®Ó lµm l¹nh chÊt láng nh− n−íc, n−íc muèi, glycol vv.. + Dµn l¹nh kh«ng khÝ, ®−îc sö dông ®Ó lµm l¹nh kh«ng khÝ. 276
  2. + Dµn l¹nh kiÓu tÊm, cã thÓ sö dông lµm l¹nh kh«ng khÝ, chÊt láng hoÆc s¶n phÈm d¹ng ®Æc. VÝ dô nh− c¸c tÊm l¾c trong tñ ®«ng tiÕp xóc, trèng lµm ®¸ trong tñ ®¸ v¶y vv + Dµn lµm l¹nh chÊt láng: dµn l¹nh x−¬ng c¸, panen trong c¸c hÖ thèng l¹nh m¸y ®¸ c©y. - Theo møc ®é chøa dÞch trong dµn l¹nh: Dµn l¹nh kiÓu ngËp láng hoÆc kh«ng ngËp láng. Ngoµi ra ng−êi ta cßn ph©n lo¹i theo tÝnh chÊt kÝn hë cña m«i tr−êng lµm l¹nh 7.2. THIÕT BÞ bay h¬i 7.2.1 ThiÕt bÞ bay h¬i lµm l¹nh chÊt láng 7.2.1.1 B×nh bay h¬i lµm l¹nh chÊt láng a. CÊu t¹o vµ nguyªn lý ho¹t ®éng B×nh bay h¬i lµm l¹nh chÊt láng cã cÊu t¹o t−¬ng tù b×nh ng−ng tô èng chïm n»m ngang. Cã thÓ ph©n b×nh bay h¬i lµm l¹nh chÊt láng thµnh 02 lo¹i: - B×nh bay h¬i hÖ thèng NH3 : §Æc ®iÓm c¬ b¶n cña b×nh bay h¬i kiÓu nµy lµ m«i chÊt l¹nh bay h¬i bªn ngoµi c¸c èng trao ®æi nhiÖt, tøc kho¶ng kh«ng gian gi÷a c¸c èng, chÊt láng cÇn lµm l¹nh chuyÓn ®éng bªn trong c¸c èng trao ®æi nhiÖt. - B×nh bay h¬i frª«n : B×nh bay h¬i frª«n ng−îc l¹i m«i chÊt l¹nh cã thÓ s«i ë bªn trong hoÆc ngoµi èng trao ®æi nhiÖt, chÊt láng cÇn lµm l¹nh chuyÓn ®éng dÝch d¾c bªn ngoµi hoÆc bªn trong c¸c èng trao ®æi nhiÖt. * B×nh bay h¬i NH3 Trªn h×nh 7-1 tr×nh bµy b×nh bay h¬i NH3. B×nh sö dông c¸c trao ®æi nhiÖt lµ thÐp ¸p lùc tr¬n C20 ®−êng kÝnh Φ38x3, Φ51x3,5 hoÆc Φ57x3,5. C¸c chïm èng ®−îc bè trÝ so le, c¸ch ®Òu vµ n»m trªn c¸c ®Ønh tam gi¸c ®Òu, mËt ®é t−¬ng ®èi dµy ®Ó gi¶m kÝch th−íc b×nh, ®ång thêi gi¶m dung tÝch chøa NH3. Th©n vµ n¾p b×nh b»ng thÐp CT3. §Ó b×nh cã h×nh d¸ng ®Ñp, hîp lý tû sè gi÷a chiÒu dµi vµ ®−êng kÝnh cÇn duy tr× trong kho¶ng L/D=5÷8. C¸c mÆt sµng th−êng ®−îc lµm b»ng thÐp c¸cbon hoÆc thÐp hîp kim vµ cã ®é dµy kh¸ lín 20÷30mm. èng ®−îc nóc chÆt vµo mÆt sµng hoÆc hµn. Kho¶ng hë cÇn thiÕt nhá nhÊt gi÷a c¸c èng ngoµi cïng vµ mÆt trong cña th©n b×nh lµ 15÷20mm. 277
  3. PhÝa d−íi b×nh cã thÓ cã rèn ®Ó thu håi dÇu, tõ ®©y dÇu ®−îc ®−a vÒ b×nh thu håi dÇu. M«i chÊt ®−îc tiÕt l−u vµo b×nh tõ phÝa d−íi, sau khi trao ®æi nhiÖt h¬i sÏ ®−îc hót vÒ m¸y tõ b×nh t¸ch láng g¾n ë phÝa trªn b×nh bay h¬i. §èi víi c¸c b×nh c«ng suÊt lín, láng ®−îc ®−a vµo èng gãp råi ®−a vµo mét sè èng nh¸nh dÉn vµo b×nh, ph©n bè ®Òu theo chiÒu dµi. H¬i ra b×nh còng ®−îc dÉn ra tõ nhiÒu èng ph©n bè ®Òu trong kh«ng gian. B×nh bay h¬i cã trang bÞ van phao khèng chÕ møc láng tr¸nh hót h¬i Èm vÒ m¸y nÐn. Van phao t¸c ®éng ®ãng van ®iÖn tõ cÊp dÞch khi møc dÞch v−ît qu¸ møc cho phÐp. Tr−êng hîp muèn khèng chÕ møc dÞch d−íi cã thÓ dïng thªm van phao thø 2 t¸c ®éng më van ®iÖn tõ cÊp dÞch khi l−−äng dÞch qu¸ thÊp. C¸c n¾p b×nh còng cã c¸c v¸ch ph©n dßng ®Ó chÊt t¶i l¹nh chuyÓn ®éng nhiÒu lÇn trong b×nh, t¨ng thêi gian lµm l¹nh vµ tèc ®é chuyÓn ®éng cña nã nh»m n©ng cao hiÖu qu¶ trao ®æi nhiÖt. 1- n¾p b×nh; 2-Th©n b×nh; 3-T¸ch láng; 4- èng NH3 ra; 5- TÊm ch¾n láng; 6- èng T§N; 7- èng láng ra; 8- èng láng vµo; 9- Ch©n b×nh; 10- Rèn b×nh; 11- èng nèi van phao H×nh 7-1: B×nh bay h¬i NH3 C−êng ®é trao ®æi nhiÖt trong thiÕt bÞ phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè nh− chÕ ®é nhiÖt, tèc ®é chuyÓn ®éng, nhiÖt ®é vµ b¶n chÊt vËt lý cña chÊt láng trong èng. §èi víi b×nh lµm l¹nh n−íc muèi khi tèc ®é v=1÷1,5 m/s, ®é lµm l¹nh n−íc muèi kho¶ng 2÷3oC, hÖ sè truyÒn nhiÖt k = 400÷520 W/m2.K; mËt ®é dßng nhiÖt qof = 2000÷4500 W/m2 . ChÊt láng th−êng ®−îc lµm l¹nh lµ n−íc, glycol, muèi Nacl vµ CaCl2. Khi lµm l¹nh muèi NaCl vµ CaCl2 th× thiÕt bÞ chÞu ¨n mßn ®Æc 278
  4. biÖt khi ®Ó lät khÝ vµo bªn trong nªn thùc tÕ Ýt sö dông. Tr−êng hîp nµy nªn sö dông c¸c dµn l¹nh kiÓu hë khi bÞ h− háng dÔ söa ch÷a vµ thay thÕ. §Ó lµm l¹nh n−íc vµ glycol ng−êi ta th−êng sö dông b×nh bay h¬i frª«n. ¦u ®iÓm cña b×nh bay h¬i lµ chÊt t¶i l¹nh tuÇn hoµn trong hÖ thèng kÝn kh«ng lät kh«ng khÝ vµo bªn trong nªn gi¶m ¨n mßn. * B×nh bay h¬i frª«n Trªn h×nh 7-2 giíi thiÖu 02 lo¹i b×nh bay h¬i kh¸c nhau lo¹i m«i chÊt s«i ngoµi èng vµ bªn trong èng trao ®æi nhiÖt. B×nh bay h¬i frª«n m«i chÊt s«i trong èng th−êng ®−îc sö dông ®Ó lµm l¹nh c¸c m«i chÊt cã nhiÖt ®é ®ãng b¨ng cao nh− n−íc trong c¸c hÖ thèng ®iÒu hoµ water chiller. a) M«i chÊt s«i ngoµi èng: 1) èng ph©n phèi láng, 2,3- ChÊt t¶i l¹nh vµo, ra; 4- Van an toµn; 5- H¬i ra; 6- ¸p kÕ; 7- èng thuû b) M«i chÊt s«i trong èng (d¹ng ch÷ U) c) TiÕt diÖn èng cã c¸nh trong gåm 02 líp: líp ngoµi lµ ®ång niken, trong lµ nh«m H×nh 7-2: B×nh bay h¬i frª«n 279
  5. Khi x¶y ra ®ãng b¨ng Ýt nguy hiÓm h¬n tr−êng hîp n−íc chuyÓn ®éng bªn trong èng. §èi víi b×nh m«i chÊt s«i trong èng khèi l−îng m«i chÊt gi¶m 2 ÷3 lÇn so víi s«i ngoµi èng. §iÒu nµy rÊt cã ý nghÜa ®èi víi hÖ thèng frª«n v× gi¸ thµnh frª«n cao h¬n NH3 nhiÒu. §Ó n©ng cao hiÖu qu¶ trao ®æi nhiÖt ®èi víi b×nh frª«n, ®Æc biÖt R12 ng−êi ta lµm c¸nh vÒ phÝa m«i chÊt. Khi m«i chÊt chuyÓn ®éng bªn trong ng−êi ta chÕ t¹o èng cã c¸nh b»ng 02 líp vËt liÖu kh¸c nhau, bªn ngoµi lµ ®ång, bªn trong lµ nh«m. HÖ sè truyÒn nhiÖt b×nh ng−ng sö dông m«i chÊt R12 kho¶ng 230÷350 W/m2.K, ®é chªnh nhiÖt ®é kho¶ng 5÷8K. §èi víi m«i chÊt R22 «ng trao ®æi nhiÖt cã thÓ lµ èng dång nh½n v× hÖ sè truyÒn nhiÖt cña nã cao h¬n so víi R12 tõ 20÷30%. 7.2.1.2 Dµn l¹nh panen §Ó lµm l¹nh c¸c chÊt láng trong chu tr×nh hë ng−êi ta sö dông c¸c dµn l¹nh panen CÊu t¹o cña dµn gåm 02 èng gãp lín n»m phÝa trªn vµ phÝa d−íi, nèi gi÷a hai èng gãp lµ c¸c èng trao ®æi nhiÖt d¹ng èng tr¬n th¼ng ®øng. M«i chÊt chuyÓn ®éng vµ s«i trong c¸c èng, chÊt láng cÇn lµm l¹nh chuyÓn ®éng ngang qua èng. C¸c dµn l¹nh panen ®−îc cÊp dÞch theo kiÓu ngËp láng nhê b×nh gi÷ møc- t¸ch láng. M«i chÊt l¹nh ®i vµo èng gãp d−íi vµ ®i ra èng gãp trªn. Tèc ®é lu©n chuyÓn cña n−íc muèi trong bÓ kho¶ng 0,5÷0,8 m/s, hÖ sè truyÒn nhiÖt k=460÷580 w/m2.K. Khi hiÖu nhiÖt ®é gi÷a m«i chÊt vµ n−íc muèi kho¶ng 5÷6K, mËt ®é dßng nhiÖt cña dµn bay h¬i panen kh¸ cao kho¶ng 2900÷3500 W/m2 Dµn l¹nh panen kiÓu èng th¼ng cã nh−îc ®iÓm lµ qu¶ng ®−êng ®i cña dßng m«i chÊt trong c¸c èng trao ®æi nhiÖt kh¸ ng¾n vµ kÝch th−íc t−¬ng ®èi cång kÒnh. §Ó kh¾c phôc ®iÒu ®ã ng−êi ta lµm dµn l¹nh theo kiÓu x−¬ng c¸. 280
  6. 1- B×nh gi÷ møc-t¸ch láng; 2- H¬i vÒ m¸y nÐn; 3- èng gãp h¬i; 4- Gãp láng vµo; 5- Láng vµo; 6- X¶ trµn n−íc muèi; 7- X¶ n−íc muèi ; 8- X¶ c¹n; 9- NÒn c¸ch nhiÖt; 10- X¶ dÇu; 11- Van an toµn H×nh 7-3: ThiÕt bÞ bay h¬i kiÓu panen 7.2.1.3 Dµn l¹nh x−¬ng c¸ Dµn l¹nh x−¬ng c¸ ®−îc sö dông rÊt phæ biÕn trong c¸c hÖ thèng lµm l¹nh n−íc hoÆc n−íc muèi, vÝ dô nh− hÖ thèng m¸y ®¸ c©y. VÒ cÊu t¹o, t−¬ng tô dµn l¹nh panen nh−ng ë ®©y c¸c èng trao ®æi nhiÖt ®−îc uèn cong, do ®ã chiÒu dµi mçi èng t¨ng lªn ®¸ng kÓ. C¸c èng trao ®æi nhiÖt g¾n vµo c¸c èng gãp tr«ng gièng nh− mét x−¬ng c¸ khæng lå. §ã lµ c¸c èng thÐp ¸p lùc d¹ng tr¬n, kh«ng c¸nh. Dµn l¹nh x−¬ng c¸ còng cã cÊu t¹o gåm ngiÒu côm (m«®un), mçi côm cã 01 èng gãp trªn vµ 01 èng gãp d−íi vµ hÖ thèng 2÷4 d·y èng trao ®æi nhiÖt nèi gi÷a c¸c èng gãp. MËt ®é dßng nhiÖt cña dµn bay h¬i x−¬ng c¸ t−¬ng ®−¬ng dµn l¹nh kiÓu panen tøc kho¶ng 2900÷3500 W/m2 281
  7. 1- èng gãp ngang; 2- èng trao ®æi nhiÖt; 3- èng gãp däc; 4- KÑp èng; 5- Thanh ®ì H×nh 7-4: Dµn l¹nh x−¬ng c¸ 7.2.1.4 Dµn l¹nh tÊm b¶n Ngoµi c¸c dµn l¹nh th−êng ®−îc sö dông ë trªn, trong c«ng nghiÖp ng−êi ta cßn sö dông dµn bay h¬i kiÓu tÊm b¶n ®Ó lµm l¹nh nhanh c¸c chÊt láng. VÝ dô h¹ nhanh dÞch ®−êng vµ glycol trong c«ng nghiÖp bia, s¶n xuÊt n−íc l¹nh chÕ biÕn trong nhµ m¸y chÕ biÕn thùc phÈm vv.. CÊu t¹o dµn l¹nh kiÓu tÊm b¶n hoµn toµn gièng dµn ng−ng tÊm b¶n, gåm c¸c tÊm trao ®æi nhiÖt d¹ng ph¼ng cã dËp sãng ®−îc ghÐp víi nhau b»ng ®Öm kÝn. Hai ®Çu lµ c¸c tÊm khung dµy, ch¾c ch¾n ®−îc gi÷ nhê thanh gi»ng vµ bu l«ng. §−êng chuyÓn ®éng cña m«i chÊt vµ chÊt t¶i l¹nh ng−îc chiÒu vµ xen kÎ nhau. Tæng diÖn tÝch trao ®æi nhiÖt rÊt lín. Qu¸ tr×nh trao ®æi nhiÖt gi÷a hai m«i chÊt thùc hiÖn qua v¸ch t−¬ng ®èi máng nªn hiÖu qu¶ trao ®æi nhiÖt cao. C¸c líp chÊt t¶i l¹nh kh¸ máng nªn qu¸ tr×nh trao ®æi nhiÖt diÔn ra nhanh chãng. Dµn l¹nh tÊm b¶n NH3 cã thÓ ®¹t k =2500÷4500 W/m2.K khi lµm l¹nh n−íc. §èi víi R22 lµm l¹nh n−íc hÖ sè truyÒn nhiÖt ®¹t k =1500÷3000 282
  8. W/m2.K. §Æc ®iÓm cña dµn l¹nh kiÓu tÊm b¶n lµ thêi gian lµm l¹nh rÊt nhanh, khèi l−îng m«i chÊt l¹nh cÇn thiÕt nhá. Nh−îc ®iÓm lµ chÕ t¹o phøc t¹p nªn chØ cã c¸c h·ng næi tiÕng míi cã kh¶ n¨ng chÕ t¹o. Do ®ã khi h− háng, kh«ng cã vËt t− thay thÕ, söa ch÷a khã kh¨n. H×nh 7-5: Dµn l¹nh kiÓu tÊm b¶n 7.2.2 ThiÕt bÞ bay h¬i lµm l¹nh kh«ng khÝ 7.2.2.1 Dµn l¹nh ®èi l−u tù nhiªn Dµn l¹nh ®èi l−u tù nhiªn kh«ng dïng qu¹t ®−îc sö dông ®Ó lµm l¹nh kh«ng khÝ trong c¸c buång l¹nh. Dµn cã thÓ ®−îc l¾p ®Æt ¸p trÇn hoÆc ¸p t−êng, èng trao ®æi nhiÖt lµ èng thÐp tr¬n hoÆc èng cã c¸nh bªn ngoµi. C¸nh t¶n nhiÖt sö dông lµ c¸nh th¼ng hoÆc c¸nh xo¾n. §èi víi dµn èng tr¬n th−êng dïng lµ èng thÐp Φ57x3,5, b−íc èng tõ 180÷300mm. Dµn èng cã hÖ sè truyÒn nhiÖt kho¶ng k=7÷10 W/m2.K §èi víi dµn èng cã c¸nh cña Nga ®−îc lµm tõ c¸c èng trao ®æi nhiÖt Φ38x3, c¸nh t¶n nhiÖt d¹ng xo¾n thÐp dµy 0,8÷1,0mm, chiÒu réng l¸ thÐp lµ 45mm, b−íc c¸nh kho¶ng 20÷30mm. HÖ sè truyÒn nhiÖt tÝnh theo diÖn tÝch mÆt ngoµi cã c¸nh ®èi víi dµn ¸p t−êng k=3÷4,5 283
  9. W/m2.K vµ dµn ¸p trÇn k =4÷5,5 W/m2.K . Nh−îc ®iÓm cña dµn l¹nh ®èi l−u tù nhiªn lµ hiÖu qu¶ trao ®æi nhiÖt thÊp, nªn thùc tÕ Ýt sö dông. §èi víi dµn èng cña Nga ng−êi ta th−êng chÕ t¹o theo c¸c kiÓu nh− sau: Dµn èng cã 01 èng gãp (h×nh 7-6a), dµn èng xo¾n ®Çu (7-6b), dµn èng xo¨n ®u«i (7-6c) vµ dµn èng cã 02 èng gãp (7-6d) 3 2 1 4 2 1 a) c) 4 1 2 2 1 4 b) d) 1- èng trao ®æi nhiÖt; 2- C¸nh t¶n nhiÖt; 3- èng gãp; 4- Thanh ®ì H×nh 7-6: Dµn l¹nh ®èi l−u tù nhiªn cã c¸nh 7.2.2.2 Dµn l¹nh ®èi l−u c−ìng bøc Dµn l¹nh ®èi l−u kh«ng khÝ c−ìng bøc ®−îc sö dông rÊt réng r·i trong c¸c hÖ thèng l¹nh ®Ó lµm l¹nh kh«ng khÝ nh− trong c¸c kho l¹nh, thiÕt bÞ cÊp ®«ng, trong ®iÒu hoµ kh«ng khÝ vv Dµn l¹nh ®èi l−u c−ìng bøc cã 02 lo¹i : Lo¹i èng ®ång vµ èng s¾t. Th−êng c¸c dµn l¹nh ®Òu ®−îc lµm c¸nh nh«m hoÆc c¸nh s¾t. Dµn l¹nh cã vá bao bäc, lång quat, èng khuyÕch t¸n giã, khay høng n−íc ng−ng. ViÖc x¶ n−íc ng−ng cã thÓ sö dông b»ng nhiÒu ph−¬ng ph¸p, nh−ng phæ biÕn nhÊt lµ dïng ®iÖn trë x¶ b¨ng. Dµn l¹nh èng tr¬n NH3 cã k = 35÷43 W/m2.K. §èi víi dµn l¹nh frª«n k = 12 W/m2.K Dµn l¹nh sö dông trong c¸c kho l¹nh cã cÊu t¹o víi chiÒu réng kh¸ lín, tr¶i dµi theo chiÒu réng kho l¹nh. 284
  10. H×nh 7-7: Dµn l¹nh ®èi l−u c−ìng bøc Mçi dµn cã tõ 1÷6 qu¹t, c¸c dµn l¹nh ®Æt phÝa tr−íc mçi dµn, hót kh«ng khÝ chuyÓn ®éng qua c¸c dµn. Dµn l¹nh cã b−íc c¸nh tõ 3÷8 mm, tuú thuéc møc ®é tho¸t Èm cña c¸c s¶n phÈm trong kho. Vá bao che cña dµn l¹nh lµ t«n m¹ kÏm, phÝa d−íi cã m¸ng høng n−íc ng−ng. M¸ng høng n−íc nghiªng vÒ phÝa sau ®Ó n−íc ng−ng ch¶y kÖt, tr¸nh ®äng n−íc trong m¸ng, n−íc ®äng cã thÓ ®ãng b¨ng lµm t¾c ®−êng tho¸t n−íc. Dµn gåm nhiÒu côm èng ®éc lËp song song däc theo chiÒu cao cña dµn, v× vËy th−êng cã c¸c bóp ph©n phèi ga ga ®Ó ph©n bè dÞch láng ®Òu cho c¸c côm. 285
  11. 1- Qu¹t dµn l¹nh; 2- èng m«i chÊt vµo, ra; 3- Hép ®Êu d©y; 4- èng x¶ n−íc ng−ng; 5- M¸ng n−íc ng−ng; 6- B¸ch treo H×nh 7-8: Dµn l¹nh trong c¸c kho l¹nh 7.3 TÝnh to¸n thiÕt bÞ bay h¬i Cã hai bµi to¸n tÝnh to¸n thiÕt bÞ bay h¬i : TÝnh kiÓm tra vµ tÝnh thiÕt kÕ TÝnh to¸n thiÕt bÞ bay h¬i lµ x¸c ®Þnh diÖn tÝch bÒ mÆt trao ®æi nhiÖt cÇn thiÕt ®Ó ®¸p øng phô t¶i nhiÖt ®· cho. - Th«ng sè ban ®Çu: + ChÕ ®é nhiÖt Èm cña buång l¹nh + Lo¹i thiÕt bÞ bay h¬i + C«ng suÊt l¹nh cÇu Qo - Th«ng sè cÇn x¸c ®Þnh : DiÖn tÝch trao ®æi nhiªt, bè trÝ vµ kÕt cÊu thiÕt bÞ bay h¬i. 7.3.1 C¸c b−íc tÝnh to¸n dµn l¹nh 1. Chän lo¹i thiÕt bÞ bay h¬i Chän kiÓu lo¹i dµn l¹nh cho hÖ thèng l¹nh còng dùa trªn nhiÒu tiªu chÝ kh¸c nhau nh−u ®Æc ®iÓm cÊu t¹o, yªu cÇu vÒ lµm l¹nh vv 2. TÝnh diÖn tÝch trao ®æi nhiÖt Qo Q F= = o , m2 (7-1) k .∆t o q of Qo – C«ng suÊt l¹nh yªu cÇu cña thiÕt bÞ bay h¬i, W k – HÖ sè truyÒn nhiÖt, W/m2.K; 286
  12. ∆to -§é chªnh nhiÖt ®é trung b×nh l«garit, oK; qof – MËt ®é dßng nhiÖt cña thiÕt bÞ bay h¬i, W/m2. a. X¸c ®Þnh hÖ sè truyÒn nhiÖt k HÖ sè truyÒn nhiÖt k cã thÓ x¸c ®Þnh theo kinh nghiÖm theo b¶ng 7- 1 d−íi ®©y. Trong tr−êng hîp cô thÓ cã thÓ tiÕn hµnh tÝnh to¸n theo c¸c c«ng thøc tÝnh to¸n truyÒn nhiÖt th«ng th−êng. §èi víi thiÕt bÞ bay h¬i hÖ thèng l¹nh, hÖ sè to¶ nhiÖt vÒ c¸c m«i tr−êng ë thiÕt bÞ bay h¬i cã nh÷ng ®Æc ®iÓm kh¸c. B¶ng 7-1 : HÖ sè truyÒn nhiÖt k vµ mËt ®é dßng nhiÖt c¸c dµn l¹nh k qf ∆t TT KiÓu thiÕt bÞ bay h¬i (W/m2.K) (W/m2) (oC) 1 ThiÕt bÞ bay h¬i lµm l¹nh chÊt láng - B×nh bay h¬i NH3 460÷580 2000÷4500 4÷6 - B×nh bay h¬i frª«n + R12 230÷350 8÷10 + R22 350÷400 8÷10 - Dµn l¹nh kiÓu panen 460÷580 2900÷3500 - Dµn l¹nh x−¬ng c¸ 2900÷3500 - Dµn l¹nh kiÓu tÊm b¶n + NH3 2500÷4500 + R22 1500÷3000 2 ThiÕt bÞ bay h¬i lµm l¹nh kh«ng khÝ - ThiÕt bÞ bay h¬i ®èi l−u tù nhiªn 3÷5,5 - ThiÕt bÞ bay h¬i ®èi l−u c−ìng bøc + èng tr¬n NH3 35 ÷ 43 + Frª«n 12 HÖ sè truyÒn nhiÖt ®−îc tÝnh tuú thuéc tr−êng hîp cô thÓ cña bÒ mÆt trao ®æi nhiÖt. Ch¼ng h¹n nh− tr−êng hîp èng tr¬n cã thÓ tÝnh nh− sau: 1 k= , W / m.K (7-2) 1 1 d 1 + . ln 2 + Π.d 1 .α 1 2.Π.λ d 1 Π.d 2 .α 2 trong ®ã: 287
  13. α1, α2 – HÖ sè to¶ nhiÖt bªn trong vµ ngoµi èng trao ®æi nhiÖt, W/m2.K; d1, d2 - §−êng kÝnh trong vµ ngoµi èng trao ®æi nhiÖt, mm; λ - HÖ sè dÉn nhiÖt vËt liÖu èng, W/m.K. b. X¸c ®Þnh ®é chªnh nhiÖt ®é trung b×nh logarit ∆t max − ∆t min ∆t tb = (7-3) ∆t ln max ∆t min ∆tmax, ∆tmin- HiÖu nhiÖt ®é lín nhÊt vµ bÐ nhÊt ë ®Çu vµo vµ ra cña thiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt. c. X¸c ®Þnh l−u l−îng chÊt láng hoÆc kh«ng khÝ lµm l¹nh * L−u l−îng chÊt láng L−u l−îng chÊt láng ®−îc lµm l¹nh ë thiÕt bÞ bay h¬i ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: Qo G= , kg/s (7-4) C.ρ .∆t C – NhiÖt dung riªng cña chÊt láng, J/kg.K; ρ – Khèi l−îng riªng cña chÊt láng, kg/m3; ∆t - §é chªnh nhiÖt ®é cña chÊt láng vµo ra thiÕt bÞ bay h¬i, oC. * L−u l−îng kh«ng khÝ L−u l−îng kh«ng khÝ lµm l¹nh ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: Qo G KK = , kg/s (7-5) C KK .ρ KK .∆t KK CKK – NhiÖt dung riªng cña kh«ng khÝ, Cn = 1,0 kJ/kg.K; ρKK – Khèi l−îng riªng cña kh«ng khÝ , kg/m3, ρKK = 1,15÷1,2 kg/m3; ∆tKK - §é chªnh nhiÖt ®é cña kh«ng khÝ vµo ra thiÕt bÞ bay h¬i , oC. 7.3.2 X¸c ®Þnh hÖ sè to¶ nhiÖt vÒ phÝa c¸c m«i chÊt ë thiÕt bÞ bay h¬i 7.3.2.1 HÖ sè to¶ nhiÖt khi s«i m«i chÊt l¹nh * S«i trong èng vµ r·nh n»m ngang - §èi víi Frª«n 288
  14. α = C.q tr 0,15 (ω.ρ ) n (7-6) ω - Tèc ®é chuyÓn ®éng cña frª«n láng, m/s; ρ - Khèi l−îng riªng cña frª«n láng, kg/m3; TrÞ sè C vµ n ®−îc x¸c ®Þnh nh− sau: + §èi víi R12 : C = 23,4 vµ n = 0,47; + §èi víi R22 : C = 32,0 vµ n = 0,47. Tuy nhiªn c«ng thøc trªn chØ ®óng khi mËt ®é dßng nhiÖt q (W/m2) nhá tøc lµ nhá h¬n gi¸ trÞ n»m trong b¶ng 7-2 d−íi ®©y: B¶ng 7-2: Giíi h¹n mËt ®é dßng nhiÖt, W/m2 M«i ω.ρ, Kg/m2.s chÊt 60 120 250 400 650 R12 1500 1800 2000 2500 3000 R22 1500 1800 2000 2500 3500 Trong tr−êng hîp mËt ®é dßng nhiÖt q lín h¬n trÞ sè ®· nªu trong b¶ng 7-2 th× hÖ sè to¶ nhiÖt ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau ®©y: 0 , 6 ⎛ ω .ρ ⎞ 0, 2 α = A.q tr .⎜ ⎟ (7-7) ⎝ d ⎠ hay: ⎛ ω.ρ ⎞ 0,5 α = A .θ .⎜ 2,5 ⎟ 1, 5 (7-8) ⎝ d ⎠ trong ®ã: θ = tw – to. HÖ sè A tra theo b¶ng 7-3 d−íi ®©y: B¶ng 7-3 : HÖ sè A M«i chÊt to , oC -30 -10 0 10 30 R12 0,85 1,045 1,14 1,23 1,47 R22 0,95 1,17 1,32 1,47 1,25 - §èi víi NH3 0 , 667 ⎡ ⎛α p ⎞ 1, 5 ⎤ α = α w .⎢1 + ⎜ ⎟ ⎥ (7-9) ⎢ ⎜αw ⎣ ⎝ ⎟ ⎠ ⎥ ⎦ 289
  15. αw – HÖ sè to¶ nhiÖt cña láng NH3 khi chuyÓn ®éng trong èng tÝnh nh− chÊt láng th−êng chuyÓ ®éng trong èng, W/m2.K. αp – HÖ sè to¶ nhiÖt trung b×nh cña NH3 khi s«i m¹nh, W/m2.K. α P = 2,2.q ng7 .Po0, 21 0, (7-10) hay α P = 13,85.θ 2,333 .PO0,7 (7-11) qng – MËt ®é dßng nhiÖt theo bÒ mÆt ngoµi cña dµn l¹nh, W/m2; Po - ¸p suÊt s«i cña NH3 , bar. * S«i trong èng vµ r·nh ®øng - §èi víi Frª«n + Khi s«i bät ( x < 0,02) 0 , 31 ⎛ q .d .C ⎞ ⎡⎛ ρ ' ⎞ P .d ⎤ Nu = 0,25.⎜ tr tr ⎟ x ⎢⎜ − 1⎟. o tr ⎥ ⎜ ⎟ (7-12) ⎝ r.λ ⎠ ⎣⎝ ρ " ⎠ σ ⎦ + Khi s«i vµnh kh¨n (x = 0,17 ÷0,89) th×: 0 ,1 α ⎛ ω.r.ρ ⎞ 1+ x⎤ 1,16 .⎜ ⎟ = 3,79.⎡ ⎢1 − x ⎥ (7-13) α w ⎜ q tr ⎟ ⎝ ⎠ ⎣ ⎦ trong ®ã hÖ sè to¶ nhiÖt αw ®−îc tÝnh theo tiªu chuÈn Nu nh− sau: Nu = 0,023.Re0,8.Pr0,33 (7-14) vµ vËn tèc ®−îc x¸c ®Þnh : 4.G.(1 − x) ω= , m/s (7-15) π .d tr .zρ 2 trong ®ã: G – L−u l−îng t¸c nh©n ®i vµo dµn l¹nh, kg/s; dtr - ®−êng kÝnh trong cña èng, m; x - ®é kh« cña t¸c nh©n l¹nh vµo èng, kg/kg; z- Sè èng ®Æt song song cña dµn l¹nh; ρ, ρ’ – Khèi l−îng riªng cña m«i chÊt láng, kg/m3; ρ” – Khèi l−îng riªng cña h¬i, kg/m3; λ- HÖ sè dÉn nhiÖt cña frª«n láng, W/m.K; C – NhiÖt dung riªng cña frª«n láng, J/kg.K; 290
  16. Po - ¸p suÊt s«i, bar; σ- Søc c¨ng bÒ mÆt, N/m; r – NhiÖt Èn ho¸ h¬i cña frª«n, J/kg. C¸c trÞ sè Re vµ Pr ®Òu x¸c ®Þnh theo frª«n láng - §èi víi NH3 α = (27,3 + 0,04.t o ).q tr, 45 .d tr 0, 24 0 − (7-15) 7.3.2.2 HÖ sè to¶ nhiÖt vÒ phÝa kh«ng khÝ - §èi l−u c−ìng bøc §¹i bé phËn c¸c lo¹i dµn l¹nh ®Òu cã kh«ng khÝ vµ m«i chÊt t¶i l¹nh kh¸c ®èi l−u c−ìng bøc ®i qua dµn l¹nh. Trong tr−êng hîp nµy c¸c tÝnh to¸n còng t−¬ng tù nh− tÝnh to¸n cho dµn ng−ng. ®iÒu kh¸c biÖt duy nhÊt lµ ph¹m vi nhiÖt ®é lµm viÖc cña dµn l¹nh kh¸c dµn ng−ng mµ th«i. - §èi l−u tù nhiªn C¸c dµn l¹nh sö dông ph−¬ng ph¸p ®èi l−u tù nhiªn Ýt gÆp h¬n nªn ë ®©y chóng t«i kh«ng tr×nh bµy. *** 291

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản