Đồ án thiết kế kho lạnh chế biến hải sản ở hải phòng, Chương 3

Chia sẻ: Nguyen Van Binh Binh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

Thêm vào BST

Báo xấu

334
lượt xem 129
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Với yêu cầu của nguồn nguyên liệu do đó chọn năng suất cấp đông 10 tấn nguyên liệu trong ngày, nguyên liệu là tôm và cá mực, do đó ta phải tính toán để chọn loại tủ cấp đông sao cho phù hợp với yêu cầu. Do sản phẩm chính là tôm và mực nên ta chọn thiết bị cấp đông IQF và tủ đông tiếp xúc. Ta chọn thiết bị cấp đông cho hệ thống là tủ đông băng chuyền năng suất 500kg/h, tủ đông tiếp xúc hai chiếc loại 1000kg/mẻ. Thời gian làm việc của tủ đông băng...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ án thiết kế kho lạnh chế biến hải sản ở hải phòng, Chương 3

Chương 3: TÍNH TOÁN NHIỆT TẢI VÀ TÍNH CHỌN MÁY NÉN 3.1. TÍNH TOÁN NHIỆT TẢI THIẾT BỊ CẤP ĐÔNG, KHO BẢO QUẢN, MÁY ĐÁ VẨY. 3.1.1.CHỌN CÁC THIẾT BỊ CẤP ĐÔNG. Với yêu cầu của nguồn nguyên liệu do đó chọn năng suất cấp đông 10 tấn nguyên liệu trong ngày, nguyên liệu là tôm và cá mực, do đó ta phải tính toán để chọn loại tủ cấp đông sao cho phù hợp với yêu cầu. Do sản phẩm chính là tôm và mực nên ta chọn thiết bị cấp đông IQF và tủ đông tiếp xúc. Ta chọn thiết bị cấp đông cho hệ thống là tủ đông băng chuyền năng suất 500kg/h, tủ đông tiếp xúc hai chiếc loại 1000kg/mẻ. Thời gian làm việc của tủ đông băng chuyền là 10 giờ, trừ các chí phí thời gian khởi động máy và thời gian ra hàng coi như thời gian chạy cấp đông của tủ chỉ còn 9 giờ. Tủ đông tiếp xúc ta cho làm việc 5 mẻ/ngày, mỗi mẻ là 2 giờ, thao tác công nghệ 1giờ. Công suất tủ đông tiếp xúc 1000 kg/mẻ. Do khay còn chứa nước châm khuôn nên khối lượng thực chỉ có 720 kg/mẻ. Công suất tủ đông tiếp xúc: 720 x 5 = 3600 kg/ngày Công suất của tủ đông băng chuyền: 500 x 9 = 4500 kg/ngày Tổng công suất nhà máy là: 3600 x2 + 4500 =11700 kg/ngày hay 11,7 tấn/ngày
Vậy chọn hai tủ đông tiếp xúc 1000kg/mẻ, một tủ đông băng chuyền 500kg/h 3.1.2.TÍNH NHIỆT TỦ ĐÔNG TIẾP XÚC. 3.1.2.1.Kích thước tủ đông tiếp xúc, số lượng khay và các tấm lắc cấp đông. Do hai tủ có năng suất như nhau nên ta chỉ tính một cái sau đó nhân đôi ta được công suất hai tủ. Với tủ đông tiếp xúc khay đựng thực phẩm 2kg thì kích thước khay như sau: - Đáy trên: 290 x 210 mm - Đáy dưới: 280 x 200 mm - chiều cao khay: 70 mm Kích thước tủ 1000kg/mẻ, theo thông số kỹ thuật của SEAREE ta có: Kích thước tấm lắc: 2200 x 1250 x 22 mm Mỗi tấm lắc đặt 36 khay vậy tủ có 11 tấm lắc. Kích thước phủ bì: 3300 x 1660 x 1900 mm. Cấu trúc cách nhiệt chủ yếu là polyurethan, bên ngoài bọc inox bảo vệ cấu trúc bên trong khỏi tác động cơ học, chống ẩm và chống đọng sương bên mặt ngoài của tủ. Bảng 3 - 1: Cấu trúc cách nhiệt của tủ đông tiếp xúc. Chiều dầy Hệ số Chiều dầy lớp Hệ số Đối tượng lớp dẫn nhiệt, inox bọc, mm dẫn nhiệt,
polyurethan, W/m.K W/m2.K mm Vách tủ 150 0,03 1,2(2 lớp) 22 Thân tủ 150 0,03 1,2(2 lớp) 22 Cửa tủ 120 0,03 1,2(2 lớp) 22 Sàn tủ 150 0,03 1,2(mặt trên) 22 3.1.2.2.Tính nhiệt tổn thất cho tủ đông tiếp xúc. Q01 = QSP + QN + QK + QKK + QT + QTL - QSP: Tổn thất nhiệt làm đông sản phẩm. - QK :Tổn thất nhiệt từ khuôn khay - QN: Tổn thất nhiệt làm đông nước châm khuôn. - QKK: Tổn thất nhiệt của không khí trong kho. - QT: Tổn thất nhiệt do truyền nhiệt qua thân tủ. - QTL: Tổn thất nhiệt làm lạnh tấm lắc. Nhiệt tổn thất làm đông sản phẩm Để làm giảm nhiệt độ sản phẩm thuỷ sản đến nhiệt độ yêu cầu, hệ thống lạnh phải lấy đi ở sản phẩm một lượng nhiệt nào đó trong suốt quá trình làm đông. Nhiệt tổn thất để làm đông thực phẩm lấy theo công thực sau:
(i1  i 2 ) QSP  G ,W  G - khối lượng sản phẩm của một mẻ cấp đông. i1 - entanpy của sản phẩm ở nhiệt độ bặt đầu đưa vào cấp đông. i2 - entanpy của sản phẩm ở nhiệt độ sau khi cấp đông.  - thời gian cấp đông một mẻ sản phẩm. Do sản phẩm đã được bảo quản trước khi đưa vào làm đông nên nhiệt độ sản phẩm ta chọn là 150C. Nhiệt độ trung bình của sản phẩm lấy ra là -180C, với cấp đông cưỡng bức bằng bơm dịch do đó thời gian cấp đông 2 giờ Mực là dòng cá gây nên với nhiệt độ 150C, entanpy i1 = 314,4 kJ/kg, t2 = - 180C, i2 = 5 kJ/kg 314,4  5 Vậy: QSP  720   31 kW 2  3600 Nhiệt tổn thất làm đông nước châm khuôn. Năng suất tủ 1000kg mà khối lượng sản phẩm thực là 720kg vậy khối lượng nước châm khuôn là 280 kg/mẻ, để hạ nhiệt độ nước châm khuôn từ nhiệt độ đầu đến nhiệt độ cuối quá trình cấp đông cần qua ba giai đoạn: QN = Q1 + Q2 + Q3 - Q1: nhiệt lượng để làm hạ nước châm khuôn từ nhiệt độ ban đầu đến nhiệt độ điểm băng của nước. - Q2: nhiệt tổn thất để làm đóng băng nước châm khuôn.
- Q3: nhiệt tổn thất để hạ nhiệt độ nước châm khuôn từ nhiệt độ điểm băng đến nhiệt độ cuối của sản phẩm. Q1 = MnckC (tN1 – tN2) - Mnck: khối lượng nước châm khuôn Mnck = 280 kg/ mẻ - C: nhiệt dung riêng của nước, C = 4,186 kJ/kg.K - tN1: nhiệt độ của nước châm khuôn 50C - tN2: nhiệt độ điểm băng của nước 00C Q1 = 280 x 4,186 x ( 5 - 0 ) = 5860,4 kJ/mẻ Thời gian làm việc mỗi mẻ là 2 giờ 5860,4 Q1   0,81 kW 2  3600 Q2 = MnckL L - Nhiệt lượng đóng băng của nước L = 335 kJ/kg Q2 = 280 x 335 = 93800 kJ/mẻ = 13 kW Q3 = C3 Mnck(tN2 – tN2’) C3 - Nhiệt dung riêng của nước đá C3 = 2,18 kJ/kg k tN2’ - Nhiệt độ của nước cuối quá trình cấp đông tN2’ = - 180C Q3 = 280 x 2,18 x { 0 – (-18) } = 16027,2 kJ/mẻ = 1,52 kW Vậy nhiệt tổn thất làm đông nước châm khuôn QN = 0,81 + 13 + 1,52 = 15,33 kW Tổn thất nhiệt do khuôn khay
t1k  t 2 k Qk  C k M k  Mk - Khối lượng khuôn khay Ck - Nhiệt dung riêng của vật liệu làm khay, với vật liệu làm khay bằng kẽm theo tài liệu [5], Ck =0,094kcal/kg = 0,39 kJ/kg t1k - nhiệt độ khay trước khi đưa vào cấp đông lấy t1k = 250C t2k - nhiệt độ của khay sau quá trình cấp đông lấy t2k = -350C  - thời gian của một mẻ cấp đông. Ta có 11 tấm lắc, 10 tấm đựng sản phẩm, mỗi tấm có 36 khay, mỗi khay nặng 2kg vậy ta có tổng số khay là : 10 x 36 = 360 khay, Khối lượng mỗi khay là 2kg vậy: Mk = 2 x 360 = 720 kg/mẻ 25   18 Qk  0,39  720  1,68 kW 2  3600 Tổn thất nhiệt do không khí trong tủ Nhiệt tổn thất do không khí trong tủ được tính như sau: Qkk = CkkGkk(td – tc) - td: nhiệt độ không khí lúc bắt đầu chạy máy 250C - tc: nhiệt độ không khí cuối quá trình cấp đông -350C - Ckk: nhiệt dung riêng của không khí trong tủ Ckk =0,242 Kcal/kg.K Ckk =1,013kJ/kgK - Gkk: khối lượng của không khí có trong tủ, được xác định:
Gkk = Vkkkk Kích thước trong của tủ: L = 2200 +2x400 = 3000 mm W = 1250 + 2x125 = 1500 mm H = 1600 mm -Vkk: thể tích của không khí có trong tủ Vkk = 2/3Vtủ Vtủ = 3x1,5x1,6 = 7,2 m3 Vkk = 2/3x7,2 = 4,8 m3 - kk: khối lượng riêng trung bình của không khí trong tủ ở -300C  =1,453 kg/m3 Gkk = 4,8x1,453 = 6,97  7kg/mẻ  25  35  Qkk  1,013  7     0,06 kW  2  3600  Tổn thất nhiệt qua thân tủ Tổn thất nhiệt qua thân tủ gồm vách tủ, cửa tủ được tính như sau: QT = (kvFv + kcFc) x (tKKN – tKKT) - Kv,KC: Hệ số truyền nhiệt qua vách và qua thân tủ - Fv,Fc: Diện tích của cửa tủ và vách tủ.
- tKKN: Nhiệt độ của không khí bên ngoài tủ. tKKN = 250C - tKKT: Nhiệt độ không khí trong tủ ở cuối quá trình cấp đông tKKT = -350C Fv = 2x1,66x1,9+2x1,66x3,3 = 17,26m2 Fc = 2x3,3x1,9 = 13m2 Hệ số truyền nhiệt được tính theo công thức sau: 1 k 1  1  1  1 1  2 - 1: Hệ số toả nhiệt bên ngoài tường 1= 23,3W/m2K - 2: Hệ số toả nhiệt đối lưu tự nhiên trong tủ 2 = 9 W/m2K - 1: Bề dầy lớp cánh nhiệt cách ẩm. - 1: Hệ số dẫn nhiệt của các lớp cách nhiệt, cách ẩm. Vậy: 1 kv   0,194 W/m2K 1 0,15 0,0012 1    23,3 0,03 22 9 1 2 kc   0,24 W/m K 1 0,12 0,0012 1    23,3 0,03 22 9 QT = (0,194x17,26+0,24x13)(25+35) = 388 W = 0,388 kW
Tổn thất nhiệt làm lạnh tấm lắc Tủ đông tiếp xúc làm việc từng mẻ sau khi làm đông xong sẽ dừng máy và ra hàng, khối lượng và diện tích của tấm lắc rất lớn do đó nhiệt để làm lạnh các tấm lắc là rất lớn vì vậy ta phải tính lượng nhiệt này. M TL CTL QTL  t1  t 2   - MTL: khối lượng các tấm lắc. - CTL: nhiệt dung riêng của các tấm lắc, tấm lắc chế tạo bằng nhôm nên có CTL = 0,92 KJ/kgK - : Thời gian cấp đông. - t1, t2: Nhiệt độ trước và sau khi cấp đông, t1 = 250C, t2 = -350C Vật liệu tấm lắc làm bằng nhôm đúc  = 2670 kg/m3 V = 2,2x1,25x0,022 = 0,06 m3 Khối lượng một tấm lắc: M = 0,06 x 2670 = 161 kg Tủ 1000 tấn trên mẻ gôm 11 tấm lắc MTL = 11 x 161 = 1771 kg 1771  0,92 QTL   25  35  13,57 kW 2  3600 Vậy năng suất lạnh yêu cầu của hệ thống tủ đông tiếp xúc:
Q01 =2x(31+15,33+1,68+0,06+0,388+13,57) = 124 kW Để tủ hoạt động an toàn ở mọi điều kiện ta nên nhân thêm hệ số an toàn 1,1 Q01 = 124 x 1,1 = 136,4 kW. Vậy năng suất lạnh của máy nén theo yêu cầu của tủ đông tiếp xúc là Q0 = 136,4 kW