ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU - CHƯƠNG 6 TÍNH CHỌN DÀN BAY HƠI

Chia sẻ: Doan Tho | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:37

0
133
lượt xem
42
download

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU - CHƯƠNG 6 TÍNH CHỌN DÀN BAY HƠI

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

+) Thực nghiệm cho thấy khi rút ngắn thời gian làm lạnh sản phẩm thì thời hạn bảo quản càng lâu, chất lượng càng bảo đảm, đặc biệt là đối với các sản phẩm sống có thở rau, hoa, quả… Để đảm bảo làm lạnh và bảo quản nhanh sản phẩm đến nhiệt độ bảo quản thì thiết bị làm lạnh không khí phải có diện tích trao đổi nhiệt lớn.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU - CHƯƠNG 6 TÍNH CHỌN DÀN BAY HƠI

  1. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 76 12-2010 CHƯƠNG 6 TÍNH CHỌN DÀN BAY HƠI 6.1. CHỌN KIỂU DÀN BAY HƠI +) Thực nghiệm cho thấy khi rút ngắn thời gian làm lạnh s ản ph ẩm thì thời hạn bảo quản càng lâu, chất lượng càng bảo đảm, đặc bi ệt là đối TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2
  2. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 77 12-2010 với các sản phẩm sống có thở rau, hoa, quả… Để đảm bảo làm lạnh và b ảo quản nhanh sản phẩm đến nhiệt độ bảo quản thì thiết bị làm lạnh không khí phải có diện tích trao đổi nhiệt lớn. Chính vì lý do này và s ự l ựa ch ọn ở chương 4 ta chọn chế độ làm lạnh và bảo quản sản phẩm là làm lạnh không khí bằng bay hơi trực tiếp. +) Chọn kiểu dàn bay hơi cho các buồng: Với chế độ làm lạnh không khí bằng bay hơi trực tiếp. Có hai kiểu dàn bay hơi đó là: - Kiểu dàn quạt đối lưu không khí cưỡng bức. - Kiểu dàn đối lưu không khí tự nhiên. Kiểu dàn quạt đối lưu không khí cưỡng bức có nhiều ưu đi ểm h ơn so với kiểu dàn đối lưu không khí tự nhiên như: Có thể bố trí ở trong buồng hoặc ngoài buồng lạnh. - Ít tốn thể tích bảo quản sản phẩm. - Nhiệt độ đồng đều, hệ số trao đổi nhiệt lớn. - Ít tốn nguyên vật liệu. - Hiện nay kiểu dàn quạt đối lưu không khí cưỡng bức được sử dụng rất rộng rãi => Ta chọn kiểu dàn quạt đối lưu không khí c ưỡng b ức cho c ả ba buồng. - Buồng III là buồng trống, mục đích làm lạnh buồng III là tránh cho người làm việc trong kho lạnh chịu sự thay đổi đột ngột từ môi trường có nhiệt độ cao (nhiệt độ hành lang) t KK = 34 o C sang buồng bảo quản đông lạnh có nhiệt độ thấp: t II = -18 0 C +) Phụ tải yêu cầu của dàn bay hơi Theo thiết kế ở chương 2, 3 ta có: Bảng 6.1. Bảng phụ tải yêu cầu của dàn bay hơi TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2
  3. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 78 12-2010 độ ẩm ϕ (%) Buồng Tải nhiệt Qiyc (W) Nhiệt độ buồng bảo quản (0C) I 2 90 1105,25 II -18 95 921,54 III 8 90 440.73 6.2. TÍNH CHỌN DÀN BAY HƠI BUỒNG I 6.2.1. Các thông số ban đầu. - Nhiệt độ không khí trong buồng bảo quản: (0C) t1 = 2 ϕ = 90 % - Độ ẩm không khí đã chọn: - Nhiệt độ công chất sôi trong ống: (0C) ` ts1 = -3 - Nhiệt độ không khí đi vào dàn bay hơi tk1: Chọn tk1 = 4 (0C); ϕ = 90 % - Nhiệt độ không khí đi ra khỏi dàn bay hơi tk2: Chọn tk2 = 0 (0C); ϕ = 90 % - Nhiệt độ trung bình không khí đi qua bộ làm lạnh tk: Lấy: (0C) tk = 0,5 × ( tK1 + tk2) = 0,5 × (4 + 0) = 2 - Nhiệt độ trung bình mặt ngoài ống tT: tT = ts1 + ∆tT Theo trang 74 sách Thiết Kế Hệ Thống LL và Tái Ngưng Tụ KGHL ta có: ∆tT = (0,5 ÷ 3,0) (0C) Vậy ta chọn sơ bộ ∆tT = 2,7 (0C) => tT = -3 + 2,7 = -0,3 (0C) - Công chất ra khỏi thiết bị ở trạng thái hơi bão hoà khô: + Nhiệt độ: ts1 = -3 (0C) + Độ khô: x = 1 6.2.2. Hiệu nhiệt độ logarit trung bình. TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2
  4. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 79 12-2010 - Theo công thức (7-30) ( Sách Thiết Kế Hệ Thống LL và Tái Ngưng Tụ KGHL) có: tk1 − tk 2 4−0 θtb = = t −t 4 − ( −3) = 4,721 (0C) ln k1 s1 ln 0 − ( −3) tk 2 − ts1 6.2.3. Xác định sơ bộ thiết bị làm lạnh không khí (kiểu dàn quạt). - Dàn quạt Frêon cỡ nhỏ: ts1 = -3 (0C) - Với dàn lạnh ống có cánh bay hơi trực tiếp, chọn hệ số truyền nhiệt từ không khí đến bề mặt thành ống theo phụ lục 7 ( Sách Thiết Kế Hệ Thống LL và Tái Ngưng Tụ KGHL) có: k = (3045) W/m2.độ; chọn k = 30 (W/m2.độ) - Diện tích trao đổi nhiệt cần thiết: QIyc 1105, 25 (m2) F= = = 7,804 k .θtb 30 4, 721 - Sơ bộ chọn dàn quạt: BO- 8C - Các thông số cơ bản của dàn quạt BO- 8C theo lý lịch như sau: +Tổng diện tích trao đổi nhiệt: (m2) F=8 + Vật liệu chế tạo ống cánh: Đồng + Kích thức ống: - Đường kính: 15x1 - Chiều dài: l = 340 (mm) + Số ống: 48 ống + Bố trí ống kiểu ô vuông: - Bước ống: S = 30 (mm) - Số ống theo chiều đứng: n1 = 12 - Số ống theo chiều ngang: n2 = 4 + Số cách: TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2
  5. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 80 12-2010 - Bước cánh: t=3 (mm) - Chiều dày:  = 0,3 (mm) - Chiều cao: h = 7,5 (mm) + Diện tích cánh: (m2) Fc = 7,2908 + Diện tích phần ống giữa các cánh: (m2) F0 = 0,69781 + Hệ số cánh: B = 10,4 + Sản lượng quạt: (m3/s) V = 0,25 + Diện tích thoáng gió: (m2) Ftg = 0,05742 Hình 6.1. Chùm ống kiểu ô vuông với cánh là hình vuông 6.2.4. Hệ số trao đổi nhiệt khô đối lưu từ không khí đến bề mặt cánh. - Ống bố trí kiểu ô vuông theo công thức (7-61) ( Sách Thiết Kế Hệ Thống LL và Tái Ngưng Tụ KGHL) có: λk ωk .d n 0,65 α k' = 0, 21.Ψ. ( ) (W/m2.K) d n vk TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2
  6. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 81 12-2010 + Ψ - hệ số kể đến ảnh hưởng của số dãy ống theo đường đi của không khí theo trang 72 có: Ψ = (n-0,5)/n; với dàn BO- 8C có n = n2 = 4 => Ψ = 0,875 + dn - Đường kính ngoài của ống: dn = 0,015 (m) V + ω k - tốc độ của không khí cưỡng bức qua dàn. ω k = F tg Sản lượng quạt: (m3/s) V = 0,25 Diện tích thoáng gió: (m2) Ftg = 0,05742 ω k = 4,354 (m/s) => + Nhiệt độ trung bình không khí đi qua bộ làm lạnh tk: tk = 0,5.(tk1 + t k2) = 0,5.(4+0) = 2 (0C) Xác định λ k , v k theo tk và tra bảng 19 (Sách Tính Chất Vật Lý và Nhiệt Động CCLL) ta có: + λ k - Hệ số dẫn nhiệt của không khí λ k = 2,45. 10-2 (W/m.K) + v k - Độ nhớt động lực học của không khí ở nhiệt độ ttb: v k = 13,456. 10-6 (m 2 /s) λ ω .d Vậy => α k = 0, 21.Ψ. d ( v ) ' n 0,65 k k n k 2, 45. 10−2 4,354 0, 015 0,65 = 0, 21 0,875 ( ) 13, 456. 10−6 0, 015 = 74,81 (W/m2.K) 6.2.5. Hệ số tách ẩm. Theo công thức trang 70 ( Sách Thiết Kế Hệ Thống LL và Tái Ngưng Tụ KGHL) ta có: d1 − d 2 ξ = 1 + 2880. (W/m2.K) tk1 − tk 2 + tk1; tk2 - lần lượt là nhiệt độ không khí đi vào và ra khỏ dàn bay hơi. + d1; d2 - lần lượt là độ chứa hơi của không khí tương ứng với nhiệt độ tk1 và tk2. TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2
  7. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 82 12-2010 ϕ = 90 % 0 tk1 = 4 C ϕ = 90 % tk2 = 0 0C d 1bh ,d bh Lần lượt là độ chứa hơi của không khí bão hòa tương ứng với 2 nhiệt độ tk1 và tk2. Tra bảng 20 (Sách Tính Chất Vật Lý và Nhiệt Động Các CCLL) d 1bh = 5,098.10-3 (kg/kg) d bh = 3,823.10-3 (kg/kg) 2 → d 1 = d 1 ϕ = 5,098.10-3 bh 0,9 = 4,588.10-3 (kg/kg) → d 2 = d bh ϕ = 3,823.10-3 0,9 = 3,441.10-3 (kg/kg) 2 4,588.10−3 − 3, 441.10−3 d1 − d 2 ξ = 1 + 2880. = 1 + 2880. Vậy => t k 1 − tk 2 4−0 = 1,826 6.2.6. Hệ số quy ước trao đổi nhiệt ướt từ không khí đến bề mặt cánh. Theo công thức (7-57) ( Sách Thiết Kế Hệ Thống LL và Tái Ngưng Tụ KGHL) ta có: α c = ξ .α k' + α b (W/m2.K) + ξ : Hệ số tách ẩm + α k' : Hệ số trao đổi nhiệt khô đối lưu từ không khí đến bề mặt cánh. + α b : Hệ số trao đổi nhiệt bằng bức xạ. Do ta chọn kiểu dàn quạt đối lưu không khí cưỡng bức nên khi tính toán ta có thể bỏ qua giá trị α b (vì hệ số trao đổi nhiệt bức xạ không lớn) Vậy => α c = 1,826 74,81= 136,61 (W/m2.K) TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2
  8. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 83 12-2010 6.2.7. Hệ số trao đổi nhiệt từ không khí ẩm α k tính cho bề mặt (ngoài) cơ bản của các ống. Theo công thức (7- 40) ( Sách Thiết Kế Hệ Thống LL và Tái Ngưng Tụ KGHL) ta có: Fc F 1 αk = .E + o ) ( 1 (W/m2.K) + Rt + Rr F F α c .ε α + Theo lý lịch dàn BO-8C có: (m2) F=8 (m2) Fc = 7,2908 (m2) F0 = 0,69781 Hình 6.2. Sơ đồ ống có cánh 1: Ống 2: Cánh + α c - Hệ số quy ước trao đổi nhiệt ướt từ không khí đến bề mặt cánh. + ε α - Hệ số tính đến sự trao đổi nhiệt không đều theo chiều cao cánh: ε α = 0,85 ( Theo trang 68 sách Thiết Kế Hệ Thống LL và Tái Ngưng Tụ KGHL) TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2
  9. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 84 12-2010 th(m.h ') + E - hệ số hiệu quả của cánh: E = m.h ' 2.α c - m - hệ số: m = δ .λc - α c - hệ số quy ước trao đổi nhiệt ướt từ không khí đến bề mặt α c = 136,61 cánh. (W/m2.K) - δ - Chiều dày của cánh: δ = 0,3 mm - λ c - Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cánh (đồng): λ c = 390 (W/m.K) 2 136, 61 => m = = 48,32 0,3 10−3 390 h’ – Chiều cao quy ước của cánh: Công thức (7.54): R R L h’= r.( -1).[1+0,35.ln(1,28. . ( − 0, 2) ] r r R R và L – Một nửa khoảng cách lớn và bé giữa các ống Theo lý lịch thiết bị, dàn BO-8C có: L = R = S/2 =15 (mm) r = d/2 = 7,5 (mm) 15 15 15 => h’= 7,5×( -1)×[1+0,35×ln(1,28× ×. ( − 0, 2) 7,5 7,5 15 = 9,67 mm => E = 0,9687 + Rt - nhiệt trở của tuyết. Theo bảng 7-6 δ t 0, 003 Rt = = = 6,52.10-3 (m2.K/W) λt 0, 46 TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2
  10. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 85 12-2010 Trong đó: δt - chiều dày lớp tuyết: δt = 3 (mm) λt - hệ số dẫn nhiệt của lớp tuyết: λt = 0,46 (w/m.K) + Rr - nhiệt trở lớp rỉ. Theo bảng 7-6 ta có: Rr = 0,17.10-3 (m2.K/W) F F 1 αk = ( c .E + o ) 1 Vậy => + Rt + Rr F F α c .ε α 1 7, 2908 0, 69781 0,9687 + ( ) 1 = 8 8 + 6,52.10−3 +0,17.10−3 136, 61 0,85 = 63,388 (W/m2.K) 6.2.8. Hệ số trao đổi nhiệt từ bề mặt trong của ống đến công chất sôi. Theo công thức trang 77 ( Sách Thiết Kế Hệ Thống LL và Tái Ngưng Tụ KGHL) ta có: α t = A.qF (ωa .ρ ) 0,2 dt−0,2 0,6 (W/m2.K) + dt : Đường kính trong của ống, dt = 13 (mm) + A: Hệ số thực nghiệm. A = 5,121 Tra bảng 7-9 4.Ga + ω a .ρ = ( Theo công thức trang 77) 3600.z.π .dt2 ωa : Vận tốc công chất đi trong ống, (m/s) ρ : Khối lượng riêng của công chất, (kg/m3) Ga : Lưu lượng công chất qua dàn bay hơi. (kg/h) QIyc QIyc 1105, 25 3,6 Ga = = = = 32,017 (kg/h) i7 − i6 703, 7 − 538, 0 q1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2
  11. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 86 12-2010 z : Số cửa song song dẫn công chất chảy vào các ống bộ làm lạnh không khí. Chọn z = n1 = 12 ống n1: Số ống theo chiều đứng; n1 = 12 ống 4.G 4 32, 017 => ωa .ρ = 3600.z.π .d 2 = 3600 12 π 0, 0132 = 5,58 a t + qF : Dòng nhiệt đơn vị qua bề mặt làm lạnh của bộ làm lạnh không khí. Theo công thức 7.68 ( Sách Thiết Kế Hệ Thống LL và Tái Ngưng Tụ KGHL) ta có: qF = α K .(tk − tT ) (W/m2) α k : Hệ số trao đổi nhiệt từ không khí ẩm tính cho bề mặt (ngoài) cơ bản của các ống, α k = 63,388 (W/m2.K) tk: Nhiệt độ trung bình không khí đi qua bộ làm lạnh. tk = 2 (0C) tT : Nhiệt độ trung bình mặt ngoài ống. Ta đã chọn sơ bộ ở trên tT = -0,3 (0C) => qF = α K .(tk − tT ) = 63,388×(2-(-0,3)) = 145,79 (W/m2) α t = A.qF (ωa .ρ ) 0,2 dt−0,2 = 5,121 145,790,6 5,58 13−0,2 Vậy => 0,6 0,2 = 85,94 (W/m2.K) 6.2.9. Tổng nhiệt trở R. δi δ o δ d 0, 001 0, 00005 � =�λ = + = + R λo λd 390 0,13956 i = 0,36.10-3 (m2.K/W) TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2
  12. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 87 12-2010 δo - chiều dày thành ống: δo = 1 (mm) λo - hệ số dẫn nhiệt của ống: λo = 390 (W/m.K) δd - chiều dày lớp màng dầu bám trên thành ống δd = 0,05 ÷ 0,08 (mm) Chọn δd = 0,05 (mm) λd - hệ số dẫn nhiệt của lớp màng dầu bôi trơn: λd = 0,13956 (W/m.K) 6.2.10. Kiểm tra nhiệt độ trung bình mặt ngoài ống. Theo công thức (7-70) ( Sách Thiết Kế Hệ Thống LL và Tái Ngưng Tụ KGHL) ta có: tk + ς .t s t T' = (0C) 1+ ς + tT’: Nhiệt độ trung bình mặt ngoài ống tính lại. + tT: Nhiệt độ trung bình mặt ngoài ống đã chọn sơ bộ. (0C) tT = -0,3 + ts: Nhiệt độ sôi công chất, ts = -3 (0C) + ς : Tỷ số nhiệt trở từ phía không khí và môi chất làm lạnh. 1 1 αk 63,388 ς= = δt 0, 003 1 1 + 0,36.10−3 + + R+ λt αt 0, 46 85,94 = 0,852 Trong đó: δt - chiều dày lớp tuyết: δt = 3 (mm) λt - hệ số dẫn nhiệt của lớp tuyết: λt = 0,46 (W/m.K) TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2
  13. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 88 12-2010 tk + ς .ts 2 + 0,852 (−3) t T' = = = -0,300053 => (0C) 1+ ς 1 + 0,852 Vậy | tT’- tT |= | -0,300053− (-0,3)| = 0,000053 < 0,01 ( 0C) => Thỏa mãn điều kiện về nhiệt độ trung bình mặt ngoài ống. 6.2.11. Hệ số truyền nhiệt tính cho diện tích bề mặt phẳng ngoài ống k. Theo công thức (7-49) ( Sách Thiết Kế Hệ Thống LL và Tái Ngưng Tụ KGHL) ta có: 1 1 k= = 1 1 1 1 = 36,01 (W/m2.K) + 0,36.10−3 + + R+ αk αt 63,388 85,94 6.2.12. Nhiệt tải của dàn bay hơi BO-8C ở chế độ công tác. - Phụ tải nhiệt yêu cầu buồng I: QIyc = 1105,25 (W) - Nhiệt tải làm lạnh ở chế độ công tác. Q0TB = k.F. θ = 36,01 8 4,721 = 1359,86 (W) > QI = 1105,25 (W) Vậy dàn BO-8C thoả mãn yêu cầu tải nhiệt. 6.2.13. Kiểm nghiệm lưu lượng không khí qua dàn BO-8C QIyc - Theo công thức (7-19) ta có: Vk = (m3/h) ρ .(i1 − i2 ) + ρ - Khối lượng riêng của không khí tra theo nhiệt độ trung bình không khí đi qua bộ làm lạnh tk: (kg/ m3) tk = 2 0C => ρ = 1,2838 (kg/ m3) + i1; i2 - lần lượt là entanpi của không khí tương ứng với nhiệt độ tk1; tk2. + tk1; tk2 - lần lượt là nhiệt độ không khí đi vào và ra khỏ dàn bay hơi. ϕ = 90 % tk1 = 4 0C ϕ = 90 % tk2 = 00C TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2
  14. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 89 12-2010 + d1; d2 - lần lượt là độ chứa hơi của không khí tương ứng với nhiệt độ tk1; tk2 + r - nhiệt ẩm hoá hơi của hơi nước: r = 2500 (kJ/kg) Theo tính toán ở mục (6.2.5) có: d 1 = 4,588.10-3 (kg/kg) d 2 = 3,441.10-3 (kg/kg) → i 1 =1,055.tk1 +(2500+1,89.tk1 ).d 1 =1,055 4 +(2500+1,89 4 ) 4,588.10-3 = 15,73 (kJ/kg) → i 2 =1,055.tk2 +(2500+1,89.tk2 ).d 2 =1,055 0 +(2500+1,89 0 ) 3,441.10-3 = 8,602 (kJ/kg) 1105, 25 QI => Vk = = (15, 73 − 8, 602 ) 3600 ρ .(i1 − i2 ) 1, 2838 = 0,034 (m3/s) < VTB = 0,25(m3/s) Vậy các thông số nhiệt độ, độ ẩm ban đầu chọn là hợp lý. 6.3. TÍNH CHỌN DÀN BAY HƠI BUỒNG II 6.3.1. Các thông số ban đầu. - Nhiệt độ không khí trong buồng bảo quản: t2 = -18 (0C) ϕ = 95 % - Độ ẩm không khí đã chọn: - Nhiệt độ công chất sôi trong ống: ts2 = -26 (0C) ` - Nhiệt độ không khí đi vào dàn bay hơi tk1: Chọn tk1 = -18 (0C); ϕ = 95 % - Nhiệt độ không khí đi ra khỏi dàn bay hơi tk2: Chọn tk2 = -22 (0C); ϕ = 95 % TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2
  15. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 90 12-2010 - Nhiệt độ trung bình không khí đi qua bộ làm lạnh tk: Lấy: tk = 0,5 × ( tk1 + tk2) = 0,5 × (-18 + (-22)) = -20 (0C) - Nhiệt độ trung bình mặt ngoài ống tT: tT = ts2 + ∆tT Theo trang 74 sách Thiết Kế Hệ Thống LL và Tái Ngưng Tụ KGHL ta có: ∆tT = (0,5 ÷ 3,0) (0C) Vậy ta chọn sơ bộ ∆tT = 2,86 (0C) => tT = -26 + 2,86 = -23,14 (0C) - Công chất ra khỏi thiết bị ở trạng thái hơi bão hoà khô: + Nhiệt độ: ts2 = -26 (0C) + Độ khô: x = 1 6.3.2. Hiệu nhiệt độ logarit trung bình. - Theo công thức (7-30) ( Sách Thiết Kế Hệ Thống LL và Tái Ngưng Tụ KGHL) có: t k 1 − tk 2 (−18) − (−22) θtb = = t −t (−18) − (−26) = 5,098 (0C) ln k1 s 2 ln (−22) − (−26) tk 2 − ts 2 6.3.3. Xác định sơ bộ thiết bị làm lạnh không khí (kiểu dàn quạt). - Dàn quạt Frêon cỡ nhỏ: ts2 = -26 (0C) - Với dàn lạnh ống có cánh bay hơi trực tiếp, chọn hệ số truyền nhiệt từ không khí đến bề mặt thành ống theo phụ lục 7 ( Sách Thiết Kế Hệ Thống LL và Tái Ngưng Tụ KGHL) có: k = (3045) W/m2.độ; chọn k = 30 (W/m2.độ) - Diện tích trao đổi nhiệt cần thiết: 921,54 QI (m2) F= = = 6,026 k .θtb 30 5, 098 - Sơ bộ chọn dàn quạt: BO- 8C - Các thông số cơ bản của dàn quạt BO- 8C theo lý lịch như sau: TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2
  16. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 91 12-2010 +Tổng diện tích trao đổi nhiệt: 2 F=8 (m ) + Vật liệu chế tạo ống cánh: Đồng + Kích thức ống: - Đường kính: 15x1 - Chiều dài: l = 340 (mm) + Số ống: 48 ống + Bố trí ống kiểu ô vuông: - Bước ống: S = 30 (mm) - Số ống theo chiều đứng: n1 = 12 - Số ống theo chiều ngang: n2 = 4 + Số cách: - Bước cánh: t=3 (mm) - Chiều dày:  = 0,3 (mm) - Chiều cao: h = 7,5 (mm) + Diện tích cánh: (m2) Fc = 7,2908 + Diện tích phần ống giữa các cánh: (m2) F0 = 0,69781 + Hệ số cánh: B = 10,4 + Sản lượng quạt: (m3/s) V = 0,25 + Diện tích thoáng gió: (m2) Ftg = 0,05742 TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2
  17. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 92 12-2010 Hình 6.3. Chùm ống kiểu ô vuông với cánh là hình vuông 6.3.4. Hệ số trao đổi nhiệt khô đối lưu từ không khí đến bề mặt cánh. - Ống bố trí kiểu ô vuông theo công thức (7-61) ( Sách Thiết Kế Hệ Thống LL và Tái Ngưng Tụ KGHL) có: λk ωk .d n 0,65 α k' = 0, 21.Ψ. ( ) (W/m2.K) d n vk + Ψ - hệ số kể đến ảnh hưởng của số dãy ống theo đường đi của không khí theo trang 72 có: Ψ = (n-0,5)/n; với dàn BO- 8C có n = n2 = 4 => Ψ = 0,875 + dn - đường kính ngoài của ống: dn = 0,015 (m) V + ω k - tốc độ của không khí cưỡng bức qua dàn. ω k = F tg Sản lượng quạt: V = 0,25 (m3/s) Diện tích thoáng gió: Ftg = 0,05742 (m2) ω k = 4,354 (m/s) => + Nhiệt độ trung bình không khí đi qua bộ làm lạnh tk: TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2
  18. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 93 12-2010 0 tk = 0,5.(tk1 + t k2) = 0,5 × (-18 + (-22)) = -20 ( C) Xác định λ k , v k theo tk và tra bảng 19 (Sách Tính Chất Vật Lý và Nhiệt Động) ta có: + λ k - Hệ số dẫn nhiệt của không khí λ k = 2,28. 10-2 (W/m.K) + v k - Độ nhớt động lực học của không khí ở nhiệt độ ttb : v k = 11,79. 10-6 (m 2 /s) λ ω .d Vậy => α k = 0, 21.Ψ. d ( v ) ' n 0,65 k k n k 2, 28. 10−2 4,354 0, 015 0,65 = 0, 21 0,875 ( ) 11, 79. 10−6 0, 015 = 75,74 (W/m2.K) 6.3.5. Hệ số tách ẩm. Theo công thức trang 70 ( Sách Thiết Kế Hệ Thống LL và Tái Ngưng Tụ KGHL) ta có: d1 − d 2 ξ = 1 + 2880. (W/m2.K) tk1 − tk 2 + tk1; tk2 - lần lượt là nhiệt độ không khí đi vào và ra khỏ dàn bay hơi. + d1; d2 - lần lượt là độ chứa hơi của không khí tương ứng với nhiệt độ tk1 và tk2. Tra bảng 20 (sách Tính Chất Vật Lý và Nhiệt Động Các CCL) ϕ = 95 % tk1 = -18 0C ϕ = 95 % tk2 = -22 0C d 1bh ,d bh Lần lượt là độ chứa hơi của không khí bão hòa tương ứng với 2 nhiệt độ tk1 và tk2. d 1bh = 0,7763.10-3 (kg/kg) d bh = 0,5279.10-3 (kg/kg) 2 TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2
  19. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 94 12-2010 → d 1 = d 1 ϕ = 0,7763.10-3 bh 0,95 = 0,7375.10-3 (kg/kg) → d 2 = d bh ϕ = 0,5279.10-3 0,95 = 0,502.10-3 (kg/kg) 2 0, 7375.10−3 − 0,502.10−3 d1 − d 2 ξ = 1 + 2880. = 1 + 2880 Vậy => t k 1 − tk 2 (−18) − (−22) = 1,136 6.3.6. Hệ số quy ước trao đổi nhiệt ướt từ không khí đến bề mặt cánh. Theo công thức (7-57) ( Sách Thiết Kế Hệ Thống LL và Tái Ngưng Tụ KGHL) ta có: α c = ξ .α k' + α b (W/m2.K) + ξ : Hệ số tách ẩm + α k' : Hệ số trao đổi nhiệt khô đối lưu từ không khí đến bề mặt cánh. + α b : Hệ số trao đổi nhiệt bằng bức xạ. Do ta chọn kiểu dàn quạt đối lưu không khí cưỡng bức nên khi tính toán ta có thể bỏ qua giá trị α b (vì hệ số trao đổi nhiệt bức xạ không lớn) Vậy => α c = 1,136 75, 74 = 86,033 (W/m2.K) 6.3.7. Hệ số trao đổi nhiệt từ không khí ẩm α k tính cho bề mặt (ngoài) cơ bản của các ống. Theo công thức (7- 40) ( Sách Thiết Kế Hệ Thống LL và Tái Ngưng Tụ KGHL) ta có: Fc F 1 αk = .E + o ) ( 1 (W/m2.K) + Rt + Rr F F α c .ε α + Theo lý lịch dàn BO-8C có: F=8 (m2) (m2) Fc = 7,2908 (m2) F0 = 0,69781 TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2
  20. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 95 12-2010 Hình 6.4. Sơ đồ ống có cánh 1: Ống 2: Cánh + α c - Hệ số quy ước trao đổi nhiệt ướt từ không khí đến bề mặt cánh. + ε α - Hệ số tính đến sự trao đổi nhiệt không đều theo chiều cao cánh: ε α = 0,85 ( Theo trang 68 sách Thiết Kế Hệ Thống LL và Tái Ngưng Tụ KGHL) th(m.h ') + E - hệ số hiệu quả của cánh: E = m.h ' 2.α c - m - hệ số: m = δ .λc - α c - hệ số quy ước trao đổi nhiệt ướt từ không khí đến bề mặt cánh. α c = 86,033 (W/m2.K) - δ - Chiều dày của cánh: δ = 0,3 mm - λ c - Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cánh (đồng): λ c = 390 (W/m.K) TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU ĐOÀN VĂN THỌ LỚP: MTT47 – ĐH2

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản