intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Tiểu luận: Tính toán thiết kế hầm đá 1000 cây/ngày, đêm

Chia sẻ: Dinh Duc Hanh | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:66

Thêm vào BST
Báo xấu
363
lượt xem 102
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nước là chất lỏng ở nhiệt độ thường, là một lưu chất quan trọng và đặc biệt. Nước được sử dụng rộng rãi trong đời sống hằng ngày và cũng được sử dụng nhiều trong công nghiệp như làm chất tải nhiệt, dung môi cho các phản ứng hóa học, dung môi để hấp thụ, giải hấp…Ngoài ra hơi nước đóng vai trò quan trọng trong vấn đề truyền nhiệt.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tiểu luận: Tính toán thiết kế hầm đá 1000 cây/ngày, đêm

  1. Tính toán thiết kế hầm đá 1000 cây /ngày, đêm   TRƯỜNG …………………. KHOA………………………. ----- ----- TIỂU LUẬN Đề tài: Tính toán thiết kế hầm đá 1000 / ngày,đêm Page 1 GVHD:Nguyễn Tiến Cảnh SVTH:Nhom 3
  2. Tính toán thiết kế hầm đá 1000 cây /ngày, đêm   MỤC LỤC CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG ..................................................................................... 1 I. Tính chất của nước và nước đá ............................................................................................ 5 1. Tính chất của nước ................................................................................................................ 5 2. Tính chất của nước đá ........................................................................................................... 6 3. Phân loại nước đá .............................................................................................................. 7 II. Bảo quản và vận chuyển nước đá..................................................................................... 8 III. Ứng dụng ............................................................................................................................ 8 IV. Công nghệ lạnh ở Việt Nam .......................................................................................... 8 CHƯƠNG II CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ ............................................................... 10 I. Choïn phöông phaùp saûn xuaát nöôùc ñaù ................................................................................... 10 Quùa trình ñoâng cuûa nöôùc ...................................................................................................... 10 1. 2. Caùc giai ñoaïn cuûa saûn xuaát nöôùc ñaù .................................................................................... 10 3. Choïn phöông phaùp saûn xuaát nöôùc ñaù ................................................................................... 11 II. Chọn chất tải lạnh............................................................................................................ 11 1. Yêu cầu của chất tải lạnh .................................................................................................... 11 2. Phân tích tính chất của chất tải lạnh ................................................................................. 12 2.1. Chất tải lạnh ở thể khí................................................................................................. 12 2.2. Chất tải lạnh ở thể lỏng ............................................................................................... 12 2.3. Chất tải lạnh rắn .......................................................................................................... 13 3. Chọn chất tải lạnh ................................................................................................................ 13 III. Chọn tác nhân lạnh .......................................................................................................... 14 Yeâu caàu ñoái vôùi taùc nhaân laïnh ............................................................................................. 14 1. Caùc yeâu caàu veà nhieät ñoäng: ................................................................................................. 14 Yeâu caàu veà hoùa lyù: ............................................................................................................... 15 Caùc yeâu caàu veà lyù sinh: ........................................................................................................ 16 Yeâu caàu veà kinh teá: .............................................................................................................. 16 Ñaëc tính moät soá taùc nhaân laïnh thöôøng duøng hieän nay ......................................................... 16 2. 2.2. Freon 12 (CCl2F2 ) (R12): .............................................................................................. 16 Page 2 GVHD:Nguyễn Tiến Cảnh SVTH:Nhom 3
  3. Tính toán thiết kế hầm đá 1000 cây /ngày, đêm   2.3. Freon 22 (CHClF2) (R22): ............................................................................................ 17 Choïn taùc nhaân laïnh: .............................................................................................................. 17 3. Quy trình saûn xuaát nöôùc ñaù ............................................................................................. 17 IV. Quy trình coâng ngheä ............................................................................................................ 18 1. Sô ñoà boá trí thieát bò (sô ñoà nguyeân lyù) ................................................................................. 19 2. CHƯƠNG III TÍNH CHU TRÌNH LẠNH ....................................................................... 19 I. Chọn các thông số kỹ thuật ................................................................................................. 20 II. Tính chu trình lạnh.......................................................................................................... 20 1. Tính toán chu trình lạnh ..................................................................................................... 21 2. Chọn cấp máy nén ............................................................................................................... 22 CHƯƠNG IV TÍNH CHI PHÍ LẠNH .................................................................................. 23 I. Tính cách nhiệt, cách ẩm .................................................................................................... 23 1. Tính cho tường bể đá........................................................................................................... 23 1.1. Tính bề dày lớp cách nhiệt .......................................................................................... 23 1.2. Kiểm tra động sương ................................................................................................... 24 II. Tính toán chi phí lạnh cho bể đá .................................................................................... 26 1. Kết cấu của bể đá ................................................................................................................. 26 2. Nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che ..................................................................................... 29 3. Nhiệt làm đông đá ................................................................................................................ 30 4. Nhiệt làm lạnh khuôn đá ..................................................................................................... 30 5. Nhiệt tổn thất do động cơ cánh khuấy ............................................................................... 30 6. Nhiệt tổn thất khi tách đá ra khỏi khuôn .......................................................................... 31 CHƯƠNG V CHỌN MÁY NÉN .......................................................................................... 33 I. Chọn máy nén ...................................................................................................................... 33 1. Tính năng suất thể tích thực tế của máy nén .................................................................... 33 2. Tính năng suất thể tích lý thuyết của máy nén ................................................................. 33 3. Chọn máy nén ...................................................................................................................... 34 II. Chọn động cơ cho máy nén ............................................................................................. 34 1. Chọn động cơ ....................................................................................................................... 34 2. Tính hiệu suất của máy nén ................................................................................................ 35 CHƯƠNG VI TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ CHÍNH .................................................... 37 I. Tính chọn thiết bị ngưng tụ (kiểu xối tưới) ....................................................................... 37 Page 3 GVHD:Nguyễn Tiến Cảnh SVTH:Nhom 3
  4. Tính toán thiết kế hầm đá 1000 cây /ngày, đêm   1. Mật độ dòng nhiệt phía ngoài ............................................................................................. 37 2. Mật độ dòng nhiệt phía môi chất lạnh ............................................................................... 39 3. Diện tích bề mặt truyền nhiệt ............................................................................................. 40 II. Tính chọn thiết bị bốc hơi (kiểu xương cá) ................................................................... 42 1. Dòng nhiệt phía ngoài giàn lạnh......................................................................................... 42 2. Mật độ dòng nhiệt về phía môi chất lạnh .......................................................................... 44 3. Diện tích bề mặt truyền nhiệt ............................................................................................. 45 CHƯƠNG VII TÍNH TOÁN CÁC THIẾT BỊ PHỤ ......................................................... 47 1. Đường ống ............................................................................................................................ 47 2. Bình tách lỏng ...................................................................................................................... 48 3. Bình tách dầu ....................................................................................................................... 49 4. Bình chứa dầu ...................................................................................................................... 51 5. Bình chứa cao áp.................................................................................................................. 51 6. Thiết bị tách khí không ngưng ........................................................................................... 53 7. Phin lọc và phin sấy ............................................................................................................. 53 8. Mắt gas .................................................................................................................................. 53 9. Các loại van: ......................................................................................................................... 54 9.1. Van khóa, van chặn: .................................................................................................... 54 9.3. Van an toàn .................................................................................................................. 55 9.4. Van tiết lưu tay ............................................................................................................ 55 9.5. Van tiết lưu nhiệt cân bằng ngoài .............................................................................. 55 9.6. Van điện từ ................................................................................................................... 56 10. Áp kế ................................................................................................................................. 56 11. Cánh khuấy ...................................................................................................................... 56 SÔ ÑOÀ NGUYEÂN LYÙ HEÄ THOÁNG ............................................................................................. 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................................... 60 Page 4 GVHD:Nguyễn Tiến Cảnh SVTH:Nhom 3
  5. Tính toán thiết kế hầm đá 1000 cây /ngày, đêm   CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG I. Tính chất của nước và nước đá 1. Tính chất của nước Nước là chất lỏng ở nhiệt độ thường, là một lưu chất quan trọng và đặc biệt. Nước được sử dụng rộng rãi trong đời sống hằng ngày và cũng được sử dụng nhiều trong công nghiệp như làm chất tải nhiệt, dung môi cho các phản ứng hóa học, dung môi để hấp thụ, giải hấp…Ngoài ra hơi nước đóng vai trò quan trọng trong vấn đề truyền nhiệt. Các tính chất vật lý của nước: Ở áp suất thường nước có tỷ trọng (khối lượng riêng) lớn nhất ở 3,98oC. Trong quá trình hạ nhiệt từ 4oC đến 0oC tỷ trọng giảm từ 1000 đến 999 Kg/m3, và biến thành nước đá tỷ trọng tiếp tục giảm tới 916,8 Kg/m3, điều này có nghĩa là khi nước đóng băng thể tích của nước tăng 9%. Khối lượng riêng của nước biến đổi rộng theo nhiệt độ T (0C) ρ (Kg/cm3) 0 999 30 996 100 958 Tỷ trọng của nước có liên hệ với nhiệt độ ρđ= 917 (1-0,00015t) Nhiệt dung riêng trung bình 4,18 KJ/Kg.K. Hệ số dẫn nhiệt T(0C) λ.102(W/mK) 0 55,1 30 61,8 100 68,3 Page 5 GVHD:Nguyễn Tiến Cảnh SVTH:Nhom 3
  6. Tính toán thiết kế hầm đá 1000 cây /ngày, đêm   Độ nhớt động học T(0C) µ.106(Pa.s) 0 1790 30 804 100 282 Ẩn nhiệt hóa hơi ở 100oC, 1 atm r =2260 KJ/Kg. Ẩn nhiệt đóng băng 334 KJ/Kg. Khi nhiệt độ hạ 1oC thì ẩn đóng băng tăng thêm 2,12 KJ/Kg. 2. Tính chất của nước đá o Nhiệt độ nóng chảy tr = 0 C Nhiệt lượng nóng chảy qr = 333,6 KJ/kg Nhiệt dung riêng Cđ = 2,12 KJ/Kg.K Hệ số dẫn nhiệt λđ = 2,22 W/mK Kg/m3 ρđ = 900 Khối lượng riêng trung bình Quan hệ của nhiệt dung riêng với nhiệt độ Cđ = 2,12 +0,0079t λđ = 2,22.(1- 0,0015t) Quan hệ của độ dẫn nhiệt với nhiệt độ Hàm lượng tạp chất trong nước đá công nghiệp Tạp chất Hàm lượng -Số lượng vi khuẩn 100 con / ml -Vi khuẩn đường ruột 3 con/l -Chất khô 1 g/l -Độ cứng chung của nước 7mg/l -Độ đục theo hàm lượng chất lơ lửng 1, 5 mg/l -Hàm lượng sắt 0, 3 mg/l 6, 5 → 9, 5 mg/l -Độ PH Page 6 GVHD:Nguyễn Tiến Cảnh SVTH:Nhom 3
  7. Tính toán thiết kế hầm đá 1000 cây /ngày, đêm   Ảnh hưởng của tạp chất lên chất lượng của nước đá Taïp chaát AÛnh höôûng ñeán chaát löôïng nöôùc ñaù Keát quaû cheá bieán nöôùc Taïo thaønh chaát laéng baån thöôøng ôû phaàn CaCO3 döôùi vaø giöõa caây ñaù laøm nöùt ôû nhieät ñoä Taùch ra ñöôïc thaáp Taïo thaønh chaát laéng baån vaø boït khí. Laøm MgCO3 Taùch ra ñöôïc nöùt ôû nhieät ñoä thaáp Cho chaát laéng maøu vaøng hay maøu naâu vaø OÂxit saét Taùch ra ñöôïc nhuoäm maøu chaát laéng canxi vaø magie OÂxit silic vaø Cho chaát laéng baån Taùch ra ñöôïc oâxits nhoâm Chaát lô löûng Cho caën baån Taùch ra ñöôïc Sunfat natri Taïo caùc veát traéng, taäp trung ôû loõi, laøm cho clorua vaø loõi ñuïc vaø keùo daøi thôøi gian ñoùng baêng. Khoâng thay ñoåi sunfat canxi Khoâng coù chaát laéng Cho chaát laéng xanh nhaït hay xaùm nhaït, taäp Clorua canxi & Bieán ñoåi thaønh sunfat trung trong loõi, keùo daøi thôøi gian ñoùng Sunfat magie canxi baêng vaø taïo loõi khoâng trong suoát cao Thöôøng bieåu hieän döôùi daïng caùc veát traéng, Bieán ñoåi thaønh clorua Clorua magie khoâng coù caën canxi Moät löôïng nhoû cuõng coù theå laøm nöùt ôû nhieät ñoä döôùi -90C. Taïo ra caùc veát maøu traéng, Bieán ñoåi thaønh cacbonat NaCO3 taäp trung ôû loõi ,keùo daøi thôøi gian ñoùng natri baêng. Taïo ñoä ñuïc cao, khoâng coù caën 3. Phân loại nước đá Có nhiều cách để phân loại nước đá: Dựa vào nguyên liệu sản xuất: • Nước đá từ nước ngọt (nước lã, sôi, nguyên chất). • Nước đá từ nước biển, từ nước muối. Page 7 GVHD:Nguyễn Tiến Cảnh SVTH:Nhom 3
  8. Tính toán thiết kế hầm đá 1000 cây /ngày, đêm   Dựa vào độ trong của đá: • Nước đá pha lê • Nước đá trong suốt • Nước đá đục Dựa vào hình dạng: • Nước đá khối • Nước đá tấm • Nước đá thỏi • Nước đá ống • Nước đá vẩy II. Bảo quản và vận chuyển nước đá Có nhiều phương pháp bảo quản nước đá: bảo quản trong kho, thùng chứa, silo, dự trữ lạnh trong bể nước hoặc bể nước muối lạnh. Đá khối thường được bảo quản trong kho đá và vận chuyển trên các toa tàu lạnh. Đá mảnh thường được bảo quản trong các thùng chứa hoặc các silo. III. Ứng dụng Nước đá có nhiều ứng dụng trong đời sống hằng ngày cũng như trong sản xuất, sau đây là một số ứng dụng của nước đá: IV. Công nghệ lạnh ở Việt Nam Khí hậu nước ta nóng ẩm, phía nam hầu như không có mùa đông, bờ biển dài trên 3 ngàn cây số, đó là những điều kiện thuận lợi cho việc phát triển ngành lạnh. Thực vậy, kỹ thuật lạnh ngày nay đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh tế ở nước ta. Kỹ thuật lạnh đã thâm nhập vào hơn 60 ngành kinh tế, đặc biệt vào các ngành chế biến thực phẩm, hải sản xuất khẩu, công nghiệp nhẹ, điều hòa không khí v.v… Hàng chục ngàn cơ sở sử dụng thiết bị lạnh lớn nhỏ. Ngoại tệ nhập thiết bị lạnh cũng tăng lên hàng trăm triệu USD mỗi năm. Page 8 GVHD:Nguyễn Tiến Cảnh SVTH:Nhom 3
  9. Tính toán thiết kế hầm đá 1000 cây /ngày, đêm   Nhưng đặc điểm chủ yếu của ngành lạnh ở nước ta hiện nay là quá nhỏ bé, non yếu và lạc hậu. Nước ta mới chỉ chế tạo được các loại máy ammoniac loại nhỏ, chưa chế tạo được các loại máy nén và thiết bị cỡ lớn, các loại máy Freon, các thiết bị tự đông… Một đặc điểm quan trọng khác của ngành lạnh nước ta là tản mạn và phân tán, không có một cơ quant rung ương chủ trì nên không được quan tâm đầu tư và phát triển một cách đúng mức. Các đơn vị sử dụng lạnh ở các ngành thường trang bị từ phát nhiều khi dẫn tới những thiệt hại và lãng phí tiền vốn đáng kể do các nguyên nhân kinh tế và kỹ thuật gây ra. Vì vậy, việc nghiên cứu tổ chức và phát triển ngành lạnh ở nước ta là thực sự cấp thiết và chắc chắn nó sẽ mang lại hiệu quả to lớn. Page 9 GVHD:Nguyễn Tiến Cảnh SVTH:Nhom 3
  10. Tính toán thiết kế hầm đá 1000 cây /ngày, đêm   CHƯƠNG II CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ Mục đích của việc chọn phương pháp thiết kế là tìm ra được phương án tương đối tốt, phù hợp với các yêu cầu của xí nghiệp, đồng thời phải đảm bảo tính hiệu quả về kinh tế của công trình. I. Choïn phöông phaùp saûn xuaát nöôùc ñaù 1. Quùa trình ñoâng cuûa nöôùc Trong laøm laïnh ñoâng khi nhieät ñoä xuoáng döôùi 00C maø vaãn chöa coù söï ñoùng baêng ñaù, ñoù laø hieän töôïng chaäm ñoùng baêng ( söï quaù laïnh ). Söï chaäm ñoùng baêng laø do söï chaäm taïo thaønh taâm keát tinh vaø do hieän töôïng chuyeån ñoäng nhieät Brown của caùc phaân töû nöôùc laøm cho chuùng va chạm với nhau, tương taùc qua lại lẫn nhau, kết quaû khoâng ñònh hình ñöôïc taâm ngöng tuï daãn ñeán nöôùc chöa theå keát tinh ñöôïc ngay. Nhöng sau moät thôøi gian ngaén, do nhieät ñoä ôû döôùi ñieåm ñoâng ñaëc daãn ñeán haøm nhieät giaûm, caùc phaân töû nöôùc giaûm naêng löôïng chuyeån ñoäng ñeå ñaït traïng thaùi caân baèng, luùc naøy taâm ngöng tuï hình thaønh, caùc phaân töû nöôùc coù xu höôùng lieân keát vôùi taâm ngöng tuï bôûi caùc löïc haáp daãn, löïc Culong, löïc Vandesvaal… Caùc löïc naøy thaéng ñöôïc löïc ñaåy vaø chuyeån ñoäng nhieät cuûa noù, seõ taïo thaønh caùc tinh theå coù kích thöôùt lôùn hôn. Trong tröôøng hôïp neáu nhieät ñoä haï xuoáng quaù saâu so vôùi ñieåm ñoâng ñaëc, caùc phaân töû nöôùc bò giaûm haøm nhieät maïng, daãn ñeán chuùng chæ dao ñoäng xung quanh vò trí caân baèng cuaû chuùng vaø baûn thaân noù ñaõ hình thaønh moät taâm ngöng tuï. Do ñoù, khi haï nhieät ñoä saâu thì tâm ngöng tuï seõ hình thaønh raát nhieàu, caùc tinh theå hình thaønh coù kích thöôùc nhoû vaø raát nhoû coù daïng hình sôïi hoaëc hình kim ñoâi khi noù ôû daïng voâ ñònh hình. 2. Caùc giai ñoaïn cuûa saûn xuaát nöôùc ñaù Giai ñoaïn 1: laø haï nhieät ñoä cuûa nöôùc töø nhieät ñoä t1 (nhieät ñoä ban ñaàu cuûa nöôùc) xuoáng nhieät ñoä 0oC. Giai ñoaïn 2: laø giai ñoaïn keát tinh nöôùc hoaøn toaøn, chuyeån nöôùc töø traïng thaùi loûng traïng thaùi raén. Giai ñoaïn 3: laø giai ñoaïn haï thaáp nhieät ñoä baêng cuûa nöôùc töø 0oC xuoáng nhieät ñoä t2 (thöôøng choïn -5oC). Vaäy nhieät löôïng rieâng caàn thieát ñeå chuyeån 1Kg nöôùc ôû nhieät ñoä ban ñaàu t1 thaønh nöôùc ñaù ôû nhieät ñoä t2 ñöôïc tính theo coâng thöùc: q = C pn .(t1 − 0) + L + C pnd (0 − t 2 ) Page 10 GVHD:Nguyễn Tiến Cảnh SVTH:Nhom 3
  11. Tính toán thiết kế hầm đá 1000 cây /ngày, đêm   3. Choïn phöông phaùp saûn xuaát nöôùc ñaù Các loại đá cây với khối lượng khác nhau được sản xuất bằng phương pháp làm lạnh trong bể nước muối. Đây là phương pháp phổ biến nhất trong nhà máy nước đá hiện nay. Với phương pháp này nước sau khi qua quá trình xử lý được đổ vào khuôn định hình sẵn, các khuôn này được đặt trong bể nước muối, bể này được làm lạnh bởi thiết bị bốc hơi , sau một thời gian nước trong khuôn được quá lạnh và kết tinh lại. Quá trình kết thúc,đá cây được lấy ra từ các khuôn và sử dụng. Đây là phương pháp cổ điển có nhiều nhược điểm về chỉ tiêu kinh tế cũng như công tác an toàn lao động, vệ sinh, nhưng nó lại có ưu điểm rất lớn là đơn giản. Cho nên, hiện nay nó vẫn là phương pháp được dùng rộng rãi trong các nhà máy nước đá, hoặc các phân xưởng làm đá riêng phục vụ cho các nhà máy chế biến thực phẩm và sinh hoạt. Kết cấu cây đá hiện nay có các cỡ khối lượng thông dụng như sau: Loại 3,5 Kg. Loại 12,5 Kg. Loại 25 Kg. Loại 50 Kg. Tùy theo nhu cầu mà mỗi ngành sử dụng các loại cây đá có khối lượng khác nhau. Ví dụ, đối với ngành thực phẩm, người ta sử dụng các loại đá có khối lượng nhỏ để ướp trực tiếp sản phẩm. Các loại đá này phải đạt tiêu chuẩn kỹ thuật cao, dùng đá trong suốt, khi sản xuất và bảo quản phải đảm bảo vệ sinh. Nước được dùng sản xuất phải là nước uống được, tinh khiết đã qua các quá trình xử lý. Ngoài ra trong ngành đông lạnh thực phẩm, người ta vẫn có thể dùng các loại đá có khối lượng lớn (50Kg). Khi cần dùng ướp thực phẩm, cây đá phải qua một công nghệ nghiền bằng máy. II. Chọn chất tải lạnh Trong kỹ thuật lạnh, muốn thực hiện vận tải lạnh từ nơi phát sinh đến nới tiêu thụ, phải sử dụng những chất tải lạnh. Chất tải lạnh có thể ở 3 trạng thái: Trạng thái hơi (khí). Trạng thái lỏng (thường ở dạng dung dịch). Trạng thái rắn. 1. Yêu cầu của chất tải lạnh Chất tải lạnh phải đảm bảo những yêu cầu sau: Nhiệt độ đông đặc phải thấp. Nhiệt dung riêng và khả năng dẫn nhiệt cao. Độ nhớt và trọng lượng riêng nhỏ. Không ăn mòn kim loại và các vật liệu khác trong thiết bị. Không độc hại và không nguy hiểm. Page 11 GVHD:Nguyễn Tiến Cảnh SVTH:Nhom 3
  12. Tính toán thiết kế hầm đá 1000 cây /ngày, đêm   Dễ kiểm, rẻ tiền, dễ bảo quản và dễ vận hành. 2. Phân tích tính chất của chất tải lạnh Sau đây ta sẽ phân tích tính chất cùng ưu nhượt điểm của từng loại chất tải lạnh và đề ra phương án lựu chọn chất tải lạnh cho bể đá khối của ta. 2.1. Chất tải lạnh ở thể khí Đối với chất tải lạnh ở thể khí thì không khí là chất tải lạnh được dùng phổ biến nhất vì nó có các ưu điểm sau: Rẻ tiền, đâu cũng có nhiều. Dễ vận chuyển vào nơi cần làm lạnh. Trong các hệ thống thông gió phục vụ cho sinh hoạt, nhà ở …thì không khí là môi trường tải lạnh tốt nhất, do không khí không độc và dễ điều chỉnh tốc độ, lưu lượng. Nhưng không khí có những nhượt điểm sau: Hệ số cấp nhiệt α quá nhỏ 6 ÷ 8 Kcal/m2.h.oC. Nếu tăng tốc độ vận chuyển của không khí thì hệ số α tăng nhưng không đáng kể. Khó làm sạch, khó tách vi sinh vật. Các môi trường tải lạnh khác như: N2, CO2 cũng có các nhược điểm giống không khí và các nhược điểm riêng khác. Sử dụng chất tải lạnh này thì đắc tiền và phải dùng trong hệ thống kín. 2.2. Chất tải lạnh ở thể lỏng Thường dùng nhất là nước muối. Nước muối có những ưu điểm sau: Có hệ số truyền nhiệt lớn: α = 200 ÷ 400 Kcal/m2.h.oC. Trường hợp chất lỏng chuyển động với vận tốc 5m/s thì α = 40.000 Kcal/m2.h.oC. Dùng môi trường lỏng thì tránh được hao hụt khối lượng, tránh được hiện tượng oxy hóa sản phẩm. Dùng nước muối có thể đạt được nhiệt độ khá thấp bằng cách trộn loại muối ăn với nhau, cho nên dùng dung dịch nước muối làm chất tải lạnh ta không sợ hiện tượng chất tải lạnh bị đông đặc vì nhiệt độ đóng băng của các dung dịch muối khá thấp. Các loại muối hòa tan trong hỗn hợp với nước đá sẽ thu nhiệt và làm lạnh hỗn hợp đến nhiệt độ tương đối thấp. Ví dụ, hỗn hợp nước đá với nước muối NaCl có thể làm lạnh đến nhiệt độ -21,2oC và với muối CaCl2 thì có thể đến -55oC. Bên cạnh những ưu điểm, dung dịch muối có những nhược điểm sau: Nước muối thấm vào sản phẩm cần làm lạnh, thấm vào dụng cụ thiết bị làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm và làm cho thiết bị chóng rỉ, chóng mục. Một số sản phẩm không cho phép thấm ướt nên không thể dùng môi trường lỏng để làm lạnh. Page 12 GVHD:Nguyễn Tiến Cảnh SVTH:Nhom 3
  13. Tính toán thiết kế hầm đá 1000 cây /ngày, đêm   Dung dịch NaCl khi bị bẩn rất khó làm sạch, mặt khác dung dịch NaCl tạo thành bọt trào ra ngoài gấy tiêu tốn muối, bẩn, nguy hiểm, hạn chế sự tiếp xúc giữa sản phẩm và môi trường. Các biện pháp nhằm khắc phục: Trong các loại dung dịch muối thì dung dịch CaCl2 nguyên chất có tính ăn mòn kim loại ít nhất. Trong thực tế không có CaCl2 tinh khiết nên ta có thể hạn chế sự ăn mòn bằng cách thêm chất chống ăn mòn. Cuï theå nhö vôùi 1 m3 dung dòch CaCl2 thì duøng 1,6 Kg Na2Cr2O7 ( coù theâm 27 Kg NaOH cho 1 Kg Na2Cr2O7 ñeå chuyeån bicromat thaønh cromat trung tính Na- 2CrO4). Tröôùc khi theâm chaát choáng aên moøn ta phaûi trung hoøa dung dòch ñeán PH = 7. Moãi naêm moät laàn phaûi theâm ½ löôïng Na2Cr2O7 vaø kieàm ban ñaàu. Ñoái vôùi dung dòch NaCl thì cuõng duøng chaát choáng aên moøn nhö treân. Cuï theå laø vôùi 1m3 dung dòch pha 3,2 Kg Na2Cr2O7( coù theâm 27 Kg NaOH cho 1Kg Na2Cr2O7).Vaø tröôùc ñoù cuõng phaûi trung hoøa dung dòch ñeán PH = 7 moãi naêm cuõng phaûi coù moät laàn cho theâm löôïng ban ñaàu Na2Cr2O7 vaø NaOH. 2.3. Chất tải lạnh rắn Thöôøng duøng laø ñaù öôùt, ñaù ,khoâ. Ñaù öôùt goàm ñaù thieân nhieân vaø ñaù nhaân taïo. Ñaù khoâ laø tuyeát cacbonic. Ñaù khoâ ñöôïc saûn xuaát töø nhieàu nguyeân lieäu reû tieàn khaùc nhau nhö: khoùi loø hôi, khí moû than, khí CO2 trong coâng nghieäp leân men röôïu, bia, thuûy phaân goã, coâng ngheä toång hôïp NH3, coâng ngheä cheá bieán daàu moû… Ñaù khoâ bay hôi khoâng qua traïng thaùi loûng ( söï thaêng hoa ) neân ñöôïc öùng duïng thích hôïp cho baûo quaûn nhieàu loïai saûn phaåm, laøm laïnh ñoâng thöïc phaåm. Nhöôïc ñieåm cô baûn cuûa ñaù khoâ laø vieäc saûn xuaát noù phöùc taïp vaø ñaét tieàn hôn ñaù öôùt raát nhieàu. 3. Chọn chất tải lạnh Qua việc phân tích ở trên ta nhận thất: Chaát taûi laïnh theå khí coù heä soá caáp nhieät α quaù beù, khoâng theå ñaùp öùng cho vieäc saûn xuaát ñaù. Ñoái vôùi chaát taûi laïnh raén neáu duøng ta chæ coù theå duøng ñöôïc tuyeát cacbonic ñeå laøm chaát taûi laïnh (vì caùc loaïi chaát taûi laïnh raén coøn laïi ñeàu laø ñaù ). Tuy nhieân tuyeát cacbonic saûn xuaát phöùc taïp, ñaét tieàn neân ta cuõng khoâng duøng. Chaát taûi laïnh loûng coù öu ñieåm cô baûn laø coù heä soá caáp nhieät α khaù lôùn, coù theå ñaùp öùng toát cho yeâu caàu saûn xuaát ñaù. Maët khaùc hieän nay ngöôøi ta cuõng ñaõ tìm Page 13 GVHD:Nguyễn Tiến Cảnh SVTH:Nhom 3
  14. Tính toán thiết kế hầm đá 1000 cây /ngày, đêm   ra nhöõng bieän phaùp ñeå khaéc phuïc caùc nhöôïc ñieåm cuûa chaát taûi laïnh loûng nhö aên moøn thieát bò, khoù laøm saïch…. Cho neân, vieäc choïn chaát taûi laïnh loûng laø hôïp lyù hôn caû. Trong coâng nghieäp saûn xuaát ñaù caây, ngöôøi ta thöôøng duøng caùc loaïi dung dòch muoái sau ñaây: Dung dòch NaCl Dung dòch MgCl2 Dung dòch CaCl2 Hoãn hôïp caùc loaïi dung dòch treân Caùc dung dòch naøy coù ñaëc tính lyù töôûng cuûa chaát taûi laïnh loûng, khoâng ñoäc haïi vaø deã tìm. Bảng: nhiệt độ đông đặc của một số dung dịch muối Soá Noàng ñoä Nhieät ñoä Thöù Muoái hoøa tan % Ñoâng ñaëc Töï Khoái löôïng 1 NaCl 23,1 -21,2 2 CaCl2 29,9 -55 3 MgCl2 20 -35 4 MgSO4 19 -9,9 Trong sản xuất, người ta thường chọn nhiệt độ dung dịch chất tải nhiệt thấp hơn nhiệt độ để đông đá là 5oC, và cao hơn nhiệt độ đóng băng của dung dịch khoảng 10oC. Nhiệt độ để đông đá là -5oC, nên nhiệt độ trung bình của chất tải nhiệt là -10oC, và nhiệt độ đông đặc của dung dịch là -20oC. Cho nên, dung dịch NaCl 23,1% có nhiệt độ đông đặc là 21,2oC, sẽ thõa điều kiện trên. Ngoài ra do NaCl rẻ tiền và có nhiều trên thị trường nên việc chọn dung dịch NaCl làm chất tải lạnh là hợp lý. III. Chọn tác nhân lạnh Nhöõng chu trình nhieät ñoäng cuûa maùy laïnh, chuû yeáu döïa treân cô sôû bieán ñoåi pha cuûa caùc ñôn chaát hoaëc hoãn hôïp goïi laø taùc nhaân laïnh. 1. Yeâu caàu ñoái vôùi taùc nhaân laïnh Caùc yeâu caàu ñoái vôùi taùc nhaân laïnh ñöôïc chia ra laøm 4 nhoùm: Caùc yeâu caàu veà nhieät ñoäng: Page 14 GVHD:Nguyễn Tiến Cảnh SVTH:Nhom 3
  15. Tính toán thiết kế hầm đá 1000 cây /ngày, đêm   Naêng suaát laïnh theå tích qv cuûa taùc nhaân laïnh phaûi lôùn, vì nhö theá seõ laøm giaûm • moät caùch ñaùng keå caùc kích thöôùc vaø troïng löôïng cuûa maùy neùn do theå tích taùc nhaân laïnh laøm vieäc trong chu trình nhoû. Nhöng yeâu caàu ñoù khoâng phaûi laø baét buoäc khi choïn taùc nhaân laïnh, vì khi qv taêng thì cuõng taêng hieäu soá aùp suaát trong maùy laïnh. Ñoù laø ñieàu khoâng mong muoán. Aùp suaát cuûa taùc nhaân laïnh ôû cuoái quaù trình neùn khoâng ñöôïc quaù lôùn, vì raèng aùp • suaát cao seõ laøm phöùc taïp vaø naëng neà thieát bò, ñoàng thôøi khoâng an toaøn. Aùp suaát soâi cuûa taùc nhaân laïnh mong muoán cao hôn aùp suaát khí quyeån ñeå thieát bò • khoâng phaûi laøm vieäc ôû chaân khoâng, vì khoâng khí deã thaâm nhaäp vaøo heä thoáng chaân khoâng aûnh höôûng xaáu ñeán söï laøm vieäc cuûa thieát bò. p Heä soá neùn khoâng neân quaù lôùn ñeå giaûm coâng tieâu hao vaø kích thöôùc cuûa maùy k • p 0 neùn, ñoàng thôøi taêng hieäu suaát cuûa maùy neùn. Nhieät aån hoùa hôi caàn phaûi lôùn ñeå giaûm soá löôïng taùc nhaân caàn luaân chuyeån trong • thieát bò. Nhieät ñoä ñoâng ñaëc cuûa taùc nhaân laïnh phaûi thaáp ñeå coù theå ñaït tôùi nhieät ñoä laøm • laïnh thaáp vaø nhieät ñoä tôùi haïn phaûi cao ñeå cho heä soá laïnh lôùn. Troïng löôïng rieâng vaø ñoä nhôùt phaûi nhoû ñeå giaûm toån thaát thuûy löïc trong ñöôøng • oáng. Ngoaøi ra khi ñoä nhôùt giaûm seõ taêng heä soá traû nhieät vaø truyeàn nhieät, töø ñoù seõ giaûm tieâu hao kim loaïi cho caùc thieát bò trao ñoåi nhieät. Yeâu caàu veà hoùa lyù: Mong muoán taùc nhaân laïnh deã daøng tan trong nöôùc ñeå traùnh hieän töôïng ñoùng • baêng caûn trôû söï laøm vieäc cuûa heä thoáng. Ngoaøi ra nöôùc ôû traïng thaùi töï do coù khaû naêng aên moøn kim loïai. Tính chaát quan troïng cuûa taùc nhaân laïnh laø söï hoøa tan cuûa chuùng trong daàu. Neáu • taùc nhaân laïnh khoâng tan trong daàu, thì chuùng deã taùch ra khoûi daàu khi chuùng soâi ôû t0 = Const khoâng phuï thuoäc vaøo löôïng daàu trong heä thoáng. Vaø treân caùc beà maët truyeàn nhieät seõ taïo moät lôùp daàu moûng, caûn trôû söï truyeàn nhieät. Ñoù laø nhöôïc ñieåm cuûa caùc loaïi taùc nhaân laïnh noùi treân. Neáu taùc nhaân laïnh tan trong daàu thì lôùp daàu baùm treân beà maët truyeàn nhieät haàu nhö khoâng coøn nöõa, ñieàu ñoù seõ laøm toát hôn söï truyeàn nhieät. Nhöng nhö theá thì raát khoù taùch daàu ra khoûi thieát bò boác hôi vaø seõ laøm taêng nhieät ñoä soâi, söï laøm vieäc cuûa maùy laïnh seõ xaáu ñi raát nhieàu. Page 15 GVHD:Nguyễn Tiến Cảnh SVTH:Nhom 3
  16. Tính toán thiết kế hầm đá 1000 cây /ngày, đêm   Taùc nhaân laïnh khoâng ñöôïc aên moøn kim loïai vaø caùc vaät lieäu khaùc cuûa thieát bò. • Chuùng khoâng ñöôïc deã chaùy vaø deã noã. • Taùc nhaân laïnh phaûi coù muøi, maøu saéc hoaëc vaøi tính chaát khaùc ñeå deã phaùt hieän khi • bò roø ræ. Caùc yeâu caàu veà lyù sinh: Caùc taùc nhaân laïnh khoâng ñöôïc ñoäc haïi, gaây khoù thôû hoaëc laøm môø maét. Yeâu caàu veà kinh teá: Caùc taùc nhaân phaûi reû tieàn, khoâng khan hieám, deã ñieàu cheá vaø coù theå baûo quaûn ñöôïc laâu daøi. 2. Ñaëc tính moät soá taùc nhaân laïnh thöôøng duøng hieän nay 2.1. Amoniac (NH3) Khí khoâng maøu, coù muøi hoâi khoù thôû, ñoäc haïi ñoái vôùi cô theå con ngöôøi. Haøm löôïng cho pheùp cuûa NH3 trong khoâng khí laø 0,02 mg/l. Ôû haøm löôïng lôùn hôn seõ gaây khoù chòu cho maét vaø muõi. ÔÛ keùo daøi 60 phuùt trong vuøng coù noàng ñoä NH3 0,5 ÷ 1% coù theå gaây töû vong. Hoãn hôïp 16 ÷ 25% theå tích NH3 vôùi khoâng khí coù theå gaây noå. Hôi NH3 nheï hôn khoâng khí. NH3 khoâng aên moøn kim loaïi ñen, nhoâm, nhöng coù nöôùc thì aên moøn caùc kim loaïi maøu nhö keõm, ñoàng vaø hôïp kim cuûa Ñoàng. Deã hoøa tan trong nöôùc, cho pheùp chöùa 0,2% nöôùc. Ít tan trong daàu. Theo caùc tính chaát nhieät ñoäng thì NH3 laø moät trong caùc taùc nhaân laïnh toát nhaát. Aùp suaát trong bình ngöng ôû ñieàu kieän bình thöôøng khoâng vöôït quaù 15 at. Naêng suaát laïnh theå tích qv töông ñoái lôùn. NH3 söû duïng trong caùc maùy laïnh pittoâng ôû tk = -600C. NH3 coøn coù theå söû duïng trong caùc maùy neùn tuabin vaø roto, ñoàng thôøi coøn söû duïng trong caùc maùy laïnh haáp thuï cuøng vôùi nöôùc taïo thaønh dung dòch NH3 thöôøng duøng trong caùc heä thoáng maùy nöôùc ñaù coù coâng suaát lôùn. 2.2. Freon 12 (CCl2F2 ) (R12): Khí khoâng maøu, coù muøi nheï ñaët bieät khoâng theå thaáy ñöôïc ôû noàng ñoä nhoû hôn 20%, naëng hôn khoâng khí 4,18 laàn, laø moät trong nhöõng taùc nhaân laïnh an toaøn nhaát. Khoâng khí coù chöùa R12 lôùn hôn 30% theå tích thì thaáy khoù thôû vì thieáu oâxy. Hoaøn toaøn khoâng noå, nhöng ôû t > 4000 thì raát deã chaùy khi gaëp löûa taïo thaønh caùc hoån hôïp ñoäc haïi, cho neân nghieâm caám huùt thuoác hoaëc laøm vieäc coù löûa ôû gaàn thieát bò freon. R12 hoøa tan voâ cuøng trong daàu vaø coù ñoä hoøa tan taêng khi aùp suaát taêng vaø nhieät ñoä giaûm .Khoâng hoøa tan trong nöôùc, löôïng aåm chöùa trong R12 coâng nghieäp khoâng ñöôïc quaù 0,0025% troïng löôïng, coøn R12 trong caùc tuû laïnh gia ñình thì khoâng quaù 0,0006%. R12 khoâng chöùa nöôùc khoâng aên moøn kim loïai. Noù laø chaát tan raát toát taát caû Page 16 GVHD:Nguyễn Tiến Cảnh SVTH:Nhom 3
  17. Tính toán thiết kế hầm đá 1000 cây /ngày, đêm   caùc chaát höõa cô. Cho neân cao su bình thöôøng khoâng theå söû duïng ñeå laøm caùc chi tieát coù tieáp xuùc vôùi R12 maø phaûi dung caùc loaïi cao su ñaët bieät chòu ñöôïc xaêng daàu. R12 coù theå thaåm thaáu qua caùc khe hôû raát nhoû, thaäm chí laø caùc loå moït gang thoâng thöôøng. Cho neân trong caùc maùy neùn freon chæ coù theå söû duïng gang ñuùc coù haït mòn. Naêng suaát laïnh theå tính cuûa R12
  18. Tính toán thiết kế hầm đá 1000 cây /ngày, đêm   1. Quy trình coâng ngheä a. Sô ñoà Quy trình coâng ngheä saûn xuaát nöôùc ñaù ñöôïc moâ taû nhö sau: Nöôùc laáy töø gieáng Caëën baõ Xöû lyù nöôùc Muoái nöôùc Hoaø tan trong beå Caáp nöôùc vaøo beå chöùa Roùt nöôùc vaøo khuoân Cho vaøo beå ñaù Ñoùng baêng Laáy ñaù thuû coâng b. Thuyeát minh Page 18 GVHD:Nguyễn Tiến Cảnh SVTH:Nhom 3
  19. Tính toán thiết kế hầm đá 1000 cây /ngày, đêm   Nöôùc ñöôïc bôm tröïc töø gieáng leân, qua quaù trình xöû lyù, taùch boû caën baõ coù trong nöôùc. Nöôùc ñöôïc chöùa trong hoà, moät phaàn ñöôïc hoøa vôùi muoái vôùi löôïng thích hôïp ñeå taïo ra noàng ñoä muoái theo yù muoán, moät phaàn cho vaøo caùc khuoân ñaù. Ñaët caùc khuoân ñaù vaøo beå nöôùc. Do keát caáu cuûa beå ñaù, khuoân ñöôïc giöõ treân caùc thanh baét ngang beå. Sau moät ngaøy ñeâm, nöôùc ñaõ ñöôïc ñoâng thaønh ñaù. Khi coù nhu caàu söû duïng, ta laáy ñaù leân baèng phöông phaùp thuû coâng. Ta duøng nöôùc ôû nhieät ñoä thöôøng, xoái leân treân khuoân ñaù, nhaèm taùch ñaù ra khoûi khuoân. 2. Sô ñoà boá trí thieát bò (sô ñoà nguyeân lyù) Thuyeát minh Heä thoáng laïnh hoaït ñoäng ñöôïc nhôø coù moâi chaát ôû phía trong (moâi chaát NH3). Qua giaøn laïnh xöông caù, moâi chaát bay hôi. Do toån thaát nhieät treân ñöôøng oáng, hôi moâi chaát ñöôïc quaù nhieät. Tröôùc khi vaøo maùy neùn hôi quaù nhieät ñi qua bình taùch loûng, nhaèm ñaûm baûo maùy neùn huùt hôi quaù nhieät khoâ. Maùy neùn huùt hôi quaù nhieät, neùn töø aùp suaát boác hôi Po leân aùp suaát ngöng tuï Pk. Sau ñoù, hôi moâi chaát laïnh ñi qua bình taùch daàu, nhaèm taùch caùc gioït daàu troän laãn trong doøng moâi chaát (khoâng hoøa laãn vôùi daàu), daàu chaûy vaøo bình chöùa daàu. Treân bình chöùa daàu coù gaén löu löôïng keá möùc loûng, ñeå ñieàu khieån van ñieän töø môû, caáp daàu cho maùy neùn. Hôi moâi chaát tieáp tuïc ñi vaøo thieát bò ngöng tuï, taïi ñaây, hôi moâi chaáât toûa nhieät, ngöng tuï thaønh loûng moâi chaát laïnh. Loûng moâi chaát laïnh chaûy vaøo bình chöùa cao aùp. Treân bình chöùa cao aùp, coù thieát bò taùch khí khoâng ngöng. Vôùi thieát bò naøy, khí khoâng ngöng (chuû yeáu laø khoâng khí), ñöôïc taùch ra khoûi doøng loûng moâi chaát laïnh. Loûng moâi chaát laïnh tieáp tuïc cuoäc haønh trình ñi qua phin saáy. Nhôø maét gas gaén treân ñöôøng loûng, ta deã daøng quan saùt ñöôïc doøng loûng moâi chaát laïnh naøy. Tieáp tuïc, loûng moâi chaát qua van tieát löu nhieät ngoaøi (laáy tín hieäu hôi quaù nhieät ñeå ñieàu chænh ñoä môû cuûa van), aùp suaát giaûm töø aùp suaát ngöng tuï Pk xuoáng aùp suaát boác hôi Po. Loûng moâi chaát laïnh ñi vaøo daøn bay hôi, nhaän nhieät cuûa dung dòch nöôùc muoái, bay hôi thaønh hôi moâi chaát laïnh. CHƯƠNG III TÍNH CHU TRÌNH LẠNH Page 19 GVHD:Nguyễn Tiến Cảnh SVTH:Nhom 3
  20. Tính toán thiết kế hầm đá 1000 cây /ngày, đêm   I. Chọn các thông số kỹ thuật Chọn thiết bị ngưng tụ trong hệ thống lạnh là kiểu xối tưới có trích lỏng giữa dòng. Nhiệt độ của nước vào giàn xối tưới tw1 = 33oC. Theo những điều kiện công nghệ ở chương II, nhiệt độ đóng băng của nước tđđ =-5oC Nhiệt độ trung bình của nước muối tm = -10oC. Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh t o = t m − Δt = −10 − 5 = −15 o C Với hiệu nhiệt độ yêu cầu được chọn là Δt = 5oC. Nhiệt độ nước ra khỏi giàn xối tưới t w 2 = t w1 + (2 ÷ 3) = 33 + 3 = 36 o C Nhiệt độ ngưng tụ của môi chất lạnh t k = t w 2 + Δt k = 36 + 5 = 41o C Trong đó chọn Δtk = 5oC. Nhiệt độ quá lạnh môi chất lạnh t ql = t k − Δt ql = 41 − 3 = 38 o C Trong đó độ quá lạnh được chọn Δtql = 3oC. Nhiệt độ quá nhiệt môi chất lạnh t qn = t o + Δt ql = −15 + 5 = −10 0 C Trong đó độ quá nhiệt được chọn Δtqn = 5oC. II. Tính chu trình lạnh Page 20 GVHD:Nguyễn Tiến Cảnh SVTH:Nhom 3
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

TL.01: Bộ Tiểu Luận Triết Học
207 tài liệu
1464 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
14=>2