Đồ án Quá trình và Thiết bị GVHD: Thầy Trần Hùng Dũng
- Thiết bị bay hơi sử dụng là dàn quạt trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng bức, loại khô, chất tải nhiệt
là không khí.
+ Nhiệt độ không khí trong kho lạnh là: -20oC
+ Nhiệt độ bay hơi của tác nhân lạnh trong dàn bay hơi là: -20 – 10 = -30
o
C
Ta có: t
k
= 40
o
C => p
k
= 1.585 MPa
t
0
= -30
o
C => p
0
= 0.1219 MPa
=> Tỉ số:
MPap
p
p
k
4613.11219.0585.1p
13
1219.0
585.1
0k
0
=−=−
==
Ta chọn máy nén một cấp
- 5 -
Đồ án Quá trình và Thiết bị GVHD: Thầy Trần Hùng Dũng
CHƯƠNG II: TÍNH KHO LẠNH [5]
Ta chọn 4 kho lạnh mỗi kho có sức chứa 50 tấn thuỷ sản
Chọn bao bì là thùng cactông có kích thước như sau :
Dài x rộng x cao = 0.36m x 0.28m x 0.22m
Mỗi thùng cactông chứa được 10kg sản phẩm.
Số lượng thùng cactông có trong 1 kho là: 50000/10 = 5000 thùng
Chọn cách chất hàng trong 1 kho như sau :
Chia 1 kho làm 8 tụ => Số thùng của mỗi tụ là: 5000/8 = 625 thùng.
Chất thành nhiều lớp trong mỗi tụ . Mỗi lớp gồm : 7 x 9 = 63 thùng
=> Số lớp trong một tụ là: 625/63 = 9.92 lớp ≈ 10 lớp
=> Chiều cao của hàng trong kho: 10 x 0.22 = 2.2 m (chưa kể đặt cách nền 0.3m) ???
Diện tích của mỗi tụ là: (7 x 0.36) x (9 x 0.28) = 6.35m
2
Diện tích cần để chất hàng là: F = 6.35 x 8 = 50.8m
2
Chọn hệ số sử dụng kho lạnh là: β = 0.75
Diện tích kho lạnh cần xây dựng là:
Chọn diện tích xây dựng kho lạnh tiêu chuẩn là 72m
2
=> Kích thước kho lạnh là: 12m x 6m
Chọn chiều cao kho lạnh: là 3.5m (2.5m chất hàng còn 1 m để đặt dàn lạnh áp trần và xếp
hàng)
* Cách sắp các thùng hàng trong mỗi tụ :
- 6 -
2
7.67
75.0
8.50
m
F
F
xd
===
β
Đồ án Quá trình và Thiết bị GVHD: Thầy Trần Hùng Dũng
- 7 -
Đồ án Quá trình và Thiết bị GVHD: Thầy Trần Hùng Dũng
* Cách bố trí hàng trong một kho
* Cách bố trí các kho : theo bề ngang
CHƯƠNG III: TÍNH CÁCH NHIỆT CÁCH ẨM:
- 8 -
2520
2520
440
440300 440
12000
300 300
360
6000
B
N
T
Đ
Đồ án Quá trình và Thiết bị GVHD: Thầy Trần Hùng Dũng
III.1. Một số thông số cần chọn để tính toán :
Chọn nhiệt độ trung bình cả năm của Tp. Hồ Chí Minh là : t
n
= 27
o
C
Chọn độ ẩm trung bình của Tp. Hồ Chí Minh là : φ = 80%
Nhiệt độ bầu ướt của không khí bên ngoài là: t
ư
= 24.5
o
C
Nhiệt độ đọng sương của không khí bên ngoài phòng là: t
s
= 23.5
o
C
Nhiệt độ không khí trong kho bảo quản lạnh đông là : t
p
= -20
o
C
Độ ẩm của không khí trong kho là: φ = 90%
III.2.Cách nhiệt và cách ẩm vách ngoài :
Bảng số liệu tra và tính cho các lớp vật liệu làm vách ngoài :
Vật liệu Bề dày
δ
(m)
Hệ số
truyền nhiệt λ
(w/mK)
Hệ số
thẩm thấu μ
(g/m.h.mmHg)
Nhiệt trở
δ/λ
(m
2
K/w)
Trở lực
thẩm thấu δ/μ
(m
2
.h.mmHg/g)
1.Vữa 0.02 0.88 0.0012 0.0227 16.6667
2.Gạch 0.2 0.82 0.0014 0.2439 142.8571
3.Vữa 0.02 0.88 0.0012 0.0227 16.6667
4.Cách ẩm
(nhựa đường)
0.002 0.80 0.000115 0.00125 17.3912
5.Cách ẩm
(polyetylen)
0.001 0.00000024 4166.6667
6.Cách nhiệt
(Stiropor)
0.2 0.035 0.008 5.7143 25
7.Vữa 0.02 0.88 0.0012 0.0227 16.6667
Cộng 0.463 6.02755 4393.2195
* Bề dày lớp cách nhiệt được tính theo công thức :
với α
1
= 23.3 w/m
2
K : hệ số cấp nhiệt của không khí bên ngoài (tường có chắn gió).
α
2
= 10.5 w/m
2
K : hệ số cấp nhiệt của không khí trong phòng (đối lưu cưỡng bức).
δ
i
: bề dày của vật liệu làm tường (bảng trên).
λ
i
: hệ số truyền nhiệt của vật liệu làm tường (bảng trên).
K = 0.21 w/m
2
K : hệ số truyền nhiệt quy chuẩn.
==> Chọn δ
6
= 0.2 m
==> K = 0.1622 w/m
2
K
* Kiểm tra đọng sương :
==> K < k
s
Vậy: vách ngoài không đọng sương.
- 9 -
+++++++−=
27
7
5
5
4
4
3
3
2
2
1
1
1
66
111
αλ
δ
λ
δ
λ
δ
λ
δ
λ
δ
λ
δ
α
λδ
K
m15.0
5.10
1
88.0
02.0
8.0
002.0
88.0
02.0
82.0
2.0
88.0
02.0
3.23
1
21.0
1
035.0
6
=
++++++−×=⇒
δ
( )
Kmw
tt
tt
k
s
s
2
21
1
1
/1774.1
2027
5.2427
3.2395.095.0
=
−−
−
××=
−
−
××=
α
Đồ án Quá trình và Thiết bị GVHD: Thầy Trần Hùng Dũng
* Kiểm tra đọng ẩm :
Nhiệt lượng truyền qua 1m
2
bề mặt tường :
q = K x (t
ng
– t
tr
) = 0.1622 x [(27 – (-20)] = 7.6234 w/m
2
==> Nhiệt độ tại những lớp khác nhau của tường :
với t
ng
= t
1
= 27
o
C.
δ
i
, λ
i
: xác định ở bảng trên
- Từ các giá trị t
i+1
tính được, tra bảng áp suất hơi nước bão hòa (Bảng 38 trang 426 tập 10) ta
được các giá trị áp suất bão hòa tương ứng.
- Tổng trở lực thẩm thấu :
==> H = 4393.2195 (m
2
.h.mmHg/g)
- Áp suất riêng phần của hơi nước tác dụng lên bề mặt ngoài của tường:
p
ng
= φ
ng
x p = 0.8 x 26.74 = 21.392 mmHg
với p = 26.74 mmHg ( tra ở Bảng 38 trang 426 tập 10, nhiệt độ t = 27
o
C)
- Áp suất riêng phần của hơi nước trong phòng bảo quản là :
p
tr
= φ
tr
x p = 0.9 x 0.772 = 0.6948 mmHg
với p = 0.772 mmHg (tra ở Bảng 38 trang 426 tập 10, nhiệt độ t = -20
o
C)
- Lượng hơi nước thấm qua 1m
2
bề mặt kết cấu bao che:
- Áp suất thực tế tác dụng lên bề mặt của kết cấu :
Nhiệt độ
(
o
C)
Áp suất bão hòa hơi nước
i
P
''
(mmHg)
Áp suất thực tế
i
P
(mmHg)
t
0
27 26.74 21.392
t
1
26.6728 26.239 21.392
t
2
26.4996 25.974 21.313
t
3
24.6404 23.264 20.640
t
4
24.4672 23.025 20.562
t
5
24.4576 23.011 20.521
t
6
24.4576 23.011 0.891
t
7
-19.1007 0.842 0.773
t
8
-19.274 0.829 0.6948
t
9
-20 0.772 0.6948
Vậy: không có đọng ẩm trong kết cấu.
III.3.Tính cho vách giữa 2 kho lạnh :
- 10 -
∑
−=
+
n
i
i
ngi
qtt
1
1
λ
δ
∑
=
6
1
i
i
H
µ
δ
hmg
H
pp
W
trng
2
/004711.0
2195.4393
6948.0392.21
=
−
=
−
=
∑
−=
+
i
i
i
ngi
Wpp
1
1
µ
δ
Đồ án Quá trình và Thiết bị GVHD: Thầy Trần Hùng Dũng
Các số liệu tra và tính toán cho các lớp vật liệu của vách giữa 2 kho :
Vật liệu Bề dày
δ
(m)
Hệ số
truyền nhiệt λ
(w/mK)
Hệ số
thẩm thấu μ
(g/m.h.mmHg)
Nhiệt trở
δ/λ
(m
2
K/w)
Trở lực
thẩm thấu δ/μ
(m
2
.h.mmHg/g)
Vữa 0.02 0.88 0.012 0.0227 1.6667
Lưới thép
Cách nhiệt
(Stiropor)
0.05 0.035 0.008 1.4286 6.25
Cách ẩm
(polyetylen)
0.001 0.00000024 4166.6667
Cách ẩm
(nhựa đường)
0.002 0.80 0.000115 0.0025 17.3912
Vữa 0.02 0.88 0.012 0.0227 1.6667
Gạch 0.20 0.82 0.014 0.2439 14.2857
Vữa 0.02 0.88 0.012 0.0227 1.6667
Cách ẩm
(nhựa đường)
0.002 0.80 0.000115 0.0025 17.3912
Cách ẩm
(polyetylen)
0.001 0.00000024 4166.6667
Cách nhiệt
(Stiropor)
0.05 0.035 0.008 1.4286 6.25
Lưới thép
Vữa 0.02 0.88 0.012 0.0227 1.6667
Cộng 0.386 3.1969 8401.5683
Bề dày lớp cách nhiệt được tính theo công thức :
Với α
1
= 10 w/m
2
K : hệ số cấp nhiệt của không khí trong phòng 1 (đối lưu cưỡng bức).
α
2
= 10 w/m
2
K : hệ số cấp nhiệt của không khí trong phòng 2 (đối lưu cưỡng bức).
δ
i
: bề dày của vật liệu làm tường (bảng trên).
λ
i
: hệ số truyền nhiệt của vật liệu làm tường (bảng trên).
K = 0.58 w/m
2
K : hệ số truyền nhiệt quy chuẩn giữa hai phòng có cùng nhiệt độ.
==> chọn δ = 0.1 m (mỗi bên vách dày 0.05 m)
==> K = 0.0836 w/m
2
K
Nhiệt lượng truyền qua 1m
2
bề mặt tường:
q = K(t
ng
– t
tr
) = 0 w/m
2
do t
ng
= t
tr
= -20
o
C
- 11 -
++−=
∑
∧≠
=
2
82
1
1
111
αλ
δ
α
λδ
n
i
i
i
K
m04.0
10
1
8.0
002.0
2
82.0
2.0
88.0
02.0
4
10
1
58.0
1
035.0
=
+×++×+−×=⇒
δ
Đồ án Quá trình và Thiết bị GVHD: Thầy Trần Hùng Dũng
III.4. Tính cách nhiệt cho nền :
Bảng các số liệu tính toán và tra được cho các lớp vật liệu làm nền :
Vật liệu Bề dày
δ
(m)
Hệ số
truyền nhiệt λ
(w/mK)
Hệ số
thẩm thấu μ
(g/m.h.mmHg)
Nhiệt trở
δ/λ
(m
2
K/w)
Trở lực
thẩm thấu δ/μ
(m
2
.h.mmHg/g)
Bêtông xỉ 0.10 0.5 0.2
Bêtông đất 0.02 1.6 0.0125
Lưới thép
Cách nhiệt
(Stiropor)
0.20 0.035 0.008 5.7143 25
Cách ẩm
(polyetylen)
0.001 0.00000024 4166.6667
Cách ẩm
(nhựa đường)
0.002 0.80 0.000115 0.0025 17.3912
Bêtông tấm 0.10 1 0.004 0.1 25
Bêtông
cốt thép
0.15 1.5 0.004 0.1 37.5
Cộng 0.573 6.1293 4271.5579
Bề dày lớp cách nhiệt được tính theo công thức:
với α
1
= 12 w/m
2
K : hệ số cấp nhiệt của không khí trên nền đất.
α
2
= 9 w/m
2
K : hệ số cấp nhiệt của không khí trong phòng (đối lưu cưỡng bức).
δ
i
: bề dày của vật liệu làm tường (bảng trên).
λ
i
: hệ số truyền nhiệt của vật liệu làm tường (bảng trên).
K = 0.21 w/m
2
K : hệ số truyền nhiệt quy chuẩn của nền có sưởi.
==> chọn δ
3
= 0.2 m
==> K = 0.1586 w/m
2
K
III.5. Tính cách nhiệt cho trần :
Bảng các số liệu tính toán và tra được cho các lớp vật liệu làm trần :
Vật liệu Bề dày
δ
(m)
Hệ số
truyền nhiệt λ
(w/mK)
Hệ số
thẩm thấu μ
(g/m.h.mmHg)
Nhiệt trở
δ/λ
(m
2
K/w)
Trở lực
thẩm thấu δ/μ
(m
2
.h.mmHg/g)
Bêtông tấm 0.1 1 0.004 0.1 25
Cách ẩm
(nhựa đường)
0.002 0.80 0.000115 0.0025 17.3912
- 12 -
+++++++−=
27
7
6
6
5
5
4
4
2
2
1
1
1
33
111
αλ
δ
λ
δ
λ
δ
λ
δ
λ
δ
λ
δ
α
λδ
K
m153.0
9
1
5.1
15.0
1
1.0
8.0
002.0
6.1
02.0
5.0
1.0
12
1
21.0
1
035.0
3
=
++++++−×=⇒
δ
Đồ án Quá trình và Thiết bị GVHD: Thầy Trần Hùng Dũng
Cách ẩm
(polyetylen)
0.001 0.00000024 4166.6667
Cách nhiệt
(Stiropor)
0.2 0.035 0.008 5.7143 25
Bêtông
cốt thép
0.15 1.5 0.004 0.1 37.5
Vữa 0.02 0.88 0.012 0.0227 1.6667
Cộng 0.473 5.9395 4273.2246
Bề dày lớp cách nhiệt được tính theo công thức:
với α
1
= 23.3 w/m
2
K : hệ số cấp nhiệt của không khí bên ngoài (tường có chắn gió).
α
2
= 9 w/m
2
K : hệ số cấp nhiệt của không khí trong phòng (đối lưu cưỡng bức).
δ
i
: bề dày của vật liệu làm tường (bảng trên).
λ
i
: hệ số truyền nhiệt của vật liệu làm tường (bảng trên).
K = 0.22 w/m
2
K : hệ số truyền nhiệt quy chuẩn.
==> chọn δ
4
= 0.2 m
==> K = 0.1642 w/m
2
K
IV. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT (Kỹ thuật lạnh ứng dụng NĐL trang 49
– 61)
- 13 -
++++++−=
26
6
5
5
3
3
2
2
1
1
1
44
111
αλ
δ
λ
δ
λ
δ
λ
δ
λ
δ
α
λδ
K
m146.0
9
1
88.0
02.0
1
1.0
8.0
05.0
5.1
15.0
3.23
1
22.0
1
035.0
4
=
+++++−×=⇒
δ
Đồ án Quá trình và Thiết bị GVHD: Thầy Trần Hùng Dũng
* Dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh được xác định bằng biểu thức :
Q = Q
1
+ Q
2
+ Q
3
+ Q
4
+ Q
5
(w)
Q
1
: dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che.
Q
2
: dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra.
Q
3
: dòng nhiệt đi từ ngoài vào do thông gió phòng lạnh.
Q
4
: dòng nhiệt từ các nguồn khác nhau khi vận hành.
Q
5
: dòng nhiệt tỏa ra khi sản phẩm thở.
IV.1. Tính cho hai kho bìa :
a. Dòng nhiệt qua kết cấu bao che :
Q
1
= Q
1v
+ Q
1n
+Q
1t
+ Q
1bx
(w)
Q
1v
, Q
1n
, Q
1t
: dòng nhiệt tổn thất qua vách, nền và trần do chênh lệch nhiệt độ.
Q
1bx
: dòng nhiệt tổn thất qua tường và trần do ảnh hưởng của bức xạ mặt trời.
Công thức để tính tổn thất nhiệt qua vách, nền và trần có dạng như sau:
Q = K x F x (t
ng
– t
tr
)
với: K: hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che (w/m
2
K)
F: diện tích bề mặt của kết cấu bao che (m
2
)
t
ng
: nhiệt độ môi trường bên ngoài (
o
C)
t
tr
: nhiệt độ trong phòng lạnh (
o
C)
Q: tổn thất nhiệt qua kết cấu (w)
Vách ngoài Vách giữa hai phòng lạnh Vách trước hoặc sau Nền Trần
K 0.1622 0.0836 0.1622 0.1586 0.1642
F 42 36 21 72 72
t
ng
27 -20 27 27 27
t
tr
-20 -20 -20 -20 -20
Q 320.1828 0 160.0914 536.7024 555.6528
Với t
ng
của nền là 27
o
C do nền không có sưởi (ktlud NĐL trang 78)
Chọn kho lạnh xây theo hướng Bắc – Nam, cửa kho nằm ở hướng Bắc.
=> Buổi sáng kho nhận bức xạ ở hướng Đông và buổi chiều kho nhận bức xạ ở hướng Tây.
Vách kho được quét vôi trắng nên lấy hiệu nhiệt độ dư như sau:
∆
t
= 7K: vách hướng Đông.
∆
t
= 8K: vách hướng Tây.
∆
t
= 19K: trần làm bằng bêtông.
==> Dòng nhiệt do bức xạ mặt trời:
Q
1bx
= ∑KF∆
t
= 0.1622 x 42 x 8 + 0.1642 x 72 x 19
= 279.1248 (w)
Dòng nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che là:
Q
1
= Q
1v
+ Q
1n
+ Q
1t
+Q
1bx
= 320.1828 + 0 + 2 x 160.0914 + 536.7024 +555.6528 +279.1248
= 2011.8456 w
b.Dòng nhiệt do sản phẩm toả ra:
Q
2
= Q
2a
+ Q
2b
(w)
với Q
2a
: dòng nhiệt sản phẩm tỏa ra khi bảo quản lạnh đông.
- 14 -
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét