Đang tải... (xem toàn văn)
tính toán, thiết kế hệ thống bể đá cây công suất 10 tấn/mẻ
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH ĐỀ TÀI:Tính toán, thiết kế hệ thống bể đá cây công suất 10 tấn/mẻ Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Trung Kiên Sinh viên thực hiện : Trần Văn Dũng – 10051511 : Nguyễn Thế Năng – 10291991 Lớp : CDNL12 Khóa : 2010 - 2013 TPHCM, 2012 Đồ án chuyên ngành KTL-DHKK BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH ĐỀ TÀI: Tính toán, thiết kế hệ thống bể đá cây công suất 10 tấn/mẻ Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Trung Kiên Sinh viên thực hiện : Trần Văn Dũng – 10051511 : Nguyễn Thế Năng – 10291991 Lớp : CDNL12 Đồ án chuyên ngành KTL-DHKK TPHCM, 2012NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN TRƯỜNG ĐHCN TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CN NHIỆT - LẠNH Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc o0o ∗ ∗ ∗ ∗ ∗ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN HỌC PHẦN Họ Và Tên : Trần Văn Dũng – Nguyễn Thế Năng MSSV : 10051511 - 10291991 Khoa : Công Nghệ Nhiệt - Lạnh Niên khoá : 2010 – 2013 Tên đề tài: Tính toán, thiết kế hệ thống bể đá cây công suất 10 tấn/mẻ 1. Số liệu cho trước: - Công suất 10 tấn/mẻ - Nhiệt độ bể : -10 o c - Sản phẩm : Đá cây - Môi chất : NH 3 2. Nội dung thực hiện: - Sơ lược máy đá cây - Các yêu cầu bố trí mặt bằng và kết cấu bể đá - Xác định kích thước bể đá - Tính nhiệt bể đá - Tính toán chu trình và chọn máy nén - Tính chọn các thiết bị trao đổi nhiệt - Sơ đồ hệ thống và nguyên lý làm việc 3. Các bản vẽ: - Sơ đồ hệ thống, mặt cắt tường bao, mặt cắt nền bể, kích thước linh đá 7 khuôn 50kg, bình chứa cao áp, dàn lạnh xương cá, bình giữ mức tách lỏng, bình tách lỏng, bình tách khí không ngưng, bình chứa cao áp, bình tách dầu, bình chứa dầu, tháp giải nhiệt, van chặn, van tiết lưu tay, van điện từ, rờle mức lỏng, van 1 chiều 4. Ngày giao nhiệm vụ: 5. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 4/11/2012 6. Giáo viên hướng dẫn: Th.s Nguyễn Trung Kiên Khoa CN Nhiệt - Lạnh Giảng viên hướng dẫn Th.s Nguyễn Trung Kiên LỜI CÁM ƠN Trong khi thực hiện đồ án này có những kiến thức thực tế em không rõ, không có kinh nghiệm cũng nhờ có sự chỉ dẫn tận tình của thầy NGUYỄN TRUNG KIÊN đã giúp em hoàn thành đồ án này. Em xin chân thành cảm ơn thầy và các thầy trong bộ môn ĐIỆN LẠNH đã giúp đỡ em. Do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi nhiều sai sót. Vì vậy, kính mong các thầy, cô góp những ý kiến quý báu để em có thể hiểu biết thêm nhiều điều bổ ích. MỤC LỤC GVHD: Nguyễn Trung Kiên SVTH:Trần Văn Dũng Nguyễn Thế Năng MỞ ĐẦU Trong những năm qua, ngành kỹ thuật lạnh nước ta đã phát triển rất mạnh mẽ, đặc biệt là trong ngành chế biến và bảo quản thủy hải sản. Quá trình thay đổi và ứng dụng các công nghệ mới để đáp ứng tiêu chuẩn quốc tế và thay đổi môi chất lạnh mới đã tạo ra một sự chuyển biến mạnh mẽ theo hướng tích cực cho ngành kỹ thuật lạnh nước ta. Kỹ thuật lạnh ra đời đã hàng trăm năm nay và được sử dụng rất rộng rãi trong nhiều ngành kỹ thuật khác nhau như: công nghiệp chế biến và bảo quản thực phẩm, công nghiệp hóa chất, công nghiệp rượu, bia, y học Ngày nay kỹ thuật lạnh phát triển rất mạnh mẽ, được sử dụng với rất nhiều mục đích khác nhau, phạm vi ngày càng mở rộng và trở thành một nghành kỹ thuật vô cùng quan trọng. Một trong những ứng dụng của kỹ thuật lạnh mà con người đã sử dụng từ rất lâu đó là sản xuất nước đá. Nước đá có thể được sản xuất dưới nhiều dạng khác nhau tùy theo nhu cầu, mục đích sử dụng và điều kiện thực tế. Nước đá được sử dụng rộng rãi từ dân dụng đến trong công nghiệp đặc biệt là nước đá cây. Trên thực tế nếu muốn xây dựng một nhà máy sản xuất nước đá cây và hoạt động có hiệu quả thì cần phải trải qua rất nhiều giai đoạn và các yếu tố như điều kiện kinh tế, nhu cầu sử dụng Trong khuôn khổ đồ án môn học này những số liệu mà chúng em tính toán và đưa ra chắc chắn sẽ có rất nhiều sai sót. Nhưng thông qua đồ án môn học này chúng em đã củng cố được rất nhiều kiến thức cần thiết để áp dụng vào thực tế sau này. Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG Trang 7 LỚP CDNL12 GVHD: Nguyễn Trung Kiên SVTH:Trần Văn Dũng Nguyễn Thế Năng CHƯƠNG I : SƠ LƯỢC NƯỚC ĐÁ CÂY Nước đá cây có vai trò quan trọng trong đời sống và trong công nghiệp.Trong công nghiệp người ta sử dụng nước đá cây để bảo quản ướp lạnh thực phẩm , dùng cho các tàu đánh bắt thủy hải sản , trong đời sống nước đá được sử dụng để phục vụ cho nhu cầu giải khát, giải trí Trong công nghiệp chế biến nước đá, nước đá thường được sản xuất dưới nhiều dạng tùy theo nhu cầu sử dụng như : đá cây, đá vảy, đá tấm ở đây chúng ta chỉ nghiên cứu hệ thống sản xuất đá cây. Phương pháp sản xuất đá cây là một phương pháp đã dược ứng dụng từ lâu và có những ưu nhược điểm nhất định sau đây : Ưu điểm: Vì có dạng khối lớn nên có khả năng tích trữ lâu,tiện lợi cho việc vận chuyển đi xa và dùng để bảo quản thực phẩm lâu ngày.Phương pháp sản xuất đơn giản, các thiết bị dùng cho hệ thống có thể chế tạo được ở trong nước và không đòi hỏi các thiết bị đặc biệt. Nhược điểm : chi phí vận hành lớn do phải trải qua nhiều khâu trung gian như: vào nước,ra đá,vận chuyển chi phí nhân công lao động chi phí đầu tư ban đầu lớn :chi phí xây dựng bể đá, bể nhúng ,kho bảo quản sản phẩm Tổn thất nhiệt lớn do quá trình từ sản xuất đến sử dụng phải trải qua nhiều khâu trung gian. I. Phương án sản xuất: Ngày nay do kỹ thuật lạnh phát triển mạnh mẽ nên có nhiều loại nước đá được sản xuất cũng như có nhiều phương pháp, máy móc thiết bị khác nhau để sản xuất chúng. Đối với hệ thống sản xuất nước đá cây có hai phương pháp sản xuất chủ yếu đó là làm lạnh trực tiếp và làm lạnh gián tiếp qua chất tải lạnh là dung dịch nước muối. Hệ thống làm lạnh trực tiếp có ưu điểm là thời gian sản xuất nhanh nhưng năng suất bị giới hạn, chỉ thích hợp với những hệ thống có công suất nhỏ. Do yêu cầu của đồ án với bể đá có công suất 10 tấn/ mẻ nên chúng em chọn phương án: làm lạnh gián tiếp qua nước muối. Phương pháp này có ưu điểm lớn là cấu tạo, vận hành đơn giản. Hiện nay hầu hết các cơ sở sản xuất nước đá cây đều chọn phương pháp này. Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG Trang 8 LỚP CDNL12 GVHD: Nguyễn Trung Kiên SVTH:Trần Văn Dũng Nguyễn Thế Năng II. Chất tải lạnh: Nước muối NaCl 2 Ưu điểm: Hệ số truyền nhiệt lớn. Rẻ tiền, dễ kiếm, không gây độc hại cho con người và môi trường. Khuyết điểm: Dễ gây ăn mòn thiết bị. Phải thường xuyên kiểm tra nồng độ nước muối của dung dịch để tránh hiên tượng đóng băng chất tải lạnh. III. Môi chất sử dụng trong hệ thống: NH 3 Ưu điểm: Không gây ăn mòn thiết bị chế tạo từ thép, kim loại đen chế tạo máy nhưng ăn mòn đồng và các hợp kim của đồng. Vì vậy không sử dụng đồng và các hợp kim của đồng trong hệ thống amoniac. Có mùi đặc trưng nên dễ phát hiên khi rò rỉ. Không hòa tan dầu bôi trơn máy nén. Rẻ tiền, dễ kiếm, vận chuyển và bảo quản. Nhược điểm: Độc hại đối với con người và môi trường. Trong không khí nêu có chứa một lượng NH 3 nhất định có thể bắt lửa gây nổ, hỏa hoạn. Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG Trang 9 LỚP CDNL12 GVHD: Nguyễn Trung Kiên SVTH:Trần Văn Dũng Nguyễn Thế Năng CHƯƠNG II: CÁC YÊU CẦU BỐ TRÍ MẶT BẰNG VÀ KẾT CẤU BỂ ĐÁ I. Bố trí mặt bằng xưởng làm nước đá: Cần tính toán sao cho tiết kiệm được diện tích mặt bằng, vốn đầu tư là thấp nhất nhưng hiệu quả sử dụng là cao nhất. Bố trí hợp lý mặt bằng phân xưởng, máy và thiết bị, bể đá, kho bảo quản ( nến có), hiên ô tô xuất đá đáp ứng được các yêu cầu về an toàn lao động, phòng chống cháy nổ, khả năng xử lý khi xảy ra sự cố Khoảng cách lắp đặt các thiết bị, máy móc phải thuân tiện cho việc vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa. Mặt bằng bố trí thiết bị phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như: công suất của bể đá, kích thước của bể đá và các phòng chức năng như: phòng máy, hiên ô tô xuất đá II. Kết cấu tường ,nền và nắp bể đá : 1. Kết cấu sơ bộ và quy trình sản xuất: bể đá gồm 1 bể nước muối dược chia làm 2 ngăn : 1 ngăn đặt dàn lạnh còn 1 một ngăn đặt các khuôn làm đá.Nước muối tuần hoàn trong bể nhờ bơm tuần hoàn .Nước muối từ trong ngăn cây đá được bơm đẩy vào ngăn có dàn bay hơi (dàn lạnh xương cá hoặc dàn lạnh ống đứng ).Ở đây nước muối được làm lạnh và được đẩy vào ngăn cây đá .Các cây đá thường được bố trí thành các linh đá ,các linh đá có từ 5 đến 7 khuôn đá tùy theo cỡ bể . Các linh đá chuyển động trong bể nhờ hệ thống vít đẩy và chuyển động ngược chiều với nước muối .Khi đã thành đá ,cả linh đá sẽ được cầu trục nâng lên khỏi bể đưa sang nhúng vào bể tan giá trong khoảng từ 2 đến 4 phút sau đó được đưa lên bàn lật để tháo khuôn .Khuôn đá được đưa đến hệ thống vòi rót tự động.Nước được đổ đầy khoảng 90% khuôn(khi làm lạnh nước giãn nở không tràn ra bể làm giảm nồng độ nước muối dẫn đến tổn thất nhiệt) rồi linh đá được đưa đến đầu kia của bể ,khi linh đá chuyển động hết chiều dài của bể là đã sẵn sàng để ra khuôn. 2. Kết cấu tường bao : Bể thường được xây bằng gạch đỏ sau đó được bọc cách ẩm và cách nhiệt,lớp trong cùng là lớp thép tấm dày từ 5 đến 6mm.Có thể bố trí các lớp kết cấu theo sơ đồ sau: Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG Trang 10 LỚP CDNL12 [...]... khuôn đá: Số lượng khuôn đá dược xác định dựa vào năng suất bể đá và khối lượng cây đá : N= M m Trong đó : M :khối lượng đá trong bể ứng với một mẻ (kg) chính là năng suất của bể :M =100 00 kg m: khối lượng của mỗi cây đá (kg) N: số lượng khuôn đá Kích thước và khối lượng khuôn đá có thể lấy theo kích thước tiêu chuẩn theo bảng 6-12 sách “HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH” – Nguyễn Đức Lợi: Khối lượng cây. .. công suất của bộ cánh khuấy Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG LỚP CDNL12 Trang 27 GVHD: Nguyễn Trung Kiên SVTH:Trần Văn Dũng Nguyễn Thế Năng Chọn máy cánh khuấy dùng cho bể có công suất 10 tấn : Model Tốc độ Lưu lượng (m3/phút) 230VGM 100 0 ⇒ Q41 = 100 0.0,8.1,5 = 1200 2 Nhiệt do nhúng cây đá: Năng suất bể đá (tấn) 12,8 (vòng/phút) Công suất (kw) 1,5 10- 14 w Q42 Tổn thất nhiệt do làm tan đá được tính. .. dàn lạnh ở giữa,các linh đá được bố trí thành hai dãy đối xứng vậy số linh đá trên một dãy m2 = 15 ⇒ l = 600 + 500 + 15.475 = 8225 mm 3 Xác định chiều cao của bể đá : chiều cao của bể đá phải đủ lớn để có khoảng hở cần thiết giữa đáy khuôn đá và bể Mặt khác phía trên linh đá là một khoảng hở cỡ 100 mm, sau đó là lớp gỗ dày 30mm dùng làm nắp bể. Đối với các bể có công suất từ 5 tấn/mẻ trở lên thường có... LẠNH” – Nguyễn Đức Lợi: Khối lượng cây đá Khối lượng khuôn Kích thước khuôn cao Đáy lớn Đáy bé Thời gian đông đá Kg Kg mm Mm mm h 3,5 3 300 340x60 320x40 4 12,5 8,6 1115 190x 110 160x80 8 25 11,5 1115 260x130 280x 110 12 50 27,5 1115 380x190 340x160 16 Đối với các hệ thống máy đá cây có công suất lớn (trên 5 tấn / mẻ )đều sử dụng khuôn đá loại 50 kg /cây đá N= M 100 00 = = 200 m 50 khuôn Đồ án môn học... thất nhiệt qua kết cấu bao che chủ yếu gồm 3 thành phần : Nhiệt truyền qua tường bể đá :Q11 Nhiệt truyền qua nắp bể đá :Q12 Nhiệt truyền qua nền bể đá :Q13 ⇒ Q1 = Q11 + Q12 + Q13 Tổn thất lạnh qua kết cấu bao che được xác định theo công thức 4-2 trang 77 sách “HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH” –Nguyễn Đức Lợi : Q = k t F ( t1 − t 2 ) Trong đó : kt F t1 t2 : hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che... đã tính được ở trên ,vậy vách ngoài của bể đá không bị đọng sương Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG LỚP CDNL12 Trang 16 GVHD: Nguyễn Trung Kiên SVTH:Trần Văn Dũng Nguyễn Thế Năng CHƯƠNG III: XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC BỂ ĐÁ Để xác định được kích thước của bể đá phải căn cứ vào số lượng ,kích thước của cây đá ,linh đá, dàn lạnh và cách bố trí dàn lạnh ,loại khuôn đá ,hệ thống tuần hoàn nước muối trong bể. .. thước khuôn đá : 50 Khối lượng khuôn đá (kg) 27,2 Chiều cao (mm) 1115 Đáy lớn (mm) 380 x 190 Đáy bé (mm) 340 x 160 1925 A 1925 Khối lượng cây đá (kg) m2 x 425 600 500 Bố trí bể đá với linh đá 7 khuôn đá Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG LỚP CDNL12 Trang 21 GVHD: Nguyễn Trung Kiên SVTH:Trần Văn Dũng Nguyễn Thế Năng IV Xác định thời gian làm đá : Thời gian làm đá cây được xác định theo công thức :... II Xác định số lượng –kích thước linh đá: Các khuôn đá được bố trí thành các linh đá , mỗi linhđá gồm có nhiều khuôn ở đấy chúng ta sử dụng loại linh đá có 7 khuôn đá x50kg /cây đá Số lượng linh đá được xác định: m1 = N n1 với m1 n1 N m1 = 200 = 28,57 7 :số lượng linh đá :số khuôn trên 1 linh đá :số khuôn đá chọn m1 = 29 Khoảng cách giữa các khuôn đá tronh linh đá lá 225 mm,hai khuôn hai đầu cách nhau... cao và tốc độ nước muối chuyển động cũng đồng đều hơn 1 Xác định chiều rộng bể đá: W = 2.L + 4δ + A W L δ :Chiều rộng của bể :Tổng chiều dài của hai linh đá bố trí hai bên dàn lạnh (mm) :Khe hở giữa linh đá và vách trong của bể đá (mm) A :Chiều rộng cần thiết để lắp đặt dàn lạnh,từ 600-900mm,đối với bể đá có công suất 10 tấn/mẻ chon A = 700 mm Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG LỚP CDNL12 Trang... Nguyễn Thế Năng CHƯƠNG IV: TÍNH NHIỆT BỂ ĐÁ Dòng nhiệt tổn thất qua bể đá được tính bằng công thức : Q = Q1+Q2+Q3+Q4+Q5 (w) Q1: dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che của bể Q2: dòng nhiệt để làm lạnh khuôn và đông đá Q3: dòng nhiệt do thông gió (ở đây bằng 0) Q4: dòng nhiệt do vận hành Q5: dòng nhiệt do sản phẩm hô hấp (ở đây bằng 0) I Dòng nhiệt truyền qua kết cấu bao che Vì bể đá được đặt trong nhà xưởng . Năng MSSV : 100 51511 - 102 91991 Khoa : Công Nghệ Nhiệt - Lạnh Niên khoá : 2 010 – 2013 Tên đề tài: Tính toán, thiết kế hệ thống bể đá cây công suất 10 tấn/mẻ 1. Số liệu cho trước: - Công suất 10 tấn/mẻ -. BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH ĐỀ TÀI :Tính toán, thiết kế hệ thống bể đá cây công suất 10 tấn/mẻ Giảng viên hướng dẫn:. LẠNH ĐỀ TÀI: Tính toán, thiết kế hệ thống bể đá cây công suất 10 tấn/mẻ Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Trung Kiên Sinh viên thực hiện : Trần Văn Dũng – 100 51511 : Nguyễn Thế Năng – 102 91991 Lớp