Chương 8 TÍNH NHIỆT CỐI ĐÁ VẨY 3.1.5.1.Chọn cối đá vẩy. Trong phân xưởng chế biến đá vẩy chủ yếu dùng để bảo quản nguyên liệu trong thời gian xử lý, chế biến, phân cỡ và xếp khuôn. Do tỉ lệ nước đá và cá là 1:1 do đó chọn cối đá vẩy 10T/ngày Hình 3.5. C ấu tạo máy đá vẩy. 3.1.5.2.Nguyên lý hoạt động của cối đá vẩy. Hiện nay hầu hết các nhà máy chế biến thủy sản đều sử dụng máy đá vẩy. Máy đá vẩy l à máy sản xuất ra đá ở dạng mảnh nhỏ. Quá trình tạo đá được thực hiện ở bên trong ống trụ có hai lớp ở giữa là môi chất bay hơi đó là cối đá. Cối đá cấu tạo hình trụ tròn được chế tạo bằng vật liệu inox, có hai lớp ở giữa hai lớp có môi chất lỏng bão hòa chảy qua, nước được bơm tuần ho àn từ bể chứa nước đặt ở dưới bơm lên khay chứa nước bên trên, nước ở trên khay chảy theo hệ thống ống và phun vào b ề mặt bên trong của trụ và được làm lạnh, một phần đông lại thành đá, phần c òn lại chảy xuống bế chứa tuần hoàn. Khi đá đông đủ độ dầy thì được hệ thống dao cắt rơi xuống phía dưới, phía dướ i cối đá là kho chứa đá. Muốn sử dụng chỉ việc mở cửa xúc đá ra. Dao cắt quay được là được gắn đồng trục với trục quay của cối đá và được xoay nhờ động cơ phía trên. Tốc độ quay có thể điều chỉnh được do đó đá cắt ra sẽ có kích thước khác nhau tuy thuộc vào tốc độ dao. Vân tốc dao chậm nhờ hộp giảm tốc. Khi cắt dao tì vào đá do đó ma sát cao. Theo bảng 3 – 13[1] chọn được cối đá vậy do CÔNG TY CƠ ĐIỆN LẠNH Đ À NẴNG SEAREE CHẾ TẠO. Các đặt tính kỹ thuật của máy. Bảng 3 – 16. Thông số của máy đá vẩy. Model Đơn vị SRE 10A(F) Công suất Tấn/ngày 10 Công suất động cơ cắt đá kW 370 Công suất động cơ bơm kW 100 nước Ống môi chất vào mm 2x25A Ống môi chất ra mm 2x50A Ống nước cấp mm 20A Công suất lạnh Kcal/h 50.000 Môi chất lạnh NH 3 Kiểu cấp dịch Cấp dịch từ bình giữ mức Nhiệt độ bay hơi 0 C -23 ÷ - 25 Nhiệt độ nước vào làm đá 0 C 26 Kích thước ngoài Chiều cao mm 1780 Chiều rộng mm 1130 Chiều dài mm 1130 Khối lượng kg 1000 3.1.5.3.Tính nhiệt tổn thất của cối đá vẩy. Trong hệ thống lạnh cối đá vẩy có các tổn thất nhiệt sau: - Tổn thất nhiệt do truyền nhiệt ở cối đá vẩy và bình gi ữ mức. + Tổn thất nhiệt do kết cấu bao che cối đá vẩy. + Tổn thất nhiệt do kết cấu bao che bể tuần hoàn. + T ổn thất nhiệt do kết cấu bao che bình giữ mức. - Tổn thất nhiệt do làm lạnh nước đá. - Tổn thất nhiệt do động cơ dao cắt đá tạo ra. - Tổn thất ở kho chứa đá. Tổn thất nhiệt do truyền nhiệt. Tổn thất nhiệt do chuyền nhiệt được xác định theo công thức sau: Q 1 = Q 11 + Q 12 + Q 13 - Q 11 : Tổn thật nhiệt qua kết cấu bao che của cối đá. - Q 12 : Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che của bể nước tuần hoàn. - Q 13 : Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao chê của bình giữ mức a, Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che của cối đá. Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che cối đá gồm tổn thất qua vách và lắp cối đá. Ở vách đứng, nhiệt truyền từ môi trường không khí bên ngoài vào môi chất lạnh sôi trong cối đá. Ở nắp, nhiệt truyền từ không khí bên ngoài vào bên trong cối đá. Nhiệt truyền qua vách cối đá Q 11 T = k T t.h - t: t kk – t 0 - t kk : Nhiệt độ không khí bên ngoài, t kk = 25 0 C - t 0 : Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh bên trong, t 0 = - 25 0 C - h: Chi ều cao thân cối đá, h = 2,5m - k T : Hệ số truyền nhiệt vách đứng của cối .     22 1 11 1 ln. 2 11 1  dd d d k i i i T -  1 : Hệ số tỏa nhiệt từ không khí bên ngoàilên mặt ngoài cối đá,  1 = 23,3W/m.K -  2 : Hệ số tỏa nhiệt khi sôi môi chất mặt trong đá -  i : Hệ số dẫn nhiệt của các lớp vật liệu - d i , d i+1 : Đường kính trong và ngoài của các lớp vật liệu. - d 1 , d 2 : Đường kính ngoài cối đá và đường kính trong mặt trong tiếp xúc với môi chất lạnh Hình 3.6.Kết cấu cách nhiệt cối đá vẩy 1. Lớp vỏ vật liệu inox dầy 0,5 mm; 2. Lớp giấy dầu chống thấm 1,5 mm; 3. Lớp cách nhiệt dầy 70 mm; 4. Lớp inox dầy 4 mm; 5. Môi chất lạnh, bề dầy 20 mm Để xác định được d i , d i+1 , d 1 , d 2 , phải xác định được đường lớp trong cùng của máy đá, như vậy phải xác định được diện tích 1 2 3 4 5 d 1 =660 d 2 = 508     D t =460 yêu cầu của máy đá theo bảng 3 – 11 lấy sơ bộ F = 2,88 m 2 , chiều cao bên trong của cối đá là h t = 2m F = .d T .h T  d T = F/.h T = 2,88/3,14.2 = 0,46m d 2 = 460 + 8 + 40 = 508 mm = 0,508m Đường kính lớp tiếp theo d 3 = 508 +8 = 516 mm Đường kính lớp tiếp theo d 4 = 516 + 140 = 656 mm Đường kính lớp tiếp theo d 5 = 656 + 3 = 659 mm Đường kính lớp tiếp theo d 1 = 659 + 1 = 660 mm  Tính  2 .   4 3 2 . 667,0 th gr h hfh       -  h : Hệ số dẫn nhiệt của hơi NH 3 . - r: Nhi ệt ẩn hóa hơi. -  f ,  h : Khối lượng riêng của môi chất ở trạng thái lỏng và hơi Các thông số được tính theo nhiệt độ trung bình t tb = 0,5 (t v – t s ) - t v : Nhiệt độ cách của inox. - t s : Nhiệt độ sôi của môi chất. t tb = 0,5 ( 25 + 25) = 25 0 C Tra b ảng phụ lục 9[7] theo thông số nhiệt độ trung bình ta được  h = 2,275.10 -2 kcal/m.hK = 0,026 W/m.K ,  h = 7,864 kg/m 3 ,  h = 1,42.10 -6 m 2 /s, r = 278,6 kcal/kg = 1166,6 kJ/kg   1,19 50.5,2.10.42,1 81,9.864,775,602.6,1166.026,0 667,0 4 6 3 2      W/m.K 753,0 1,19.508,0.14,3 1 516,0 656,0 ln 03,0.14,3.2 1 659,0 66,0 ln 16,0.14,3.2 1 3,23.66,0.14,3 1 1    T k k t = 0,753 W /m 2 .K Q 11 T = 0,826 (25 + 25) 2,5 = 103,25W = 0,103kW Tổn thất nhiệt qua nắp. Quá trình truyền nhiệt được tính coi như vách phẳng. Q 11 N = k N . F N (t KK N - t KK T ) - k N : Hệ số truyền nhiệt của nắp.    21 11 1    i i N k -  1 ,  2 : Hệ số tỏa nhiệt bên ngoài và bên trong c ối đá,  1 = 23,3W/m 2 .K,  2 = 7 W/m 2 .K - C ấu trúc nắp như sau: Hai lớp vỏ bằng inox dầy 0,5 mm,  = 22W/m.K L ớp giấy dầu chống thấm dầy 1,5 mm,  = 0,6 W/m.K L ớp cách nhiệt dầy 70 mm,  = 0,03 W/m.K 397,0 7 1 03,0 07,0 6,0 003,0 22 001,0 3,23 1 1    N k W/m 2 .K - F N : Diện tích lắp cối đá, F N = d 1 2 /4 = 2 2 42,0 4 732,0.14,3 m - t kk N : Nhiệt độ không khí bên ngoài, t kk N = 25 0 C. - t kk T : Nhiệt độ bên trong cối đá, t kk T = -3 0 C. Q 11 N = 0,397 x 0,42 x ( 25 + 3) = 4,67 W V ậy tổng lượng nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che của cối đá là: Q 11 = 0,103 + 0,0467 = 0,107 kW. b, Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che của bể nước tuần hoàn Q 12 = k b .F b .(t KK N – t b ) . - t KK N : Nhiệt độ không khí ngoài, t KK N = 25 0 C. - t b : Nhiệt độ nước bên trong bể lấy, t b = 3 0 C - F b : Diện tích thành bể nước. Bể nước tuần hoàn có dạng khối hộp độ cao của bể lấy 300mm, các cạnh lớn hơn đường kính ngoài của cối đá 70 mm. Như vậy kích thước bể l à 802mm F b = 4 x 0,802 x 0,3 = 0,96 m 2 - k b : Hệ số truyền nhiệt từ không khí vào bể nước tuần hoàn    21 11 1    i i b k -  1,  2 : Hệ số tỏa nhiệt bên ngoài và bên trong bể nước l ên vách bể  1 = 23,3W/m 2 .K  Tính  2 Nhiệt độ của nước ở bể là 3 0 C, giả sử nhiệt độ của inox tiếp xúc với nước là t w = 5 0 C. Nhi ệt độ xác định: C tt t wb m 0 4 2 53 2      Ở nhiệt độ này thông số của nước tra bảng 20 [3] ta được m  = 56,48.10 -2 W/m.độ ; sm m /10.59,1 6    = 0,035.10 -4 1/độ ; Pr m = 12,01 Ở nhiệt độ t b = 3 o C thì Pr b = 12,425 Tính tiêu chu ẩn đồng dạng.   6,733392 10.59,1 2.3,0.10.035,0.81,9 . 2 6 34 2 3      m m tlg Gr   (Gr m .Pr) = 733392,6 x 12,01 = 8808045 < 10 9 Vậy Nu m =   41 42,12 01,12 .8808045.76,0 Pr Pr .Pr 76,0 25,0 25,0 25,0 25,0                 m b m Gr Hệ số tỏa nhiệt : 2,77 3,0 10.48,56.41 . 2 2   l Nu mm   W/m 2 K Cấu trúc bể : Lớp thành bể bằng inox dầy 10 mm,  = 22W/mK L ớp cách nhiệt dầy 50mm,  = 0,03W/mK L ớp bọc ngoài lớp cách nhiệt bằng inox dầy 0,5mm 58,0 2,77 1 22 10.5,0 03,0 10.50 22 10.10 3,23 1 1 333     b k Q 12 = 0,58 x 0,96 x (25 – 3 ) = 12,25 W = 0,012 kW c,Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che của bình giữ mức Bình giữ mức tách lỏng có cấu tạo khá nhỏ, diện tích bề mặt khoảng 1÷1,5m 2 , bề ngoài bọc mút cách nhiệt dầy 30 ÷ 50 mm. Do kích thước b ình nhỏ lại được bọc cách nhiệt tốt nên tổn thất nhiệt qua bình có thể bỏ qua. Q 1 = Q 11 +Q 12 = 0,107 + 0,012 = 0,12 kW Tổn thất nhiệt do làm lạnh nước đá. 3600.24 0 2 q MQ  - M: Khối lượng đá sản xuất trong một ngày đêm, M = 10T/ngày - q 0 : Nhiệt lượng làm lạnh 1kg nước đá từ nhiệt độ ban đầu đến khi thành đá q 0 = C pn .t 1 + r + C pđ .t 2  - C pn : Nhiệt dung riêng của nước, C pn = 4,186 kJ/kg.K - r: Nhi ệt ẩn đông đặc, r = 333600J/kg [...]... của nước đá, t2 = -50C q0 = 4, 186 .5 + 333,6 + 2,09.(-5) = 327,34 kJ/kg Q2 = 10000 327,34  37,9 24.3600 kW Tổn thất nhiệt do động cơ dao cắt đá tạo ra và bơm nước tuần hoàn Q3 =  N - : Hiệu suất động cơ,  = 0 ,8 - N: Công suất động cơ, N = 0,37 +0,1 = 0,47 kW Q3 = 0 ,8. 0,47 = 0,376 kW Tổn thất nhiệt ở kho chứa đá Tổn thất nhiệt ở kho chứa đá chủ yếu do chuyền nhiệt qua kết cấu bao che do độ chênh lệch... k.F.t - k: Hệ số truyền nhiệt của kho bảo quản đá k 1  1 1   1  2 - 1, 2: Hệ số toả nhiệt của không khí bên ngoài và bên trong kho, 1 = 23,3 W/m2.K, 2 = 8W/m2.K - 1 = 100mm, chiều dầy cách nhiệt kho chứa đá, 1 = 0,03W/m.K - 2 = 1mm ( 2 lớp) inox, 2 = 22 W/m.K k 1 1 0,1 0,001 1    23,3 0,03 22 8  0, 28 W/m2.K - F: Diện tích kết cấu trần, tường, nền kho 3600Lx3600x2700 F = 3,6x2,7x4... 3600Lx3600x2700 F = 3,6x2,7x4 + 3,6x3,6x2 – 3,14x0,732/4 = 64,23 m2 - t1, t2: Nhiệt độ bên ngoài và bên trong kho, t1 = 250C, t2 = 00C Q4 = 0 28. 64,23.25 = 450 W = 0,45 kW Vậy tổng lượng nhiệt cần cung cấp cho cối đá là: Q05 = 0,12 + 37,9 + 0,376 + 0,45 = 38, 846 kW Năng suất lạnh của máy nén là: Q0 = 1,1. 38, 846 = 42,7 kW . Chương 8 TÍNH NHIỆT CỐI ĐÁ VẨY 3.1.5.1.Chọn cối đá vẩy. Trong phân xưởng chế biến đá vẩy chủ yếu dùng để bảo quản nguyên liệu trong thời gian xử lý, chế. .d T .h T  d T = F/.h T = 2 ,88 /3,14.2 = 0,46m d 2 = 460 + 8 + 40 = 5 08 mm = 0,508m Đường kính lớp tiếp theo d 3 = 5 08 +8 = 516 mm Đường kính lớp tiếp