Đồ án kỹ thuật lạnh tính chọn máy nén

Đồ án kỹ thuật lạnh - tính chọn máy nén

CH ƯƠ NG 5: TÍNH CH N MÁY NÉN Ọ

Đ a đi m xây d ng và l p đ t kho l nh là Hà N i Có nhi t đ trung bìnhị ể ự ắ ặ ạ ở ộ ệ ộ

tháng nóng nh t ấ

0

ax 37, 2 83%

m

ϕ

=

=  tư = 34,50C

S d ng nử ụ ước đ làm mát bình ng ngể ư

Nhi t đ nệ ộ ước vào:

tw1 = tư =34.5

L y tấ w1 = 35 0C

Nhi t đ nệ ộ ước ra:

tw2 = tw1 + ∆t

S d ng là bình ng ng ng v n m ngang nên ta l y ử ụ ư ố ỏ ằ ấ ∆t = 50C

tw2 = 35+5 =400C

Nhi t đ ng ng t c a h i trong bình ng ng làệ ộ ư ụ ủ ơ ư

tk = tw2 + ∆tk ch n ọ ∆tk = 20C

tk = 40 + 2 = 420C

Do đó áp su t ng ng t trong bình ng ng c a R22 là pấ ư ụ ư ủ k = 1609,2 kPa

5.1 Tính ch n và ki m tra máy nén cho bu ng b o qu n đông ọ ể ồ ả ả

V i năng su t l nh c n thi t Qớ ấ ạ ầ ế 0 = 47 kW và nhi t đ bu ng là tệ ộ ồ b = -20 0C

5.1.1 Tính toán chu trình

a) Nhi t đ sôi c a R22 ệ ộ ủ

t0 = tb -∆t0 , l y ấ ∆t0 = 8 ÷13K, ch n ọ ∆t0 = 8K

t0 = -20-8=-280C

b) Nhi t đ quá nhi t ệ ộ ệ

tqn = 25K

c) Áp su t ng ng t p ấ ư ụ k và áp su t bay h i p ấ ơ 0

V i nhi t đ sôi và nhi t đ ng ng t c a R22 tớ ệ ộ ệ ộ ư ụ ủ ương ng làứ

p0 = 177,68 kPa và pk = 1609,2 kPa

d) Ch n s c p nén ọ ố ấ

T s nénỷ ố

0

1941,8

9,05 12 143,7

k

p

p

Do đó ta ch n chu trình m t c pọ ộ ấ

h

lg p

1 1'

2

3' 3

4

2'

Thông s t i các đi m nút c a chu trìnhố ạ ể ủ

Đi m 1’: ta pể 0 = 177,68 kPa

Đi m 1: pể 0 = 177,68 kPa và t1 = t1’ + 25= -3 0C

Đi m 2 : pể 2 = 1609,2 kPa và s1 = s2

Đi m 2’: pể k = 1609,2 kPa và x = 1

Đi m 3’ : pể k = 1609,2 kPa và x = 0

Đi m 3 : cân b ng nhi t ta có ể ằ ệ ∆h11' = ∆h3'3

1 1' 3' 3

h − =h h −h

3 3' ( 1 1' )

h =h − h −h

Đi m: 4: hể 4 = h3

Tính toán các thông s c th ố ụ ể

• Năng su t l nh riêng ấ ạ q0 = −h1' h4=157,8 kJ/kg

Năng su t l nh riêng th c tấ ạ ự ế

qv= 0

1

q

υ =1127,14 kJ/m3

• Công nén riêng

l=h2 −h1 = 773-710 = 63 kJ/kg

• Năng su t nhi t riêngấ ệ

qk= −h2 h3=236,67 kJ/kg

• H s l nhệ ố ạ

0 157,8

63

q l

• L u lư ượng h i th c tơ ự ế

0

0

164 157,8

tt

Q m q

= = =1,04 kg/s

• Th tích hút th c tể ự ế

1

tt tt

V =m v =1,04.0,14=0,145 m3/s =522 m3

/h

• H s c p máy nénệ ố ấ

λ = 0,52

• Th tích hút lý thuy tể ế

V tt

lt

V

λ

= = 0,145

0,52 = 0,28 m3/s

• Công nén đo n nhi t ạ ệ

Ns = mtt.l = 65,47 kW

• Hi u su t ch thệ ấ ỉ ị

ηi = 0,001.t0 + = 0,85

• Công su t ch thấ ỉ ị

Ni = s

i

N

65, 47 0,85 =77,03 kW

• Công su t ma sátấ

Nms = Vlt.Pms = 0,145.30 = 4,36 kW

• Công su t h u íchấ ữ

Ne = Ni + Nms = 77,03 + 4,36 = 81,39 kW

• Công su t đi nấ ệ

81,39

85,67 0,9.0,95

e

el

td el

N

η η

Nhi t th i bình ng ngệ ả ư

k

= 246 kW

5.1.2 Quy đ i năng su t l nh ra ch đ tiêu chu n ổ ấ ạ ế ộ ẩ

Quy đ i năng su t l nh ra ch đ tiêu chu n ổ ấ ạ ế ộ ẩ ở

0 0 0

35 25

k

=

= −

Ta có p0 = 136,6 kPa

Pk = 1354,4 kPa

0

9,9

k

TC

p

p

Thông s các đi m nút c a chu trìnhố ể ủ

Đi mể Nhi t đệ ộ Áp su t kPaấ h kJ/kg V m3/kg

• Năng su t l nh riêng tiêu chu nấ ạ ẩ

0 1' 4 168

TC

• Năng su t l nh tiêng th tích tiêu chu nấ ạ ể ẩ

1344

TC

v

q = kJ/m3

• T s nénỉ ố

9,9

TC

π =

• H s c p TCệ ố ấ

0,5

TC

λ =

• Năng su t l nh tiêu chu nấ ạ ẩ

0TC 188

• Nel = 85,67 kW

Ch n 2 máy nén MYCOM F8WA2ọ

Có Q0 = 101,6 kW

Nel = 44,5 kW

5.2 Tính ch n và ki m tra máy nén cho bu ng k t đông ọ ể ồ ế

V i năng su t l nh c n thi t Qớ ấ ạ ầ ế 0 = 64 kW và nhi t đ bu ng là tệ ộ ồ b = -32 0C a) Nhi t đ sôi c a R22ệ ộ ủ

t0 = tb -∆t0 , l y ấ ∆t0 = 8 ÷13K, ch n ọ ∆t0 = 8K

t0 = -32-8= -400C

b) Nhi t đ quá nhi tệ ộ ệ

Ta l a ch n đ quá nhi t ự ọ ộ ệ ∆tqn = 25K

c) Nhi t đ c a h i hút vào máy nén tệ ộ ủ ơ h

Th = t0 + tqn = -40+25 = -150C

d) Áp su t ng ng t pấ ư ụ k và áp su t bay h i pấ ơ 0

V i nhi t đ sôi và nhi t đ ng ng t c a R22 tớ ệ ộ ệ ộ ư ụ ủ ương ng làứ

P0 = 104,9kPa và pk = 1609,2 kPa

e) Ch n s c p nénọ ố ấ

T s nénỷ ố

0

1609, 2

15,3 12 104,9

k

p

p

Do đó ta ch n chu trình g m 2 c p v i áp su t trung gianọ ồ ấ ớ ấ

0 1609, 2.104,9 410,86

 tm ≈ -5,70C

Do đó t s nén m i c p là: ỷ ố ở ỗ ấ π π 1 = 2 = π = 23,5 4,85 =

Ta th c hi n chu trình trên b ng chu trình 2 c p có h i nhi tự ệ ằ ấ ồ ệ

Thông s tr ng thái t i các đi m nút c a chu trình đố ạ ạ ể ủ ược th hi n trong b ngể ệ ả sau

Đi mể T0C P[kPa] I[kJ/kg] V[m3/kg]

S d ng b ng và đ thử ụ ả ồ ị

- Tra b ng đi m 1’ v i tả ể ớ 0 = -40 0C , h’’ = 688,69kJ/kg

- Đi m 7 v i tể ớ tg = -5,70C h’’ = 703,4

- Đi m 5’’ bão hòa l ng v i tể ỏ ớ s = 42 0C h’ = 552,2

- Đi m 8 bão hòa l ng v i tể ỏ ớ s = -5.7 0C h’ = 493.4

- Đi m 1 ta có tể 1 = t0 + 25= -15 0C h= 703

- Đi m 2 giao đi m c a sể ể ủ 1 = const và ptg ta có t2 = 50 0C và h2 = 739

- Đi m 5 tể 5 – t8 = 5K t5 = -5,7 + 5= -0,7 0C h5 b ng entanpi c a l ng bãoằ ủ ỏ hòa -0,7ở 0C do v y hậ 5 = 500.8

- Đi m 5’: vì ể ∆h11’ = ∆h5’’5’ nên ∆h5’’5’

h5’ = 552.2– 14.31 = 537,89

Đi m 6’ và 6 có cùng entanpi v i đi m 5ể ớ ể

h6 = h6’ = h5 = 500.8

Đi m 3: cân b ng đi m hòa tr n gi a 2 máy nénể ằ ể ộ ữ

4 3 ( 4 1 ) 7 1 2

m h = m −m h +m h

Tri n khai và rút g n ể ọ 4 2 7

h h m

−

=

−

M t khác ta l i cóặ ạ

7 5

4

1 7 5'

h h

m

−

=

h h h h

h h h h

7 5'

7 5 ( ).h h

h h

−

−

Đi m 4 ( giao đi m c a pể ể ủ k và s3 = const)

1 Năng su t l nh riêng kh i lấ ạ ố ượng

0 1' 6

q = −h h = 187,89 kJ/kg

2 Công nén riêng

l = −h h =36

l = −h h =42,7

3 L u lư ượng qua máy nén h áp và cao ápạ

1

0

Q

m

q

= =0,34

7 5

4

1 7 5'

h h

m

−

=

− =1,22

4 1

m =m 1,22= 0,417

4 Công nén lý thuy tế

1 1 1

4 4 4

12, 26

17,81

s

s

N m l

N m l

5 H s làm l nh c a chu trìnhệ ố ạ ủ

0

Q

6 Năng su t l nhấ ạ

7 Th tích hút th c t c a máy nén h áp và cao ápể ự ế ủ ạ

3

1 1 1

3

4 3 4

0,078 /

0, 028 /

tt

tt

8 T s nénỷ ố

0

tg

k

tg

p

p

9 H s c pệ ố ấ

λ= f( π) = 0,77

10 Th tích lý thuy t c a máy nén h áp và cao ápể ế ủ ạ

1

4

4

0,1

0,037

tt

h

tt

h

V

V

V

V

λ

λ

11 Hi u su t nén h u íchệ ấ ữ

( )

12 Hi u su t ch thệ ấ ỉ ị

0,83

0,84

i

i

η

η

=

=

12 Công su t ch thấ ỉ ị

1

1

4

4

14,7

21,13

s

i

s

i

N

i

N

i

η

η

13 Công su t ma sátấ

1 2,35

ms

4 0,85

ms

14 Công su t h u íchấ ữ

Ne1 = 17,09 kW

Ne4 = 22 kW

15 Công su t máy nénấ

1

4

4

20

25,7

e

el

dc td

e

el

dc td

N

N

η η

η η

16 T ng công máy nén yêu c u Nổ ầ t = Nel1 + Nel4 = 45,7 kW

17 Nhi t th i c a bình ng ngệ ả ủ ư

Qk = 100 kW

Ch n 2 t máy MYCOM F62A2 có Qọ ổ 0 = 36,2 kcal/h

N = 26,9 kW

5.3 Tính ch n và ki m tra máy nén cho bu ng b o qu n l nh ọ ể ồ ả ả ạ

V i năng su t l nh c n thi t Qớ ấ ạ ầ ế 0 = 23 kW và nhi t đ bu ng là tệ ộ ồ b = -3 0C

5.3.1 Tính toán chu trình

a) Nhi t đ sôi c a R22ệ ộ ủ

t0 = tb -∆t0 , l y ấ ∆t0 = 8 ÷13K, ch n ọ ∆t0 =7K

t0 = -3-7=-100C

b) Nhi t đ quá nhi tệ ộ ệ

tqn = 20K

c) Áp su t ng ng t pấ ư ụ k và áp su t bay h i pấ ơ 0

V i nhi t đ sôi và nhi t đ ng ng t c a R22 tớ ệ ộ ệ ộ ư ụ ủ ương ng làứ

P0 = 354,16 kPa và pk = 1609,2 kPa

d) Ch n s c p nénọ ố ấ

T s nénỷ ố

1609, 2

4,54 12 354,16

k

p

p

Do đó ta ch n chu trình m t c pọ ộ ấ

Thông s t i các đi m nút c a chu trìnhố ạ ể ủ

Đi m 1’: ta pể 0 = 354,16 kPa

Đi m 1: pể 0 = 354,16 kPa và t1 = t1’ + 20= 10 0C

Đi m 2 : pể 2 = 1609,2 kPa và s1 = s2

Đi m 2’: pể k = 1609,2 kPa và x = 1

Đi m 3’ : pể k = 1609,2 kPa và x = 0

Đi m 3 : cân b ng nhi t ta có ể ằ ệ ∆h11' = ∆h3'3

1 1' 3' 3

h − =h h −h

3 3' ( 1 1' )

h =h − h −h

Đi m: 4: hể 4 = h3

Tính toán các thông s c th ố ụ ể

• Năng su t l nh riêng ấ ạ q0 = −h1' h4=162,97 kJ/kg

Năng su t l nh riêng th c tấ ạ ự ế

qv= 0

1

q

υ =2328,14 kJ/m3

• Công nén riêng

l=h2 −h1 = 47,25 kJ/kg

• Năng su t nhi t riêngấ ệ

qk= −h2 h3=218,51 kJ/kg

• H s l nhệ ố ạ

0 162,97

3, 45

47, 25

q l

• L u lư ượng h i th c tơ ự ế

0

0

23 162,97

tt

Q m q

= = =0,141 kg/s

• Th tích hút th c tể ự ế

1

tt tt

V =m v =0,141.0.07=0,01 m3/s

• H s c p máy nénệ ố ấ

λ = 0,75

• Th tích hút lý thuy tể ế

V tt

lt

V

λ

= = 0, 01

0,75= 0,013 m3/s

• Công nén đo n nhi t ạ ệ

Ns = mtt.l = 6,67 kW

• Hi u su t ch thệ ấ ỉ ị

ηi = 0,001.t0 + = 0,825

• Công su t ch thấ ỉ ị

Ni = s

i

N

6,67 0,825=8,08 kW

• Công su t ma sátấ

Nms = Vlt.Pms = 0,01.30= 0,3 kW

• Công su t h u íchấ ữ

Ne = Ni + Nms = 8,38 kW

• Công su t đi nấ ệ

8,38

9,8 0,9.0,95

e el

td el

N

η η

Nhi t th i bình ng ngệ ả ư

Q

k

= 31 kW

5.3.2 Quy đ i năng su t l nh ra ch đ tiêu chu n ổ ấ ạ ế ộ ẩ

Quy đ i năng su t l nh ra ch đ tiêu chu n ổ ấ ạ ế ộ ẩ ở

0 0 0

35 10

k

=

= −

Ta có p0 = 354,16 kPa

Pk = 1354,4 kPa

0

3,82

k

TC

p

p

Thông s các đi m nút c a chu trìnhố ể ủ

Đi mể Nhi t đệ ộ Áp su t kPaấ h kJ/kg V m3/kg

• Năng su t l nh riêng tiêu chu nấ ạ ẩ

0 1' 4 167

TC

• Năng su t l nh tiêng th tích tiêu chu nấ ạ ể ẩ

TC

v

• T s nénỉ ố

3,82

TC

π =

• H s c p TCệ ố ấ

0,75

TC

λ =

• Năng su t l nh tiêu chu nấ ạ ẩ

0TC 24,5

• Nel = 10,03 kW

Ch n 2 máy nén MYCOM F2WA2ọ

Có Q0 = 41,1 kW

Nel = 10, 9 kW