Tài liệu đồ án kỹ thuật lạnh, chương 4 pdf

ch-ơng 4: tính chọn máy nén và tính kiểm tra máy nén I.Tính chọn máy nén cho buồng làm lạnh đông.

Trang 1

ch-ơng 4: tính chọn máy nén và tính kiểm tra máy

nén

I.Tính chọn máy nén cho buồng làm lạnh đông.

1.Chọn nhiệt độ sôi của môi chất lạnh

ta có:

t0 = tb- t0 trong đó:

- t0 : nhiệt độ sôi của môi chất lạnh

- tb : nhiệt độ của buồng lạnh = - 33 0C

- t0 : hiệu nhiệt độ yêu cầu = (8  13 0C)  chọn t0 = 12 0C

vậy:

t 0 = - 33 - 12 = - 45 0 C

(tra bảng hơi bão hoà của NH3 với t0 = - 45 0C  P0 = 0,55 bar)

2.Chọn nhiệt độ ng-ng tụ t k của môi chất lạnh

ta có:

tk = tw2 + tk trong đó:

- tw2 : nhiệt độ n-ớc ra khỏi bình ng-ng

- tk : hiệu nhiệt độ ng-ng tụ yêu cầu = (4  6 0C)  chọn tk = 5 0C

- với nhiệt độ tkk = 37,6 0C; độ ẩm không khí của tháng nóng nhất kk = 71%  ta chọn t- = 32,5 0C

+ nhiệt độ n-ớc đầu vào và đầu ra chênh nhau (2  6 0C) và phụ thuộc vào kiểu bình ng-ng

tw2 = tw1 + (2  6 0C)  chọn nhiệt độ tw1 = t- + 4 0C = 32,5 + 4 = 36,5 0C

vậy

tw2 = 36,5 + 3,5 = 40 0C

khi đó:

t k = 40 + 5 = 45 0 C

Trang 2

(tra bảng hơi bão hoà của NH3 với tk = 45 0C  Pk = 17,832 bar)

3.Tỷ số nén của chu trình

55 , 0

832 , 17 P

P

0

(ta thấy  > 9 nên ta chọn máy lạnh 2 cấp bình trung gian ống xoắn, 2 tiết

l-u)

4.áp suất trung gian đ-ợc xác định theo công thức

Ptg = P k P 0  17 , 832 0 , 55  3 , 13 (bar)

5.Chu trình máy lạnh nén hơi 2 cấp bình trung gian ống xoắn, 2 tiết l-u

(NT: ng-ng tụ; BH: bay hơi; NHA: nén hạ áp; NCA: nén cao áp; MTG: mát

trung gian; TL1: tiết l-u 1; TL2: tiết l-u 2 )

- 1 – 2 : quá trình nén hạ áp

- 2 – 3 : quá trình làm mát trung gian

- 3 – 4 : quá trình nén cao áp

- 4 – 5 : quá trình ng-ng tụ trong thiết bị ng-ng tụ

- 5 – 6 : tiết l-u 1

- 7 – 8 : tiết l-u 2

- 8 – 1 : quá trình bay hơi trong thiết bị bay hơi

6.Bảng thông số các điểm nút của chu trình

BH

NHA MTG

NCA NT

BTG

TL1

TL2

1 2

4

3

5

6

7

8

LgP

h 1

2 3

4 5

7

6 8

P k, t k

P tg, t tg

P 0, t 0

Trang 3

Điểm t (0C) P (bar) h (kj/kg) v (m3/kg)

nhiệt độ điểm 7 ta lấy cao hơn nhiệt độ trong bình trung gian điểm (3,6) là (3

 50C)

7.Năng suất lạnh riêng q 0

q0 = h1– h8 = 1700 – 485 = 1215 (kj/kg)

8.Nhiệt thải ở bình ng-ng

qk = h4– h5 = 2000 – 720 = 1280 (kj/kg)

Qk = Q0 + NNHA + NNCA = 41,8 + 9,6 + 4 = 55,4 (kw)

9.Công nén riêng qua máy nén hạ áp

l1 = h2 – h1 = 1975 – 1700 = 275 (kj/kg)

10.Công nén riêng qua máy nén cao áp

l2 = h4 – h3 = 2000 – 1750 = 250 (kj/kg)

11.L-u l-ợng môi chất qua dàn bay hơi

1215

8 , 41 q

Q

0

12.L-u l-ợng môi chất qua bình trung gian

016 , 0 720

1750

485 720 1750

1975 035 , 0 h

h

h h h h M

6 3

7 5 3 2















(kg/s)

13.L-u l-ợng môi chất qua bình ng-ng

M = M1 + M3 = 0,035 + 0,016 = 0,051 (kg/s)

14.Năng suất hút thể tích của máy nén hạ áp

Trang 4

VTTNHA= v1.M1 = 2,1.0,035 = 0,074 (m3/s)

15.Năng suất hút thể tích của máy nén cao áp

VTTNCA= v3.M3 = 0,38.0,016 = 0,006 (m3/s)

16.Hệ số cấp của máy nén hạ áp  = f()

55 , 0

13 , 3 P

P

0

tg    Tra (hình 7 trang 48) ta đ-ợc  = 0,7

17.Hệ số cấp của máy nén cao áp = f()

13 , 3

832 , 17 P

P

tg

k    Tra (hình 7 trang 48) ta đ-ợc  = 0,7

18.Thể tích nén lý thuyết của cấp nén hạ áp

VLTNHA = VTTNHA/  = 0,074/ 0,7 = 0,1 (m3/s)

19.Thể tích nén lý thuyết của cấp nén cao áp

VLTNCA = VTTNCA/  = 0,006/ 0,7 = 0,0086 (m3/s)

20.Công suất nén đoạn nhiệt

- NNHA = M1.l1 = 0,035.275 = 9,6 (kw)

- NNCA = M3.l2 = 0,016.250 = 4 (kw)

21.Hiệu suất chỉ thị của máy nén

(Tra đồ thị hình 8 SGK “tính toán thiết kế HTL” trang 49 với  = 5,69 

iNHA = iNCA = 0,8 )

Vậy công suất chỉ thị là

8 , 0

6 , 9 N

iNHA

NHA  

8 , 0

4 N

iNCA

NCA  

22.Công suất ma sát

Ta có:

Nms = pms.Vtt Trong đó:

(pms = 49  69 kPa cho máy NH3 thẳng dòng)  ta chọn pms = 60 kPa ) Vậy:

Trang 5

- NmsNHA = 60.VltNHA = 60.0,1 = 6 (kw)

- NmsNCA = 60.VltNCA = 60.0,0086 = 0,52 (kw)

23.Công suất hiệu quả

- NeNHA = NiNHA + NmsNHA = 12 + 6 = 18 (kw)

- NeNCA = NiNCA + NmsNCA = 5 + 0,52 = 5,52 (kw)

Công suất hiệu quả tổng:

Ne = NeNHA + NeNCA = 18 + 5,52 = 23,52 (kw)

24.Công suất động cơ điện

Ta có:

Nel =

el td

e

.

N



Trong đó:

- Đối với truyền động đai ta có tđ = 0,95

- Hiệu suất động cơ điện el = (0,8  0,95)  ta chọn el = 0,9

Vậy:

9 , 0 95 , 0

52 , 23

N

el td



Theo bảng 13b chọn 1 máy nén 2 cấp MYCOM NH3 (Model N62WB)

Để đảm bảo sự hoạt động an toàn của nhà máy, cần có công suất dự phòng khoảng 50% năng suất tính toán khi đó: Q0tt = 41,8.50% + 41,8 = 62,7 (KW)

Nh- vậy số l-ợng máy nén cần lắp đặt là:

8 , 41

7 , 62 Q

Q

0

tt

Chọn Z = 2 trong đó có 1 máy làm việc và 1 máy dự phòng

II.Tính chọn máy nén cho buồng bảo quản đông

Trang 6

ta có:

t0 = tb- t0 trong đó:

- tb : nhiệt độ của buồng lạnh = - 19 0C

vậy:

t 0 = - 19 - 11 = - 30 0 C

(tra bảng hơi bão hoà của NH3 với t0 = - 30 0C  P0 = 1,198 bar)

ta có:

tw2 = tw1 + (2  6 0C)  chọn nhiệt độ tw1 = t- + 4 0C = 32,5 + 4 = 36,5

0C

vậy

tw2 = 36,5 + 3,5 = 40 0C

khi đó:

t k = 40 + 5 = 45 0 C

Trang 7

 = 14 , 88

198 , 1

832 , 17 P

P

0

(ta thấy  > 9 nên ta chọn máy lạnh 2 cấp bình trung gian ống xoắn, 2 tiết

l-u)

4.áp suất trung gian đ-ợc xác định theo công thức

Ptg = P k P 0  17 , 832 1 , 198 4 , 622 (bar)

5.Chu trình máy lạnh nén hơi 2 cấp bình trung gian ống xoắn, 2 tiết l-u.

(NT: ng-ng tụ; BH: bay hơi; NHA: nén hạ áp; NCA: nén cao áp; MTG: mát

trung gian; TL1: tiết l-u 1; TL2: tiết l-u 2 )

- 1 – 2 : quá trình nén hạ áp

- 2 – 3 : quá trình làm mát trung gian

- 3 – 4 : quá trình nén cao áp

- 4 – 5 : quá trình ng-ng tụ trong thiết bị ng-ng tụ

- 5 – 6 : tiết l-u 1

- 7 – 8 : tiết l-u 2

- 8 – 1 : quá trình bay hơi trong thiết bị bay hơi

BH

NHA MTG

NCA NT

BTG

TL1

TL2

1 2

4

3

5

6

7

8

LgP

h 1

2 3

4 5

7

6 8

P k, t k

P tg, t tg

P 0, t 0

Trang 8

nhiệt độ điểm 7 ta lấy cao hơn nhiệt độ trong bình trung gian điểm (3,6) là (3

 50C)

q0 = h1– h8 = 1725 – 540 = 1185 (kj/kg)

qk = h4– h5 = 1975 – 720 = 1255 (kj/kg)

Qk = Q0 + NNHA + NNCA = 47,5 + 8 + 3,01 = 58,5 (kw)

9.Công nén riêng qua máy nén hạ áp

l1 = h2 – h1 = 1925 – 1725 = 200 (kj/kg)

10.Công nén riêng qua máy nén cao áp

l2 = h4 – h3 = 1975 – 1760 = 215 (kj/kg)

11.L-u l-ợng môi chất qua dàn bay hơi

1185

5 , 47 q

Q

0

12.L-u l-ợng môi chất qua bình trung gian

014 , 0 720

1760

540 720 1760

1925 04 , 0 h

h

h h h h M

6 3

7 5 3 2















(kg/s)

13.L-u l-ợng môi chất qua bình ng-ng

M = M1 + M3 = 0,04 + 0,014 = 0,054 (kg/s)

14.Năng suất hút thể tích của máy nén hạ áp

Trang 9

VTTNHA= v1.M1 = 0,9614.0,04 = 0,038 (m3/s)

15.Năng suất hút thể tích của máy nén cao áp

VTTNCA= v3.M3 = 0,2691.0,014 = 0,0038 (m3/s)

16.Hệ số cấp của máy nén hạ áp  = f()

198 , 1

622 , 4 P

P

0

tg    Tra (hình 7 trang 48) ta đ-ợc  = 0,8

17.Hệ số cấp của máy nén cao áp = f()

622 , 4

832 , 17 P

P

tg

k    Tra (hình 7 trang 48) ta đ-ợc  = 0,8

18.Thể tích nén lý thuyết của cấp nén hạ áp

VLTNHA = V TTNHA / = 0,038/ 0,8 =0,0475 (m3/s)

19.Thể tích nén lý thuyết của cấp nén cao áp

VLTNCA = VTTNCA / = 0,0038/ 0,8 = 0,00475 (m3/s)

20.Công suất nén đoạn nhiệt

- NNHA = M1.l1 = 0,04.200 = 8 (kw)

- NNCA = M3.l2 = 0,014.215 = 3,01 (kw)

(Tra đồ thị hình 8 SGK “tính toán thiết kế HTL” trang 49 với  = 3,86 

iNHA = iNCA = 0,84 )

Vậy công suất chỉ thị là

84 , 0

8 N

iNHA

NHA  

84 , 0

01 , 3 N

iNCA

NCA  

Ta có:

Nms = pms.Vtt Trong đó:

Trang 10

- NmsNHA = 60.VttNHA = 60.0,038 = 2,28 (kw)

- NmsNCA = 60.VttNCA = 60.0,0038 = 0,228 (kw)

- NeNHA = NiNHA + NmsNHA = 9,52 + 2,28 = 11,8 (kw)

- NeNCA = NiNCA + NmsNCA = 3,58 + 0,228 = 3,8 (kw)

Công suất hiệu quả tổng:

Ne = NeNHA + NeNCA = 11,8 + 3,8 = 15,6 (kw)

Ta có:

Nel =

el td

e

.

N



Trong đó:

- Hiệu suất động cơ điện el = (0,8  0,95)  ta chọn el = 0,9

Vậy:

9 , 0 95 , 0

6 , 15

N

el td



Theo bảng 13b chọn 1 máy nén 2 cấp MYCOM NH3 (Model N62WB)

Để đảm bảo sự hoạt động an toàn của nhà máy, cần có công suất dự phòng khoảng 50% năng suất tính toán khi đó: Q0tt = 47,5.50% + 47,5 = 71,25 (KW)

Nh- vậy số l-ợng máy nén cần lắp đặt là:

5 , 47

25 , 71 Q

Q

0

tt

Chọn Z = 2 trong đó có 1 máy làm việc và 1 máy dự phòng

III.Tính chọn máy nén cho buồng bảo quản lạnh.

ta có:

t0 = tb- t0

Trang 11

trong đó:

- tb : nhiệt độ của buồng lạnh = 0 0C

vậy:

t 0 = 0 - 10 = - 10 0 C

(tra bảng hơi bão hoà của NH3 với t0 = - 10 0C  P0 =2,9136 bar)

ta có:

tw2 = tw1 + (2  6 0C)  chọn nhiệt độ tw1 = t- + 4 0C = 32,5 + 4 = 36,5 0C

vậy

tw2 = 36,5 + 3,5 = 40 0C

khi đó:

t k = 41 + 5 = 45 0 C

9136 , 2

832 , 17 P

P

0

(ta thấy  < 9 nên ta chọn máy lạnh 1 cấp có quá lạnh, qúa nhiệt “việc quá lạnh và quá nhiệt đ-ợc thực hiện ngay trong bình ng-ng và bình bay hơi”)

Trang 12

4.Chọn nhiệt độ quá lạnh t ql

Ta có:

tql = tw1 + (3  5 0C) = 36,5 + 4,5 = 41 0C

5.Chọn nhiệt độ quá nhiệt t qn

Ta có:

tqn = t0 + (5  15) = - 10 + 10 = 0 0C

6.Chu trình máy lạnh nén hơi một cấp có quá lạnh quá nhiệt

(MN: máy nén; NT: ng-ng tụ; BH: bay hơi; TL: tiết l-u)

- 1 – 1’ : quá nhiệt trong thiết bị bay hơi

- 1’ – 2 : quá trình nén đoạn nhiệt trong máy nén

- 2 – 3’ : quá trình ng-ng tụ trong thiết bị ng-ng tụ

- 3’ – 3 : quá lạnh trong thiết bị ng-ng tụ

- 3 – 4: quá trình tiết l-u

- 4 – 1: quá trình bay hơi

2 140 17,832 2060

h

NT

TL

BH

P 0, t 0

MN

4

2

LgP

1

2 3

1' 3

Trang 13

3 45 17,832 725 3’ 41 15,995 700

4 - 10 2,9136 700

q0 = h1– h4 = 1750 – 700 = 1050 (kj/kg)

qk = h2– h3 = 2060 – 725 = 1335 (kj/kg)

Qk = M.qk = 0,017.1335 = 22,7 (kw)

10.Công nén riêng

l = h2– h1 = 2060 – 1750 = 310 (kj/kg)

11.L-u l-ợng môi chất qua dàn bay hơi

1050

8 , 17 q

Q

0

12.Nhiệt thải ra ở thiết bị quá lạnh

qql = h3 – h3’ = 725 – 700 = 25 (kj/kg)

Qql = M.qql = 0,017.25 = 0,43 (kj/kg)

13 Hệ số lạnh của chu trình

310

1050 l

q 0



14.Hiệu suất exergi

39 , 3 263

263 318

T

T T

0

0 k c









15.Công nén đoạn nhiệt

Ns = M.l = 0,017.310 = 5,27 (kw)

(Tra đồ thị hình 8 SGK “tính toán thiết kế HTL” trang 49  i = 0,8 ) Vậy công suất chỉ thị là:

Trang 14

Ni = 6 , 59

8 , 0

27 , 5 N

i

s  

Ta có:

Nms = pms.Vtt = pms.M.v1’

Trong đó:

Nms = 60.0,017.0,45 = 0,46 (kw)

Ne = Ni + Nms = 6,59 + 0,46 = 7,05 (kw)

Ta có:

Nel =

el td

e

.

N



Trong đó:

- Hiệu suất động cơ điện el = (0,8  0,95)  ta chọn el = 0,9 Vậy:

9 , 0 95 , 0

05 , 7

N

el td



Theo bảng 13a chọn 1 máy nén 1 cấp MYCOM NH3 (Model N2WA)

Tiêu đề	Tính chọn máy nén cho buồng làm lạnh đông
Thể loại	Đồ án

Định dạng
Số trang	14
Dung lượng	183,03 KB