Tài liệu đồ án môn học xây dựng trạm lạnh, Chương 5 doc

Chương 5:TÍNH TOÁN CHU TRÌNH LẠNH ,TÍNH CHỌN MÁY NÉN I.Chọn các thông số của chế độ làm việc Chế đọ làm việc của của một hệ thống lạnh được đặc trưng bằng 4 chế độ nhiệt độ: Việc chọn cá

Chương 5:TÍNH TOÁN CHU TRÌNH LẠNH ,

TÍNH CHỌN MÁY NÉN I.Chọn các thông số của chế độ làm việc

Chế đọ làm việc của của một hệ thống lạnh được đặc trưng bằng 4 chế độ nhiệt độ:

Việc chọn các thông số làm việc cho hệ thống lạnh là rất quan trọng vì nếu chọn được một chế độ làm việc hợp lí,đúng đắn thì đem lại hiệu quả kinh tế cao,năng suất lạnh tăng trog khi điện năng tiêu tốn ít.Chế độ làm việc cảu hệ thống lạnh được đặc trưng bằng 4 thông số sau:

- Nhiệt độ sôi của môi chất t0 (oC)

- Nhiệt độ ngưng tụ của môi chất tk

- Nhiệt độ quá lạnh của môi chất lỏng

6.1 Chọn máy nén cho buồng bảo quản đông lạnh

6.1.1.Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh t0

Phụ thuộc vào nhiệt độ của buồng lạnh

Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh dùng để tính toán có thể được xác định từ biểu thức:

0

t  b 



b

t là nhiệt độ của kho lạnh; t b   20 0C



t0 là hiệu nhiệt độ yêu cầu

Ta chọn hệ thống lạnh có dàn bay hơi trực tiếp nên chọn hiệu nhiệt

độ sôi ở khoảng 8-13˚C  chọn 10˚C

 t0   20  10   30˚C

6.1.2 Nhiệt độ ngưng tụ t

Phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường làm mát của thiết bị ngưng tụ

Chọn thiết bị ngưng tụ làm mát bằng nước khi đó nhiệt độ ngưng tụ được xác định như sau:

k w



2

w

t nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng



t k hiệu nhiệt độ ngưng tụ yêu cầu(3÷50C)chọn t k  3 0C

Nhiệt độ nước khi ra khỏi bình ngưng được xác định theo công thức:

w w

t 2 1 



t w là hiệu nhiệt độ nước vào và ra bình ngưng(2÷60C)chọn

C

t w  2 0





1

w

t nhiệt độ nước vào bình ngưng, phụ thuộc vào điều kiện môi trường

Sử dụng nước tuần hoàn qua tháp giải nhiệt nên nhiệt độ nước vào bình ngưng được lấy cao hơn nhiệt độ kế ướt 3÷40C tức là

C t



u

t nhiệt độ bầu ướt

Kho đang thiết kế được xây dựng tại Vũng Tàu nên ta có

% 85 ,

1

,

t N

Tra đồ thị h-x của không khí ẩm có t u  33 , 5 0C

Suy ra:

C t

C t

C t

k

w

w

0

0 2

0 1

5 , 42 3 5 ,

39

5 , 39 2 5 , 37

5 , 37 4 5 , 33



















Vậy tk=42,5˚C

6.1.3.Nhiệt độ quá lạnh t ql

Là nhiệt độ môi chất lỏng trước khi vào van tiết lưu Nhiệt độ quá lạnh càng nhỏ thì năng suất lạnh càng cao vì vậy người ta luôn

cố gắng hạ nhiệt độ quá lạnh xuống thấp

ql

t được xác định từ biểu thức:

C C

t

1  ( 3  5 )  37 , 5  3  40 , 5



6.1.4 Nhiệt độ hơi hút th

Được xđ : t h t0  t h do ta chọn chu trình sử dụng môi chất NH3

nên t h  5  15˚C chọn 10˚C t h   30  10   20˚C

II,Tính toán cho chu trình lạnh.

6.2 Chu trình lạnh

6.2.1 Chọn chu trình lạnh

Có :t 30 0C p0 0 , 12MPa

MPa p

C

t k  42 , 5 0  k  1 , 66

Tỷ số nén:

9 8 , 13 12 , 0

66 , 1

0









p

p k



Tỷ số nén càng cao, thì hệ số cấp càng nhỏ, nhiệt độ cuối quá trình nén càng cao, nhất là đối với môi chất Amoniac Như vậy tỷ số nén cao dẫn đến điều kiện làm việc không thuận lợi cho máy nén khi tỷ số nén lớn hơn 9 đối với môi chất NH3 phải chuyển chu trình một cấp nén sang hai cấp nén có làm mát trung gian Việc chọn máy nén 1 cấp nén hay 2 cấp nén là một bài toán tối ưu về kinh tế.Để

đảm bảo an toàn cho máy nén trong quá trình làm việc và tránh những điều kiện làm việc không thuận lợi cho máy nén và thiết bị ta chọn máy nén 2 cấp và chu trình lạnh 2 cấp bình trung gian có ống xoắn

Ta có:p tg  p k.p0  1 , 66 0 , 12  0 , 45MPat tg  1 0C

Tỉ số nén làm việc là:

12 , 0

66 , 1

0







p

6.2.2 Sơ đồ và chu trình lạnh biểu diễn trên đồ thị lgp-h

=4

= 4

Chu trình 2 cấp nén bình trung gian ống xoắn Các quá trình của chu trình:

1-2:Nén trong NCA

2-3:làm mát trong MTG tới nhiệt độ ngưng tụ t3t k

3-4:làm trong bình trung gian BTG

4-5: nén trong NCA

5-6: ngưng tụ trong NT

6-7: tiết lưu qua TL1 đến trạng thái hơi bão hòa ẩm điểm 7 rồi hơi này tách thành hơi bão hòa khô ở điểm 8 hút vào NCA phần lỏng ở điểm 9 còn lại trong BTG

6-10: quá lạnh lỏng khi chảy trong ống xoắn của BTG

10-11: tiết lưu qua TL2

11-1: bốc hơi trong BH

6.2.3 Tính toán chu trình 2 cấp bình trung gian có ống xoắn 1.Xác định các thông số trạng thái tại các điểm nút của chu trình

Lấy t10  t9 4.Tra đồ thị lgp-h của môi chất NH3cho chu trình 2 cấp bình trung gian có ống xoắn ta có:

Bảng 6-1:Các thông số trạng thái tại các điểm nút của chu trình

Trạng thái Nhiệt độ

( 0 C)

P

(MPa)

h

(KJ/Kg)

v

(m 3 /Kg)

9 1 0,45 505

2.Năng suất lạnh riêng q0

Có:q0h1h11  1722  680  1042KJ/Kg

3.Năng suất lạnh riêng thể tích q v

Kg KJ v

q

96 , 0

1042

1



4.Công nén riêng

Kg KJ

h h

h h h h h h m

l

m

l

l

/ 381

700 1762

1762 1935 680 1865 1722

1910

7 4

4 5 10 3 1 2 1

2 4

1

































1

m lưu lượng môi chất qua máy nén hạ áp



4

m lưu lượng môi chất qua máy nén cao áp

5.Hệ số lạnh lý thuyết

73 , 2 381

1042



l

q



•Lưu lượng môi chất m1qua nén hạ áp:

s Kg q

Q

1042

6

0

0

•Phương trình cân bằng entanpi ở bình trung gian:

 3 10 4 4 7

1

7 4 4 10 7 3 6

1

10 1 4 4 7 1 4 3

1

6

1

h h m h

h

m

h h m h h h

h

m

h m h m h m m h

m

h

m































(Vì h6 h7)

7 4

10 3

1

4

h h

h h

m

m









Vậy lưu lượng môi chất qua máy nén cao áp:

s Kg h

h

h

h

m

700 1762

680 1865 006 , 0

7 4

10 3

1















•Thể tích thực tế của máy nén hạ áp:

s m v

m

V ttHA 0 , 006 0 , 96 0 , 00576 3 /

1



•Thể tích hút lý thuyết của NHA:



ttHA

hHA

V



 hệ số cấp

 1 0 , 93 0 , 063 , 7 1 0 , 768 06

,

0

93

,



h m s m

768 ,

0

96 , 0 006

,





•Thể tích thực tế của máy nén cao áp:

s m v

m

V ttCA 0 , 007 0 , 3 0 , 0021 3 /

4



•Thể tích hút lý thuyết của NCA:

h m s

m

V

768 , 0

0021 ,







+Chọn máy nén:chọn máy nén 2 cấp MYCOM loại N62A với

số vòng quay là 1200v/p (tra bảng 7.3 TL1-T223 ) có thể tích quét toàn bộ là Vh ,MN=310,3 m3/h,có công suất hiệu dụng ỏ nhiệt độ t0=-30 là Ne=26,6kw

3 , 310

76 , 9 27

,

,



MN h

CA h HA h mn

V

V V z

 chọn zmn=1

•công suất nén đoạn nhiệt HA:

128 , 1 ) 1722 1910 (

006 , 0 ) ( 2 1

1

•công suất nén đoạn nhiệt CA:

211 , 1 ) 1762 1935 (

007 , 0 ) ( 5 4

4

N s CA

•hiệu suất chỉ thị icủa nén HA:

82 , 0 ) 30 (

01 , 0 273

233 ) ( 01 , 0

tg

T

T



•hiệu suất chỉ thị icủa nén CA:

87 , 0 1 01 , 0 5 , 315

274

01 ,



k

tg

T

T



•Công suất hiệu dụng nén HA:

62 , 1 85 , 0 82 , 0

128 , 1

,

e i

HA s HA

e

N N



(với hiệu suất hiệu dụng e  0 , 82  0 , 82 chọn 0 , 85

•Công suất hiệu dụng nén CA:

64 , 1 85 , 0 87 , 0

211 , 1

,

e i

CA s CA

e

N N



•tổng công suất hiệu dụng:

26 , 3 64 , 1 62 ,



e

•nhiệt thải ra ở bình ngưng:

645 , 8 ) 700 1935 ( 007 , 0 ) (

007 , 0

•nhiệt thải ra ở ống xoắn của bình trung gian:

12 , 0 ) 680 700 ( 006 , 0 ) ( 6 10

m h h

 Chọn máy nén cho buồng bảo quản đa năng I,Các thông số ban đầu tính toán

6.1.Các thông số tính toán cho chu trình

6.1.1 Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh to

0

t  b  do buồng bảo quản đa năng với sản fẩm là hoa quả,rau,củ quả nên cần duy trì độ ẩm cao nên cho t0  5  6˚C

17 5 12

6.1.2 Nhiệt độ ngưng tụ tk

k w

Làm tương tự ta được tk=42,5˚C

6.1.3 Nhiệt độ quá lạnh

Làm tương tự ta cũng được:tql =40,5˚C

6.1.4 Nhiệt độ hơi hút th

Được xđ : t h t0  t h do ta chọn chu trình sử dụng môi chất NH3 nên t h  5  15˚C chọn 10˚C t h   17  10   7˚C

II,Tính toán cho chu trình lạnh.

6.2 Chu trình lạnh

6.2.1 Chọn chu trình lạnh

Có :t 17 0C p0 0 , 22MPa

MPa p

C

t k  42 , 5 0  k  1 , 66

Tỷ số nén:

9 75 , 7 22 , 0

66 , 1

0









p

p k

Chọn chu trình hồi nhiệt 1 cấp Amoniac

6.2.2.Sơ đồ và chu trình biểu diễn trên đồ thị l

t t t

t

Q

NT

BH

Q TL

lgP

h

2 2' 3'

3

1 1'

4 4'

Chu trình hồi nhiệt

Các đỉêm nhiệt độ

(˚C)

Áp suất P (Mpa)

Entanpi h(kj/kg)

V(m3/kg)

•Năng suất lạnh riêng qo

kg kj h

h

q o  1' 4  1740  680  1060 /

•Năng suất lạnh riêng thẻ tích qv

kg kj v

q

6 , 0

1060

1







•Công nén l h2h1  2100  1775  325kj/kg

•Hệ số làm lạnh 3 , 26

325

1060 





l

q o



•Lượng môi chất qua máy nén

s kg q

Q

m

o

o 0 , 0082 /

1060

7



•Thể tích hút thực tế

s m v

m

V tt 0 , 0082 0 , 6 0 , 00492 3 /



•Hệ số cấp   0 , 93  0 , 06 ( 7 , 55  1 )  0 , 537

•Thể tích hút lý thuyết

h m s

m

V

537 , 0

00492 ,







•Chọn máy nén pittong của Nga theo(OCT 26.3.943-77) II40 có













kw

N

h m s

m V

e

MN

ll

5

,

12

/ 04 , 104 /

10 89

,

,

Số lượng máy nén z= 0 , 32

04 , 104

12 , 33

,





MN lt

h

V

•Công nén đoạn nhiệt

kw l

m

N s   0 , 0082 325  2 , 665

•Hiệu suất chỉ thị

795 , 0 17 001 , 0 5 , 315

256



k

o

T

T



•Công suất chỉ thị

kw

N

N

i

s

795 , 0

665 ,







•Công suất ma sát

ms tt

ms V P

N  chọn P ms  0 , 059Mpa

kw

N ms  0 , 00492 0 , 059 10 6  290 , 28  0 , 3



•Công suất hữu ích N e  N i N ms  3 , 35  0 , 3  3 , 65kw

el td

e

85 , 0 95 , 0

65 , 3

.











•Nhiệt thải ra ổ bình ngưng Q k Q oN i  8 , 7  3 , 35  12 , 05kw