Chương 6: TÍNH CHU TRÌNH LẠNH VÀ CHỌN MÁY NÉN
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (463.28 KB, 41 trang )
Trong đó:
-
Quá trình 1*-1: quá nhiệt hơi tác nhân lạnh.
-
Quá trình 1-2: nén đoạn nhiệt hơi hút từ Po lên Pk, s1 = s2
-
Quá trình 2-2’: làm mát đẳng áp hơi môi chất từ trạng thái quá nhiệt xuống trạng thái
bão hòa.
-
Quá trình 2’-3’: ngưng tụ môi chất đẳng áp và đẳng nhiệt.
-
Quá trình 3’-3: quá lạnh môi chất lỏng đẳng áp.
-
Quá trình 3-4 : quá trình tiết lưu đẳng entanpi môi chất lạnh ở van tiết lưu.
-
Quá trình 4-1*: quá trình bay hơi trong bình bay hơi đẳng áp và đẳng nhiệt
6.3
Thông số làm việc của chu trình lạnh
Điểm nút
t (oC)
P ( Mpa)
h (kJ/kg)
v (m3/kg)
1*
-10
0,32
705
_
1
10
0,32
718
0,085
2
90
1,5
762
0,022
3’
41
1,5
550
1,6808.10^-3
3
30
1,5
537
4
-13
0,32
537
6.4
Tính chu trình lạnh
Năng suất lạnh riêng khối lượng:
22
qo = h1* – h4 = 705 – 537 = 168 kJ/kg
Năng suất lạnh:
Qo = 50 kW
Năng suất khối lượng thực tế của máy nén:
mtt = Qo/qo = 0,28 kg/s
Năng suất thể tích thực tế của máy nén:
Vtt = mtt.v1 = 0,29.0,085 = 0,024 m3/s
Hệ số cấp của máy nén :
λ = λi.λw’
Trong đó :
Hệ số chỉ thị thể tích: λi
P + ∆P 1/ m P − ∆P
Po − ∆Po
k
o
o
λi =
− c k
÷ −
Po
Pk
Po
Đối với máy nén freon, chọn: m = 1
∆p0 = ∆pk = 0,01 MPa
c = 0,03 ÷ 0,05. Chọn c = 0,04
1,5 + 0, 04 1/1 0,32 − 0, 01
0,32 − 0, 01
λi =
− 0, 04
= 0,966
÷ −
0,32
0,32
1,5
Hệ số tổn thất không thấy được:
λw ' =
To 273 − 13
=
= 0,83
Tk 273 + 41
λ = 0,966.0,83 = 0,8
Năng suất thể tích lý thuyết ( do piston quét được):
Vlt =
Vtt 0,024
=
= 0, 03
λ
0,8
m3/s
Công nén đoạn nhiệt:
Ns = mtt.(h2 – h1) = 0,28.(762 – 718) = 12,32 kW
23
Công nén chỉ thị: công nén thực do quá trình nén lệch khỏi quá trình nén đoạn nhiệt lý
Ni =
thuyết:
Ns
ηi
Trong đó : ηi là hiệu suất chỉ thị, được tính theo biểu thức:
ηi = λw + b.to =
To
+ b.to
Tk
chọn b = 0,001
ηi =
273 − 13
+ 0, 001.( −13) = 0,82
273 + 41
Ni =
12,32
= 15,02
0,82
kW
Công suất ma sát:
Nms = Vtt . Pms = 0,024.0,05.103 = 1,2 kW
Trong đó: Pms là áp suất ma sát riêng, đối với máy freon chọn Pms = 0,05 MPa
Công nén hiệu dụng: là công nén có tính đến tổn thất ma sát của các chi tiết máy nén
như piston, tay biên trục khuỷu…đây chính là công đo được trên trục khuỷu máy nén:
Ne = Ni + Nms = 15,02 + 1,2 = 16,22 kW
Hệ số lạnh hiệu dụng:
Ke =
Qo
50
=
= 3, 08
N e 16, 22
Công suất điện: công suất đo được trên bảng đấu điện có kể đến tổn thất truyền động
khớp, đai.. và hiệu suất của chính động cơ điện:
N el =
Ne
16, 22
=
= 18,97
ηtd .ηel 0,95.0,9
kW
Với: Hiệu suất truyền động của khớp, đai… ηtd = 0,95
Hiệu suất động cơ ηel = 0,8 ÷ 0,95. Chọn ηel = 0,9
Công suất động cơ lắp đặt: để đảm bảo an toàn cho hệ thống lạnh, động cơ lắp đặt
phải có công suất lớn hơn Nel. Chọn hệ số an toàn là 1,2
Ndc = 1,2 Nel = 1,2.18,97 = 22,76 kW
Tỉ số nén: π = Pk/Po = 1,5/0,32 = 4,7
24
25
6.5
Chọn máy nén
Chọn máy nén theo năng suất hơi hút lý thuyết: Vlt = 0,03 m3/s
Chọn máy nén ký hiệu П60 CHLB Nga sản xuất:
Thông số kỹ thuật của máy nén
Ký
hiệu
Số
xilanh
Đường
kính
piston,
mm
Vòng
quay,
vòng/s
Vlt, m3/s
Dài,
mm
Rộng,
mm
Cao,
mm
Khối
lượng,
kg
П60
6
76
24
0,0433
885
700
685
330
Năng suất lý thuyết của 1 máy nén :
Vlt1 = 0,0433 m3/s
Số máy nén cần dùng:
Z MN =
0, 03
= 0, 67
0, 0433
Chọn ZMN = 1 máy
26
Chương 7: TÍNH VÀ CHỌN CÁC THIẾT BỊ CHÍNH
Thiết bị ngưng tụ
7.1
Nhiệt thải ra ở thiết bị ngưng tụ Qk
7.1.1
Qk = mtt. qk
Với: mtt = 0,28 kg/s
qk = h2 – h3’ = 762 – 550 = 212 kJ/kg
Qk = mtt.qk = 0,28. 212 = 59,36 kW
Chọn thiết bị ngưng tụ
7.1.2
Chọn thiết bị ngưng tụ làm mát bằng nước: thiết bị ngưng tụ vỏ - ống nằm ngang.
Thiết bị bao gồm:
Ống hơi freon vào.
Áp kế.
Ống nước làm mát ra.
Ống nước làm mát vào
Van xả nước.
7.1.3
Van an toàn.
Ống freon lỏng ra.
Tính toán thiết bị ngưng tụ
Nhiệt độ nước vào:
tw1 = 34oC
Nhiệt độ nước ra:
tw2 = 39oC
Nhiệt độ ngưng tụ của môi chất:
Hiệu nhiệt độ trung bình logarit:
∆ttb =
Trong đó :
tk = 41oC
∆tmax − ∆tmin
∆t
ln max
∆tmin
∆tmax = 41 – 34 = 7oC
∆tmin = 41 – 39 = 2oC
27
∆ttb =
7−2
=4
7
ln
2
o
C
Diện tích bề mặt truyền nhiệt của bình ngưng ống vỏ nằm ngang là:
F=
Qk
59,36.103
=
= 21, 2
k .∆ttb
700.4
m2
Với k = 700 W/(m2.K)
Chọn thiết bị ngưng tụ vỏ ống nằm ngang KTP-25 có diện tích trao đổi nhiệt bên ngoài là
30 m2.
Tính thiết bị bốc hơi
7.2
Tính toán chùm ống dàn lạnh
Kết cấu chùm ống dàn lạnh:
Ống ngoài Φ22,2 x 1 bằng thép không rỉ, chiều cao 1,2 m.
Ống trong Φ12 x 1 bằng thép không rỉ.
Chùm ống gồm có 16 ống.
Phụ tải nhiệt chùm ống dàn lạnh:
Qbh = mtt.qbh = 0,29.168 = 48,72 kW
Tính toán kiểm tra bề mặt truyền nhiệt của chùm ống dàn lạnh:
Diện tích bề mặt truyền nhiệt:
F=
Trong đó:
Qbh
k .∆ttb
∆ttb : hiệu số nhiệt độ giữa các chất tải nhiệt ở hai bên thành ống ngoài
∆ttb = tb – to = 11 – (-13) = 24 oC
k: hệ số truyền nhiệt khi ở mặt thành có lớp đá δđ tạo thành:
k=
với:
1
δd δM 1
+
+
λd λM α 2
, W/(m2.K)
δM: chiều dày thành ống ngoài = 0,001 m
λM = 45 W/(m.K) - hệ số dẫn nhiệt của thép không rỉ
28
