Kỹ thuật lạnh là một ngành được phát triển trên 100 năm nay. Ngay từ những ngày đầu mới phát triển, các nhà khoa học đã thấy được tính ưu việt và khả năng ứng dụng rộng rãi vào đời sống con người trong rất nhiều lĩnh vực như: điều hòa không khí, bảo quản lạnh và lạnh đông thực phẩm và rất nhiều ngành kỹ thuật khác có liên quan.
- Với tốc độ phát triển ngày càng nhanh và đòi hỏi ngày càng cao của ngành công nghiệp thực phẩm, kỹ thuật lạnh lại thể hiện được tính ưu việt của mình trong quá trình bảo quản lạnh cũng như bảo quản lạnh đông thực phẩm, góp phần làm cho nguyên liệu thực phẩm sau khi được thu hái, đánh bắt có thể được bảo quản với thời gian lâu hơn mà chất lượng thì gần như không đổi.
- Cùng với sự phát triển kinh tế thì nhu cầu giao lưu thương mại giữa các nơi cũng ngày càng phát triển. Để phục vụ tốt cho việc giao lưu hàng hóa trong nước và ngoài nước, đặc biệt là đối với các sản phẩm lạnh đông, thì cần phải có các phương tiện vận tải lạnh. Được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay là tàu thủy, tàu hỏa, ôtô và container lạnh. Những phương tiện này chính là cầu nối quan trọng của dây chuyền lạnh nối liền từ nơi sản xuất chế biến tới nơi bảo quản, trung chuyển, phân phối và tiêu dùng, không những góp phần làm cho sản phẩm được phân phối đều, rộng khắp mà còn là yếu tố quan trọng phát triển nền kinh tế.
- Đối với tàu thủy là phương tiện duy nhất, kinh tế nhất trong việc vận chuyển sản phẩm lạnh và đông lạnh giữa các châu lục. Cũng nhờ có tàu thủy mà có thể đánh bắt hải sản lâu ngày trên biển.
- Trên đất liền, giữa các địa điểm có đường sắt nối liền thì vận chuyển lạnh bằng tàu hỏa là kinh tế nhất nhưng thực tế khối lượng vận chuyển phải lớn mới kinh tế.
- Trên các đoạn đường không có đường sắt, giữa các kho lạnh phân phối và tiêu dùng hoặc giữa nơi đánh bắt và chế biến thì vận chuyển bằng ôtô và container là kinh tế nhất và tiện lợi nhất.
41 trang |
Chia sẻ: lvbuiluyen | Lượt xem: 2022 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Môn học quy trình thiết bị, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
LÔØI MÔÛ ÑAÀU
Kyõ thuaät laïnh laø moät ngaønh ñöôïc phaùt trieån treân 100 naêm nay. Ngay töø nhöõng ngaøy ñaàu môùi phaùt trieån, caùc nhaø khoa hoïc ñaõ thaáy ñöôïc tính öu vieät vaø khaû naêng öùng duïng roäng raõi vaøo ñôøi soáng con ngöôøi trong raát nhieàu lónh vöïc nhö: ñieàu hoøa khoâng khí, baûo quaûn laïnh vaø laïnh ñoâng thöïc phaåm vaø raát nhieàu ngaønh kyõ thuaät khaùc coù lieân quan.
Vôùi toác ñoä phaùt trieån ngaøy caøng nhanh vaø ñoøi hoûi ngaøy caøng cao cuûa ngaønh coâng nghieäp thöïc phaåm, kyõ thuaät laïnh laïi theå hieän ñöôïc tính öu vieät cuûa mình trong quaù trình baûo quaûn laïnh cuõng nhö baûo quaûn laïnh ñoâng thöïc phaåm, goùp phaàn laøm cho nguyeân lieäu thöïc phaåm sau khi ñöôïc thu haùi, ñaùnh baét coù theå ñöôïc baûo quaûn vôùi thôøi gian laâu hôn maø chaát löôïng thì gaàn nhö khoâng ñoåi.
Cuøng vôùi söï phaùt trieån kinh teá thì nhu caàu giao löu thöông maïi giöõa caùc nôi cuõng ngaøy caøng phaùt trieån. Ñeå phuïc vuï toát cho vieäc giao löu haøng hoùa trong nöôùc vaø ngoaøi nöôùc, ñaëc bieät laø ñoái vôùi caùc saûn phaåm laïnh ñoâng, thì caàn phaûi coù caùc phöông tieän vaän taûi laïnh. Ñöôïc söû duïng roäng raõi nhaát hieän nay laø taøu thuûy, taøu hoûa, oâtoâ vaø container laïnh. Nhöõng phöông tieän naøy chính laø caàu noái quan troïng cuûa daây chuyeàn laïnh noái lieàn töø nôi saûn xuaát cheá bieán tôùi nôi baûo quaûn, trung chuyeån, phaân phoái vaø tieâu duøng, khoâng nhöõng goùp phaàn laøm cho saûn phaåm ñöôïc phaân phoái ñeàu, roäng khaép maø coøn laø yeáu toá quan troïng phaùt trieån neàn kinh teá.
Ñoái vôùi taøu thuûy laø phöông tieän duy nhaát, kinh teá nhaát trong vieäc vaän chuyeån saûn phaåm laïnh vaø ñoâng laïnh giöõa caùc chaâu luïc. Cuõng nhôø coù taøu thuûy maø coù theå ñaùnh baét haûi saûn laâu ngaøy treân bieån.
Treân ñaát lieàn, giöõa caùc ñòa ñieåm coù ñöôøng saét noái lieàn thì vaän chuyeån laïnh baèng taøu hoûa laø kinh teá nhaát nhöng thöïc teá khoái löôïng vaän chuyeån phaûi lôùn môùi kinh teá.
Treân caùc ñoaïn ñöôøng khoâng coù ñöôøng saét, giöõa caùc kho laïnh phaân phoái vaø tieâu duøng hoaëc giöõa nôi ñaùnh baét vaø cheá bieán thì vaän chuyeån baèng oâtoâ vaø container laø kinh teá nhaát vaø tieän lôïi nhaát.
ChöôngI
TOÅNG QUAN
I.1 GIÔÙI THIEÄU VEÀ MOÂI CHAÁT LAÏNH:
I.1.1 Ñònh nghóa moâi chaát laïnh:
Moâi chaát laïnh laø chaát moâi giôùi söû duïng trong chu trình nhieät ñoäng ngöôïc chieàu ñeå bôm moät doøng nhieät töø moät moâi tröôøng coù nhieät ñoä thaáp ñeán moät moâi tröôøng khaùc coù nhieät ñoä cao hôn.
Moâi chaát tuaàn hoaøn ñöôïc trong heä thoáng laø nhôø quaù trình neùn hôi. ÔÛ maùy laïnh neùn hôi, söï thu nhieät cuûa moâi tröôøng coù nhieät ñoä thaáp nhôø quaù trình bay hôi ôû aùp suaát thaáp vaø nhieät ñoä thaáp coøn quaù trình thaûi nhieät ra moâi tröôøng coù nhieät ñoä cao nhôø quaù trình ngöng tuï ôû aùp suaát cao vaø nhieät ñoä cao.
I.1.2 Yeâu caàu ñoái vôùi moâi chaát laïnh:
I.1.2.1 Tính chaát hoùa hoïc:
Khoâng coù haïi vôùi moâi tröôøng, khoâng laøm oâ nhieãm moâi tröôøng.
Phaûi beàn vöõng veà hoùa hoïc trong phaïm vi aùp suaát vaø nhieät ñoä laøm vieäc, khoâng ñöôïc phaân huûy hoaëc polime hoùa.
Phaûi trô hoùa hoïc, khoâng aên moøn caùc vaät lieäu cheá taïo maùy, khoâng phaûn öùng vôùi daàu boâi trôn, oxy trong khoâng khí vaø hôi aåm.
An toaøn, khoâng chaùy vaø khoâng noå.
I.1.2.2 Tính chaát vaät lyù:
AÙp suaát ngöng tuï khoâng ñöôïc quaù cao ñeå laøm roø ræ moâi chaát, giaûm chieàu daøy vaùch thieát bò vaø giaûm nguy hieåm do vôõ, noå.
AÙp suaát bay hôi khoâng ñöôïc quaù nhoû, phaûi lôùn hôn aùp suaát khí quyeån chuùt ít ñeå heä thoáng khoâng bò chaân khoâng, traùnh roø loït khoâng khí vaøo heä thoáng.
Nhieät ñoä ñoâng ñaëc phaûi lôùn hôn nhieät ñoä bay hôi nhieàu.
Nhieät ñoä tôùi haïn phaûi cao hôn nhieät ñoä ngöng tuï nhieàu.
Nhieät aån hoùa hôi r vaø nhieät dung rieâng c cuûa moâi chaát loûng caøng lôùn, caøng toát nhöng chuùng khoâng ñoùng vai troø quan troïng trong vieäc ñaùnh giaù chaát löôïng moâi chaát laïnh. Nhieät aån hoùa hôi caøng lôùn, löôïng moâi chaát tuaàn hoaøn trong heä thoáng caøng nhoû vaø naêng suaát laïnh rieâng khoái löôïng caøng lôùn.
Naêng suaát laïnh rieâng theå tích caøng lôùn caøng toát vì maùy neùn vaø thieát bò goïn nheï.
Ñoä nhôùt ñoäng caøng nhoû caøng toát vì toån thaát aùp suaát treân ñöôøng oáng vaø caùc van giaûm.
Heä soá daãn nhieät l, heä soá toûa nhieät a caøng lôùn caøng toát vì thieát bò trao ñoåi nhieät goïn nheï hôn.
Söï hoøa tan daàu cuûa moâi chaát cuõng ñoùng vai troø quan troïng trong söï vaän haønh vaø boá trí thieát bò. Moâi chaát hoøa tan daàu hoaøn toaøn coù öu ñieåm laø quaù trình boâi trôn toát hôn, caùc thieát bò trao ñoåi nhieät luoân ñöôïc röûa saïch lôùp daàu baùm, quaù trình trao ñoåi nhieät toát hôn, nhöng coù nhöôïc ñieåm laø coù theå laøm giaûm ñoä nhôùt cuûa daàu vaø taêng nhieät ñoä bay hôi neáu tæ leä daàu trong moâi chaát laïnh loûng ôû daøn bay hôi taêng. Moâi chaát khoâng hoøa tan daàu coù nhöôïc ñieåm laø quaù trình boâi trôn khoù thöïc hieän hôn, lôùp daàu baùm treân thaønh thieát bò vaø lôùp trôû nhieät caûn trôû quaù trình trao ñoåi nhieät…öu ñieåm cuûa noù laø khoâng laøm giaûm ñoä nhôùt daàu, khoâng bò taêng nhieät ñoä soâi…
Moâi chaát hoøa tan nöôùc caøng nhieàu caøng toát vì traùnh ñöôïc taéc aåm cho van tieát löu.
Phaûi khoâng daãn ñieän ñeå coù theå söû duïng cho maùy neùn kín vaø nöûa kín.
I.1.2.3 Tính chaát sinh lyù:
Khoâng ñöôïc ñoäc haïi vôùi ngöôøi vaø cô theå soáng, khoâng gaây phaûn öùng vôùi cô quan hoâ haáp, khoâng taïo caùc khí ñoäc haïi khi tieáp xuùc vôùi ngoïn löûa haøn vaø vaät lieäu cheá taïo maùy.
Phaûi coù muøi ñaëc bieät ñeå deã daøng phaùt hieän roø ræ vaø coù bieän phaùp phoøng traùnh, an toaøn. Neáu moâi chaát khoâng coù muøi, coù theå pha theâm chaát coù muøi vaøo ñeå nhaän bieát neáu chaát ñoù khoâng aûnh höôûng ñeán chu trình laïnh.
Khoâng ñöôïc aûnh höôûng xaáu ñeán chaát löôïng baûo quaûn.
I.1.2.4 Tính kinh teá:
Giaù thaønh phaûi reû, tuy nhieân phaûi ñaûm baûo ñoä tinh khieát yeâu caàu.
Deã kieám, nghóa laø vieäc saûn xuaát, vaän chuyeån, baûo quaûn deã daøng.
I.1.3 Löïa choïn moâi chaát laïnh:
Töø nhöõng yeâu caàu caàn ñaït ñöôïc cuûa moät moâi chaát laïnh trong chu trình laïnh, ta choïn moâi chaát laïnh R22 (coâng thöùc hoùa hoïc: CHClF2) vôùi caùc ñaëc ñieåm nhö sau:
Nhieät ñoä soâi ôû aùp suaát khí quyeån: -40,80C
Khoâng aên moøn caùc kim loaïi vaø phi kim cheá taïo maùy.
Thuoäc loaïi moâi chaát an toaøn chaùy noå vaø khoâng ñoäc haïi
I.2 GIÔÙI THIEÄU VAÄT LIEÄU CAÙCH NHIEÄT:
Vaät lieäu caùch nhieät coù nhieäm vuï haïn cheá doøng nhieät toån thaát töø ngoaøi moâi tröôøn coù nhieät ñoä cao vaøo phoøng laïnh coù nhieät ñoä thaáp qua keát caáu bao che.
Yeâu caàu cuûa vaät lieäu caùch nhieät:
Heä soá daãn nhieät nhoû.
Khoái löôïng rieâng nhoû.
Ñoä thaám hôi nöôùc nhoû.
Ñoä beàn cô hoïc vaø ñoä deûo cao.
Beàn ôû nhieät ñoä thaáp vaø khoâng aên moøn caùc vaät lieäu.
Khoâng chaùy hoaëc khoâng deã chaùy.
Khoâng baét muøi vaø khoâng coù muøi laï.
Khoâng gaây naám moác vaø phaùt sinh vi sinh vaät.
Khoâng gaây ñoäc haïi ñoái vôùi söùc khoûe con ngöôøi.
Reû tieàn, deã kieám, deã vaän chuyeån, laép raùp, söûa chöõa…
Gia coâng deã daøng.
Treân thöïc teá khoâng coù vaät lieäu caùch nhieät lyù töôûng (thoûa caùc yeâu caàu treân), do ñoù khi choïn vaät lieäu caùch nhieät caàn phaûi lôïi duïng trieät ñeå öu ñieåm vaø haïn cheá ñeán möùc thaáp nhaát nhöôïc ñieåm trong töøng tröôøng hôïp öùng duïng cuï theå.
Caùc vaät lieäu caùch nhieät töø caùc chaát höõu cô nhaân taïo ñöôïc söû duïng raát nhieàu, chuùng coù tính caùch nhieät toát nhö: polystirol, polyurethan, polyethilen…
Hieän nay polystirol vaø polyurethan ñöôïc söû duïng roäng raõi ñeå caùch nhieät cho caùc buoàng laïnh coù nhieät ñoä ñeán -1800C. Thöôøng boït polystirol bò chaùy nhöng cuõng coù loaïi khoâng chaùy do troän caùc loaïi phuï gia choáng chaùy. Polyurethan coù öu ñieåm lôùn hôn laø taïo boït maø khoâng caàn gia nhieät neân deã daøng taïo boït trong caùc theå tích roãng hoaëc giöõa caùc taám caùch aåm. Chính vì vaäy maø polyurethan ñöôïc söû duïng ñeå caùch nhieät ñöôøng oáng, tuû laïnh gia ñình vaø thöông nghieäp, oâtoâ...Do ñoù, ta choïn polyurethan laøm vaät lieäu caùch nhieät cho thuøng baûo oân vì coù nhöõng öu ñieåm neâu treân.
I.3 GIÔÙI THIEÄU VAÄT LIEÄU CAÙCH AÅM:
AÅm coù theå xaâm nhaäp vaøo thuøng baûo oân baèng caùc con ñöôøng:
Möa rôi treân beà maët ngoaøi.
Do vaät lieäu xaây döïng cuûa thuøng baûo oân coù khaû naêng huùt aåm cuûa khoâng khí.
Do nöôùc trong khoâng khí ngöng tuï treân beà maët ngoaøi.
Khoâng khí laø hoãn hôïp cuûa O2, N2, khí trô vaø hôi nöôùc. Nhieät ñoä khoâng khí caøng cao thì aùp suaát rieâng phaàn cuûa hôi nöôùc caøng taêng neân aùp suaát rieâng phaàn cuûa hôi nöôùc beân ngoaøi thuøng baûo oân seõ lôùn hôn trong thuøng baûo oân. Töø ñoù hôi nöôùc coù xu höôùng luoân thaâm nhaäp vaøo beân trong lôùp caùch nhieät vaø do ñoù seõ taêng toån thaát laïnh ñoàng thôøi laøm cho vaät lieäu caùch nhieät mau hö hoûng.
Ñeå giöõ gìn lôùp caùch nhieät khoâng bò aåm öôùt baèng caùch phuû leân maët ngoaøi cuûa vaät lieäu caùch nhieät 1 lôùp nhö: bitum, keo, nhuõ töông bitum, giaáy daàu…Ta choïn bitum laø lôùp caùch aåm phuû leân beà maët ngoaøi cuûa lôùp polyurethan veà phía nhieät ñoä cao hôn.
I.4 GIÔÙI THIEÄU SÔ ÑOÀ NGUYEÂN LYÙ:
Heä thoáng laïnh vôùi maùy laïnh neùn hôi moät caáp , daøn laïnh bay hôi tröïc tieáp laøm laïnh saûn phaåm nhôø daøn quaït ñoái löu cöôõng böùc. Caùc chi tieát thieát bò trong heä thoáng laïnh goàm coù:
Thieát bò hoài nhieät.
Bình taùch loûng.
Van tieát löu.
Rôle nhieät ñoä.
Rôle aùp suaát thaáp.
Rôle aùp suaát cao.
Bình chöùa cao aùp.
Phin saáy loïc.
Maét ga.
I.4.1 Giôùi thieäu sô löôïc veà caùc thieát bò, chöùc naêng vaø söï boá trí trong heä thoáng:
Maùy neùn: duøng maùy neùn nöûa kín do Nga saûn xuaát.
Thieát bò boác hôi: laø loaïi thieát bò boác hôi tröïc tieáp (loaïi chuøm oáng coù caùnh), ñoái löu cöôõng böùc nhôø quaït gioù. Quaït hoaït ñoäng nhôø söï truyeàn ñoäng cuûa ñoäng cô diesel qua ñai truyeàn.
Thieát bò ngöng tuï: laø loaïi chuøm oáng coù caùnh ñoái löu cöôõng böùc nhôø quaït gioù, hoaït ñoäng nhôø söï truyeàn ñoäng cuûa ñoäng cô diesel qua ñai truyeàn.
Thieát bò hoài nhieät: laø loaïi oáng xoaén ruoät gaø loàng trong oáng nhaèm quaù nhieät hôi huùt ra khoûi giaøn laïnh vaø quaù laïnh taùc nhaân laïnh tröôùc tieát löu giuùp naâng cao hieäu quaû nhieät ñoäng hoïc cuûa chu trình laïnh.
Bình taùch loûng: ñöôïc laép treân ñöôøng hôi huùt veà maùy neùn tröôùc thieát bò hoài nhieät ñeå baûo ñaûm haønh trình khoâ cho maùy neùn vaø tieát löu ñöôïc löôïng taùc nhaân nhieàu nhaát.
Van tieát löu: heä thoáng duøng van tieát löu nhieät töï ñoäng döïa treân söï caûm öùng nhieät ñoä cuûa hôi ra khoûi thieát bò boác hôi.
Bình chöùa cao aùp: ñöôïc boá trí veà phía cao aùp sau thieát bò ngöng tuï ñeå chöùa loûng taùc nhaân laïnh sau ngöng tuï nhaèm giaûi phoùng beà maët truyeàn nhieät cho thieát bò ngöng tuï ñoàng thôøi döï tröõ moät löôïng loûng ñaûm baûo cho söï hoaït ñoäng bình thöôøng cuûa heä thoáng.
Phin saáy loïc: ñöôïc boá trí treân ñöôøng oáng daãn loûng tröôùc tieát löu vaø treân ñöôøng daãn hôi veà maùy neùn nhaèm loaïi aåm vaø caùc tinh theå ñaù taïo thaønh, traùnh hieän töôïng taéc aåm cho van tieát löu vaø aåm xaâm nhaäp vaøo maùy neùn.
Maét ga: ñöôïc boá trí treân ñöôøng daãn loûng sau bình chöùa cao aùp ñeå kieåm tra löôïng loûng trong heä thoáng.
Rôle nhieät ñoä: coù nhieäm vuï ñieàu khieån töï ñoäng quaù trình ñoùng môû cho heä thoáng hoaït ñoäng hoaëc ngöng hoaït ñoäng nhaèm oån ñònh nhieät ñoä laøm laïnh theo giaù trò ñònh tröôùc.
I.4.2 Nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa heä thoáng:
Hôi taùc nhaân laïnh ra khoûi daøn laïnh vaøo bình taùch loûng ñeå taùch caùc gioït loûng bò loâi cuoán theo. Phaàn loûng taùch ñöôïc naøy laïi tieáp tuïc ñöôïc tieát löu ñeå sinh laïnh, phaàn hôi ñöôïc qua bình hoài nhieät ñeå naâng nhieät ñoä hôi thaønh hôi quaù nhieät. Hôi quaù nhieät sau ñoù ñöôïc huùt veà maùy neùn vaø ñöôïc neùn leân ñeán aùp suaát ngöng tuï qua thieát bò ngöng tuï, ngöng tuï laïi thaønh loûng roài ñöôïc daãn vaøo bình chöùa cao aùp. Loûng töø bình chöùa cao aùp qua bình hoài nhieät ñeå quaù laïnh taùc nhaân laïnh loûng, qua phin saáy loïc roài qua van tieát löu ñeå tieát löu giaûm aùp vaø soâi trong daøn laïnh. Taùc nhaân laïnh soâi seõ thu nhieät cuûa saûn phaåm caàn laøm laïnh vaø trôû thaønh hôi ñi ra ngoaøi.
Khi nhieät ñoä thuøng xe haï xuoáng döôùi möùa quy ñònh thì rôle nhieät ñoä seõ ngaét maïch boä ly hôïp töø tính cuûa maùy neùn, maùy neùn seõ chaïy khoâng taûi. Sau moät khoaûng thôøi gian nhieät ñoä trong thuøng xe taêng, rôle nhieät ñoä laïi ñoùng maïch boä ly hôïp töø tính cuûa maùy neùn cho heä thoáng hoaït ñoäng trôû laïi bình thöôøng.
Sô ñoà nguyeân lyù heä thoáng laïnh cuûa xe ñöôïc moâ taû treân sô ñoà sau:
Chöông II
TÍNH CAÙCH NHIEÄT CAÙCH AÅM
II.1 XAÙC ÑÒNH BEÀ DAØY LÔÙP CAÙCH NHIEÄT:
II.1.1 Keát caáu traàn:
d1
d1
d2
dCN
d1
Traàn cuûa thuøng baûo oân coù keát caáu nhö sau:
Lôùp caùch nhieät coù beà daøy: dCN.
Lôùp Bitum caùch aåm coù beà daøy: d2.
Hai lôùp nhoâm boïc beân ngoaøi baûo veä coù chieàu daøy: d1.
Ñeå ñaûm baûo cho keát caáu ñöôïc vöõng chaéc, coù nhöõng thanh goã taêng cöùng vaø lieân keát giöõa lôùp nhoâm beân trong vaø lôùp beân ngoaøi.
Toång beà daøy cuûa keát caáu traàn thuøng xe baûo oân ñöôïc cho trong baûng sau (vôùi d1 vaø d2 töï choïn):
STT
VAÄT LIEÄU
d (m)
l (W/mK)
1
Lôùp nhoâm baûo veä
0,001
203,8
2
Lôùp Bitum caùch aåm
0,003
0,18
3
Lôùp polyurethan caùch nhieät
dCN
0,0325
4
Lôùp nhoâm baûo veä
0,001
203,8
Sd
0,005 + dCN
Beà daøy lôùp caùch nhieät dCN ñöôïc xaùc ñònh baèng coâng thöùc:
(m) (*)
lCN: heä soá daãn nhieät cuûa lôùp caùch nhieät, W/mK
K: heä soá truyeàn nhieät cuûa caùc vaùch bao che thuøng baûo oân, W/m2K. Trong khoaûng nhieät ñoä cuûa thuøng baûo oân töø -300C ñeán -180C thì choïn K cho pheùp = 0,4 W/m2K.
di, li: beà daøy (m) vaø heä soá daãn nhieät (W/mK) cuûa caùc lôùp caùch ly (tröø lôùp caùch nhieät).
ang: heä soá toûa nhieät töø khoâng khí ñeán maët ngoaøi cuûa vaùch bao che, W/m2K
atr: heä soá toûa nhieät töø maët ngoaøi cuûa vaùch bao che ñeán khoâng khí trong thuøng baûo oân, W/m2K
Choïn atr = 8 (W/m2K)
ang ñöôïc tính theo coâng thöùc sau:
w: vaän toác xe laïnh chuyeån ñoäng, m/s.
Choïn w = 45km/h = 12,5 m/s, theá vaøo coâng thöùc ta coù:
(W/m2K)
Theá vaøo coâng thöùc tính dCN ta coù:
Choïn dCN = 0,1 (m) = 10 (cm). Boït polyurethan seõ ñöôïc phun vaøo khoaûng troáng giöõa hai lôùp nhoâm baûo veä sao cho ñaït beà daøy tính toaùn.
Nhö vaäy: toång beà daøy keát caáu cuûa traàn thuøng baûo oân laø:
Sd = d2 + dCN + 2d1 = 2x0,001 + 0,1 + 0,003 = 0,105 (m).
II.1.2 Keát caáu vaùch bao che:
dCN
d1
d2
d1
Keát caáu cuûa vaùch bao che thuøng baûo oân gioáng töông töï nhö keát caáu cuûa traàn nhö sau:
Lôùp caùch nhieät coù beà daøy: dCN.
Lôùp Bitum caùch aåm coù beà daøy: d2.
Hai lôùp nhoâm baûo veä beân ngoaøi coù chieàu daøy: d1.
STT
VAÄT LIEÄU
d (m)
l (W/mK)
1
Lôùp nhoâm baûo veä
0,001
203,8
2
Lôùp Bitum caùch aåm
0,003
0,18
3
Lôùp polyurethan caùch nhieät
dCN
0,0325
4
Lôùp nhoâm baûo veä
0,001
203,8
Sd
0,005 + dCN
Ñeå ñaûm baûo ñieàu kieän cho khoâng khí laïnh ñöôïc ñoái löu toát trong thuøng baûo oân vaø ñaûm baûo cho keát caáu ñöôïc vöõng chaéc, lôùp nhoâm baûo veä beân trong thuøng baûo oân coù daïng soùng vuoâng vaø doïc theo vaùch coù nhöõng thanh goã taêng cöùng vaø lieân keát giöõa lôùp nhoâm beân trong vaø lôùp beân ngoaøi.
Beà daày lôùp caùch nhieät dCN ñöôïc tính theo coâng thöùc töông töï nhö coâng thöùc (*) ôû treân:
Ta choïn dCN = 0,1 (m) = 10 (cm)
II.1.3 Keát caáu saøn thuøng baûo oân:
d1
d3
d2
dCNN
d3
d1
Saøn thuøng baûo oân coù keát caáu nhö sau:
Lôùp caùch nhieät coù beà daøy: dCN.
Lôùp Bitum caùch aåm coù beà daøy: d2.
Hai lôùp theùp khoâng ræ coù chieàu daøy: d3.
Hai lôùp nhoâm baûo veä beân ngoaøi coù chieàu daøy: d1.
Lôùp nhoâm baûo veä beân trong cuûa thuøng baûo oân coù daïng soùng vuoâng ñeå taêng khaû naêng chòu löïc ñoàng thôøi giuùp thoaùt nöôùc deã daøng. Ñeå taêng cöùng vaø khaû naêng chòu löïc cho thuøng, ta laép theâm caùc thanh goã chòu löïc vaø lieân keát.
STT
VAÄT LIEÄU
d (m)
l (W/mK)
1
Lôùp nhoâm baûo veä
0,001
203,8
2
Theùp khoâng ræ X25T
0,001
16,7
3
Lôùp Bitum caùch aåm
0,003
0,18
4
Lôùp polyurethan caùch nhieät
dCN
0,0325
5
Theùp khoâng ræ X25T
0,001
16,7
6
Lôùp nhoâm baûo veä
0,001
203,8
Sd
0,007 + dCN
Beà daøy lôùp caùch nhieät dCN tính theo coâng thöùc (*) vôùi caùc thoâng soá atr, ang vaø K töông töï nhö treân.
Ta choïn dCN = 0,1 (m) = 10 (cm)
Chieàu daøy töøng phaàn cuûa keát caáu bao che ñöôïc cho trong baûng sau:
STT
Phaàn bao che
d (m)
1
Traàn
0,105
2
Vaùch
0,105
3
Saøn
0,107
Chieàu daøy cuûa keát caáu bao che thuøng baûo oân khoâng choïn theo chieàu daøy cuûa töøng phaàn maø chieàu daøy chung cuûa toång keát caáu bao che choïn theo phaàn keát caáu coù chieàu daøy lôùn nhaát. Nhö vaäy, choïn chieàu daøy cuûa keát caáu bao che thuøng baûo oân d = 0,107 (m).
II.2 TÍNH KIEÅM TRA ÑOÏNG SÖÔNG:
Heä soá truyeàn nhieät thöïc cuûa keát caáu bao che ôû treân ñöôïc xaùc ñònh laïi baèng coâng thöùc nhö sau:
Nhö vaäy: Kth < Kcho pheùp = 0,4 (W/m2K)
Keát caáu phaûi ñaûm baûo khoâng ñoïng söông ôû vaùch ngoaøi keát caáu bao che. Ñeå ñaûm baûo khoâng ñoïng söông, heä soá truyeàn nhieät thöïc cuûa keát caáu bao che phaûi thoûa ñieàu kieän:
0,95: heä soá döï trö.õ
ang: heä soá toûa nhieät veà phía coù nhieät ñoä cao hôn, W/m2K.
tng: nhieät ñoä khoâng khí beân ngoaøi thuøng baûo oân, 0C.
ttr: nhieät ñoä khoâng khí beân trong thuøng baûo oân, 0C.
ts: nhieät ñoä ñieåm söông cuûa khoâng khí beân ngoaøi, 0C.
ts ñöôïc xaùc ñònh döïa vaøo nhieät ñoä khoâng khí beân ngoaøi vaø ñoä aåm trung bình. Ta coù caùc thoâng soá khí töôïng taïi Thaønh phoá Hoà Chí Minh nhö sau:
+ Nhieät ñoä tuyeät ñoái: ttñ = 400C
+ Nhieät ñoä toái cao trung bình thaùng noùng nhaát: ttc = 340C.
(0C)
+ Ñoä aåm trung bình: jtb = 75%.
Töø tkk = 370C vaø jtb = 75%, duøng giaûn ñoà I_d cuûa khoâng khí aåm ta seõ xaùc ñònh ñöôïc ts = 29,50C.
Theá vaøo coâng thöùc ta coù:
(W/m2K)
Nhö vaäy: Kthöïc < Kñoïng söông (0,31 < 4,028)
Vaùch ngoaøi cuûa keát caáu bao che khoâng bò ñoïng söông.
Keát caáu bao che cuûa thuøng baûo oân vôùi K = 0,31(W/m2K) vaø d = 0,107 (m) laø hôïp lyù vaø coù theå söû duïng ñeå tính toaùn cho caùc böôùc tieáp theo.
Chöông III
TÍNH TOAÙN NHIEÄT
THUØNG BAÛO OÂN
Tính nhieät cuûa thuøng baûo oân laø tính toaùn caùc doøng nhieät töø moâi tröôøng beân ngoaøi ñi vaøo thuøng baûo oân. Ñaây chính laø doøng nhieät toån thaát maø maùy laïnh phaûi coù ñuû coâng suaát ñeå thaûi noù trôû laïi moâi tröôøng noùng, ñaûm baûo söï cheânh leäch nhieät ñoä oån ñònh giöõa thuøng baûo oân vaø khoâng khí beân ngoaøi.
Muïc ñích cuoái cuøng cuûa vieäc tính toaùn nhieät thuøng baûo oân laø ñeå xaùc ñònh naêng suaát cuûa maùy laïnh caàn laép ñaët.
III.1 XAÙC ÑÒNH DIEÄN TÍCH CUÛA CAÙC KEÁT CAÁU BAO CHE:
Ñeå tieän cho vieäc tính toaùn vaø phuø hôïp vôùi thöïc teá, ta choïn caù laøm saûn phaåm ñaïi dieän seõ ñöôïc vaän chuyeån vaø baûo quaûn trong thuøng baûo oân.
Phuï taûi theå tích thöïc teá cuûa caù: qv = 0,4 taán/m3.
Theå tích chöùa saûn phaåm cuûa thuøng baûo oân: (m3)
Vôùi G = 5 taán: dung tích thöïc cuûa thuøng baûo oân.
(m3)
Dieän tích chöùa saûn phaåm cuûa thuøng baûo oân:
(m2)
hsp: chieàu cao cuûa saûn phaåm trong thuøng baûo oân. Choïn hsp = 1,8 (m).
(m2)
Dieän tích thieát keá cuûa thuøng baûo oân (dieän tích thöïc teá cheá taïo):
(m2)
b: heä soá xöû duïng cuûa thuøng baûo oân. Choïn b = 0,7 vôùi thuøng baûo oân coù Fxd < 50m2.
(m2)
Choïn Fxd = 10m2.
Kích thöôùc beà maët trong cuûa thuøng baûo oân laø: 5(m) x 2(m) x 2(m).
Kích thöôùc beà maët ngoaøi: 5,214(m) x 2,214(m) x 2,214(m).
III.2 TÍNH TOÅNG TOÅN THAÁT NHIEÄT CUÛA THUØNG BAÛO OÂN:
Doøng nhieät toån thaát va