ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB

Mục lục
1 MỞ ĐẦU.................................................................................................................................2
1.1 Giới thiệu sơ lược về mít.................................................................................................2
1.2 Giới thiệu sơ lược về bơm nhiệt......................................................................................2
1.3 Phương pháp thực hiện quá trình công nghệ:.................................................................2
2 PHẦN TÍNH TÓAN...............................................................................................................4
2.1 Tính cân bằng vật chất và năng lượng...........................................................................4
2.1.1 Các thông số của không khí ngòai trời....................................................................4
2.1.2 Các thông số của mít................................................................................................4
2.1.3 Các thông số của buồng sấy:...................................................................................5
2.1.4 Tính tóan quá trình sấy lý thuyết:............................................................................5
2.1.5 Tính tóan quá trình sấy thực:....................................................................................7
2.2 Tính chọn máy nén..........................................................................................................9
2.3 Tính tóan thiết bò bốc hơi..............................................................................................11
2.4 Tính tóan thiết bò ngưng tụ trong...................................................................................15
2.5 Tính tóan thiết bò ngưng tụ ngòai..................................................................................18
2.6 Tính chọn quạt ly tâm....................................................................................................22
2.7 Tính chọn quạt hướng trục.............................................................................................23
2.8 Tính sơ bộ giá thành......................................................................................................23
3 KẾT LUẬN & ĐÁNH GIÁ..................................................................................................24
4 TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................................25

Trang 1


ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB

1 MỞ ĐẦU
1.1 Giới thiệu sơ lược về mít

Mít -Artocarpus heterophyllus- thuộc họ Dâu tằm- Moraceae. Cây gỗ cao 12m tới 20m.
Lá hình trái xoan nguyên hay chia thùy về 1 phía, dài 10-20cm. Cụm hoa đực (dái Mít) và
cái đính trên thân cây hoặc trên các cành già. Quả to hình trái xoan hay thuôn, dài tới 60
cm, nặng tới 20-30kg hay hơn nữa. Quả mít chín có màu lục vàng, là 1 lọai quả kép gồm
nhiều quả bế mang bởi 1 bao hoa nạc trên 1 đế hoa chung. Mỗi hốc là 1 hạt (thực ra là
quả bế) bao bởi 1 lớp nạc mềm màu vàng ( tức là bao hoa).
Mít có nguồn gốc ở miền Nam n Độ và Malaysia, hiện được trồng khắp nước ta, trong
các vườn gia đình, quanh khu dân cư, trên nương rẫy.
Nhân dân ta dùng quả mít còn non để ăn luộc, xào, nấu canh, hoặc muối dưa chua; xơ
mít tham gia vào thành phần 1 lọai dưa gọi là nhút (có vùng làm nhút nổi tiếng như Thanh
Chương ở Nghệ An); xơ mít chín cũng dùng muối nén ăn được như dưa chua. Quả mít chín
có các muối mít to, thơm ngọt dùng để ăn tươi, chế nước sinh tố, ăn luộc hoặc phơi khô
làm rau ăn hoặc làm mứt khô hay ngâm trong xirô để tráng miệng. Người ta xác đònh
thành phần chủ yếu trong phần ăn được của mít: nước 72.3%; protein 1.7%; lipid 0.3%;
đường tổng số 23.7%. Trong 100 gam ăn được có: Ca 27g; P 38mg; Fe 0.6mg; Na 2 mg; K
407 mg; và các vitamin: tương đương caroten 235 UI; B1 0.09mg; B2 0.11mg; P 0.7 mg; C
9 mg. Cứ 100 g mít sẽ cung cấp cho cơ thể 94 calo.
Hạt mít cũng ăn được, có thể luộc, nướng hay rang chín, phơi khô làm bột hoặc ghế với
cơm; bột này có khi được trộn với bột đậu tương để làm đậu phụ. Lá mít dùng để nuôi gia
súc có tác dụng kích thích sự tiết sữa.

1.2 Giới thiệu sơ lược về bơm nhiệt
Năm 1852, Thomson (Lord Kelvin) sáng chế ra bơm nhiệt đầu tiên của thế giới. Song
song với kỹ thuật lạnh, bơm nhiệt có bước phát triển riêng của mình. Ngày nay bơm nhiệt
đã trở nên quen thuộc và được ứng dụng trong các ngành kinh tế sử dụng nguồn nhiệt
nhiệt độ thấp như:
- Công nghệ sấy và hút ẩm
- Công nghệ chưng cất, tách chất
- Các quá trình thu hồi nhiệt thải
- Công nghệ thực phẩm


1.3 Phương pháp thực hiện quá trình công nghệ:

Trang 2


ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB
Ta sẽ thiết kế hệ thống sấy mít sử dụng bơm nhiệt, năng suất sản phẩm 50kg/mẻ.
Mít nguyên liệu trước khi đem vô buồng sấy đã được chần sơ, nhiệt độ của mít lúc đưa
vào buồng sấy là 35oC.
Sau khi mít được đặt trên các khay đưa vào buồng sấy thì cửa buồng sẽ đóng kín, không
khí trong buồng sẽ đi qua bộ xử lý không khí (gồm thiết bò bốc hơi, thiết bò ngưng tụ, quạt
ly tâm), không khí sẽ lần lượt được làm lạnh tách ẩm (trong thiết bò bốc hơi)rồi được đun
nóng( trong thiết bò ngưng tụ), sau đó nhờ quạt ly tâm đưa vào buồng sấy. Không khí sau
khi qua buồng sấy sẽ lại được đưa vào bộ xử lý không khí, rồi lại vào buồng sấy.
Không khí trước khi vào buồng sấy có nhiệt độ 41 oC, độ ẩm tương đối 60%. Không khí
ra khỏi buồng sấy có nhiệt độ 34oC, độ ẩm tương đối 96,4%.

Trang 3


ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB

2 PHẦN TÍNH TÓAN
2.1 Tính cân bằng vật chất và năng lượng
2.1.1 Các thông số của không khí ngòai trời
Độ ẩm tương đối:
= 80%
Nhiệt độ:
to= 27oC

p suất hơi bão hòa:

ϕ

4026.42
=

4026.42 
Pb =exp
exp12
12−−
÷

235.5
235.5++27
t (C )  công thức 2.31)

=0.0355

=26.613(mmHg)
p suất riêng phần của hơi nước
P = Pb.
=0.035x0.8=0.0284 (bar) ϕ =21.291(mmHg)
p suất không khí:
B=0.993 (bar)=745(mmHg)

2.1.2 Các thông số của mít
Nhiệt độ vào của mít : tv1=35(oC)
Nhiệt dung riêng : C=1360.6 (j/kg độ)
f = 1.38(m2/kg vật liệu khô)

Kích thước 1 múi: 5.5x3x1 (cm)
G2 (năng suất): 50kg/mẻ
Độ ẩm tuyệt đối ban đầu W1 :257%
Độ ẩm tuyệt đối của sản phẩm W2 :40%
Độ ẩm tuyệt đối cân bằng Wcb :15%
Khối lượng vật liệu khô:
G .100
=
(50x100)/(100+40)=35.714
Go = 2
(kg/mẻ)
100 + W2
Số múi/kg vật liệu khô: N*= 276 (múi/kg vật liệu khô)
Số múi mít ứng với G2 :
N’= NxGo=276x35.714=9857.06 9858 ≈ (múi) (làm tròn lên)
Trang 4

(theo

[8]
(bar)


ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB
Diện tích 1 múi chiếm chỗ trên khay:
s’=(5.5+0.2)x(3+0.2)/10000 =0.001824 (m2)
Khối lượng ẩm còn lại trong vật liệu sau khi sấy:
Ga2 = G2 – Go =50-35.714=14.286 (kg/mẻ)
Khối lượng mít trước khi sấy:
G1 = Go (1 +


W1
)
100

=35.714x(1+275/100)=127.500(kg/mẻ)
Khối lượng ẩm trong mít trước khi sấy:
Ga1 = W1. Go/100 =275x35.714/100= 91.786 (kg/mẻ)
Lượng ẩm tách ra:
∆G a = Ga1 − Ga 2
=91.786 -14.286=77.500 (kg/mẻ)

2.1.3 Các thông số của buồng sấy:
*Khay:
Kích thước 1 khay: chiều dài Lk =1(m) , chiều rộng Wk =1(m), chiều cao Hk =0.04 (m)
Diện tích bề mặt 1 khay: S= 1 (m2)
Số múi trên 1 khay :
N” = S/s’ = 548.25 549(múi/khay) (làm ≈ tròn lên)
Số khay cần:
≈
n= N’/N” =9858/549=17.956 18(khay)
*Buồng sấy:
Tường buồng sấy làm bằng gạch đỏ dày 0.25m có hệ số dẫn nhiệt 0.7W/m 2K.
Chiều dài buồng sấy Lb =1.3(m)
Chiều rộng buồng sấy Wb =1.5(m)
Chiều cao buồng sấy Hb = 1.4(m)
δm
Chiều cao 1 múi mít =0.01(m)
Chiều cao 18 lớp mít:
δm

Hm = .n =0.01x18= 0.18(m)
Chiều cao của 18 khay:
H’k = n.Hk = 18x0.04= 0.72(m)
Khỏang cách từ sàn buồng sấy cho tới tấm che phía trên khay thứ 18: H’ b=0.9(m)
Diện tích tự do cho tác nhân sấy đi qua:
Ftd =Lb.H’b – Lk.Hm=1.3x0.9-1x0.18=0.99 (m2)
Diện tích nền :
Fn = Lb.Wb = 1.3x1.5 = 1.95(m2)
Diện tích 4 tường xung quanh:
Ft = 2( Lb.Hb + Wb.Hb) =2(1.3x1.4+1.5x1.4)=7.84(m2)

2.1.4 Tính tóan quá trình sấy lý thuyết:

Trang 5


ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB
Chọn vận tốc của tác nhân sấy v=1.800 (m/s)
t1 : 41(oC)
ϕ
1 :60%
p suất hơi bão hòa của tác nhân sấy vào buồng sấy:
4026.42 
= 0.077 (bar)

Pb1 = exp  12 −
Hàm ẩm của tác nhân sấy vào
235.5 + 41 ÷



buồng sấy:

ϕP
=
0.622x0.6x0.077/(0.993d1 = 0.622 1 b1
0.6x0.077)=0.030
B − ϕ1Pb1
(kg ẩm /kg không khí khô)
(theo[7] công thức 1.6)
Entalpy của tác nhân sấy vào buồng sấy:
I1 = [t1 +d(2500+1.842t1)].1000=[41+0.03(2500+1.842x41)]= 119174.991
(j/kg không khí khô) (theo [7] công thức 1.15)
Khối lượng riêng của không khí vào buồng sấy:
ρ .T  0.378ϕ .Pb  =[1.293x273/(273+41)](1ρ1 = o o  1 −
÷0.378x0.6x0.077/0.993)= 1.104
T 
B

(kg/m3)(theo [7] công thức 1.11)
Trong đó
ρo
= 1.293 (kg/m3)
o
To = 273( C)
B = 0.993(bar)
Chọn nhiệt độ tác nhân sấy khi ra khỏi buồng sấy t2 =34(oC)
4026.42 
Pb2 == 0.053 (bar)

exp  12 −

I2 =I1 = 119174.991 (j/kg không
235.5 + 34 ÷


khí khô)
I 2 / 1000 − t2
d2 =
=(119174.991/1000-34)/
2500 + 1.842t2 (2500+1.842+34)= 0.033
(kg ẩm / kg không khí khô)
ϕ
Bd2
=
0.993x0.033/
2
=
.100%
[0.053x(0.622+0.033)]=95.336% Pb 2 (0.622 + d2 )
(theo [8] công thức
2.19)
Giá trò 2 khá phù hợp do đó ta sẽ lấy nhiệt ϕ độ t2 = 34oC như đã chọn lúc trước.
=[1.293x273/(273+34)](1ρ .T  ρ0.378ϕ .Pb  2
= o o 1 −
÷
T 
B
 0.378x0.953x0.053/0.993)
= 1.128 (kg/m3)
Khối lượng riêng trung bình của tác nhân sấy trong buồng sấy:
=(+ 2 )/2=(1.104+1.128)/2=1.116 (kg/m3) ρρ1

Lượng không khí khô cần thiết để bốc hơi 1

kg ẩm:
1
=1/(0.033-0.03)=346.705 (kg không
lo =
d2 − d1 khí khô/ kg ẩm)

Trang 6


ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB
(theo [8] công thức 7.14)
Lượng không khí khô cần thiết trong 1 giờ:
Lo = lo.W =346.705x26869.661 (kg không khí khô/h)
(theo [8] công thức 7.14)
Hệ số trao đổi ẩm:
α p = 0.0229 + 0.0174v
=0.0229+0.0174x1.8=0.054
2
(kg/m .h.mmHg)
=40.668 (kg/m2.h.bar)
(theo [7] công thức 5.64)
Cường độ sấy:
Jm
=(Pm
–
P)
=40.668(0.065- α p 0.048)=0.678 (kg/m2h)
(theo

[7]
công thức 5.52)
Trong đó
Pm =(Pb1 + Pb2 )/2: áp suất hơi trên bề mặt vật liệu sấy(tính 1 cách gần đúng)
P =(P1 + P2)/2 : áp suất hơi trong tác nhân sấy
Tốc độ sấy đẳng tốc :
N = 100Jmf =100x0.678x1.38= 93.504 (%/h)
(theo [7] công thức 5.63)
Hệ số sấy tương đối:
1.8
= 1.8/257=0.007
(theo [8] công thức 5.25)
χ=
W1
Độ ẩm tới hạn:
1
=1/0.007+15=182.778(%)
Wth = + Wcb
χ
(theo [7] công thức 3.36)
Thời gian sấy đẳng tốc:
(W1 – Wth)/N =(257-182.778)/93.504= τ 1 = 0.794 (h)
(theo [7] công thức 5.67)
Thời gian sấy giảm tốc:
2.3 2.3
==2.904(h)
182.778
W − Wcb−15 
15)
τ 2 = (182.778

(Wth −−W
)lg
lg th
÷ ÷
cb
(theo [7] công thức 3.44) 93.504 N
− 15
 W240

−W
cb 
Thời gian sấy tổng cộng:
τ = τ 1 + τ 2 =3.698 (h)
Lượng ẩm thóat ra trong 1 giờ:
τ∆
W=G/=77.5/3.698=20.957(kg/h)

2.1.5 Tính tóan quá trình sấy thực:
*Tổn thất qua kết cấu bao che:
Tường buồng sấy làm bằng gạch đỏ dày 0.25m có hệ số dẫn nhiệt 0.7W/m 2K.
Giả thiết nhiệt độ bề mặt trong của tường là tw1=33.924 (oC)
Nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy trong buồng sấy:
tf1=(t1+t2)/2=(41+34)/2=37.5(oC)
Mật độ dòng nhiệt do trao đổi nhiệt đối lưu giữa tác nhân sấy và mặt trong của tường:
q1 = 1.715(tf1 – tw1)1.333 =1.715(37.5-33.924)1.333= 9.374 (W/m2)
(theo [8] công thức 7.50)
Mật độ dòng nhiệt do dẫn nhiệt:
λ
=0.25(33.924 – tw2)/0.25
q2 = (tw1 − tw 2 )

δ
(theo [8] công thức 7.43)
o
Với q1 = q2 nên có được tw2 = 30.576 ( C)
Trang 7


ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB
Mật độ dòng nhiệt do trao đổi nhiệt đối lưu giữa mặt ngòai của tường với không khí xung
quanh:
q3 = 1.715(tw2 – tf2)1.333 =1.715(30.576-27)1.333= 9.374 (W/m2)
(tf2 là nhiệt độ môi trường xung quanh tf2 =27oC)
Kiểm tra lại điều kiện q3 = q1 nên giá trò tw1 = 33.924oC chọn ban đầu là chính xác.
Tổn thất ra môi trường xung quanh:
Qt = 3600.q1.Ft = 3600x9.374x7.84=264582.776 (J/h)
Tổn thất qua nền:
Qn = 3600.qn.Fn =3600x33.375x1.95= 234292.5 (j/h)
Trong đó qn = 33.375(W/m2) (giả sử buồng sấy xây cách tường nhà 1m)
(theo [8] bảng 7.1 trang142)
Tổng tổn thất qua kết cấu bao che:
Qbc = Qt + Qn =264582.776+234292.5= 498875.276 (J/h)
qbc = Qbc/ W=498875.276/20.957 =11178.021(J/kg ẩm)
*Tổn thất do vật liệu sấy mang đi:
Chọn nhiệt độ ra của mít là tv2=36(oC)
Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi:
Qv =G2Cv(tv2 – tv1)/ =50x1360.6(36-35)/ τ 3.698 = 18398.916 (J/h)
qv = Qv/W =18398.916/20.957= 877.806 (J/kg ẩm)
∆
*Tính
= Ca tv1 - qbc -qv = 4180x35 - 11178.021 - ∆ 887.806 = 134234.173(J/kg ẩm)

(theo [8] công thức 7.20)
*Tính tóan lưu lượng tác nhân sấy:
i2 =1000(1.842t2 +2500) =1000(1.842x34+2500) = 2562628 (J/kg ẩm)
Cdx(d1) = 1000(Cpk + Cpad1) =1000(1+1.842x 0.03) = 1055.910 (j/kgđộ)
(theo [8] trang173)
C (d )(t − t )
=0.03+1055.91(41-34)/
d2 = d1 + dx 1 1 2
(2562628-134234.173)= 0.033
i2 − ∆
(kg ẩm/ kg không khí khô)
I2 =[t2 +d(2500+1.842t2)].1000 =[34+0.033(2500+1.842x34)].1000=119583.595
(J/kg không khí khô)
Bd2ϕ2
=0.993x0.033x100%/
=
.100%
(0.053(0.622+0.033))=96.421(%) Pb 2 (0.622 + d2 )
l=

1
=1/(0.033-0.03)=328.543(kgkhông
d2 − d1 khí khô/kg ẩm)
L =lW =328.543x20.957 =6886.297

(kgkhông khí khô/h)
Khối lượng riêng của không khí khô ở nhiệt độ trung bình trong buồng sấy:
ρT
=1.293x273/310.5=1.286 (kgkhông
ρ'= o o

3
khí khô/m )
T
Trang 8


ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB
: nhiệt độ trung bình trong buồng sấy T (oK)
Khối lượng ẩm ứng với 1 m3 không khí khô (ở nhiệt độ trung bình trong buồng sấy):
ρ '.(d1ρd+'d2 ) / 2 = =1.286x0.0315=0.041
ẩm/m3không khí khô)
=(0.03+0.033)/2=0.0315(kg ẩm/kg không d khí khô)
Lưu lượng không khí khô qua buồng sấy:
ρ ' không khí khô/h)
V=L/ =6886.297/1.286=5355.092 (m3
Lưu lượng không khí ẩm qua buồng sấy:
V’=(L
=6366.855
(m3 khôn+g khí /h) = 1.769
V)/ ρ ρ'.d (m3 không khí/s)
Tố
c độ của tác nhân sấy:
=(6886.297+5355.092x1.286x0.0315)/1.116
v’ = V’/Ftd = 1.769/0.99=1.786(m/s)
Sai số của giá trò v chọn ban đầu:
=(1.8-1.786)x100%/1.786=0.759(%)
Vậy giá trò v đã chọn ban đầu có thể xem là hợp lý.
v-v'
∆v=
.100%

*Biểu diễn quá trình sấy trên đồ thò I-d v'

I
(kJ/kg
không
khí
khô)

+ A:(1)
IA =I1 = 119174.991 (J/kg không khí khô)
tA = 41(oC)
+ B: (2)
dB =0.033 (kg ẩm/kg khơng khí khơ)
IB = I2 = 119583.595 (J/kg không khí khô)
tB = 34(oC)
+ C : (3)
dC = dB = d2 = 0.033(kg ẩm/kg không khí khô)
Bdc
PbC = 0.993x0.033/(0.622+0.033)=0.051(bar)
=
0.622 + dc
tC =(4026.42/(12-ln(PbC))-235.5=(4026.42/(12-ln(0.051)))-235.5=33.223(oC)
IC =[tC +dC(2500+1.842tC)]1000=[33.223+0.033(2500+1.842)]1000=118758.486
(J/kg không khí khô)
+ D: (4)
dD = dA = d1 =0.030(kg ẩm /kg không khí khô)
PbD =0.993x0.03/(0.622+0.03)=0.046(bar) Bd D
= d(kg ẩm/kg không khí khô)
0.622 + d D
tD =(4026.42/(12-ln(PbD))-235.5=(4026.42/(12-ln(0.046)))-235.5=31.629(oC)

ID =[tD +dD(2500+1.842tD)]1000= [31.629 +0.03(2500+1.842x31.629)]1000
= 109280.411(J/kg không khí khô)

2.2 Tính chọn máy nén

Trang 9

(kg


ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB

P(bar)

h(kj/kg)

Điểm
1
1'
2
3
4
5

t (0C)
3
6
68.1
45
45

3

P (bar)
5.487
5.487
17.266
17.266
17.266
5.487

H (kJ/kg)
705.38
707.6
736.77
716.3
555.97
555.97

v (dm3/kg)

s(kJ/kg)

43.77

1.752
1.752

qo = h1 – h5 =705.38-555.97= 149410 (j/kg)
Lượng hơi thực tế hút vào xylanh:
G =Q/qo =23000/149410 =0.154(kg/s)

(theo [5] trang102)
Lấy Q=23(KW)
Thể tích hơi thực tế hút vào xylanh:
V=G.v1’ =0.154x0.04377= 0.0067379 (m3/s)=24.256(m3/h)
(theo [5] trang102)
Hệ số chỉ thò thể tích:
(theo
[5]
 P + ∆Pd  P0 − ∆Ph 
P − ∆Ph
λi = 0
− C  k
 trang102)
÷−
P0
P0 

 P0
Chọn C=0.05
∆Phd
==0.1(bar)
λi + 0.1  5.487 − 0.1  = =0.873
 17.266
5.487 − 0.1
− 0.05 
÷− 5.487  Hệ số tổn thất không
5.487
 5.487 

thấy được:

Trang 10


ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB

λW ' =

T0 =(273+3)/(273+45)=0.868
(theo
Tk
trang102)

[5]

Hệ số lưu lượng của máy nén:
λ = λi. λw' =0.873x0.868=0.757
(theo [5] trang102)
Thể tích chuyển dời của pittông:
Vh = V/ λ = 0.0067379/0.757=0.008896 (m3/s)
(theo [5] trang102)
Công suất đọan nhiệt:
Na = G(h2 – h1’)= 0.154(736.77-707.6)x1000= 4490.396 (W)
(theo [5] trang102)
Hiệu suất chỉ thò:
ηi = λw ' + b.to =0.868+0.0025x3=0.875
(theo
[5]
trang102)
Đối với R22 chọn b=0.0025
Công suất chỉ thò:

Ni = Na/= 4490.396/0.875=5129.392 (W) ηi
(theo
[5]
trang102)
Công suất ma sát:
Nm = Vh.Pmx102x1000 = 0.008896x0.5x100x1000=444.825 (W)
(theo [5] trang102)
Công suất hiệu dụng:
Ne = Ni + Nm =5129.392+444.825 =5574.217 (W)
(theo [5] trang102)
Công suất trên trục máy nén truyền động trực tiếp:
N=Ne = 5574.217 (W)
(theo [5] trang102)
Hệ số lạnh hiệu dụng:
Ke =Q2 /Ne = 19708/5574.217=3.536
(theo [5] trang102)
Theo [5], phụ lục 2, trang 526, ta chọn lọai máy nén pittông 1 cấp lọai F4C của hãng
MYCOM (Nhật Bản), có các đặc tính kỹ thuật:
D=65(mm)
S=50(mm)
z=4
Tốc độ quay:1000(v/phút)
Thể tích hút: 39.8(m3/h)
Năng suất lạnh:22700(kcal/h) 26.36(kW) ≈
Công suất trên trục: 6.9(kW)

2.3 Tính tóan thiết bò bốc hơi
Công suất = (IB – ID)L/3600= (119583.595-109280.411) x6886.297/3600=19708.551 (j/s)
Chọn Q2 =21000 (j/s)
Sử dụng thiết bò bốc hơi cánh phẳng có ống làm bằng đồng, cánh làm bằng nhôm

Chọn bước cánh SC =0.005(m)
δc
Bề dày cánh =0.0004(m)
Bước ống đứng S1 = 0.04(m)
Bước ống dọc theo dòng lưu chất ngòai ống S2 = 0.04(m)
Trang 11


ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB
Đường kính trong dtr = 0.014(m)
Đường kính ngòai dng = 0.016(m)
Chọn vận tốc dòng khí v2 (m/s) =4.5(m/s)
Chọn số cụm ống theo chiều không khí z =2
Chiều dài cánh theo chiều dài không khí:
L = S2.z=0.04x2=0.08(m)
Đường kính tương đương:
2(0.04 − 0.016)(0.005
2(S1 − dng )(Sc−−0.0004)
δc )
==0.00772(m)
dtđ =
(0.04 − 0.016)
(theo [5] trang 150)
(S1 − d+ng(0.005
) + (Sc−−0.0004)
δc )
vd
=4.5x0.00772/(1.5x10-5)=
Re = 2 tđ
2316.084

v
-5
2
v
=1.5x10 (m /s)
Công thức dùng để xác đònh Nu nói trên có thể sử dụng được bởi vì
(theo [5] trang 150)
Re khỏang 500-2500
=2316.084
trong
dng=0.016(m)
10-16mm
L/dtđ = 0.08/0.00772=10.362
4-50
SC/dng=0.005/0.0016=0.313
0.18-0.35
S1/dng=0.04/0.0016=2.5
2-5
tkh =(tB +tD)/2= (34+31.629)/2=32.815
-40oC-40oC
L
=0.45+0.0066x10.362=0.518
n = 0.45 + 0.0066
dtđ
(theo [5] trang
150)
Re
=m = −0.28 + 0.08
1000
0.28+0.08x2316.084/1000=-0.095

(theo [5] trang 150)
Re
=1.36B = 1.36 − 0.24
1000
0.24x2316.084/1000=1.304
(theo [5] trang 150)
A =0.321
C = AB
=0.419

(theo [5] trang 150)
(theo [5] trang 150)
m
=0.419 x 2316.0840.518 x 10.362
n L 
Nu = C.Re 
÷ -0.095 =18.648
 dtđ 
(theo [5] công thức 6.20)
Hệ số tỏa nhiệt đối lưu về phía không khí:
Nu.λ =18.648
x
0.0257
/
α kk =
2
dtđ 0.00772=62.078(W/m K)
kk= 0.0257(W/m.độ)
(theo [10] trang 149)
Hệ số tỏa nhiệt qui ước:

1
=1/[1/(62.078 x 4.184) +
αq =
1
5x10-3 + 0.00162]=95.518
+ Rc + Rn
α khξ
(theo [5] công thức
6.69)
Trang 12

λ


ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB
Với Rc , Rn : nhiệt trở chỗ tiếp xúc giữa cánh và ống, nhiệt trở do nước ngưng tụ.
Lấy Rc =5.10-3(m2K/W)
(theo [5]trang 226)
2
δ
=0.001/0.6176=0.00162(m K/W)
Rn = n
Với , là chiều dày lớp nước (m), hệ δλn λn số dẫn nhiệt của nước .
Lấy =0.001m, =0.6176 (W/m.K) (lấy δλn ớ 30oC theo [10] trang133).
∆d
=1 + 2480 x 0.003 /2.371=4.184
ξ = 1 + 2480
∆t
(theo [5] công thức 6.71)
: biến thiên hàm ẩm và nhiệt độ không ∆d , ∆t khí trứơc và sau khi đi qua bề mặt truyền

nhiệt.
=dB – dD = 0.033 - 0.03=0.003 (kg ∆d ẩm/ kg không khí khô)
∆t
= tB – tD =34 – 31.629 = 2.371 (oC)
Thông số ==79.887
2α×kh4.184
ξ
2 × 62.078
m=
(theo
[5]
203.5 ×λ0.0004
cδ c
công thức 6.74)
Trong đó
Hệ số dẫn nhiệt của cánh c =203.5 λ (W/mđộ)
(theo
[5]
trang 237)
Chiều cao qui ước của cánh:
=0.5 x 0.016 (2.875-1) h ' = 0.5dng ( ρ − 1)(1 + 0.35ln ρ )
(1+0.35ln2.875)=0.021(m)
(theo[5] trang 151)
Trong đó :
B
=1.15S1/dng =1.15x0.04/0.016= 2.875
ρ = 1.15
dng
(theo [5] trang 152)
Hiệu suất của cánh:

th(m.h ') =th(79.887x0.021)/
E=
m.h ' (79.887x0.021)=0.565
(theo [5] trang 152)
Diện tích cánh của 1 m ống:

π dng2  1 =2[0.04x0.04
Fc = 2  S1S2 −
2
2
÷
3.14x0.016 /4]/0.005=0.56(m /m)

4 ÷

 Sc
(theo [5] trang
198)
Diện tích khỏang giữa các cánh của 1 m ống :
 δ  =3.14x0.016x(1Fo = π dng  1 − c ÷
0.0004/0.005)=0.046 (m2/m)
 Sc 
(theo [5] trang 198)
Tổng diện tích mặt ngòai có cánh của 1 m ống:
F = Fc + Fo =0.56+0.046=0.606 (m2/m)
(theo [5] trang 198)
Diện tích bề mặt trong của 1 m ống:
Ftr = π dtr =3.14x0.014=0.044 (m2/m)
Hệ số làm cánh:
β = F / Ftr =0.606/0.044=13.782

Trang 13


ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB
Hệ số tỏa nhiệt về phía không khí qui đổi theo bề mặt trong củaống:
F
F 
α qtr = α q  c Eψ + o ÷
Ftr 
 Ftr

=95.518x(0.56x0.565x0.85/0.044+0.046/0.044)=685(W/m2K) (theo[5] công thức 6.73)
ψ
Trong đó =0.85
o
Chọn nhiệt độ vách tv =7.599( C)
Mật độ dòng nhiệt về phía không khí qui đổi theo bề mặt trong của ống:
α qtr (tkh − tv ) qtr==685(32.815-7.599)=17272.96
(W/m2)
(theo [5] công thức
6.76)
Diện tích bề mặt truyền nhiệt:
Q
=21000/17270.332=1.216(m2)
F *tr = 2
(theo [5] công thức
qtr
6.77)
Diện tích cho không khí đi qua:
fkh = V’/v2 =1.769 /4.5=0.393 (m2)

Diện tích bề mặt truyền nhiệt của 1 cụm ống ( khi bố trí các cụm ống dọc theo chiều
chuyển động của không khí):
π dtr
F 'tr = fkh
( theo[5] công thức 6.79)

2δ h 
S1 −  dng + c ÷
Sc  =0.393x3.14x0.014/(0.04
0.0162x0.0004x0.012/0.005)=0.782(m2)
Trong đó h = (S1 – dng)/2 =0.012(m)
Số cụm ống làm việc song song:
z*=F*tr/F’tr =1.216/0.782=1.555
(theo [5] công thức
6.80)
So sánh với giá trò z đã chọn ban đầu ta sẽ chọn z=2, ta sẽ có truyền nhòêt lớn hơn diện
tích cần thiết và lấy nó làm công suất dự trữ cho thiết bò.
*Nhiệt độ sôi của R22 trong thiết bò bay hơi là to = 3oC
Khối lượng riêng của R22 lỏng =1274.2 ρ (kg/m3)
Nếu ta xem lượng nhiệt làm quá nhiệt hơi R22 trong ống là không đáng kể thì vận tốc của
R22 lỏng trong ống là:
4.Q 0
=4x21000/
ω=
2
2
(3.14x0.014
x2x149410x1274.2)=0.3
π .d tr .z .q 0 .ρ
5(m/s)

(theo [5] trang 238)
Trong đó qo = h1 – h5 =149410(J/kg)
Mật độ dòng nhiệt về phía R22 do lỏng bay hơi:
0.5
=
[1.355(7.5992.5  ωρ 
3)]2.5(x1274.2/0.014)0.5=17301.9 qa −tr = [ A(tv − to )]  d ÷
 tr 
7 (W/m2)
(theo[5]
công
thức 6.50)
Trang 14


ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB
Trong đó A=1.355
(theo [5] bảng 6.28 trang219)
o ≈
Vì qtr qa-tr từ đó ta thấy chọn tv = 7.599 C hợp lý.
Tổng chiều dài ống trong 1 cụm ống :
fkh
=0.393/(0.04-0.016L1 =

2δ h  2x0.0004x0.012/0.005)=17.8 (m)
S1 −  dng + c ÷
(theo[5] công thức
Sc 

6.81)

Số hàng ống trong 1 cụm ống :
→
=[17.8/(0.04x1.93)]0.5=15.184 chọn
L1
m=
S1K m=18
Trong đó chọn K=1.93
Chiều dài của 1 ống trong cụm ống :
≈
l = L1/m =17.8/18=0.989 1(m)
*Kiểm tra lại vận tốc không khí sau khi chọn m:
+Diện tích tiết diện cho không khí đi qua của 1 m chiều dài ống có cánh:
f 'kh =

(S1 − dng )(Sc − δ c )
Sc

=(0.04-0.016)(0.0050.0004)/0.005=0.0221(m2/m)
+ Tổng diện tích cho không

khí đi qua:
Fkh = m.l.f’kh =18x1x0.0221=0.397(m2)
+ Vận tốc không khí :
v’1 =V’/Fkh = 1.769 /0.397=4.45(m/s)
+ So sánh với vận tốc đã chọn ban đầu v1 =4.5m/s ta có:
v -v '
=(4.5-4.45)x100%/4.45=1.126(%)
∆v1 = 1 1 .100%
Vậy các thông số đã chọn là hợp lý.
v1'

Lưu lượng R22 lỏng đi trong ống :
G*=Q2/qo =21000/149410=0.14(kg/s)
Vì v1. ﾧ kk=4.5x1.116=5.022 (kg/m2s) nên ρ theo [5] thì với vận tốc khối này các hạt
nước vẫn chưa bay đi theo gió, do đó ta không cần phải đặt các thiết bò chắn phía sau thiết
bò bay hơi.

2.4 Tính tóan thiết bò ngưng tụ trong
Công suất Q1 = (IA – ID)L/3600 =18926.948(j/s)
Chọn Q1 =19500(j/s)
Sử dụng thiết bò ngưng tụ cánh phẳng có ống làm bằng đồng, cánh làm bằng nhôm
Chọn bước cánh SC =0.003(m)
δc
Bề dày cánh =0.0003(m)
Bước ống đứng S1=0.04(m)
Bước ống dọc theo dòng lưu chất ngòai ống S2=0.04(m)
Đường kính trong dtr =0.014(m)
Đường kính ngòai dng=0.016(m)
Trang 15


ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB
Chọn vận tốc dòng khí v1 =4(m/s)
Số cụm ống theo chiều không khí z=6
Chiều dài cánh theo chiều dài không khí L = S2.z=0.24(m)
Đường kính tương đương:
2(S1 − dng )(Sc − δ c )
dtđ =
(S1 − dng ) + (Sc − δ c ) =2(0.04-0.016)(0.03-0.0003)/
(0.04-0.016+0.0030.0003)=0.0049(m)
Công thức dùng để xác đònh Nu nói trên có thể sử dụng được bởi vì

vd
=4x0.0049/(1.5x10-5)=1078.053
Re = 1 tđ
trong khỏang 500-2500
v
dng=0.016(m)
10-16mm
L/dtđ =0.24/0.0049=49.444
4-50
SC/dng=0.003/0.016=0.188
0.18-0.35
S1/dng=0.04/0.016=2.5
2-5
o
tkh =(tA+tD)/2=(31.629+41)/2=36.315 C
-40oC-40oC
L
=0.45+0.006x49.444=0.776
n = 0.45 + 0.0066
Re
d
=m = −0.28 + 0.08 tđ
1000
0.28+0.08x1078.053/1000=-0.194
Re
=1.36B = 1.36 − 0.24
1000
0.24x1078.053/1000=1.101
A=0.049
(theo [5] trang150)

C
=
AB
=0.049x1.101=0.054
m
=0.054x1078.0530.776
n L 
Nu = C.Re 
÷ (49.444)0.194=5.766 (theo
[5]
d
 tđ 
công thức 6.20)
Hệ số tỏa nhiệt đối lưu về phía không khí:
Nu.λ =5.766x0.0257/0.0049=30.53(W/m2
αk =
dtđ K)
kk= 0.0257(W/m.độ)
(theo [10] trang 149)
m=
(W/mđộ)
Chiều cao qui ước của cánh:
=0.5x0.016(2.875-1)
(1+0.35ln2.875)=0.021(m)
Trong đó :

2α k
λc .δ c

(theo [5] trang 237)


=[2x30.53/(203.5x0.0003)]0.5=31.625
Trong đó
Hệ số dẫn nhiệt của cánh c =203.5

λ

λ

h ' = 0.5dng ( ρ − 1)(1 + 0.35ln ρ )

ρ = 1.15

Trang 16

B
=1.15x0.04/0.016=2.875
dng Hiệu suất của cánh:
=th(31.625x0.021)/

E=

th(m.h ')
m.h '


ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB
(31.625x0.021)=0.879
Diện tích cánh của 1 m ống:


(theo [5] công thức 6.22)

π dng2  1 =2[0.04x0.04
Fc = 2  S1S2 −
2
2
÷
3.14x0.016 /4]/0.003=0.933(m )

4 ÷

 Sc
Diện tích khỏang giữa các cánh

của 1 m ống :
 δ  =3.14x0.016(1Fo = π dng  1 − c ÷
0.0003/0.003)=0.045(m2)
 Sc 
Tổng diện tích mặt ngòai có cánh
của 1 m ống:
F = Fc + Fo =0.933+0.045=0.978(m2)
Diện tích bề mặt trong của 1 m ống:

Ftr = π dtr =3.14x0.014=0.044(m2)
Diện tích bề mặt ngòai của 1 m ống:
Fng = π dng =3.14x0.016=0.05(m2)
Hệ số làm cánh :
F
=0.978/0.044=22.245
β=

Ftr theo bề mặt ngòai:
Hệ số tỏa nhiệt về phía không khí qui đổi
F 
F
α kh −ng = α kh  c Eψ + o ÷
F
F
=30.53(0.933x0.879x0.85/0.978+0.045/0.978)=23.163(W/m2K) (theo [5] công thức 6.21)
ψ
Trong đó =0.85
Chênh lệch nhiệt độ trung bình giữa môi chất trong bình ngưng và không khí :
t −t
=(41-31.629)/ln[(45-31.629)/(45θm = A D
tK − tD 41)]=7.765(OC)
ln
Trong đó tK =45oC là nhiệt độ
tK − t A
ngưng tụ của môi chất trong bình
ngưng.
Chọn giá trò =tk - tv =1.143oC ( độ chênh θ giữa nhiệt độ ngưng tụ và nhiệt độ vách)
Mật độ dòng nhiệt về phía không khí theo bề mặt trong của ống:
7.765 −θ1.43
==3374.043(W/m2)
m −θ
qkh −tr =
2 Ftr 0.002
δ
(theo [5] 1 . 0.0441 + F2tr × 0.044
.
+

23.163 0.978
+tr0.05
trang188)
α kh −ng 0.044
F F
+ Fng 85.37
λ
λđồngthau = 85.37W / mK
(theo
[5] trang 622)
δ
= dtr – dng =0.002(m)
Hệ số tỏa nhiệt về phía R22:
(theo
[5]
∆i.ρλ 3 g
4
α
=
0.72
a
trang188)
vdtrθ
3
=0.72[180800x1108x0.0766 x9.
81/(1.96x10-7x0.014x1.43)]0.25=2951.116(W/m2K)
Trong đó
∆
i
=h2 – h4 =736770 - 555970=180800(J/kg)

ρ
=1108 (kg/m3)
λ = 0.0766(W/mK)
Trang 17


ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB
ν = 1.96x10-7(m2/s)
Mật độ dòng nhiệt về phía R22:

qa −tr = α a .θ

=2951.116x1.43=3374.011(W/m2)
(theo
[5]

trang189)
Vì qkh-tr qa-tr nên giá trò đã chọn ban đầu là θ≈ chính xác.
Diện tích bề mặt trong của bình ngưng:
Q =19500/3374.011=5.77(m2)
F 'tr = 1
(theo
q tr
[5] trang189)
Tổng chiều dài ống của bình ngưng:
F ' =5.77/0.044=131.1(m)
L = tr
(theo [5] trang189)
Ftr
Chọn chiều dài 1 ống là: l (m)

Tổng số ống trong bình ngưng:
≈L
=131.1132 (ống)(làm tròn lên)
(theo [5] trang189)
n=
l
Chọn số ống thực n’=132(ống)
Số ống bố trí trên mặt chính diện:
n'
=132/6=22(ống)
(theo [5] trang189)
n1 =
z của 1 m chiều dài ống có cánh:
Diện tích tiết diện cho không khí đi qua
(S − d )(S − δ ) =(0.04-0.016)(0.003fkh = 1 ng c c
0.0003)/0.003=0.022(m2/m)
Sc
(theo[5] trang198)
Tổng diện tích cho không khí đi qua:
Fkh = n1.l.fkh =22x1x0.022=0.475(m2)
(theo [5] trang190)
Vận tốc không khí:
v’1=V’/Fkh =1.769 /0.475=3.969(m/s)
(theo [5] trang190)
So sánh với vận tốc đã chọn ban đầu v1 =4m/s ta có:
v -v '
=(4∆v1 = 1 1 .100%
3.969)x100%/3.969=0.779(%)
v1'
Vậy vận tốc đã chọn ban đầu là hợp

lý.
Lưu lượng R22 lỏng trong thiết bò:
G’=Q1/(h3 – h4) =19500/(716300-555970)= 0.123(kg/s)

2.5 Tính tóan thiết bò ngưng tụ ngòai
Lưu lượng R22 lỏng trong thiết bò:
G’’=G* - G’ =0.14-0.123=0.017(kg/s)
Q3* = G’’(h3 – h4) = 0.017(716300-555970)=2725.6(J/s)
Lấy công suất của thiết bò ngưng tụ ngòai Q3 =2800(J/s)
Nhiệt độ không khí vào và ra khỏi thiết bò lần lượt là:t 1 = 27oC ,t2 = 29oC
Nhiệt độ trung bình của không khí trong thiết bò: 28 oC
Thông số nhiệt vật lý của không khí ở 28oC (theo [5] trang 186)
Trang 18


ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB
Ckh =1009(j/kg)
ρ kh
=1.169(kg/m3)
-2
λkh
=2.57x10 (W/mK)
2
-6
ν kh = 15.91x10 (m /s)
Lượng không khí cần thiết để giải nhiệt bình ngưng:
Gkh =Q3/[Ckh(t2 – t1)]=2800/[1009(29-27)]=1.388(kg/s)
Thể tích không khí giải nhiệt:
ρ kh
Vkh =Gkh/=1.388/1.169=1.187(m3/s)

Sử dụng thiết bò ngưng tụ cánh phẳng có
ống làm bằng đồng, cánh làm bằng nhôm
Chọn bước cánh SC =0.004(m)
δc
Bề dày cánh =0.0003(m)
Bước ống đứng S1=0.05(m)
Bước ống dọc theo dòng lưu chất ngòai ống S2=0.05(m)
Đường kính trong dtr =0.01(m)
Đường kính ngòai dng=0.012(m)
Chọn vận tốc dòng khí v3 =3(m/s)
Số cụm ống theo chiều không khí z=1
Chiều dài cánh theo chiều dài không khí L = S2.z=0.05(m)
Đường kính tương đương:
2(S1 − dng )(Sc − δ c )
dtđ =
(S1 − dng ) + (Sc − δ c ) =2(0.05-0.012)(0.0040.0003)/(0.05-0.012+0.0040.0003)=0.0049(m)
Công thức dùng để xác đònh Nu nói trên có thể sử dụng được bởi vì
vd
= 3x0.0049/(15.91x10-6)=1271.54
Re = 1 tđ
trong khỏang 500-2500
v
dng=0.012(m)
10-16mm
L/dtđ = 0.05/0.0049=7.415
4-50
SC/dng=0.004/0.012=0.333
0.18-0.35
S1/dng=0.05/0.012=4.167
2-5

o
tkh =(t1+t2)/2=(27+29)/2=28 C
-40oC-40oC
L
=0.45+0.0066x7.415=0.499
n = 0.45 + 0.0066
Re
d
=m = −0.28 + 0.08 tđ
1000
0.28+0.08x1271.54/1000=-0.178
A=0.37
Re
=1.36B = 1.36 − 0.24
1000
0.24x1271.54/1000=1.055
(theo [5] trang150)
C = AB
=0.37x1.055=0.391
m

 L 
Nu = C.Re 
÷
 dtđ 
n

Trang 19

=0.391x1271.540.499x7.4150.178

=9.676
(theo [5] công thức
6.20)


ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB
Hệ số tỏa nhiệt đối lưu về phía không khí:

Nu.λ =9.676x0.0257/0.0049=36.875(W/m2
dtđ K)
kk= 0.0257(W/m.độ)
(theo [10] trang 149)

αk =

=[2x36.875/
2α k
0.5
λc .δ c (203.5x0.0003)] =34.757
Trong đó
λ
=203.5 (W/mđộ)
(theo

λ

m=

Hệ số dẫn nhiệt của cánh c
[5]

trang 237)
Chiều cao qui ước của cánh:
h ' = 0.5dng ( ρ − 1)(1 + 0.35ln ρ )
=0.5x0.012x(4.792-1)
(1+0.35ln4.792)=0.035(m)
Trong đó :
B
=1.15x0.05/0.012=4.792
ρ = 1.15
dng Hiệu suất của cánh:
th(m.h ')
=th(34.757x0.035)/
E=
m.h '
( 34.757x0.035)=0.687
(theo [5] công thức 6.22)
Diện tích cánh của 1 m ống:

π d 2  1 =2(0.05x0.05Fc = 2  S1S2 − ng ÷ 3.14x0.0122/4)=1.193(m2)

4 ÷

 Sc
Diện tích khỏang giữa các cánh
của 1 m ống :
 δ  =3.14x0.012(1Fo = π dng  1 − c ÷
0.0003/0.004)=0.035(m2)
 Sc 
Tổng diện tích mặt ngòai có cánh
của 1 m ống:

F = Fc + Fo =1.193+0.035=1.228(m2)
Diện tích bề mặt trong của 1 m ống:
Ftr = π dtr =3.14x0.01=0.0314(m2)
Diện tích bề mặt ngòai của 1 m ống:
Fng = π dng =3.14x0.012=0.0377(m2)
Hệ số làm cánh :
F
=1.228/0.0314=39.119
β=
Ftr theo bề mặt ngòai:
Hệ số tỏa nhiệt về phía không khí qui đổi
F  =36.875
F
α kh −ng = α kh  c Eψ + o ÷
F
F
(1.193x0.687x0.85/1.228+0.035/1.228)=20.76(W/m2K) (theo [5] công thức 6.21)
ψ
Trong đó =0.85
Chênh lệch nhiệt độ trung bình giữa môi chất trong bình ngưng và không khí :
t −t
=(29-27)/ln[(45-27)/(45θm = 2 1
O
t −t
29)]=16.98( C)
ln K 1
o
Trong đó tK =45 C là nhiệt độ
tK − t2
Trang 20



ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB
ngưng tụ của môi chất trong bình ngưng.
Chọn giá trò =tk - tv = 4.6oC ( độ chênh giữa θ nhiệt độ ngưng tụ và nhiệt độ vách)
Mật độ dòng nhiệt về phía không khí theo bề mặt trong của ống:
θm − θ
(theo
[5]
qkh −tr =
2 Ftr δ
1 Ftr
trang188)
+
=(16.98-4.6)/{0.0314/
α kh −ng F Ftr + Fng λ
(20.76x1.228)+2x0.0314x0.002/[(0.0314+0.0377)x85.37]}
=10446.078(W/m2)
(theo [5] trang λđồngthau = 85.37W / mK
622)
δ
= dtr – dng =0.002(m)
Hệ số tỏa nhiệt về phía R22:
(theo [5] trang188)
∆i.ρλ 3 g
4
α
=
0.72
3

=0.72[180800x1108x0.0766 x9. a
vdtrθ
81/(1.96x107
x0.01x4.6)]0.25=2266.569(W/m2K)
Trong đó
∆i
=h2 – h4 = 180800(J/kg)
ρ
=1108 (kg/m3)
λ = 0.0766(W/mK)
ν = 1.96x10-7(m2/s)
Mật độ dòng nhiệt về phía R22:
qa −tr = α a .θ
=2266.569x4.6=1046.216 (W/m2)
(theo
[5]
trang189)
Vì qkh-tr qa-tr nên giá trò đã chọn ban đầu là θ≈ chính xác.
Diện tích bề mặt trong của bình ngưng:
Q1 =2800/10446.078=0.268(m2)
F 'tr =
(theo [5] trang189)
q tr
Tổng chiều dài ống của bình ngưng:
F 'tr =0.268/0.0314=8.553(m)
L=
(theo [5] trang189)
Ftr
Chọn chiều dài 1 ống là: 0.8 (m)
Tổng số ống trong bình ngưng:

≈L
=8.553/0.811 (ống)(làm tròn lên)
(theo [5] trang189)
n=
l
Chọn số ống thực n’=14(ống)
Số ống bố trí trên mặt chính diện:
n'
=14/1=14(ống)
(theo
[5]
n1 =
z
trang189)
Diện tích tiết diện cho không khí đi qua của 1 m chiều dài ống có cánh:
(S − d )(S − δ ) =(0.05-0.012)(0.004fkh = 1 ng c c
0.0003)/0.004=0.035(m2/m)
Sc
(theo[5]
trang198)
Tổng diện tích cho không khí đi qua:
Trang 21


ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB
Fkh = n1.l.fkh =14x0.8x0.035=0.394(m2)
Vận tốc không khí:
v’3=Vkh /Fkh =1.178/0.394=2.99(m/s)
So sánh với vận tốc đã chọn ban đầu v1 =2.5m/s ta có:
v -v '

=(3-2.99)x100%/2.99=0.33(%)
∆v3 = 3 3 .100%
Vậy vận tốc đã chọn ban đầu là hợp
v 3'
lý.

(theo [5] trang190)
(theo [5] trang190)

2.6 Tính chọn quạt ly tâm
Trở lực qua thiết bò ngưng tụ trong:
−0.23

S
ξ1 = (6 + 9z)  ÷
d
tài liệu [10])
∆P1 = ξ1
0.26

(Re)

−0.26

=(6+9x6)(0.04/0.016)0.23
(1078.053)-0.26=7.909
(công thức II.72 trang 404

ρ v12 =7.909x1.116x42/2=70.612(Pa)
2 Trở lực qua thiết bò bốc hơi:

=(6+9x2)(0.04/0.016)-0.23(2316.084)-

=2.593
∆P2
=2.593x1.116x(4.5)2/2=29.3(Pa)
∆
P3 =
Các trở lực khác lấy bằng 20(Pa).
Chọn vận tốc không khí trước khi vào
quạt là5.5(m/s) và khi ra khỏi quạt là
9.5(m/s).
ρ 2
=1.116(9.52 – 5.52)/2=33.48(Pa)
∆Pđ =
v ra − v2vào
2

(

Trang 22

)

ξ1


ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB

Cột áp tổng:


= P3 + ∆Pđ =70.612 + 29.3 + 20 + 33.48 =
∆P1 + ∆P∆2 P+ ∆
153.392(Pa)
o
C 4 − 70N 6 Ta chọn quạt .
Tốc độ không khí vào quạt:
2
vvào = V’/Svào =1.769/(3.14x0.635 /4)=5.586(m/s)
Tốc độ không khí ra khỏi quạt:
vra = V’/Sra =1.769/(0.426x0.426)=9.75(m/s)
Vận tốc không khí vào ra thực tế xấp xỉ giá trò chọn ban đầu, do đó ta sẽ chọn quạt này.
Công suất trên trục động cơ điện:
V '.∆P.g.ρ
=(1.769 x 153.392 x 9.81 x 1.116)/
N=
1000η .ηtr (1000 x 0.6 x 1)=4.95(KW)
=1 (lắp trực tiếp trục với động cơ
điện)
η
=0.6

ηtr

2.7 Tính chọn quạt hướng trục
Trở lực qua thiết bò ngưng tụ ngòai:

−0.23
=
=(6+9x1)(0.05/0.012) S ξ
−0.26

(6 + 9z)  ÷ (Re)
0.23
(1271.54)-0.26=4.962
d
==4.962x1.16x(3)2/2=25.9(Pa)

Cột áp động:
∆Pđ
=1.16x(32)/2=5.22(Pa)
Cột áp của quạt:
∆P
=25.9+5.22=31.12(Pa)
Chọn quạt hướng trục bốn cánh lọai
MCCAΓΗ
No 4
Công suất trên trục động cơ điện:
N=(1.187x31.12x9.81x1.16)/(1000x0.55x1)= 0.764(KW)

2.8 Tính sơ bộ giá thành
STT

Chi tiết, thiết bò

Đơn giá
(nghìn đồng)

Trang 23

Số lượng
(cái)


Thành tiền
(nghìn đồng)

ρ∆vP2
ξ
2


ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

Thiết bò ngưng tụ trong
Thiết bò ngưng tụ ngòai
Thiết bò bốc hơi
Máy nén
Xe gòong

Buồng sấy
Quạt hướng trục
Quạt ly tâm
Nhiệt kế thủy ngân
Nhiệt kế điện trở
p kế lò xo
Các thiết bò tự động
Đường ống
Các chi tiết phụ khác

8000
1000
3000
10500
1500
2000
800
9000
50
200
300

1
1
1
1
1
1
1
1

4
2
2

8000
1000
3000
10500
1500
2000
800
9000
200
400
600
10000
1500
1000

Tiền vật tư tổng cộng: 49.5 triệu đồng
Tiền công chế tạo ( lấy bằng 300% tiền công vật tư):148.5 triệu đồng
Tổng số tiền cần thiết :198 triệu đồng.

3 KẾT LUẬN & ĐÁNH GIÁ
Thiết bò kết hợp được 2 khả năng làm lạnh hút ẩm và làm nóng nên tiết kiệm được
năng lượng. Thiết bò phù hợp với những trường hợp sấy vật liệu không sử dụng nhiệt độ
cao(nó có thể ứng dụng trong sấy lạnh). Thiết bò có cấu tạo khá đơn giản.
Hiệu quả tách ẩm của thiết bò không những phụ thuộc vào điều kiện môi trường bên
ngòai, lọai vật liệu sấy…, mà còn phụ thuộc vào độ kín của hệ thống.
Bên cạnh việc sử dụng thiết bò bốc hơi để tách ẩm thì ta có thể dùng các lọai vật liệu

tách ẩm (silicagel) để làm công đọan tách ẩm.
Ta có thể tận dụng những máy lạnh có sẵn trên thò trường để lắp đặt nhanh.
Để đảm bảo thiết bò họat động an tòan thì cần phải có các thiết bò an tòan và các thiết
bò điều khiển tự động. Ngòai ra, để có thể theo dõi được các thay đổi về nhiệt độ, độ ẩm,
vận tốc không khí…, thì ta cũng cần có các thiết bò đo.
Trong quá trình tính tóan cân bằng vật chất ta đã sử dụng những công thức gần đúng, từ
đó dẫn đến những sai số cho quá trình chọn thiết bò sau này

Trang 24


ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB

4 TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Phạm Văn Bôn, Quá trình và thiết bò công nghệ hóa học và thực phẩm-tập5-Quá trình
và thiết bò truyền nhiệt, NXB ĐHQG Tp.Hồ Chí Minh, 2002.
[2]. Phạm Văn Bôn, Sổ tay dẫn nhiệt không ổn đònh-thông số nhiệt lý của thực phẩm và
nguyên liệu, Tp.Hồ Chí Minh 2004.
[3]. Trần Ngọc Chấn, Điều hòa không khí, NXB Xây Dựng, Hà Nội 2002.
[5].Trần Thanh Kỳ, Máy lạnh, NXBĐHQG Tp.Hồ Chí Minh, 2004.
[6]. Nguyễn Đức Lợi, Tự động hóa hệ thống lạnh, NXBGD, 2002.
[7]. Nguyễn Văn Lụa, Quá trình và thiết bò công nghệ hóa học và thực phẩm-tập7-Kỹ
thuật sấy vật liệu, NXB ĐHQG Tp.Hồ Chí Minh, 2001.
[8]. Trần Văn Phú, Tính tóan và thiết kế hệ thống sấy,NXBGD, Hà Nội, 2000.
[9]. Phạm Văn Tùy, Bơm nhiệt sấy lạnh và hút ẩm BK-BSH18, KH&CNN, No65, 2005.
[10]. Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuông, Sổ tay quá trình và thiết bò công nghệ hóa chấttập 1,2, NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội, 1992.
Trang 25