ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU - CHƯƠNG 4 TÍNH CHỌN MÁY NÉN pptx

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 42
12-2010
CHƯƠNG 4
TÍNH CHỌN MÁY NÉN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU
ĐOÀN VĂN THỌ
LỚP: MTT47 – ĐH2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 43
12-2010
4.1. GIỚI THIỆU HỆ THỐNG LÀM LẠNH VÀ BẢO QUẢN
- Việc lựa chọn hệ thống làm lạnh phụ thuộc vào loại hàng chuyên chở
và chức năng của tàu và quy phạm.
- Làm lạnh và bảo quản thực phẩm phục vụ nhu cầu thuyền viên trên tàu
14500T là loại cỡ nhỏ.
- Tổng thể tích của buồng khi chưa bọc cách nhiệt
V
∑
= V
I
+V
II
+V
III
=31,5 +13,65 +13,65 = 58,8 (m
3
) < 300 (m
3
)
- Tổng nhu cầu lạnh
Q = 3,9973 (kW)
- Do vậy ta chọn hệ thống làm lạnh và bảo quản trực tiếp, công chất sôi

trong các ống của thiết bị làm lạnh, không khí bố trí trực tiếp trong buồng lạnh.
+ Nguyên lý hệ thống:
- Ta cấp công chất làm lạnh lỏng vào dàn ống (các dàn bay hơi), hay các
thiết bị làm lạnh không khí được bố trí ngay trong buồng lạnh. Quá trình trao
đổi nhiệt diễn ra giữa không khí ở trong buồng lạnh với công chất làm lạnh sôi
ở bên trong ống thông qua diện tích trao đổi nhiệt của các dàn ống.
+ ưu điểm:
- Hệ thống gọn nhẹ do không cần bầu bay hơi, không cần chất tải nhiệt
trung gian và các thiết bị liên quan đến chất tải nhiệt trung gian.
- Hệ thống làm việc ở nhiệt độ sôi cao hơn do chi phí công suất giảm.
- Tuổi thọ cao, kinh tế hơn vì thiết bị dàn bay hơi không phải tiếp xúc
với nước muối là một chất gây ăn mòn, han gỉ mạnh.
- Nhiệt độ buồng lạnh có thể giám sát qua nhiệt độ sôi của công chất.
Nhiệt độ sôi này có thể xác định qua áp kế đầu hút của máy nén.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU
ĐOÀN VĂN THỌ
LỚP: MTT47 – ĐH2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 44
12-2010

+Nhược điểm:
- Có nguy cơ rò rỉ công chất làm lạnh vào hàng hoá bảo quản tại những
chỗ nối hoặc những chỗ hở do chấn động vỏ tàu hoặc do va đập của hàng hoá
khi bốc xếp hoặc xếp không chặt.
- Trữ lạnh của các dàn bay hơi trực tiếp thấp, khi máy lạnh ngừng hoạt
động thì dàn lạnh cũng hết lạnh nhanh chóng.
Theo quy phạm hệ thống này được sử dụng cho buồng lạnh có dung tích
nhỏ hơn 300m
3
.

4.2. LỰA CHỌN CÔNG CHẤT LÀM LẠNH
Trong quá trình phát triển của kỹ thuật làm lạnh, trong đó có thể phân
loại theo mức độ an toàn và độc hai theo ba nhóm sau:
- Nhóm I: các công chất an toàn: R113; R11; R31; R114; R12; R22;
R30; R132; R744; R502; R13; R14; R500
- Nhóm II: các công chất độc hại có thể cháy: R1130; R611; R160;
R764; R717.
- Nhóm III: các công chất dễ nổ, dễ cháy, nguy hiểm: R600; R601;
R290; R170; R1150; R50.
Theo sản xuất, người ta thường sử dụng hai loại công chất ở nhóm I làm
công chất làm lạnh cho hệ thống máy lạnh dưới tàu. Đó là R12 và R22 nhưng
trên thực tế hiện nay thì R12 bị đình chỉ sử dụng vào tháng 12 năm 1995 tại
Viên, còn R22 thì cho sử dụng đến năm 2030 thì đình chỉ hoàn toàn. Vì chúng
là những hợp chất hóa học gây ra lỗ thủng tầng ôzôn và hiện tượng hiệu ứng
nhà kính.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU
ĐOÀN VĂN THỌ
LỚP: MTT47 – ĐH2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 45
12-2010
Công chất R22 là công chất không màu, có mùi thơm rất nhẹ, dễ kiếm,
dễ vận chuyển và dễ bảo quản.
Bảng 4.1. Bảng những tính chất cơ bản của R22.
Tính chất cơ bản R22
Nhiệt độ sôi ở áp suất khí quyển (1kG/cm
2
) - 40,8
0
C
Áp suất ngưng tụ ở 38

0
C. 14 (kG/cm
2
)
Năng suất làm lạnh đơn vị ở -15
0
C. 218 (kj/kg)
Sản lượng lạnh đơn vị thể tích 1930,44 (kj/m
2
)
Kích thước tương đối của máy nén ở điều
kiện tiêu chuẩn
1
Tính hòa tan: Với dầu nhờn. Hữu hạn
Với nước Hòa tan rất ít
Nơi sản xuất Trong nước
Vậy từ những phân tích ở trên, cùng với đặc điểm của máy lạnh thiết kế
ta chọn công chất làm lạnh cho hệ thống là R22.
4.3. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HỆ THỐNG
* Nguyên lý hoạt động.
Hơi công chất làm lạnh quá nhiệt được đưa qua bình tách lỏng hút về
máy nén theo đường hút, dưới sự chênh áp giữa hai bên của van hút máy nén
làm cho van này mở ra, hơi công chất tràn vào xilanh. Khi piston máy nén đi từ
điểm chết dưới lên điểm chết trên quá trình nén xảy ra, khi áp suất trong xilanh
lớn hơn lực giữ lò xo thì van đẩy mở ra, hơi công chất làm lạnh dẫn tới bầu
ngưng. Tại bầu ngưng xảy ra quá trình làm mát và ngưng tụ đẳng áp, sau đó
công chất theo đường ống qua van chặn tới bầu tách ẩm, rồi được tập trung tại
một đường ống để ổn định áp suất trước khi vào giãn nở. Hơi công chất trước
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU
ĐOÀN VĂN THỌ

LỚP: MTT47 – ĐH2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 46
12-2010
khi tới dàn bay hơi sẽ lần lượt qua van điện từ, van tiết lưu và van chặn nối tới
dàn lạnh. Hơi công chất quá nhiệt ra khỏi các buồng lạnh theo 3 đường ống hút
và tập trung tại đường ống góp hơi, sau đó theo đường ống hút đi vào xilanh
máy nén hoàn thành một chu trình. Khi nhiệt độ buồng lạnh đạt yêu cầu thông
qua rơ le cảm biến sẽ tác động đóng van điện từ lại không cho công chất lạnh
vào dàn bay hơi.
Đối với đường hút từ buồng rau và buồng đệm trước khi về đường ống
góp công chất làm lạnh thì được đưa qua van tiết lưu để giảm áp suất của công
chất. Mặt khác cũng bố trí van một chiều trên đường ống hút của buồng thịt về
bầu ngưng. Mục đích là không cho công chất làm lạnh đi từ nơi có áp suất cao
đến nơi có áp suất thấp và tránh hiện tượng đi ngược hơi để ổn định áp suất
cũng như đặc tính của công chất trước khi vào máy nén.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU
ĐOÀN VĂN THỌ
LỚP: MTT47 – ĐH2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 47
12-2010
Hình 4.1. Sơ đồ nguyên lý
4.4. TÍNH CHỌN MÁY NÉN.
4.4.1. Các thông số ban đầu và chọn sơ bộ máy nén.
a) Các thông số ban đầu.
+) Chọn nhiệt độ ngưng tụ của công chất làm lạnh (t
k
) được xác định
gián tiếp thông qua nhiệt độ nước ngoài tàu t
W
.

t
k
= t
w2
+
∆
t
k
+ Nhiệt độ nước làm mát ra khỏi bầu ngưng (t
w2
):
t
w2
= t
w1
+
∆
t
w
(
0
C)
- t
W1
- nhiệt độ nước làm mát vào bầu ngưng được lấy bằng nhiệt
độ nước ngoài tàu. Do tàu thiết kế cấp không hạn chế, hoạt động ở
vùng Đông á, theo phụ lục 1-
[
1
]

chọn t
w1
= 30
0
-
∆
t
w
- Độ chênh nhiệt độ nước vào và ra khỏi bầu ngưng, ở bầu
ngưng tàu thuỷ ta thường chọn
∆
t
w
= (2
÷
4)
0
C chọn
∆
t
w
= 3
0
C
Vậy:

t
w2
= 30 + 3 = 33
0

C
+
∆
t
k
– hiệu nhiệt độ ngưng tụ yêu cầu. Theo trang 205 (Hướng Dẫn
Thiết Kế Hệ Thống Lạnh)
∆
t
k
= 3
÷
5
0
C có nghĩa là nhiệt độ ngưng tụ
cao hơn nhiệt độ nước ra từ 3 đến 5
0
C: ta chọn
∆
t
k
= 3
0
Vậy => t
k
= 33
0
+ 3
0
= 36

0
+) Nhiệt độ sôi của công chất làm lạnh (t
0
) trong các buồng được xác
định theo nhiệt độ của không khí trong buồng lạnh theo trang 204-
[
7
]
có:
t
0
= t
tb
-
∆
t
0
+ t
tb
- Nhiệt độ không khí trong buồng lạnh
- Nhiệt độ trong buồng 1 ( buồng rau, hoa quả…) t
tb1
= 2
0
- Nhiệt độ trong buồng 2 ( buồng thịt…) t
tb2
= -18
0
- Nhiệt độ trong buồng 3 ( buồng thịt…) t
tb3

= 8
0
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU
ĐOÀN VĂN THỌ
LỚP: MTT47 – ĐH2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 48
12-2010
+
∆
t
0
Độ chênh nhiệt độ, phụ thuộc vào kiểu hệ thống làm lạnh không khí
bay hơi trực tiếp theo trang 204 (Hướng Dẫn Thiết Kế Hệ Thống Lạnh)
ta có:
∆
t
0
= (5
÷
12)
0

Vậy: - Với buồng 1: t
01
= 2 – (5) = - 3
0
C
- Với buồng 2: t
02
= -18 – (8) = - 26

0
C
- Với buồng 3: t
03
= 8 – (8) = 0
0
C
- Các trạng thái bão hoà và hơi quá nhiệt của hệ thống tra bảng 6,7 (Sách
Tính Chất Vật Lý Và Nhiệt Động Của Công Chất Lạnh)
t
01
= - 3
0
C ; p
01
= 4,513. 10
5
(Pa)
t
02
= - 26
0
C ; p
02
= 1,936.10
5
(Pa)
t
k
= 36

0
C ; p
k
= 13,885. 10
5
(Pa)
t
03
= 0
0
C ; p
03
= 4,981. 10
5
(Pa)
- Tỉ số tăng áp:
Π
=
02
k
P
P
=
5
5
10.936,1
10.885,13
= 7,17 < 8
Vây chọn máy nén là loại máy nén piston 1 cấp nén.
- Công chất ra khỏi bầu ngưng là hơi bão hoà lỏng.

b) Sản lượng lạnh yêu cầu
-
Theo thiết kế phần trước có:

+ Thời gian làm lạnh thịt, cá đến nhiệt độ thiết kế.
t = - 18
0
C ,T
TC
=18(h) = 0,75 (ngày)
+ Thời gian làm lạnh rau, hoa quả đến nhiệt độ thiết kế.
t = 2
0
,T
R
=48(h) =2 (ngày)
+ Thời gian làm lạnh rau, hoa quả đến nhiệt độ thiết kế.
t = 30 (ngày)
Vậy T >> T
TC
,T
R
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU
ĐOÀN VĂN THỌ
LỚP: MTT47 – ĐH2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 49
12-2010
- Chi phí lạnh cho bảo quản liên tục, lâu dài chiếm xấp xỉ 60% tổng chi
phí lạnh cho làm lạnh và bảo quản trong 18h đầu. Do đó chọn quá trình bảo
quản để tính chọn máy nén, động cơ điện và bầu ngưng.

- Khi xác định sản lượng lạnh cần thiết của máy nén để chọn máy nén
cần dựa vào yêu cầu dự trữ công suất máy nén. Theo công thức 7.1 (Trang 49
Sách Thiết Kế HTLL và Tái Ngưng Tụ KHLTT) sản lượng lạnh cần thiết của
máy nén được xác định theo công thức:
Q
oyc
=
18
24
.Q
0
(W)
Q
0
– sản lượng lạnh cần bảo quản của hệ thống, Q
0
= 2467.52 (W)
Q
oyc
– sản lượng lạnh yêu cầu của máy nén.

=> Q
oyc
= 3290,03 (W)
c) Chọn sơ bộ máy nén
+ Sơ bộ ta chọn máy nén có ký hiệu: 5k24
Các thống số :
- Công chất: R22
- Máy nén: 5k24

- Động cơ điện lai máy nén: 2 kW
- Sản lượng lạnh ở chế độ tiêu chuẩn: 4070,5/(3500) W/
(kcal/h)
* Phạm vi sử dụng:
+ Nhiệt độ bay hơi: - 30
0
C

t
0

5
0
C
+ Nhiệt độ ngưng tụ: 30
0
C

t
k

45
0
C
+ Nhiệt độ công chất cuối quá trình nén: t
2
= 120
0
C
+ Nhiệt độ hơi hút cho phép: t

1

5
0
C
+ Khả năng quá tải cho phép: 10%
* Chế độ lạnh tiêu chuẩn:
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU
ĐOÀN VĂN THỌ
LỚP: MTT47 – ĐH2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 50
12-2010
+ Nhiệt độ bay hơi: t
0
= -20
0
C
+ Nhiệt độ ngưng tụ: t
k
= 40
0
C
+ Độ quá nhiệt hơi hút:

t
qn
= 10
0
C
+ Độ quá lạnh lỏng:


t
ql
= 5
0
C
4.4.2 Chu trình lạnh ở điều kiện tiêu chuẩn của máy nén
4.4.2.1. Các thông số trạng thái cơ bản ở các điểm nút chu trình lạnh theo
lý lịch máy nén.
t
0TC
=-20
0
C p
0TC
= 2,455. 10
5
(Pa)
qn
t∆
= 10
0
C
t
kTC
= 40
0
C p
kTC
= 15,327. 10

5
(Pa)
ql
t∆
= 5
0
C

Hình 4.2. Đồ thị chỉ thị của máy nén xét ở điều kiện tiêu chuẩn.
Từ các giá trị trên ta tra bảng 6,7-[3] có:
-Trạng thái 1: Trạng thái bão hoà khô.
t
1
= t
0TC
= -20(
0
C) p
1
= p
0TC
= 2,455.10
5
(Pa)
Tra bảng 6-
[
3
]
theo t
0TC

ở trạng thái bão hoà khô ta có:
v
1
= 92,421 . 10
-3
(m
3
/kg)
i
1
= 696,5 (kJ/kg)
s
1
= 1,7803 (kJ/kg.K)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU
ĐOÀN VĂN THỌ
LỚP: MTT47 – ĐH2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 51
12-2010
-Trạng thái 1’: Trạng thái hơi quá nhiệt.
p
1’
= p
1
= 2,455.10
5
(Pa); t
1’
= t
1

+
qn
t∆
= -10(
0
C)
Các thông số (v
1’
;i
1’
;s
1’
) được xác định bằng phương pháp tra bảng 7-[3]
và nội suy theo p
1’
, t
1’
ta có:
v
1’
= 97,09. 10
-3
(m
3
/kg)
i
1’
= 705,2 (kJ/kg)
s
1’

= 1,8067 (kJ/kg.K)
-Trạng thái 2: Trạng thái hơi quá nhiệt.
p
2
= p
kTC
= 15,327.10
5
(Pa); s
2
= s
1
= 1,7803
Các thông số (v
1’
;i
1’
;s
1’
) được xác định bằng phương pháp tra bảng 7-[3]
và nội suy theo p
2
, s
2
ta có:
Bảng nội suy thông số trạng thái 2
s(kJ/kg.K) v(m
3
/kg) i(kJ/kg) t (
0

C)
1.7685 0.01774 739.03 65
1.7803 0.018173 743.068 69.61
1.7813 0.01821 743.41 70
+ Công thức nội suy:
v
2
=
1,7803 1,7685
(0,01821 0,01774) 0,01774
1,7813 1,7685
−
× − + =
−
0,018173 (m
3
/kg)
Tương tự theo bảng nội suy trên ta có:
v
2
= 18,173. 10
-3
(m
3
/kg)
i
2
= 743,068 (kJ/kg)
t
2

= 69,61 (
0
C)
-Trạng thái 3: Trạng thái hơi bão hoà lỏng.
p
3
= p
kTC
= 15,327.10
5
(Pa); t
3
= t
kTC
-
ql
t∆
= 35(
0
C)
Các thông số (v
3
;i
3
;s
3
) được xác định bằng phương pháp tra bảng 6-[3]
và nội suy theo t
3
ta có.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU
ĐOÀN VĂN THỌ
LỚP: MTT47 – ĐH2
Kết quả nội suy
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 52
12-2010
v
3
= 0,8688. 10
-3
(m
3
/kg)
i
3
= 542,8 (kJ/kg)
s
3
= 1,1448 (kJ/kg.K)
-Trạng thái 4’: Trạng thái hơi bão hoà lỏng.
p
4’
= p
0TC
= 2,455.10
5
(Pa); t
4’
= t
0TC

= -20(
0
C)
Các thông số (v
4’
;i
4’
;s
4’
) được xác định bằng phương pháp tra bảng 6-[3]
và nội suy theo t
4’
ta có:
v
4’
= 0,7424. 10
-3
(m
3
/kg)
i
4’
= 477,0 (kJ/kg)
s
4’
= 0,9132 (kJ/kg.K)
-Trạng thái 4: Trạng thái hơi ẩm.
t
4
= t

0TC
= -20(
0
C); p
4
= p
0TC
= 2,455.10
5
(Pa)
i
4
= i
3
= 542,8 (kJ/kg)
Độ khô của trạng thái 4 được xác định theo entanpi

4 4'
4
1 4'
i i
x
i i
−
=
−
=
4775,696
4778,542
−

−
=0,2998
Xác định v
4
,s
4
theo x
4
ta có:
v
4
= 28,2276. 10
-3
(m
3
/kg)
s
4
= 1,1732 (kJ/kg.K)
Bảng 4.2. Bảng thông số các trạng thái trong chu trình lạnh ở điều kiện tiêu
chuẩn của máy nén
Thông số
Trạng thái
T(K) t
(
0
C)
p.
10
5

(Pa)

v. 10
-3

(m
3
/kg)
i
(kJ/kg)
s
(kJ/kg.K)
1 253 -20 2,455 92,421
696,5
1,7803
1’ 263 -10 2,455 97,09 705,26 1,8067
2 342,61 69,61 15,327 18,173 743,07 1,7803
3 308 35 15,327 0,8688 542,8 1,1448
4 253 -20 2,455 28,2276 542,8 1,1732
4’ 253 -20 2,455 0,7424 477 0,9132
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU
ĐOÀN VĂN THỌ
LỚP: MTT47 – ĐH2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 53
12-2010
4.4.2.2. Sản lượng lạnh đơn vị khối lượng ở chế độ tiêu chuẩn.
- Theo công thức (7-1)-
[
8
]

có:
q
0TC
= i
1’
– i
4
= 705,26 –542,8 = 162,46 (kJ/kg)
4.4.2.3. Sản lượng lạnh đơn vị thể tích ở chế độ tiêu chuẩn.
- Theo công thức (7-2)-
[
8
]
có:
q
v
=
'1
0
v
q
TC
=
162,46
0,09709
= 1673,29 (kJ/kg.m
3
)
4.4.2.4. Công nén riêng.
- Theo công thức (7-3)-

[
8
]
có:
l
TC
= i
2
- i
1’
= 743,068 – 705,26 = 39,808 (kJ/kg)
4.4.2.5. Sản lượng nhiệt đơn vị.
- Theo công thức (7-4)-
[
8
]
có:
q
kTC
= i
2
– i
3
= 743,068 –542,8= 200,268 (kJ/kg)
4.4.2.6. Hệ số lạnh của chu trình.
- Theo công thức (7-5)-
[
8
]
có:

ξ
TC
=
TC
TC
l
q
0
=
162,46
39,808
= 3,2908
4.4.2.7. Hiệu suất exergi của chu trình.
- Theo công thức (7-6)-
[
8
]
có:

γ
TC
=
ξ
TC
.
TC
TCkTC
T
TT

0
0
−
= 3,2908.
313 253
253
−
= 0,78
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU
ĐOÀN VĂN THỌ
LỚP: MTT47 – ĐH2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 54
12-2010
4.4.3. Tính nghiệm máy nén ở điều kiện làm việc.
Ta có chu trình hệ thống làm lạnh được biểu diễn dưới các đồ thị 4.3; 4.4:
Hình 4.3. Đồ thị T-S
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU
ĐOÀN VĂN THỌ
LỚP: MTT47 – ĐH2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 55
12-2010
Hình 4.4. Đồ thị lgp - i
4.4.3.1 Các thông số trạng thái của chu trình.
+ Để xác định thông số trạng thái của chu trình sử dụng các bảng 6,7 -
[
3
]
, và nội suy.
+ Các thông số trạng thái cơ bản ở các điểm nút chu trình:
-Trạng thái 3

’
: Trạng thái bão hoà lỏng.
t
3’
= t
k
= 36 (
0
C)
Tra bảng 6-
[
3
]
theo t
k
ở trạng thái bão hoà lỏng ta có:
p
3’
= p
k
= 13,885. 10
5
(Pa)
v
3’
= 0,8718. 10
-3
(m
3
/kg)

i
3’
= 544,1 (kJ/kg)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU
ĐOÀN VĂN THỌ
LỚP: MTT47 – ĐH2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 56
12-2010
s
3’
= 1,1489 (kJ/kg.K)
-Trạng thái 6
’
: Trạng thái bão hoà lỏng.
t
6’
= -3 (
0
C)
Tra bảng 6-
[
3
]
theo t
0I
ở trạng thái bão hoà lỏng ta có:
p
6’
= p
01

= 4,513. 10
5
(Pa)
v
6’
= 0,7740. 10
-3
(m
3
/kg)
i
6’
= 496,5 (kJ/kg)
s
6’
= 0,9872 (kJ/kg.K)
-Trạng thái 8
’
: Trạng thái bão hoà lỏng.
t
8’
= -26 (
0
C)
Tra bảng 6-
[
3
]
theo t
0II

ở trạng thái bão hoà lỏng ta có:
p
8’
= p
02
= 1,936. 10
5
(Pa)
v
8’
= 0,7326. 10
-3
(m
3
/kg)
i
8’
= 470,2 (kJ/kg)
s
8’
= 0,8863 (kJ/kg.K)
-Trạng thái 4
’
: Trạng thái bão hoà lỏng.
t
4’
= 0 (
0
C)
Tra bảng 6-

[
3
]
theo t
0III
ở trạng thái bão hoà lỏng ta có:
p
4’
= p
03
= 4,981. 10
5
(Pa)
v
4’
= 0,78. 10
-3
(m
3
/kg)
i
4’
= 500,0 (kJ/kg)
s
4’
= 1,0000 (kJ/kg.K)
-Trạng thái 9: Trạng thái bão hoà khô.
t
9
= -26 (

0
C)
Tra bảng 6-
[
3
]
theo t
0II
ở trạng thái bão hoà khô ta có:
p
9
= p
02
= 1,936. 10
5
(Pa)
v
9
= 115,65. 10
-3
(m
3
/kg)
i
9
= 693,9 (kJ/kg)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU
ĐOÀN VĂN THỌ
LỚP: MTT47 – ĐH2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 57

12-2010
s
9
= 1,7915 (kJ/kg.K)
-Trạng thái 7: Trạng thái bão hoà khô.
t
7
= -3 (
0
C)
Tra bảng 6-
[
3
]
theo t
0I
ở trạng thái bão hoà khô ta có:
p
7
= p
01
= 4,513. 10
5
(Pa)
v
7
= 51,706. 10
-3
(m
3

/kg)
i
7
= 703,7 (kJ/kg)
s
7
= 1,7528 (kJ/kg.K)
-Trạng thái 5: Trạng thái bão hoà khô.
t
5
= 0 (
0
C)
Tra bảng 6-
[
3
]
theo t
0II
ở trạng thái bão hoà khô ta có:
p
5
= p
03
= 4,981. 10
5
(Pa)
v
5
= 46,992. 10

-3
(m
3
/kg)
i
5
= 704,4 (kJ/kg)
s
5
= 1,7484 (kJ/kg.K)
-Trạng thái 2’: Trạng thái bão hoà khô.
t
2’
= t
k
= 36 (
0
C)
Tra bảng 6-
[
3
]
theo t
02
ở trạng thái bão hoà khô ta có:
p
2’
= 13,885. 10
5
(Pa)

v
2’
= 16,776 . 10
-3
(m
3
/kg)
i
2’
= 715,0 (kJ/kg)
s
2’
= 1,7017 (kJ/kg.K)
-Trạng thái 7’: Trạng thái hơi quá nhiệt khi ra khỏi van tiết lưu:
Hơi sấy ở trạng thái 7 qua van điều chỉnh áp suất phía trước đạt trạng
thái 7’ để đi vào ống góp công chất thể hơi.
p
7’
= p
9
= 1,936. 10
5
(Pa)
i
7’
= i
7
= 703,7 (kJ/kg)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU
ĐOÀN VĂN THỌ

LỚP: MTT47 – ĐH2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 58
12-2010
Các thông số (v
7’
;i
7’
;s
7’
) được xác định bằng phương pháp tra bảng 7-[3]
và nội suy theo p
7’
, i
7’
tương tự ta có:
Bảng nội suy thông số trạng thái
7’
i(kJ/kg) v (m
3
/kg) s (m
3
/kg) t(
0
C)
701.17 0.122 1.8203 -15
703.7 0.12338 1.8300 -11.16
704.46 0.1238 1.8329 -10
v
7”
= 123,38.10

3−
(m
3
/kg)
t
7”
= -11,16 (
0
C )
s
7”
= 1,8300 (kJ/kg.K)
-Trạng thái 5’: Trạng thái hơi quá nhiệt.
Hơi sấy ở trạng thái 5 qua van điều chỉnh áp suất phía trước đạt trạng
thái 5’ để đi vào ống góp công chất thể hơi.
p
5’
= p
9
= 1,936. 10
5
(Pa)
i
5’
= i
5
= 704,4 (kJ/kg)
Các thông số (v
5’
;i

5’
;s
5’
) được xác định bằng phương pháp tra bảng 7-[3]
và nội suy theo p
5’
, i
5’
tương tự ta có:
Bảng nội suy thông số trạng thái
5’
i(kJ/kg) v (m
3
/kg) s (m
3
/kg) t(
0
C)
701.17 0.1220 1.8203 -15
704.4 0.12377 1.833 -10.09
704.46 0.1238 1.8329 -10
v
5’
= 123,77.10
3−
(m
3
/kg)
t
5’

= -10,09 (
0
C )
s
5’
= 1,833 (kJ/kg.K)
-Trạng thái 3: Trạng thái lỏng chưa sôi, hơi qua bộ hoàn nhiệt

∆
t
ql
= 4
0
C ; p
3
= p
k
= 13,885. 10
5
Pa
t
3
= t
k
-
∆
t
ql
= 36 - 4 = 32
0

C
Các thông số (v
3
;i
3
;s
3
) được xác định bằng phương pháp tra bảng 6-[3]
và nội suy theo t
3
tương ứng với trạng thái hơi bão hoà lỏng ta có:
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU
ĐOÀN VĂN THỌ
LỚP: MTT47 – ĐH2
Kết quả nội suy
uy
Kết quả nội suy
uy
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 59
12-2010
v
3
= 0,8591. 10
-3
(m
3
/kg)
i
3
= 538,0 (kJ/kg)

s
3
= 1,1321 (kJ/kg.K)
-Trạng thái 6: Trạng thái hơi ẩm.
t
6
= t
01
= -3
0
C; p
6
= p
01
= 4,513. 10
5
(Pa)
i
6
= i
3
=538,0(kJ/kg)
Độ khô của trạng thái 4 được xác định theo entanpi

6 6'
6
7' 6'
i i
x
i i

−
=
−
=
538,0 496,5
703,7 496,5
−
−
=0,2003
Xác định v
6
, s
6
theo x
6
có:
v
6
= v
6’
+ x
6
(v
7’
–v
6’
) = 0,774+0,2003.(51,706 - 0,774)
=10,975.10
-3
(m

3
/kg)
s
6
= s
6’
+ x
6
(s
7’
–s
6’
) = 0,9872 + 0,2003.(1,7528 – 0,9872)
= 1,1405 (kJ/kg.K)
-Trạng thái 4: Trạng thái hơi ẩm.
t
4
= t
03
= 0
0
C; p
4
= p
03
= 4,981. 10
5
(Pa)
i
4

= i
3
=538,0 (kJ/kg)
Độ khô của trạng thái 6 được xác định theo entanpi

4 4'
4
5 4'
i i
x
i i
−
=
−
=
538,0 500,0
707,472 500,0
−
−
= 0,18316
Xác định v
4
, s
4
theo x
4
có:
v
4
= v

4’
+ x
4
(v
5’
–v
4’
) = 0,78+0,18316.(46,992-0,78)
= 9,2441.10
-3
(m
3
/kg)
s
4
= s
4’
+ x
6
(s
5’
–s
4’
) = 1,000+0,18316.(1,7484-1,000)
= 1,1371 (kJ/kg.K)
-Trạng thái 8: Trạng thái hơi ẩm.
t
8
= t
02

= -26
0
C; p
8
= p
8’
= 1,936. 10
5
(Pa)
i
8
= i
3
=538,0 (kJ/kg)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU
ĐOÀN VĂN THỌ
LỚP: MTT47 – ĐH2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 60
12-2010
Độ khô của trạng thái 8 được xác định theo entanpi

8 8'
8
9 8'
i i
x
i i
−
=
−

=
538,0 470,2
693,9 470,2
−
−
=0,3031
Xác định v
4
, s
4
theo x
4
có:
v
8
= v
8’
+ x
8
(v
9
–v
8’
) = 0,7326 + 0,3031.(115,65-0,7326)
= 35,5623 . 10
-3
(m
3
/kg)
s

8
= s
8’
+ x
8
(s
9
–s
8’
) = 0,8863+ 0,3031.(1,7915- 0,8863)
= 1,1607 (kJ/kg.K)
-Trạng thái 1’: Trạng thái hơi quá nhiệt.
p
1
= p
01
=1,936. 10
5
(Pa)
Xác định entanpi hoà trộn theo phương trình hoà trộn.
i
1’
=
9 9 5' 5' 7' 7'
9 5' 7'
. . .i m i m i m
m m m
+ +
+ +
m

9
, m
5’,
m
7’
– lưu lượng khối lượng công chất đi qua dàn bay hơi buồng
II; III; I:
m
9
=
9 8
4
.
3
II
Q
i i−
=
4
921,54 3,6
3
693,9 538,0
× ×
−
= 28,373 (kg/h)
m
5’
=
0
5 4

4
.
3
III
Q
i i−
=
440,73 3,6 4 / 3
704,4 538,0
× ×
−
= 12,703 (kg/h)
m
7’
=
0
7 6
4
.
3
I
Q
i i−
=
1105,25 3,6 4 / 3
703,7 538,0
× ×
−
= 32,017 (kg/h)
i

1’
=
693,9 28,373 704,4 12,703 703,7 32,017
28,373 12,703 32,017
× + × + ×
+ +
= 700,02 (kJ/kg)
Các thông số (v
1
;t
1
;s
1
) được xác định bằng phương pháp tra bảng 7-[3]
và nội suy theo p
1
, i
1
ta có:
Bảng nội suy thông số trạng thái
1’
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU
ĐOÀN VĂN THỌ
LỚP: MTT47 – ĐH2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 61
12-2010
i(kJ/kg) v (m
3
/kg) s (m
3

/kg) t(
0
C)
697.87 0.1192 1.8074 -20
700.02 0.114645 1.816 -16.75
701.17 0.1122 1.8203 -15
t
1’
= -16,75 (
0
C)
v
1’
= 114,65. 10
-3
(m
3
/kg)
s
1’
= 1,816 (kJ/kg.K)
- Trạng thái 1: Trạng thái hơi quá nhiệt, sau khi ra khỏi bộ hoàn nhiệt:
p
1
= p
02
=1,936. 10
5
(Pa)
Xác định i

1
theo phương trình cân bằng nhiệt của bộ hoàn nhiệt.
i
1
= i
1’
– i
3
+i
3’
= 700,02 – 538,0+ 544,1 = 706,12 (kJ/kg)
Các thông số (v
1
;t
1
;s
1
) được xác định bằng phương pháp tra bảng 7-[3]
và nội suy theo p
1
, i
1
ta có:
Bảng nội suy thông số trạng thái
1
i(kJ/kg) v (m
3
/kg) s (m
3
/kg) t(

0
C)
704.46 0.1248 1.8329 -10
706.12 0.126206 1.839 -7.49
707.76 0.1276 1.8453 -5
t
1
= -7,49 (
0
C)
v
1
= 126,206.10
3−
(m
3
/kg)

s
1
= 1,839 (kJ/kg.K)
-Trạng thái 2: Trạng thái hơi quá nhiệt.
p
2
= p
k
= 13,885.10
5
(Pa); s
2

= s
1
= 1,839 (kJ/kg.K)
Cácthông số (v
2
;t
2
;s
2
) được xác định bằng phương pháp tra bảng 7-[3] và
nội suy theo p
2
, i
2
ta có:
Bảng nội suy thông số trạng thái
2
s(kJ/kg.K) v(m
3
/kg) i(m
3
/kg) t(
0
C)
1.8127 0.02025 752.9 80
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU
ĐOÀN VĂN THỌ
LỚP: MTT47 – ĐH2
Kết quả nội suy
uy

Kết quả nội suy
uy
Kết quả nội suy
uy
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 62
12-2010
1.839 0.022136 761.0 88.86
1.8424 0.02238 762.05 90
t
2
= 88,86 (
0
C)
v
2
= 22,136.10
3−
(m
3
/kg)
i
2
= 761,0 (kJ/kg)
Bảng 4.3. Bảng thông số các trạng thái trong chu trình lạnh ở chế độ làm việc
của máy nén.
Thông số
Trạng thái
T(K) t
(
0

C)
p.
10
5
(Pa)
v. 10
-3
(m
3
/kg)
i
(kJ/kg)
s
(kJ/kg.độ)
1
265,51
-7,49 1,936 126,206 706,12 1,839
1’
256,25
-16,75 1,936 114,65 700,02 1,816
2
361,86
88,86 13,885 22,136 761,00 1,839
2’
309
36 13,885 16,776 715,0 1,7017
3
305
32 13,885 0,8591 538,0 1,1321
3’

309
36 13,885 0,8718 544,1 1,1489
4
273
0 4,981 9,2441 538,0 1,1371
4’
273
0 4,981 0,7800 500,0 1,000
5
273
0 4,981 46,992 704,4 1,7484
5”
262,91
-10,09 1,936 123,77 704,4 1,833
6
270
-3 4,513 10,975 538,0 1,1405
6’
270
-3 4,513 0,7740 496,5 0,9872
7
270
-3 4,513 51,706 703,7 1,7528
7’
261,84
-11,16 1,936 123,380 703,7 1,8300
8
247
-26 1,936 35,5623 538,0 1,1607
8’

247
-26 1,936 0,7326 470,2 0,8863
9
247
-26 1,936 115,65 693,9 1,7915
4.4.3.2. Sản lượng lạnh đơn vị khối lượng.
-Theo công thức 7-1 (Sách Hướng Dẫn TKHTLL )
q
0
=i
1’
- i
8
=700,02 – 538,0 =162,02 (kJ/kg)
4.4.3.3. Sản lượng lạnh đơn vị thể tích.
- Theo công thức 7.2 (Sách Hướng Dẫn TKHTLL )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU
ĐOÀN VĂN THỌ
LỚP: MTT47 – ĐH2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 63
12-2010
q
v
=
0
1'
q
v
=
162,02

0,11465
= 1413,21 (kJ/kg.m
3
)
4.4.3.4. Công nén đoạn nhiệt.
- Theo công thức 7-3 có:
l = i
2
- i
1
= 761,0 – 706,12 = 54,88 (kJ/kg)
4.4.3.5. Sản lượng nhiệt đơn vị.
- Theo công thức 7- 4 có:
q
k
= i
2
– i
3
= 761,0 –538,0 = 223,0 (kJ/kg)
4.4.3.6. Hệ số lạnh của chu trình.
- Theo công thức 7-5 có:

ξ
=
l
q
0
=
162,02

54,88
= 2,952
4.4.3.7. Hiệu suất exergi của chu trình.
- theo công thức (7-6)-
[
8
]
có:

γ
=
ξ
.
0
0
T
TT
k
−
= 2,952.
247
247309 −
= 0,741
Bảng 4.3. Bảng tính kiểm nghiệm sản lượng lạnh của hệ thống khi máy nén làm việc
STT Đại lượng Ký
hiệu
Đơn vị Xác định
Chế độ công tác Chế độ tiêu chuẩn
I II III IV V VI
1 - Sản

lượng lạnh
q
o
kJ/kg 162,02 162,46
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU
ĐOÀN VĂN THỌ
LỚP: MTT47 – ĐH2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 64
12-2010
đơn vị khối
lượng
2 - Sản
lượng lạnh
đơn vị thể
tích
q
v
kJ/kg.m
3
1413,21 1673,29
3 3.1. Hệ số
không gian
có hại
C % Thoe lý lịch máy C = 5
3.2. Áp suất
công chất
bay hơi
P
0
5

10
(Pa) 1,936 2,455
3.3. Hiệu áp
đóng, mở
van hút

p
0
5
10
(Pa) Theo lý lịch máy

p
0
= 0,05
3.4. Áp suất
công chất
ngưng tụ
P
k
5
10
(Pa) 13,885 15,327
3.5. Hiệu áp
đóng, mỏ
van đẩy

p
k
5

10
(Pa) Theo lý lịch máy

p
k
= 0,07
3.6. Hiệu số
phụ thuộc
loại công
chất
n Với R22 chọn n = 1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU
ĐOÀN VĂN THỌ
LỚP: MTT47 – ĐH2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 65
12-2010
4 Hệ số tổn
thất thấy rõ
trên đồ thị

i

i
=









∆−
−






∆+
−
∆−
Po
PoPo
Po
PkPk
C
Po
PoPo
n
1
.
0,6985 0,7154
5 5.1. Nhiệt
độ tuyệt đối
công chất
sôi
T
s

K
0
247 253
5.2. Nhiệt
độ tuyệt đối
công chất
ngưng tụ
T
n
K
0
309 313
5.3. Hệ số
tổn thất ẩm

a

a
=
Ts
Tn
0,7994 0,8083
6 Hệ số cấp
 

=

i
.


a
0,5584 0,5783
7 Sản lượng
lạnh tiêu
chuẩn của
máy nén
quy đổi về
chế độ công
tác
Q
0 yc
W
Q
0 yc
=
3290,03
Q
0MN
= Q
TCMN0
.
.
.
v
TC vTC
q
q
λ
λ
=> Q

0MN
= 3319,43
Vậy ở chế độ công tác:sản lượng lạnh của máy nén 5k24 là
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU
ĐOÀN VĂN THỌ
LỚP: MTT47 – ĐH2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH MÁY TÀU 66
12-2010
Q
0MN
=
3319,43
( W), đảm bảo nhu cầu bảo quản lạnh của thực phẩm.
4.5. TÍNH NGHIỆM ĐỘNG CƠ LAI
4.5.1. Công nén đoạn nhiệt
Theo công thức (7-19) ( Sách Hướng Dẫn Thiết Kế HTLL) có:
N
s
= m.l (kW)
m - Lưu lượng khối lượng công chất qua máy nén.
m =
0
Q
OMN
q
=
3319,43 3,6
162,02
×
=

73,757
(kg/h)
l – Công nén riêng theo kết quả trên ta có l = 54,88 (kJ/kg)
Vậy: N
s
=
73,757 54,88
3600
×
= 1,124 (kW)
4.5.2. Hiệụ suất chỉ thị.
Theo công thức (7-21) ( Sách Hướng Dẫn Thiết Kế HTLL) có:
0
.tb
ai
+=
λη

a
λ
– Hệ số tổn thất ẩm do hơi hút vào xi lanh bị sấy nóng:
a
λ
=
0,7994
t
o
– Nhiêt độ sôi của công chất lạnh, t
0
= -26 (

0
C)
b – Hằng số thực nghiệm phụ thuộc công chất lạnh, với R22 có b = 0,001
Vậy:
i
η
=
0,7994
+ 0,001.(-26) = 0,7834
4.5.3. Công suất chỉ thị của máy nén.
Theo công thức (7- 20) ( Sách Hướng Dẫn Thiết Kế HTLL) có:
N
i
= N
s
/
i
η
= 1,124/0,7834 = 1,435 (kW)
4.5.4. Công suất ma sát.
* Thể tích lý thuyết do piston quét được, theo công thức [7-22] có:
V
ltMN
=
4
.
2
dΠ
.S.Z.n (m
3

/s)
d – Đường kính xilanh: d = 0,06 (m)
S – Hành trình piston: S = 0,05 (m)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI – KHOA CƠ KHÍ ĐÓNG TÀU
ĐOÀN VĂN THỌ
LỚP: MTT47 – ĐH2