tiểu luận đề tài công nghệ sấy mít

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 10
2.3 Tính tóan thiết bò bốc hơi 12
2.4 Tính tóan thiết bò ngưng tụ trong 15
2.5 Tính tóan thiết bò ngưng tụ ngòai 19
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 35

o
C.
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
o
C, độ ẩm tương đối 60%. Không khí
ra khỏi buồng sấy có nhiệt độ 34
o
C, 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:

ϕ
= 80%
Nhiệt độ:
t
o
= 27
o
C
p suất hơi bão hòa:

4026.42
exp 12
235.5 ( )
b
o
P
t C
 
= −
 ÷
+
 
=
4026.42
exp 12
235.5 27
 
−
 ÷
+
 
(theo [8] công thức 2.31)
=0.0355 (bar) =26.613(mmHg)
p suất riêng phần của hơi nước
P = P
b
.
ϕ
=0.035x0.8=0.0284 (bar) =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 : t
v1
=35(
o
C)
Nhiệt dung riêng : C=1360.6 (j/kg độ)
f = 1.38(m
2
/kg vật liệu khô)
Kích thước 1 múi: 5.5x3x1 (cm)
G
2
(năng suất): 50kg/mẻ
Độ ẩm tuyệt đối ban đầu W
1
:257%
Độ ẩm tuyệt đối của sản phẩm W
2
:40%
Độ ẩm tuyệt đối cân bằng W
cb
:15%
Khối lượng vật liệu khô:
2
2
.100
100
o

G
G
W
=
+
= (50x100)/(100+40)=35.714 (kg/mẻ)
Số múi/kg vật liệu khô: N*= 276 (múi/kg vật liệu khô)
Số múi mít ứng với G
2
:
N’= NxG
o
=276x35.714=9857.06
≈
9858 (múi) (làm tròn lên)
Diện tích 1 múi chiếm chỗ trên khay:
s’=(5.5+0.2)x(3+0.2)/10000 =0.001824 (m
2
)
Trang 4
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB
Khối lượng ẩm còn lại trong vật liệu sau khi sấy:
G
a2
= G
2
– G
o
=50-35.714=14.286 (kg/mẻ)
Khối lượng mít trước khi sấy:

1
1
(1 )
100
o
W
G G= +
=35.714x(1+275/100)=127.500(kg/mẻ)
Khối lượng ẩm trong mít trước khi sấy:
G
a1
= W
1
. G
o
/100 =275x35.714/100= 91.786 (kg/mẻ)
Lượng ẩm tách ra:
1 2a a a
G G G∆ = −
=91.786 -14.286=77.500 (kg/mẻ)
2.1.3 Các thông số của buồng sấy:
*Khay:
Kích thước 1 khay: chiều dài L
k
=1(m) , chiều rộng W
k
=1(m), chiều cao H
k
=0.04 (m)
Diện tích bề mặt 1 khay: S= 1 (m

2
)
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
2
K.
Chiều dài buồng sấy L
b
=1.3(m)
Chiều rộng buồng sấy W
b
=1.5(m)
Chiều cao buồng sấy H
b
= 1.4(m)
Chiều cao 1 múi mít
m
δ
=0.01(m)
Chiều cao 18 lớp mít:
H
m

=
m
δ
.n =0.01x18= 0.18(m)
Chiều cao của 18 khay:
H’
k
= n.H
k
= 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:
F
td
=L
b
.H’
b
– L
k
.H
m
=1.3x0.9-1x0.18=0.99 (m
2
)
Diện tích nền :
F
n

= L
b
.W
b
= 1.3x1.5 = 1.95(m
2
)
Diện tích 4 tường xung quanh:
F
t
= 2( L
b
.H
b
+ W
b
.H
b
) =2(1.3x1.4+1.5x1.4)=7.84(m
2
)
2.1.4 Tính tóan quá trình sấy lý thuyết:
Chọn vận tốc của tác nhân sấy v=1.800 (m/s)
t
1
: 41(
o
C)
Trang 5
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB

ϕ
1
:60%
p suất hơi bão hòa của tác nhân sấy vào buồng sấy:
1
4026.42
exp 12
235.5 41
b
P
 
= −
 ÷
+
 
= 0.077 (bar)
Hàm ẩm của tác nhân sấy vào buồng sấy:
1 1
1
1 1
0.622
b
b
P
d
B P
ϕ
ϕ
=
−

= 0.622x0.6x0.077/(0.993-0.6x0.077)=0.030
(kg ẩm /kg không khí khô) (theo[7] công thức 1.6)
Entalpy của tác nhân sấy vào buồng sấy:
I
1
= [t
1
+d(2500+1.842t
1
)].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:
1
. 0.378 .
1
o o b
T P
T B
ρ ϕ
ρ
 
= −
 ÷
 
=[1.293x273/(273+41)](1-0.378x0.6x0.077/0.993)= 1.104
(kg/m
3
)(theo [7] công thức 1.11)
Trong đó
o

ρ
= 1.293 (kg/m
3
)
T
o
= 273(
o
C)
B = 0.993(bar)

Chọn nhiệt độ tác nhân sấy khi ra khỏi buồng sấy t
2
=34(
o
C)
P
b2
=
4026.42
exp 12
235.5 34
 
−
 ÷
+
 
= 0.053 (bar)
I
2

=I
1
= 119174.991 (j/kg không khí khô)
d
2
=
2 2
2
/1000
2500 1.842
I t
t
−
+
=(119174.991/1000-34)/(2500+1.842+34)= 0.033
(kg ẩm / kg không khí khô)
ϕ
2
2
2 2
.100%
(0.622 )
b
Bd
P d
=
+
= 0.993x0.033/[0.053x(0.622+0.033)]=95.336%
(theo [8] công thức 2.19)
Giá trò

ϕ
2
khá phù hợp do đó ta sẽ lấy nhiệt độ t
2
= 34
o
C như đã chọn lúc trước.
ρ
2

. 0.378 .
1
o o b
T P
T B
ρ ϕ
 
= −
 ÷
 
=[1.293x273/(273+34)](1-0.378x0.953x0.053/0.993)
= 1.128 (kg/m
3
)
Khối lượng riêng trung bình của tác nhân sấy trong buồng sấy:
ρ
=(
1
ρ
+

ρ
2
)/2=(1.104+1.128)/2=1.116 (kg/m
3
)
Lượng không khí khô cần thiết để bốc hơi 1 kg ẩm:
2 1
1
o
l
d d
=
−
=1/(0.033-0.03)=346.705 (kg không khí khô/ kg ẩm)
(theo [8] công thức 7.14)
Lượng không khí khô cần thiết trong 1 giờ:
L
o
= l
o
.W =346.705x26869.661 (kg không khí khô/h) (theo [8] công thức 7.14)
Trang 6
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB
Hệ số trao đổi ẩm:
0.0229 0.0174v
p
α
= +
=0.0229+0.0174x1.8=0.054 (kg/m
2

.h.mmHg)
=40.668 (kg/m
2
.h.bar) (theo [7] công thức 5.64)
Cường độ sấy:
J
m
=
p
α
(P
m
– P) =40.668(0.065-0.048)=0.678 (kg/m
2
h) (theo [7] công thức 5.52)
Trong đó
P
m
=(P
b1
+ P
b2
)/2: áp suất hơi trên bề mặt vật liệu sấy(tính 1 cách gần đúng)
P =(P
1
+ P
2
)/2

: áp suất hơi trong tác nhân sấy

Tốc độ sấy đẳng tốc :
N = 100J
m
f =100x0.678x1.38= 93.504 (%/h) (theo [7] công thức 5.63)
Hệ số sấy tương đối:
1
1.8
W
χ
=
= 1.8/257=0.007 (theo [8] công thức 5.25)
Độ ẩm tới hạn:
1
th cb
W W
χ
= +
=1/0.007+15=182.778(%) (theo [7] công thức 3.36)
Thời gian sấy đẳng tốc:
1
τ
=
(W
1
– W
th
)/N =(257-182.778)/93.504= 0.794 (h) (theo [7] công thức 5.67)
Thời gian sấy giảm tốc:
2
2

2.3
( )lg
th cb
th cb
cb
W W
W W
N W W
τ
 
−
= −
 ÷
−
 
=
2.3 182.778 15
(182.778 15)lg
93.504 40 15
−
 
−
 ÷
−
 
=2.904(h)
(theo [7] công thức 3.44)
Thời gian sấy tổng cộng:
1 2
τ τ τ

= +
=3.698 (h)
Lượng ẩm thóat ra trong 1 giờ:
W=
∆
G/
τ
=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
2
K.
Giả thiết nhiệt độ bề mặt trong của tường là t
w1
=33.924 (
o
C)
Nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy trong buồng sấy:
t
f1
=(t
1
+t
2
)/2=(41+34)/2=37.5(
o
C)
Mật độ dòng nhiệt do trao đổi nhiệt đối lưu giữa tác nhân sấy và mặt trong của tường:
q

1
= 1.715(t
f1
– t
w1
)
1.333

=1.715(37.5-33.924)
1.333
= 9.374 (W/m
2
)
(theo [8] công thức 7.50)
Mật độ dòng nhiệt do dẫn nhiệt:
2 1 2
( )
w w
q t t
λ
δ
= −
=0.25(33.924 – t
w2
)/0.25 (theo [8] công thức 7.43)
Với q
1
= q
2
nên có được t

w2
= 30.576 (
o
C)
Mật độ dòng nhiệt do trao đổi nhiệt đối lưu giữa mặt ngòai của tường với không khí xung
quanh:
Trang 7
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB
q
3
= 1.715(t
w2
– t
f2
)
1.333
=1.715(30.576-27)
1.333
= 9.374 (W/m
2
)
(t
f2
là nhiệt độ môi trường xung quanh t
f2
=27
o
C)
Kiểm tra lại điều kiện q
3

= q
1
nên giá trò t
w1
= 33.924
o
C chọn ban đầu là chính xác.
Tổn thất ra môi trường xung quanh:
Q
t
= 3600.q
1
.F
t
= 3600x9.374x7.84=264582.776 (J/h)
Tổn thất qua nền:
Q
n
= 3600.q
n
.F
n
=3600x33.375x1.95= 234292.5 (j/h)
Trong đó q
n
= 33.375(W/m
2
) (giả sử buồng sấy xây cách tường nhà 1m)
(theo [8] bảng 7.1 trang142)
Tổng tổn thất qua kết cấu bao che:

Q
bc
= Q
t
+ Q
n
=264582.776+234292.5= 498875.276 (J/h)
q
bc
= Q
bc
/

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 t
v2
=36(
o
C)
Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi:
Q
v
=G
2
C
v
(t
v2
– t

v1
)/
τ
=50x1360.6(36-35)/ 3.698 = 18398.916 (J/h)
q
v
= Q
v
/W =18398.916/20.957= 877.806 (J/kg ẩm)
*Tính
∆
∆
= C
a
t
v1
- q
bc
-q
v
= 4180x35 - 11178.021 - 887.806 = 134234.173(J/kg ẩm)
(theo [8] công thức 7.20)
*Tính tóan lưu lượng tác nhân sấy:
i
2
=1000(1.842t
2
+2500) =1000(1.842x34+2500) = 2562628 (J/kg ẩm)
C
dx

(d1) = 1000(C
pk
+ C
pa
d
1
) =1000(1+1.842x 0.03) = 1055.910 (j/kgđộ)
(theo [8] trang173)

1 1 2
2 1
2
( )( )
dx
C d t t
d d
i
−
= +
− ∆
=0.03+1055.91(41-34)/(2562628-134234.173)= 0.033
(kg ẩm/ kg không khí khô)
I
2
=[t
2
+d(2500+1.842t
2
)].1000 =[34+0.033(2500+1.842x34)].1000=119583.595
(J/kg không khí khô)

2
ϕ
2
2 2
.100%
(0.622 )
b
Bd
P d
=
+
=0.993x0.033x100%/(0.053(0.622+0.033))=96.421(%)
2 1
1
l
d d
=
−
=1/(0.033-0.03)=328.543(kgkhông 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:
'
o o
T
T
ρ
ρ
=
=1.293x273/310.5=1.286 (kgkhông khí khô/m

3
)
T
: nhiệt độ trung bình trong buồng sấy (
o
K)
Khối lượng ẩm ứng với 1 m
3
không khí khô (ở nhiệt độ trung bình trong buồng sấy):
Trang 8
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB
1 2
'.( )/ 2d d
ρ
+
=
'
ρ
d
=1.286x0.0315=0.041 (kg ẩm/m
3
không khí khô)
d
=(0.03+0.033)/2=0.0315(kg ẩm/kg không khí khô)
Lưu lượng không khí khô qua buồng sấy:
V=L/
'
ρ
=6886.297/1.286=5355.092 (m
3

không khí khô/h)
Lưu lượng không khí ẩm qua buồng sấy:
V’=(L + V
'.d
ρ
)/
ρ
=(6886.297+5355.092x1.286x0.0315)/1.116
=6366.855 (m
3
không khí /h) = 1.769 (m
3
không khí/s)
Tốc độ của tác nhân sấy:
v’ = V’/F
td
= 1.769/0.99=1.786(m/s)
Sai số của giá trò v chọn ban đầu:
v-v'
v= .100%
v'
∆
=(1.8-1.786)x100%/1.786=0.759(%)
Vậy giá trò v đã chọn ban đầu có thể xem là hợp lý.
*Biểu diễn quá trình sấy trên đồ thò I-d
+ A:(1)
I
A
=I
1

= 119174.991 (J/kg không khí khô)
t
A
= 41(
o
C)
+ B: (2)
d
B
=0.033 (kg ẩm/kg khơng khí khơ)
I
B
= I
2
= 119583.595 (J/kg không khí khô)
t
B
= 34(
o
C)
+ C : (3)
d
C
= d
B
= d
2
= 0.033(kg ẩm/kg không khí khô)
P
bC

0.622
c
c
Bd
d
=
+
= 0.993x0.033/(0.622+0.033)=0.051(bar)
t
C
=(4026.42/(12-ln(P
bC
))-235.5=(4026.42/(12-ln(0.051)))-235.5=33.223(
o
C)
Trang 9
d(kg ẩm/kg không khí khô)
I
(kJ/kg
không
khí
khô)
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB
I
C
=[t
C
+d
C

(2500+1.842t
C
)]1000=[33.223+0.033(2500+1.842)]1000=118758.486
(J/kg không khí khô)
+ D: (4)
d
D
= d
A
= d
1
=0.030(kg ẩm /kg không khí khô)
P
bD

0.622
D
D
Bd
d
=
+
=0.993x0.03/(0.622+0.03)=0.046(bar)
t
D
=(4026.42/(12-ln(P
bD
))-235.5=(4026.42/(12-ln(0.046)))-235.5=31.629(
o
C)

I
D
=[t
D
+d
D
(2500+1.842t
D
)]1000= [31.629 +0.03(2500+1.842x31.629)]1000
= 109280.411(J/kg không khí khô)
2.2 Tính chọn máy nén
P(bar)
h(kj/kg)
Điểm t (
0
C) P (bar) H (kJ/kg) v (dm
3
/kg) s(kJ/kg)
1 3 5.487 705.38
1' 6 5.487 707.6 43.77 1.752
2 68.1 17.266 736.77 1.752
3 45 17.266 716.3
4 45 17.266 555.97
5 3 5.487 555.97
q
o
= h
1
– h
5

=705.38-555.97= 149410 (j/kg)
Lượng hơi thực tế hút vào xylanh:
G =Q/q
o
=23000/149410 =0.154(kg/s)
(theo [5] trang102)
Lấy Q=23(KW)
Thể tích hơi thực tế hút vào xylanh:
Trang 10
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB
V=G.v
1’
=0.154x0.04377= 0.0067379 (m
3
/s)=24.256(m
3
/h)
(theo [5] trang102)
Hệ số chỉ thò thể tích:
0 0
0 0 0
h k d h
i
P P P P P P
C
P P P
λ
 
 
− ∆ + ∆ − ∆

= − −
 
 ÷
 
 
(theo [5] trang102)
Chọn C=0.05
d
P∆
=
h
P∆
=0.1(bar)
i
λ
=
5.487 0.1 17.266 0.1 5.487 0.1
0.05
5.487 5.487 5.487
 
− + −
 
− −
 ÷
 
 
 
=0.873
Hệ số tổn thất không thấy được:
0

'W
k
T
T
λ
=
=(273+3)/(273+45)=0.868 (theo [5]
trang102)
Hệ số lưu lượng của máy nén:
λ = λ
i
. λ
w'
=0.873x0.868=0.757 (theo [5] trang102)
Thể tích chuyển dời của pittông:
V
h
= V/ λ = 0.0067379/0.757=0.008896 (m
3
/s) (theo [5] trang102)
Công suất đọan nhiệt:
N
a
= G(h
2
– h
1’
)= 0.154(736.77-707.6)x1000= 4490.396 (W) (theo [5] trang102)
Hiệu suất chỉ thò:
'

.
i w o
b t
η λ
= +
=0.868+0.0025x3=0.875 (theo [5]
trang102)
Đối với R22 chọn b=0.0025
Công suất chỉ thò:
N
i
= N
a
/
i
η
= 4490.396/0.875=5129.392 (W) (theo [5]
trang102)
Công suất ma sát:
N
m
= V
h
.P
m
x10
2
x1000 = 0.008896x0.5x100x1000=444.825 (W) (theo [5] trang102)
Công suất hiệu dụng:
N

e
= N
i
+ N
m
=5129.392+444.825 =5574.217 (W) (theo [5] trang102)
Công suất trên trục máy nén truyền động trực tiếp:
N=N
e
= 5574.217 (W) (theo [5] trang102)
Hệ số lạnh hiệu dụng:
K
e
=Q
2
/N
e
= 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(m
3
/h)
Năng suất lạnh:22700(kcal/h)
≈
26.36(kW)

Công suất trên trục: 6.9(kW)
Trang 11
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB

2.3 Tính tóan thiết bò bốc hơi
Công suất = (I
B
– I
D
)L/3600= (119583.595-109280.411) x6886.297/3600=19708.551 (j/s)
Chọn Q
2
=21000 (j/s)
Sử dụng thiết bò bốc hơi cánh phẳng có ống làm bằng đồng, cánh làm bằng nhôm
Chọn bước cánh S
C
=0.005(m)
Bề dày cánh
c
δ
=0.0004(m)
Bước ống đứng S
1
= 0.04(m)
Bước ống dọc theo dòng lưu chất ngòai ống S
2
= 0.04(m)
Đường kính trong d
tr
= 0.014(m)

Đường kính ngòai d
ng
= 0.016(m)
Chọn vận tốc dòng khí v
2
(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 = S
2
.z=0.04x2=0.08(m)
Đường kính tương đương:
1
1
2( )( )
( ) ( )
ng c c
tđ
ng c c
S d S
d
S d S
δ
δ
− −
=
− + −
=
2(0.04 0.016)(0.005 0.0004)
(0.04 0.016) (0.005 0.0004)

− −
− + −
=0.00772(m)
(theo [5] trang 150)
2
v
Re
tđ
d
v
=
=4.5x0.00772/(1.5x10
-5
)= 2316.084
v
=1.5x10
-5
(m
2
/s)
Công thức dùng để xác đònh Nu nói trên có thể sử dụng được bởi vì (theo [5] trang 150)
Re
=2316.084 trong khỏang 500-2500
d
ng
=0.016(m) 10-16mm
L/d
tđ
= 0.08/0.00772=10.362 4-50
S

C
/d
ng
=0.005/0.0016=0.313 0.18-0.35
S
1
/d
ng
=0.04/0.0016=2.5 2-5
t
kh
=(t
B
+t
D
)/2= (34+31.629)/2=32.815 -40
o
C-40
o
C

0.45 0.0066
tđ
L
n
d
= +
=0.45+0.0066x10.362=0.518 (theo [5] trang 150)
Re
0.28 0.08

1000
m = − +
=-0.28+0.08x2316.084/1000=-0.095 (theo [5] trang 150)
Re
1.36 0.24
1000
B = −
=1.36-0.24x2316.084/1000=1.304 (theo [5] trang
150)
A =0.321 (theo [5] trang 150)
C AB=
=0.419 (theo [5] trang 150)
.Re
m
n
tđ
L
Nu C
d
 
=
 ÷
 
=0.419 x 2316.084
0.518
x 10.362
-0.095
=18.648
(theo [5] công thức 6.20)
Trang 12

ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB
Hệ số tỏa nhiệt đối lưu về phía không khí:
.
kk
tđ
Nu
d
λ
α
=
=18.648 x 0.0257 /0.00772=62.078(W/m
2
K)
λ
kk
= 0.0257(W/m.độ) (theo [10] trang
149)
Hệ số tỏa nhiệt qui ước:
1
1
q
c n
kh
R R
α
α ξ
=
+ +
=1/[1/(62.078 x 4.184) + 5x10
-3

+ 0.00162]=95.518
(theo [5] công thức 6.69)
Với R
c
, R
n
: nhiệt trở chỗ tiếp xúc giữa cánh và ống, nhiệt trở do nước ngưng tụ.
Lấy R
c
=5.10
-3
(m
2
K/W) (theo [5]trang 226)
n
n
n
R
δ
λ
=
=0.001/0.6176=0.00162(m
2
K/W)
Với
n
δ
,
n
λ

là chiều dày lớp nước (m), hệ số dẫn nhiệt của nước .
Lấy
n
δ
=0.001m,
n
λ
=0.6176 (W/m.K) (lấy ớ 30
o
C theo [10] trang133).
1 2480
d
t
ξ
∆
= +
∆
=1 + 2480 x 0.003 /2.371=4.184
(theo [5] công thức 6.71)
,d t∆ ∆
: biến thiên hàm ẩm và nhiệt độ không khí trứơc và sau khi đi qua bề mặt truyền
nhiệt.
d
∆
=d
B
– d
D
= 0.033 - 0.03=0.003 (kg ẩm/ kg không khí khô)
t∆

= t
B
– t
D
=34 – 31.629 = 2.371 (
o
C)
Thông số
2
kh
c c
m
α ξ
λ δ
=
=
2 62.078 4.184
203.5 0.0004
× ×
×
=79.887
(theo [5] công thức 6.74)
Trong đó
Hệ số dẫn nhiệt của cánh
λ
c
=203.5 (W/mđộ) (theo [5] trang 237)
Chiều cao qui ước của cánh:
' 0.5 ( 1)(1 0.35ln )
ng

h d
ρ ρ
= − +
=0.5 x 0.016 (2.875-1)(1+0.35ln2.875)=0.021(m)
(theo[5] trang 151)
Trong đó :
1.15
ng
B
d
ρ
=
=1.15S
1
/d
ng
=1.15x0.04/0.016= 2.875 (theo [5] trang 152)
Hiệu suất của cánh:
( . ')
. '
th m h
E
m h
=
=th(79.887x0.021)/(79.887x0.021)=0.565 (theo [5] trang
152)
Diện tích cánh của 1 m ống:
2
1 2
1

2
4
ng
c
c
d
F S S
S
π
 
= −
 ÷
 ÷
 
=2[0.04x0.04 - 3.14x0.016
2
/4]/0.005=0.56(m
2
/m)
(theo [5] trang 198)
Trang 13
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB
Diện tích khỏang giữa các cánh của 1 m ống :
1
c
o ng
c
F d
S
δ

π
 
= −
 ÷
 
=3.14x0.016x(1-0.0004/0.005)=0.046 (m
2
/m) (theo [5] trang 198)
Tổng diện tích mặt ngòai có cánh của 1 m ống:
F = F
c
+ F
o
=0.56+0.046=0.606 (m
2
/m) (theo [5] trang 198)
Diện tích bề mặt trong của 1 m ống:
tr tr
F d
π
=
=3.14x0.014=0.044 (m
2
/m)
Hệ số làm cánh:
/
tr
F F
β
=

=0.606/0.044=13.782
Hệ số tỏa nhiệt về phía không khí qui đổi theo bề mặt trong củaống:
c o
qtr q
tr tr
F F
E
F F
α α ψ
 
= +
 ÷
 
=95.518x(0.56x0.565x0.85/0.044+0.046/0.044)=685(W/m
2
K)
(theo[5] công thức 6.73)
Trong đó
ψ
=0.85
Chọn nhiệt độ vách t
v
=7.599(
o
C)
Mật độ dòng nhiệt về phía không khí qui đổi theo bề mặt trong của ống:
q
tr
=
( )

qtr kh v
t t
α
−
=685(32.815-7.599)=17272.96 (W/m
2
) (theo [5] công thức 6.76)
Diện tích bề mặt truyền nhiệt:
2
*
tr
tr
Q
F
q
=
=21000/17270.332=1.216(m
2
) (theo [5] công thức
6.77)
Diện tích cho không khí đi qua:
f
kh
= V’/v
2
=1.769 /4.5=0.393 (m
2
)
Diện tích bề mặt truyền nhiệt của 1 cụm ống ( khi bố trí các cụm ống dọc theo chiều
chuyển động của không khí):

1
'
2
tr
tr kh
c
ng
c
d
F f
h
S d
S
π
δ
=
 
− +
 ÷
 
( theo[5] công thức 6.79)
=0.393x3.14x0.014/(0.04-0.016-2x0.0004x0.012/0.005)=0.782(m
2
)

Trong đó h = (S
1
– d
ng
)/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 t
o
= 3
o
C
Khối lượng riêng của R22 lỏng
ρ
=1274.2 (kg/m
3
)
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:
Trang 14
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB
ρπ
ω

.
0
2
0

4
qzd
Q
tr
=
=4x21000/(3.14x0.014
2
x2x149410x1274.2)=0.35(m/s)
(theo [5] trang 238)
Trong đó q
o
= h
1
– h
5
=149410(J/kg)
Mật độ dòng nhiệt về phía R22 do lỏng bay hơi:
[ ]
0.5
2.5
v
( )
a tr o
tr
q A t t
d
ωρ
−
 
= −

 ÷
 
= [1.355(7.599-3)]
2.5
(x1274.2/0.014)
0.5
=17301.97 (W/m
2
)
(theo[5] công thức 6.50)
Trong đó A=1.355 (theo [5] bảng 6.28 trang219)
Vì q
tr

≈
q
a-tr
từ đó ta thấy chọn t
v
= 7.599
o
C hợp lý.
Tổng chiều dài ống trong 1 cụm ống :
1
1
2
kh
c
ng
c

f
L
h
S d
S
δ
=
 
− +
 ÷
 
=0.393/(0.04-0.016-2x0.0004x0.012/0.005)=17.8 (m)
(theo[5] công thức 6.81)
Số hàng ống trong 1 cụm ống :
1
1
L
m
S K
=
=[17.8/(0.04x1.93)]
0.5
=15.184
→
chọn m=18
Trong đó chọn K=1.93
Chiều dài của 1 ống trong cụm ống :
l = L
1
/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:
1
( )( )
'
ng c c
kh
c
S d S
f
S
δ
− −
=
=(0.04-0.016)(0.005-0.0004)/0.005=0.0221(m
2
/m)
+ Tổng diện tích cho không khí đi qua:
F
kh
= m.l.f’
kh
=18x1x0.0221=0.397(m
2
)
+ Vận tốc không khí :
v’
1

=V’/F
kh
= 1.769 /0.397=4.45(m/s)
+ So sánh với vận tốc đã chọn ban đầu v
1
=4.5m/s ta có:
1 1
1
1
v -v '
v = .100%
v '
∆
=(4.5-4.45)x100%/4.45=1.126(%)
Vậy các thông số đã chọn là hợp lý.
Lưu lượng R22 lỏng đi trong ống :
G*=Q
2
/q
o
=21000/149410=0.14(kg/s)
Vì v
1.

ρ
kk
=4.5x1.116=5.022 (kg/m
2
s) nên 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
Trang 15
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB
Công suất Q
1
= (I
A
– I
D
)L/3600 =18926.948(j/s)
Chọn Q
1
=19500(j/s)
Sử dụng thiết bò ngưng tụ cánh phẳng có ống làm bằng đồng, cánh làm bằng nhôm
Chọn bước cánh S
C
=0.003(m)
Bề dày cánh
c
δ
=0.0003(m)
Bước ống đứng S
1
=0.04(m)
Bước ống dọc theo dòng lưu chất ngòai ống S
2
=0.04(m)
Đường kính trong d
tr

=0.014(m)
Đường kính ngòai d
ng
=0.016(m)
Chọn vận tốc dòng khí v
1
=4(m/s)
Số cụm ống theo chiều không khí z=6
Chiều dài cánh theo chiều dài không khí L = S
2
.z=0.24(m)
Đường kính tương đương:
1
1
2( )( )
( ) ( )
ng c c
tđ
ng c c
S d S
d
S d S
δ
δ
− −
=
− + −
=2(0.04-0.016)(0.03-0.0003)/(0.04-0.016+0.003-0.0003)=0.0049(m)
Công thức dùng để xác đònh Nu nói trên có thể sử dụng được bởi vì
1

v
Re
tđ
d
v
=
=4x0.0049/(1.5x10
-5
)=1078.053 trong khỏang 500-2500
d
ng
=0.016(m) 10-16mm
L/d
tđ
=0.24/0.0049=49.444 4-50
S
C
/d
ng
=0.003/0.016=0.188 0.18-0.35
S
1
/d
ng
=0.04/0.016=2.5 2-5
t
kh
=(t
A
+t

D
)/2=(31.629+41)/2=36.315
o
C -40
o
C-40
o
C
0.45 0.0066
tđ
L
n
d
= +
=0.45+0.006x49.444=0.776
Re
0.28 0.08
1000
m = − +
=-0.28+0.08x1078.053/1000=-0.194
Re
1.36 0.24
1000
B = −
=1.36-0.24x1078.053/1000=1.101
A=0.049 (theo [5] trang150)
C AB=
=0.049x1.101=0.054
.Re
m

n
tđ
L
Nu C
d
 
=
 ÷
 
=0.054x1078.053
0.776
(49.444)
0.194
=5.766 (theo [5] công thức 6.20)
Hệ số tỏa nhiệt đối lưu về phía không khí:
.
k
tđ
Nu
d
λ
α
=
=5.766x0.0257/0.0049=30.53(W/m
2
K)
λ
kk
= 0.0257(W/m.độ) (theo [10] trang 149)
2

.
k
c c
m
α
λ δ
=
=[2x30.53/(203.5x0.0003)]
0.5
=31.625
Trang 16
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB
Trong đó
Hệ số dẫn nhiệt của cánh
λ
c
=203.5 (W/mđộ) (theo [5] trang 237)
Chiều cao qui ước của cánh:
' 0.5 ( 1)(1 0.35ln )
ng
h d
ρ ρ
= − +
=0.5x0.016(2.875-1)(1+0.35ln2.875)=0.021(m)
Trong đó :
1.15
ng
B
d
ρ

=
=1.15x0.04/0.016=2.875
Hiệu suất của cánh:
( . ')
. '
th m h
E
m h
=
=th(31.625x0.021)/(31.625x0.021)=0.879 (theo [5] công thức 6.22)
Diện tích cánh của 1 m ống:
2
1 2
1
2
4
ng
c
c
d
F S S
S
π
 
= −
 ÷
 ÷
 
=2[0.04x0.04 - 3.14x0.016
2

/4]/0.003=0.933(m
2
)
Diện tích khỏang giữa các cánh của 1 m ống :
1
c
o ng
c
F d
S
δ
π
 
= −
 ÷
 
=3.14x0.016(1-0.0003/0.003)=0.045(m
2
)
Tổng diện tích mặt ngòai có cánh của 1 m ống:
F = F
c
+ F
o
=0.933+0.045=0.978(m
2
)
Diện tích bề mặt trong của 1 m ống:
tr tr
F d

π
=
=3.14x0.014=0.044(m
2
)
Diện tích bề mặt ngòai của 1 m ống:
ng ng
F d
π
=
=3.14x0.016=0.05(m
2
)
Hệ số làm cánh :
tr
F
F
β
=
=0.978/0.044=22.245
Hệ số tỏa nhiệt về phía không khí qui đổi theo bề mặt ngòai:
c o
kh ng kh
F F
E
F F
α α ψ
−
 
= +

 ÷
 
=30.53(0.933x0.879x0.85/0.978+0.045/0.978)=23.163(W/m
2
K) (theo [5] công thức 6.21)
Trong đó
ψ
=0.85
Chênh lệch nhiệt độ trung bình giữa môi chất trong bình ngưng và không khí :
ln
A D
m
K D
K A
t t
t t
t t
θ
−
=
−
−
=(41-31.629)/ln[(45-31.629)/(45-41)]=7.765(
O
C)
Trong đó t
K
=45
o
C là nhiệt độ ngưng tụ của môi chất trong bình ngưng.

Chọn giá trò
θ
=t
k
- t
v
=1.143
o
C ( độ chênh giữa nhiệt độ ngưng tụ và nhiệt độ vách)
Mật độ dòng nhiệt về phía không khí theo bề mặt trong của ống:
2
1
m
kh tr
tr tr
kh ng tr ng
q
F F
F F F
θ θ
δ
α λ
−
−
−
=
+
+
=
7.765 1.43

1 0.044 2 0.044 0.002
. .
23.163 0.978 0.044 0.05 85.37
−
×
+
+
=3374.043(W/m
2
)
(theo [5] trang188)
Trang 17
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB
85.37 /
đồngthau
W mK
λ
=
(theo [5] trang 622)
δ
= d
tr
– d
ng
=0.002(m)
Hệ số tỏa nhiệt về phía R22:
3
4
.
0.72

a
tr
i g
vd
ρλ
α
θ
∆
=
(theo [5] trang188)
=0.72[180800x1108x0.0766
3
x9.81/(1.96x10
-7
x0.014x1.43)]
0.25
=2951.116(W/m
2
K)
Trong đó
i
∆
=h
2
– h
4
=736770 - 555970=180800(J/kg)
ρ
=1108 (kg/m
3

)
λ = 0.0766(W/mK)
ν = 1.96x10
-7
(m2/s)
Mật độ dòng nhiệt về phía R22:
.
a tr a
q
α θ
−
=
=2951.116x1.43=3374.011(W/m
2
) (theo [5]
trang189)
Vì q
kh-tr

≈
q
a-tr
nên giá trò
θ
đã chọn ban đầu là chính xác.
Diện tích bề mặt trong của bình ngưng:
1
'
tr
tr

Q
F
q
=
=19500/3374.011=5.77(m
2
)
(theo [5] trang189)
Tổng chiều dài ống của bình ngưng:
'
tr
tr
F
L
F
=
=5.77/0.044=131.1(m) (theo [5] trang189)
Chọn chiều dài 1 ống là: l (m)
Tổng số ống trong bình ngưng:
L
n
l
=
=131.1
≈
132 (ống)(làm tròn lên) (theo [5] trang189)
Chọn số ống thực n’=132(ống)
Số ống bố trí trên mặt chính diện:
1
'

z
n
n =
=132/6=22(ống) (theo [5] trang189)
Diện tích tiết diện cho không khí đi qua của 1 m chiều dài ống có cánh:
1
( )( )
ng c c
kh
c
S d S
f
S
δ
− −
=
=(0.04-0.016)(0.003-0.0003)/0.003=0.022(m
2
/m)
(theo[5] trang198)
Tổng diện tích cho không khí đi qua:
F
kh
= n
1
.l.f
kh
=22x1x0.022=0.475(m
2
) (theo [5] trang190)

Vận tốc không khí:
v’
1
=V’/F
kh
=1.769 /0.475=3.969(m/s) (theo [5] trang190)
So sánh với vận tốc đã chọn ban đầu v
1
=4m/s ta có:
1 1
1
1
v -v '
v = .100%
v '
∆
=(4-3.969)x100%/3.969=0.779(%)
Vậy vận tốc đã chọn ban đầu là hợp lý.
Trang 18
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB
Lưu lượng R22 lỏng trong thiết bò:
G’=Q
1
/(h
3
– h
4
) =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)
Q
3
* = G’’(h
3
– h
4
) = 0.017(716300-555970)=2725.6(J/s)
Lấy công suất của thiết bò ngưng tụ ngòai Q
3
=2800(J/s)
Nhiệt độ không khí vào và ra khỏi thiết bò lần lượt là:t
1
= 27
o
C

,t
2
= 29
o
C
Nhiệt độ trung bình của không khí trong thiết bò: 28
o
C
Thông số nhiệt vật lý của không khí ở 28
o
C (theo [5] trang 186)
C
kh

=1009(j/kg)
kh
ρ
=1.169(kg/m
3
)
kh
λ
=2.57x10
-2
(W/mK)
ν
kh
= 15.91x10
-6
(m
2
/s)
Lượng không khí cần thiết để giải nhiệt bình ngưng:
G
kh
=Q
3
/[C
kh
(t
2
– t
1
)]=2800/[1009(29-27)]=1.388(kg/s)

Thể tích không khí giải nhiệt:
V
kh
=G
kh
/
kh
ρ
=1.388/1.169=1.187(m
3
/s)
Sử dụng thiết bò ngưng tụ cánh phẳng có ống làm bằng đồng, cánh làm bằng nhôm
Chọn bước cánh S
C
=0.004(m)
Bề dày cánh
c
δ
=0.0003(m)
Bước ống đứng S
1
=0.05(m)
Bước ống dọc theo dòng lưu chất ngòai ống S
2
=0.05(m)
Đường kính trong d
tr
=0.01(m)
Đường kính ngòai d
ng

=0.012(m)
Chọn vận tốc dòng khí v
3
=3(m/s)
Số cụm ống theo chiều không khí z=1
Chiều dài cánh theo chiều dài không khí L = S
2
.z=0.05(m)
Đường kính tương đương:
1
1
2( )( )
( ) ( )
ng c c
tđ
ng c c
S d S
d
S d S
δ
δ
− −
=
− + −
=2(0.05-0.012)(0.004-0.0003)/(0.05-0.012+0.004-0.0003)=0.0049(m)
Công thức dùng để xác đònh Nu nói trên có thể sử dụng được bởi vì
1
v
Re
tđ

d
v
=
= 3x0.0049/(15.91x10
-6
)=1271.54 trong khỏang 500-2500
d
ng
=0.012(m) 10-16mm
L/d
tđ
= 0.05/0.0049=7.415 4-50
S
C
/d
ng
=0.004/0.012=0.333 0.18-0.35
S
1
/d
ng
=0.05/0.012=4.167 2-5
t
kh
=(t
1
+t
2
)/2=(27+29)/2=28
o

C -40
o
C-40
o
C
Trang 19
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB
0.45 0.0066
tđ
L
n
d
= +
=0.45+0.0066x7.415=0.499
Re
0.28 0.08
1000
m = − +
=-0.28+0.08x1271.54/1000=-0.178
A=0.37
Re
1.36 0.24
1000
B = −
=1.36-0.24x1271.54/1000=1.055 (theo [5] trang150)
C AB=
=0.37x1.055=0.391
.Re
m
n

tđ
L
Nu C
d
 
=
 ÷
 
=0.391x1271.54
0.499
x7.415
-0.178
=9.676 (theo [5] công thức 6.20)
Hệ số tỏa nhiệt đối lưu về phía không khí:
.
k
tđ
Nu
d
λ
α
=
=9.676x0.0257/0.0049=36.875(W/m
2
K)
λ
kk
= 0.0257(W/m.độ) (theo [10] trang
149)
2

.
k
c c
m
α
λ δ
=
=[2x36.875/(203.5x0.0003)]
0.5
=34.757
Trong đó
Hệ số dẫn nhiệt của cánh
λ
c
=203.5 (W/mđộ) (theo [5] trang 237)
Chiều cao qui ước của cánh:
' 0.5 ( 1)(1 0.35ln )
ng
h d
ρ ρ
= − +
=0.5x0.012x(4.792-1)(1+0.35ln4.792)=0.035(m)
Trong đó :
1.15
ng
B
d
ρ
=
=1.15x0.05/0.012=4.792

Hiệu suất của cánh:
( . ')
. '
th m h
E
m h
=
=th(34.757x0.035)/( 34.757x0.035)=0.687 (theo [5] công thức 6.22)
Diện tích cánh của 1 m ống:
2
1 2
1
2
4
ng
c
c
d
F S S
S
π
 
= −
 ÷
 ÷
 
=2(0.05x0.05-3.14x0.012
2
/4)=1.193(m
2

)
Diện tích khỏang giữa các cánh của 1 m ống :
1
c
o ng
c
F d
S
δ
π
 
= −
 ÷
 
=3.14x0.012(1-0.0003/0.004)=0.035(m
2
)
Tổng diện tích mặt ngòai có cánh của 1 m ống:
F = F
c
+ F
o
=1.193+0.035=1.228(m
2
)
Diện tích bề mặt trong của 1 m ống:
tr tr
F d
π
=

=3.14x0.01=0.0314(m
2
)
Diện tích bề mặt ngòai của 1 m ống:
ng ng
F d
π
=
=3.14x0.012=0.0377(m
2
)
Hệ số làm cánh :
Trang 20
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB
tr
F
F
β
=
=1.228/0.0314=39.119
Hệ số tỏa nhiệt về phía không khí qui đổi theo bề mặt ngòai:
c o
kh ng kh
F F
E
F F
α α ψ
−
 
= +

 ÷
 
=36.875
(1.193x0.687x0.85/1.228+0.035/1.228)=20.76(W/m
2
K) (theo [5] công thức 6.21)
Trong đó
ψ
=0.85
Chênh lệch nhiệt độ trung bình giữa môi chất trong bình ngưng và không khí :
2 1
1
2
ln
m
K
K
t t
t t
t t
θ
−
=
−
−
=(29-27)/ln[(45-27)/(45-29)]=16.98(
O
C)
Trong đó t
K

=45
o
C là nhiệt độ ngưng tụ của môi chất trong bình ngưng.
Chọn giá trò
θ
=t
k
- t
v
= 4.6
o
C ( độ chênh giữa nhiệt độ ngưng tụ và nhiệt độ vách)
Mật độ dòng nhiệt về phía không khí theo bề mặt trong của ống:
2
1
m
kh tr
tr tr
kh ng tr ng
q
F F
F F F
θ θ
δ
α λ
−
−
−
=
+

+
(theo [5] trang188)
=(16.98-4.6)/{0.0314/(20.76x1.228)+2x0.0314x0.002/[(0.0314+0.0377)x85.37]}
=10446.078(W/m
2
)
85.37 /
đồngthau
W mK
λ
=
(theo [5] trang 622)
δ
= d
tr
– d
ng
=0.002(m)
Hệ số tỏa nhiệt về phía R22:
3
4
.
0.72
a
tr
i g
vd
ρλ
α
θ

∆
=
(theo [5] trang188)
=0.72[180800x1108x0.0766
3
x9.81/(1.96x10
-7
x0.01x4.6)]
0.25
=2266.569(W/m
2
K)
Trong đó
i
∆
=h
2
– h
4
= 180800(J/kg)
ρ
=1108 (kg/m
3
)
λ = 0.0766(W/mK)
ν = 1.96x10
-7
(m2/s)
Mật độ dòng nhiệt về phía R22:
.

a tr a
q
α θ
−
=
=2266.569x4.6=1046.216 (W/m
2
) (theo [5] trang189)
Vì q
kh-tr

≈
q
a-tr
nên giá trò
θ
đã chọn ban đầu là chính xác.
Diện tích bề mặt trong của bình ngưng:
1
'
tr
tr
Q
F
q
=
=2800/10446.078=0.268(m
2
) (theo [5] trang189)
Tổng chiều dài ống của bình ngưng:

'
tr
tr
F
L
F
=
=0.268/0.0314=8.553(m) (theo [5] trang189)
Chọn chiều dài 1 ống là: 0.8 (m)
Tổng số ống trong bình ngưng:
Trang 21
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB
L
n
l
=
=8.553/0.8
≈
11 (ống)(làm tròn lên) (theo [5] trang189)
Chọn số ống thực n’=14(ống)
Số ống bố trí trên mặt chính diện:
1
'
z
n
n =
=14/1=14(ống) (theo [5]
trang189)
Diện tích tiết diện cho không khí đi qua của 1 m chiều dài ống có cánh:
1

( )( )
ng c c
kh
c
S d S
f
S
δ
− −
=
=(0.05-0.012)(0.004-0.0003)/0.004=0.035(m
2
/m)
(theo[5] trang198)
Tổng diện tích cho không khí đi qua:
F
kh
= n
1
.l.f
kh
=14x0.8x0.035=0.394(m
2
) (theo [5] trang190)
Vận tốc không khí:
v’
3
=V
kh
/F

kh
=1.178/0.394=2.99(m/s) (theo [5] trang190)
So sánh với vận tốc đã chọn ban đầu v
1
=2.5m/s ta có:
3 3
3
3
v -v '
v = .100%
v '
∆
=(3-2.99)x100%/2.99=0.33(%)
Vậy vận tốc đã chọn ban đầu là hợp lý.
2.6 Tính chọn quạt ly tâm
Trở lực qua thiết bò ngưng tụ trong:
0.23
0.26
1
(6 9z) (Re)
S
d
ξ
−
−
 
= +
 ÷
 
=(6+9x6)(0.04/0.016)

-0.23
(1078.053)
-0.26
=7.909
(công thức II.72 trang 404 tài liệu [10])
2
1
1 1
v
2
P
ρ
ξ
∆ =
=7.909x1.116x4
2
/2=70.612(Pa)
Trở lực qua thiết bò bốc hơi:
1
ξ
=(6+9x2)(0.04/0.016)
-0.23
(2316.084)
-0.26
=2.593
2
P∆
=2.593x1.116x(4.5)
2
/2=29.3(Pa)

Các trở lực khác lấy bằng
3
P∆ =
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).
( )
2 2
ra vào
v v
2
đ
P
ρ
∆ = −
=1.116(9.5
2
– 5.5
2
)/2=33.48(Pa)
Trang 22
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB
Cột áp tổng:
P∆ =
1 2 3 đ
P P P P∆ + ∆ + ∆ + ∆
=70.612 + 29.3 + 20 + 33.48 = 153.392(Pa)
Ta chọn quạt
o
4 70N 6−C
.

Tốc độ không khí vào quạt:
v
vào
= V’/S
vào
=1.769/(3.14x0.635
2
/4)=5.586(m/s)
Tốc độ không khí ra khỏi quạt:
v
ra
= V’/S
ra
=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:
'. . .
1000 .
tr
V P g
N
ρ
η η
∆
=
=(1.769 x 153.392 x 9.81 x 1.116)/(1000 x 0.6 x 1)=4.95(KW)
tr
η
=1 (lắp trực tiếp trục với động cơ điện)
η

=0.6
2.7 Tính chọn quạt hướng trục
Trở lực qua thiết bò ngưng tụ ngòai:
ξ
=
0.23
0.26
(6 9z) (Re)
S
d
−
−
 
+
 ÷
 
=(6+9x1)(0.05/0.012)
-0.23
(1271.54)
-0.26
=4.962
P∆
=
2
v
2
ρ
ξ
=4.962x1.16x(3)
2

/2=25.9(Pa)
Cột áp động:
đ
P∆
=1.16x(3
2
)/2=5.22(Pa)
Cột áp của quạt:
P∆
=25.9+5.22=31.12(Pa)
Chọn quạt hướng trục bốn cánh
AΓΗC
lọai
o
M N 4C
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
Trang 23
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB
STT
Chi tiết, thiết bò
Đơn giá
(nghìn đồng)
Số lượng
(cái)
Thành tiền
(nghìn đồng)
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.
Trang 24
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB
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
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.
Trang 25