Đồ Án Thiết kế xưởng nước đá cây 50 kg tại huyện Cần Giờ, năng suất 600 cây/ngày

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU
Chương 1: VÀI NÉT VỀ NƯỚC VÀ NƯỚC ĐÁ
1. Tính chất vật lý của nước 3
2. Tính chất vật lý của nước đá 3
3. Cơ sở vật lý của quá trình đông đá 3
Chương 2: QUY TRÌNH SẢN XUẤT
1. Chọn phương án sản xuất 4
2. Chọn nồng độ muối NaCl 4
3. Chọn tác nhân lạnh 5
4. Bể nước đá khối 5
5. Quy trình làm nước đá 6
6. Giải thích quy trình 8
Chương 3: TÍNH CÁCH NHIỆT CÁCH ẨM XUNG QUANH BỂ ĐÁ
1. Vách 12
2. Đáy 14
3. Nắp 15
Chương 4: CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG CHO QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
1. Cân bằng vật chất 16
2. Cân bằng năng lượng 16
Chương 5: TÍNH CHỌN MÁY NÉN
1. Chọn các thông số của chế độ làm việc 18
2. Tính toán 18
3. Chọn máy nén lạnh 21
Chương 6: TÍNH CÁC THIẾT BỊ CHÍNH CỦA HỆ THỐNG LẠNH
1. Tính toán thiết kế thiết bị ngưng tụ 22
2. Tính toán thiết bị bay hơi 26
Chương 7: TÍNH CHỌN THIẾT BỊ PHỤ
1. Bình tách dầu 28
2. Bình chứa dầu 28
3. Bình chứa cao áp 28
4. Bình tách lỏng 30
5. Phin lọc 30
6. Hệ thống đường ống 30
7. Tháp giải nhiệt 31
8. Bơm nước qua thiết bị ngưng tụ 32
Chương 8: DỰ TOÁN GIÁ THÀNH
MỞ ĐẦU
Từ xa xưa con người đã biết lấy các loại nước đá thiên nhiên từ sông, suối, ao, hồ để sử dụng làm lạnh, dự trữ trong nhà để mùa hè lại đem ra dùng. Quá trình hình thành đá thiên nhiên dựa vào lạnh của thiên nhiên, nhiều nơi mùa đông không khí lạnh đến -20C, -30C làm cho nước trong ao, hồ, sông, suối, bị đóng băng.
Cho đến khi ngành lạnh ra đời, và bắt đầu phát triễn mạnh ở trên thế giới thì con người sử dụng kỹ thuật lạnh vào trong nhiều mục đích khác nhau của mình, từ đơn giản cho đến tinh vi.
Một trong những ứng dụng đầu tiên của con người chính là sản xuất ra nước đá( đá nhân tạo) ở nhiều dạng khác nhau( dạng khối, dạng viên, dạng vẩy, dạng bột, .), tuỳ theo yêu cầu sử dụng và điều kiện sản xuất thực tế.
Nước đá được sử dụng rộng rãi trong làm lạnh, trữ cho vận chuyển, bảo quản nông thuỷ sản, thực phẩm, cho chế biến lạnh các sản phẩm từ thịt, thuỷ sản và cho sinh hoạt của người dân.
Vì nước đá có ý nghĩa quan trọng trong đời sống, nên khi nhận được đề tài “thiết kế xưởng nước đá cây 50 kg tại huyện Cần Giờ, năng suất 600 cây/ngày” em cảm thấy rất thích thú.
Từ trước đến nay, nói đến nước đá ai cũng biết,nói đến làm nước đá thì người ta chỉ nghĩ đơn giản là hạ nhiệt độ xuống thấp để nước đóng băng, nhưng để làm được điều đó thì đòi hỏi người kỹ sư phải tính toán và thiết kế ra được những thiết bị làm lạnh, và phải đảm bảo những tiêu chuẩn của nước đá.
Trên thực tế nếu muốn xây dựng thành công một nhà máy, để nó đi vào hoạt động có hiệu quả thì người kỹ sư không phải chỉ có kiến thức về kỹ thuật mà đòi hỏi phải tính đến tính kinh tế khi xây dựng một phân xưởng. Trong khuôn khổ đồ án môn học này chắc chắn những gì em làm vẫn còn nhiều thiếu sót, nhưng thông qua đồ án này em cũng đã học được rất nhiều kiến thức, đặt biệt là phải biết cách áp dụng những gì mình đã học trên sách vỡ vào thực tế.
Trong khi thực hiện đồ án này có những kiến thức thực tế em không rõ, không có kinh nghiệm cũng nhờ có sự chỉ dẫn tận tình của thầy PHẠM VĂN BÔN đã giúp em hoàn thành đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Bôn và các thầy trong bộ môn MÁY & THIẾT BI đã giúp đỡ .Vì đây là đồ án đầu tiên em thực hiện nên không thể tránh khỏi sai sót, vì vậy, kính mong kính mong các thầy cô góp những ý kiến quý báu để em có thể hiểu biết thêm nhiều điều bổ ích.

CHƯƠNG 1 : VÀI NÉT VỀ NƯỚC VÀ NƯỚC ĐÁ
1. Tính chất vật lý của nước : [2]
Ơû áp suất thường nước có khối lượng riêng lớn nhất ở 4C .Trong quá trình hạ nhiệt độ từ 4C - 0C khối lượng riêng giảm từ 1000-999.9 kg/m3 và khi biến thành nước đá khối lượng riêng tiếp tục giảm tới 916.8 kg/m3
Nước có nhiệt dung riêng cao bất thường, Cnước =4.18kJ/kgK.Từ đó có thể thấy nước là một chất toả nhiệt rất tốt.
Nhiệt nóng chảy của nước : c = 334 kJ/kg
Nhiệt hoá hơi của nước : h = 2253 kJ/kg
Đứng về phương diện khoa học mà nhận xét thì nước rõ là một chất lỏng có những điểm bất thường :
 Khối lượng riêng ở 4C là khối lượng riêng cực đại, đáng lẽ ra khối lượng riêng của thể rắn phải lớn hơn khối lượng riêng ở thể lỏng.
 Có nhiệt dung riêng rất lớn và lớn hơn so với nhiệt dung riêng của nhiều chất lỏng khác.

2. Tính chất vật ký của nước đá: [3]
Nhiệt độ nóng chảy t = 0C
Khối lượng riêng nước đá : đ = 916.8 kg/m3
Khối lượng riêng của nước đá có quan hệ nhiệt độ như sau: đ =917(1-0.00015t)
Khi nước đóng băng thành nước đá thì thể tích nó tăng 9%
Ẩn nhiệt đóng băng: r = 334 kJ/kg. Khi nhiệt độ hạ 1C thì r tăng 2.12 kJ/kg
Nhiệt dung riêng của nước đá : Cđ =2.12kJ/kg
Hệ số dẫn nhiệt : đ = 2.22 W/mK
3. Cơ sở vật lý của quá trình đông đá: [2]
Khi hạ nhiệt độ thì thể tích khối nước giảm, đến 3.98C thì bắt đầu hình thành cấu trúc mới đặc trưng của tinh thể nước đá.Có những nhóm 5 phân tử nước (H2O)5, Mỗi nhóm được tạo thành bằng cách một phân tử nước làm trung tâm liên kết với 4 phân tử khác bằng liên kết hydro, rồi một nguyên tử oxi của mỗi phân tử nước này lại tiếp tục làm tâm và liên kết với 4 nguên tử hydro của của các phân tử nước khác. Kết quả là tinh thể nước đá có cấu tạo là tứ diện đều. Giữa chúng có nhiều lỗ hổng nên nước đá nhẹ hơn nước lỏng.
Trong làm lạnh đông khi nhiệt độ đến dưới OC mà vẫn chưa có sự đóng băng, đó là hiện tượng chậm đóng băng( sự quá lạnh). Sự chậm đóng băng do sự chậm tạo thành tâm kết tinh và do hiện tượng chuyển động nhiệt Bơ-rau-nơ và chuyển động tương hổ( kết hợp). Khi làm lạnh đến một nhiệt độ thấp nào đấy mà hệ thống chuyển động được cân bằng lực theo phương trình: Pkết hợp = Pđẩy + Pch.d.nhiệt thì xuất hiện tâm kết tinh của mạng lưới tinh thể, lúc này tương tự như xảy ra phản ứng tổng hợp: các phần tử lỏng liên kết với mạng tinh thể hiện có thành một khối nước đá và toả ẩn nhiệt đóng băng ra. Aån nhiệt đóng băng toả ra qua lớp nước đóng băng tới môi trường tỏ lạnh hoặc trực tiếp hoặc qua nhiệt trở của thành.

CHƯƠNG 7: DỰ TOÁN GIÁ THÀNH
Vật liệu Đơn giá (đồng) Số lượng Thành tiền (đồng)
Gạch xây dựng 250 3000 viên 750000
Sắt 6 4500 500 kg 2250000
Sắt 10 4500 250 kg 1125000
Ximăng 50000 100 bao 5000000
Cách nhiệt styropore 3000000 15 m3 42000000
Cách ẩm 100000 50 m 5000000
Gỗ thông 3000000 3.5 m3 10500000
Đá 100000 6m3 600000
Cát 24000 10 xe 240000
Khuôn đá 30000 600 18000000
Máy nén 1500000 kW 89.4 134100000
Thiết bị ngưng tụ 20000000 1 20000000
Thiết bị bay hơi 21000000 1 21000000
Bình chứa cao áp 15000000 1 15000000
Bình tách dầu 3000000 1 3000000
Bình chứa dầu 12000000 1 12000000
Máy khuấy 10000000 2 20000000
Bơm nước 700000/Hp 4.5 Hp 3150000
Bơm nước 700000/Hp 1.5 Hp, 4 cái 4200000
Vật liệu hàng tháng(ga, dầu) 10000000
Van tiết lưu tay 100000 1 100000
Van tiết lưu tự động 300000 1 300000
Van chặn 30000 25 750000
Van một chiều 100000 5 500000
Van diện từ 200000 5 1000000
Van an toàn 100000 4 400000
Oáng đẩy 8000 10 m 80000
Oáng hút 30000 10 m 300000
Oáng nước 21x1.6 2860 20 m 57200
Oáng nước 60x2.3 11990 20 m 239800
Tổng chi phí đầu tư cho hệ thống : 312642000 đồng.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tuỳ, Đinh Văn Thuật
“ Kỹ Thuật Lạnh Ưùng Dụng”, NXB Giáo Dục,2002
[2]. Trần Đức Ba, Phạm Văn Bôn
“Công Nghệ Lạnh Thực Phẩm Nhiệt Đới”
Trường Đại Học Bách Khoa TpHCM, 1993
[3]. Nguyễn Đức Lợi
“Hướng Dẫn Thiết Kế Hệ Thống Lạnh”
NXB Khoa Hoc Kỹ Thuật, Hà Nội, 2002
[4].Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tùy
“Kỹ thuật lạnh cơ sở”, NXB Giáo Dục, 2002
[5].Viện sĩ Trần Đức Ba ( chủ biên)
“Kỹ Thuật Lạnh Đại Cương”, Trường Đại Học Bách Khoa TpHCM
[6]. Khoa Công Nghệ Hoá Học, bộ môn Máy & Thiết Bị
Giáo Trình “ Quá Trình Và Thiết Bị Công Nghệ Hoá Học”, Hướng Dẫn Đồ Aùn Môn Học
Trường Đại Học Bách Khoa TpHCM,1993
[7]. Phạm Văn Bôn (chủ biên), Nguyễn Đình Thọ
“Quá Trình Và Thiết Bị Trong Công Nghệ Hóa Học” –tập 5- “Quá Trình Và Thiết Bị Truyền Nhiệt”
NXB Đại Học Bách Khoa TpHCM, 2002
[8]. Các tác giả
“Sổ Tay Quá Trình Và Thiết Bị Công Nghệ Hoá Chất – tập 1,2”
NXB Khoa Học & Kỹ Thuật, Hà Nội, 1992
[9]. Trần Thanh Kỳ
“Máy Lạnh”, Trường Đại Học Bách Khoa TpHCM, 1994
[10]. Trần Thế San, Nguyễn Đức Phấn
“Thực Hành Lỹ Thuật Cơ Điện Lạnh”, NXB Đà Nẵng
[11]. Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tuỳ
“Máy Và Thiết Bị Lạnh”, NXB giáo dục, 1993
[12]. Trần Đức Ba, Đỗ Văn Hải
“Cơ Sở Hoá Học Quá Trình Xử Lý Nước Cấp Và Nước Thải”
[13]. Trần Hùng Dũng, Trần Văn Nghệ
“Quá Trình Và Thiết Bị Trong Công Nghệ Hóa Học” –tập 11- “ Bài Tập Và Hướng Dẫn Thiết Kế Máy Lạnh Trạm Lạnh, Trường Đại Học Bách Khoa TpHCM
[14]. Phạm Văn Bôn, Vũ Bá Minh, Hoàng Minh Nam
“Quá Trình Và Thiết Bị Trong Công Nghệ Hóa Học” –tập 10- “ ví dụ và bài tập”, Trường Đại Học Bách Khoa TpHCM
​







​