1 / 38

PROIECT DE DIPLOMA

UNIVERSITATEA TEHNICA CLUJ-NAPOCA FACULATAEA DE MECANICA CATEDRA DE TERMOTEHNICA SI MASINI TERMICE . PROIECT DE DIPLOMA. PORUTIU CRISTIAN. 2 0 0 1. Instalatie cu acumulare de gheata pentru prelucrarea laptelui cu capacitate de 300l/h (600l/zi). Autor : student Porutiu Cristian.

leda
Download Presentation

PROIECT DE DIPLOMA

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. UNIVERSITATEA TEHNICA CLUJ-NAPOCA FACULATAEA DE MECANICA CATEDRA DE TERMOTEHNICA SI MASINI TERMICE PROIECT DE DIPLOMA PORUTIU CRISTIAN 2 0 0 1

  2. Instalatie cu acumulare de gheata pentru prelucrarea laptelui cu capacitate de 300l/h (600l/zi) Autor : student Porutiu Cristian Indrumator : Conf. Dr. ing. Mugur Balan

  3. TEMATICA ABORDATA Utilizarea frigului artificial în industria laptelui si a produselor lactate Calculul necesarului de frigin procesele tehnologice Determinarea puterii frigorifice a instalatiei Calculul termic al instalatiei frigorifice Proiectarea vaporizatorului Proiectarea condensatorului. Tehnologia de fabricare a placii tubulare Calculul economic

  4. Generalitati – utilizarea frigului artificial in industria laptelui-aspecte ale tratamentului frigorific Refrigerarea in bidoane-folosita la punctele de colectare , ptr. cantitati reduse de lapte Refrigerarea in vrac cu serpentine- folosita la ferme sau puncte de stocare si prelucarae

  5. Metode de refrigerare in vrac Refrigerare in vrac cu perete dublu- in peretele dublu vaporizeaza agent frigorific sau circula apa rece Refrigerare in vrac cu serpentine – serpentinele sunt sudate pe pertele interior al vanei-VARIANTA ALEASA Refrigerare in schimbatoare de caldura cu placi – folosite pe scara larga in industria laptelui

  6. Lapte integral Recepţie Curăţare de impurităţi Preîncălzire Smântânire Smântână Pasteurizare (71…74)° C Răcire (3…4 )° C Normalizare Ambalare Depozitare (4…6) ° C Livrare Recepţie lapte Curărţire Smântânire Normalizare smântână Pasteurizare min. + 85 °C Răcire circa + 6 °C Ambalare bidoane Depozitare (4…8) °C Maturare fizică(4…8) °C, 24 h Livrare Calculul necesarului de frig Schema tehnologica de obtinere a laptelui pasteurizat de consum Schema tehnologica de obtinere a smantanei de consum nefermentate

  7. Cantitatile de lapte si de smantana obtinute dupa procesul de smantanire sunt : - lapte cu 2 % grasime – 284 litri - smantana cu 30 % grasime – 16 litri Procesul de racire al laptelui la receptie – se efectueaza intr-un schimbator de caldura cu placi rezulta Qp1

  8. Calculul necesarului de frig pentru racirea laptelui dupa pasteurizare,si a smantanei ( separate si dupa pasteurizare ) S-au determinat: Qp2 necesar procesului de racire al laptelui (in ultimul sector al pasteurizatorului) Qp3 necesar racirii smantanii separate intr-un schimbator cu placi, Qp4 necesar smantanii pasteurizate Schema de principiu a pasteurizatorului de lapte

  9. Determinarea puterii frigorifice a instalatiei τ[h] 22 24 Variatia puterii frigorifice in procesul de prelucrare a laptelui Diagrama de calcul a puterii frigorifice

  10. Calculul instalatiei frigorifice, alegerea agentului frigorific - s-a ales o instalatie frigorifica intr-o treapta de comprimare cu subracitor regenerativ si laminare - s-a efectuat succesiv calculul termic pentru 3 agenti frigorifici R22, R134a si R404A, - rezultand in final performante mai bune pentru R22 -agent de tranzitie (HCFC) - R404A(R125/143a/134a,44/52/4) R134a-CH2FCF3 -agenti ecolocici Ciclul de functionare al instalatiei frigorifice Schema instalatiei frigorifice

  11. Programul de calcul si simulare pentru instalatii frigorifice CoolPack Programul are urmatoarele functii: - utilitati privind refrigerarea - utilaje frigorifice: analiza ciclurilor - utilaje frigorifice: proiectare - utilaje frigorifice: evaluari - utilaje frigorifice: dinamica A fost elaborat de Universitatea Tehnica din Danemarca / 2000 Se gaseste gratuit pe internet la adresa: www.et.dtu.dk./CoolPack

  12. Studiu ptr. alegerea agentului frigorific in Coolpack Se prezinta diagramele logp-i(h) pentru cei trei agenti frigorifici R134a, R404A, R22 pe baza carora s-a efectuat calculul termic pentru instalatia frigorifica R134a R404A R22(AGENTUL ALES)

  13. - ciclul real al instalatiei frigorifice proiectate - interfata cu rezultatele calculului pentru cei trei agenti in conditiile de lucru ale insataltiei, - rezulta performante mai bune pentru R22

  14. Interfata a programului cu valori de intrare si rezultate in instalatie Interfata cu dimensiunile tevilor pe toata instalatia, coeficientul de debit al compresorului si valoarea subracirii

  15. Schema instalatiei frigorifice • C- motocompresor frigorific semiermetic • K - condensator multitubular orizontal • Sr - schimbotor de caldura regenerativ • FD- filtru deshidrator • IC- indicator de curgere si umiditate • V - ventil electromagnetic • VR- ventil de reglaj termostatic • D- distribuitor de lichid • VA- ventil de reglare a presiunii de condensare • V- vaporizator acumulator de gheata • B- bazin izolat • A- agitator • P- pompa de recirculare a apei glaciale • SP- separator de picaturi • PP- presostat combinat • T- termostat de gheata • M1- manometru (1...16) bar • M2- manometru (1...24) bar

  16. Instalatia frigorifica-desen de ansamblu

  17. Calculul fluxurilor energetice in instalatia frigorifica Dupa alegerea agentului frigorific s-au calculat fluxurile de caldura si puterile necesare in instalatie pentru : - compresor - condensator - vaporizator - subracitor regenerativ

  18. Calculul de alegere al schimbatorului de caldura regenerativ Schimbator de caldura regenerativ reprezentat schematic Diagrama de temperaturi Din diagrama de temperaturi se calculeaza diferenta medie logaritmica , conform careia s-a ales schimbatorul tip HE 4.0 produs de catre ICPIAF S.A., pentru care firma garanteaza valoarea k·S= 11,0 W/˚C

  19. Calculul de alegere a compresorului Criteriul de alegere : - sa asigure debitul masic si volumic necesar conform calculului termic al instalatiei - ptr. conditiile de lucru impuse: raportul de comprimare H =3.94 coeficientul de debit λ = 0,72 S-a ales un motocompresor ermetic SC15/15 CM produs de firma Danfoss Diagramacoeficientului de debit

  20. Alegerea aparatelor auxiliare in instalatia frigorifica - Ventilul de reglaj termostatic se alege functie de puterea frigorifica a instalatiei Q0=2,1 kW temperatura de vaporizare a agentului to= -10 ˚C, TEX2- 0.7. Cod 068Z3211 diferenta de presiune Δp= 10,45 bar; agentul de lucru R22 - Ventilul electromagnetic se alege functie de puterea frigorifica a instalatiei EVR 3 cod 032F2053 agentul frigorific R22, - Filtrul deshidrator se alege puterea frigorifica a instalatiei agentul frigorific R22 DN 032 cod 023U4034 ptr. conducta ф6

  21. Alegerea aparatelor auxiliare in instalatia frigorifica - Ventilul de reglaj al presiunii functie de debitul de apa de racire υ=1,44 mc/h WVFX 25 cod 3N4100 - Separatorul de picaturi functie de viteza vaporilor ICIPIAF- SLV 2,5 - Indicatorul de curgere si umiditate functie de diametrul conductei de lichid - SGI 6 cod 014 - 0007 - Manometru ptr.R22, cu domeniul de presiuni(1…16 )bar - Manometru ptr.R22, cu domeniul de presiuni (1…24) bar, - Presostat combinat tip KP 15 cod 60-1241 - Termostat de gheata cod 077B0220 - Pompa de recirculare se alege functie de - debitul de apa glaciala necesara pasteurizarii - caderea de presiune din instalatie JCR/ 03 M-Belton

  22. Proiectarea vaporizatorului - calculul termic al vaporizatorului - calculul constructiv al vaporizatorului - dimensionarea bazinului - calculul izolatiei termice

  23. Calculul termic al vaporizatorului δg=15mm- grosimea inelului de gheata Lungimea L a serpentinei trebuie sa asigure simultan trei conditii: L1 - sa asigure acumulare necesarului de frig ptr.perioada de suprasarcina L2- sa asigure puterea frigorifica a instalatiei la grosimea maxima a inelului de gheata L2- sa permita topirea intregii cantitati de gheata la suprasarcina L= max(L1,L2,L3) Inel gheata δg Teava vaporizator

  24. Dimensionare unei serpentine,numarul de injectii de lichid Pentru freonul R22 la temperatura de vaporizare si puterea frigorifica rezulta 2 injectii de lichid - din calcule rezulta : 2x6 treceri orizontale si dimensiunile conform figurii - lungimea totala a serpentinei acumulatoare de gheata Lt = 63 m Dimensiunile unei serpentine

  25. Dimensionarea bazinului Dimensiunile bazinului rezulta in functie de dimensiunile serpentinelor, Volum util bazin 1,353 mc

  26. Alegerea izolatiei bazinului,calculul grosimii izolatiei δ δ δ Izolatia utilizata : rasina poliuretanica expandata cu freon R11 λ λ Grosimea izolatiei rezultate δiz = 4 cm asigura coeficientul global de transfer termic ales k= 0,45 W/mpK λ

  27. Vaporizator - desen de ansamblu

  28. Proiectarea condensatorului - Calculul termic - Calculul constructiv - Calculul fluidodinamic - Calculul de rezistenta

  29. Calculul termic al condensatorului Condensatorul este de tip multitubular orizontal racit cu apa Numarul de tevi la o trecere n=2 Regimul de curgere este turbulent Densitatea de flux termic transmis se determina cu ajutorul relatiilor criteriale Diagrama de temperaturi a condensatorului

  30. Determinarea grafoanalitica a densitatii de flux termic transmis Metodologia de determinare grafoanalitica a qse Determinarea grafoanalitica a qse si tp Determinarea grafoanalitica a q reprezinta esenta calcului termic al condensatorului,

  31. Calculul constructiv al condensatorului Pasul dintre tevi t = 15 mm Distanta dintre tevi δ = 3 mm Distanta pana la manta u = 5 mm Numarul de treceri z = 8 Lungimea unei treceri L = 1,393 m Numarul total de tevi n =16 Numarul de tevi pe latura hexagonului a = 4 Diametrul cercului circumscris hexagonului D´= 0,082 m Mantaua virolata din tabla la ф 82 t δ D’ Geometria placii tubulare

  32. Calculul fluidodinamic al condensatorului S-au calculat pierderile totale de presiune in tevile condensatorului In cazul de fata exista pierderi locale si liniare de presiune Pierderile totale de presiune Δp= 0,44 bar

  33. Calculul de rezistenta al condensatorului Mantaua - element cilindric supus la presiune pe partea interioara, cu sudura transversala , - se verifica si la incovoiere plana Capacul plan se verifica la incovoiere plana datorata presiunii interioare

  34. Calculul de rezistenta a placii tubulare Detaliu placa tubulara Suprafata de calcul a placii tubulare (f) Placa tubulara se verifica la incovoiere pe suprafata de calcul f

  35. Condensator- desen de ansamblu

  36. Tehnologia de fabricare a placii tubulare

  37. Calculul economic S-a stabilit pretul instalatiei pe baza consumului de material si manopera . S-au calculat manopera (conform legislatiei), pentru stabilirea pretului produsului final S-a efectuat o comparatie cu un produs al firmei YORK (instalatie cu acumulare de frig in bile ceramice)

  38. Inceputul a fost greu Continuarea cu (tare multe) nedumeriri La sfarsit cred ca am “batut” proiectul

More Related