|
|
|
Дипломная работа: Расчет холодильника при овощехранилище вместимостью 2000 тДипломная работа: Расчет холодильника при овощехранилище вместимостью 2000 тМинистерство сельского хозяйства Российской Федерации Департамент кадровой политики и образования ФГОУ СПО «Мелеузовский механико-технологический техникум» Специальность 1711
ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТРасчет холодильника при овощехранилище вместимостью 2000 т Студент: Е.Г. Караськин Руководитель проекта: М.Р. Мицукова Консультант по экономической части: Т.В. Ишбаева Нормоконтроль: В.В. Прокудин Мелеуз 2005ВВЕДЕНИЕ Искусственное охлаждение используется человеком для своих нужд с древних времен. Без холодильной техники невозможно прокормить растущее население планеты, поэтому важно развитие и совершенствование, расширение функциональных возможностей. На предприятиях торговли и общего питания для бесперебойного снабжения населения продуктами необходимо хранить запасы пищевых продуктов, в том числе и скоропортящихся, требующего влажного режима хранения лучший способ хранения пищевых продуктов холодом подавляется жизнедеятельность микроорганизмов, замедляется биохимические процессы. Поэтому сохраняется первоначальное качество пищевых продуктов, их естественный вид, вкус, питательная ценность. В процессе производства и увеличения объемов реализации пищевых продуктов немаловажная роль принадлежит холодильной технике, которая позволяет создавать запасы скоропортящихся пищевых продуктов в широком ассортименте. - Увеличивать продолжительность хранения замороженных продуктов. - Продавать пищевая продукты сезонного производства равномерно в течение года. - Снижать товарные потери при хранении и транспортировке продовольственных товаров. - Внедрять прогрессивные метода оказания услуг населению предприятиями торговли и общественного питания, обеспечивая высокий уровень обслуживания. - Удовлетворять потребности населения в доброкачественных продуктах питания. Первая в мире холодильная машина была сконструирована англичанином Дж. Перкинсом в 1819 году, качестве хладагента конечно был применен этиловый эфир. В 1871 году француз Ш. Гелье создал холодильную машину, работающую на метиловым эфире, и в 1872 году англичанин Бойль, изобрел холодильную машину, в которой в качестве рабочего тела был использован аммиак. Широкое практическое применение холодильных машин началась в 80-е годы 19 столетия. Холодильные машины применяют в пищевой, мясомолочной промышленности и в сельском хозяйстве. Для холодильной обработки и хранение пищевых продуктов (овощей и фруктов) в химической, нефтехимической промышленности и во многих других случаях. В настоящее время преимущественно используют холодильные машины компрессорного типа. При наличии дешевых источников теплоты применяют теплоизолирующие машины. Холодильные машины работают на хладагентах хлорфторуглеродах (R11. R12. R13. R115. R502 и другие), это создает проблему их замены переходными однокампанентными хладагентами (R22. R123. R124. R140b. R142b) и их смесями с низким потенциалом разрушения озонового слоя, применение которых в соответствии с международным соглашением (монреальский протокол 1987 года) возможно до 2030 года, а так же озонобезопасными однокомпанентными хладагентами (R23. R22. R120. R139a. R148a) и их смесями или природными веществами (R717. R744. R290. R600. R600a). 1 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ Территория, на которой родился Санкт Петербург, издревна была дальней окраиной Новгородской Руси, а затем московского государства. Известно, что в 18 веке эти места называли Ижорской землей. По одному из притоков нивы, небольшой извилистой реки Ижоря, протекающей ныне среди южных питерских пригородов. Санкт – Петербург центр ленинградской области, город федерального значения, субъекта РФ город – Герой. Важнейший после Москвы экономически научный и культурный центр, крупный транспортный узел России, морской и речной порт. В административном отношении С-П разделен на 13 регионов, расположен на северо – западной европейской части России, большая часть города в пределах при Невской низменности, на реке Нева и прилегающем ее устью побережья Невской губы финского залива, Балтийского моря, а так же на многочисленных островах разветвленной Невской дельты. Ныне в черте города 45 рек,40 искусственных каналов протяженностью 300 км. Климат С-П. морской с чертами континентального, частая смена воздушных масс много атмосферных фронтов. Зима умерено мягкая морозная средняя температура самых холодных месяцев января и февраля -7 -8 С. Весна поздняя, лето теплое со сменой солнечных и дождливых дней. Средняя температура июля 17,8 0С. Осень затяжная, туманная. В 1762г. учреждена комиссия о каменном строении Санкт-Петербурга и Москвы. 2 ВЫБОР РАСЧЁТНЫХ ПАРАМЕТРОВ Расчетный режим холодильных установок характеризуется температурой кипения t0, конденсации всасывания (паров на входе в компрессор) tвс и переохлаждение жидкого хладагента перед регулирующим вентилем tрв. Значения этих параметров выбирают от назначения холодильной установки и расчетно-наружных условий. 2.1 Расчетные параметры наружного воздуха От параметров наружного воздуха (в основном от температуры), зависит количество поступления теплопритоков в камеры, температуры конденсации холодильного агента, температура воды охлаждаемой в градирне или поступающей из естественных водоемов и холодопроизводительность установки. Холодильные установки рассчитывают как правило на самый жаркий период года, поэтому в качестве расчетной летней температуры наружного воздуха для города Санкт-Петербурга принимается tр.л=270С, в качестве среднегодовой температуры наружного воздуха принимается tср=4,30С, в качестве расчетной летней относительной влажности наружного воздуха принимаются φ= 39%, а расчетной зимней влажности принимается φ=82% (приложение 1, таблица 2.1 – значение некоторых параметров (приложение1 (1)) – Лашутина, Судов, стр.40), географическая широта 600. 2.2 Расчетная температура воды для охлаждения конденсаторов При оборотном водоснабжении начальную температуру воды для охлаждения конденсаторов принимают на 2-30С выше температуры воздуха по смоченному термометру, поэтому находится температура воды по i-d диаграмме. i
Рис. 1. I-d диаграмма влажного воздуха Находится точка А с параметрами φ=59% и φ=100%. Из точки А двигаясь по линии параметральной i = const до пересечения линии параметральной i = const до пересечения с линией φ=100%. Температура насыщенного воздуха в точке. В пересечения будет искомой температурой tм=210С. Температура воды входящей в конденсатор находится по формуле: tв1 = tмт (2-π), 0С, (2.1) где tмт – температура воздуха по мокрому термометру, 0С tв1 =21+3=240С Температура воды, выходящей из конденсатора находятся по формуле: tв1 = tв1 + (4-50С), 0С (2.2) tв1= 24+5=290С Температура конденсации находится по формуле: tкд = (tв1+tв2) / 2+ (4-60С (2.3) tкд = (24+29) / 2+5,5 = 320С Температура переохлаждения находится по формуле: tп = tв1+3, 0С (2.4) tп= 24+3=270С 2.3 Расчетные параметры внутреннего воздуха и продолжительность холодильной обработки Расчетные значения температуры и влажности воздуха в охлаждаемых помещениях (в камерах холодильника) выбираются в зависимости от их назначения, вида продукта. Технологических особенностей хранения (замораживание, охлаждение, хранение и так далее). Расчетные параметры воздуха камер хранения при овощной базе (овощехранилище), приведенные в таблице 2.1. Таблица 2.1
Расчетную температуру грунта под полом, принимается при электрообогреве грунта равной 20С. 3 РАСЧЁТ ПЛОЩАДЕЙ, ОБЪЁМНО-ПЛАНИРОВОЧНОЕ РЕШЕНИЕ ХОЛОДИЛЬНИКА 3.1 Расчет площадей База овощей (овощехранилище) – это самостоятельное предприятие, что позволяет более широка и полно использовать холодильные емкости в течении года. В составе этой базы для овощей, с общей вместимостью 2000 т. имеются такие производственные помещения: - камеры хранения овощей; - помещения товарной обработки (переработка, фасовка, упаковка); -экспедиция для приемки и отпуска продукции. Так как холодильник имеет вместимость 2000 т., то он имеет 100% вместимость. Тогда хранение картофеля приходится 25% вместимости овощехранилища, на хранение лука – 25%, моркови - 25% , свеклы – 25%. Сетку колонн выбирается 6х12 м, т.к. этот выбор целесообразен для данного холодильника. 3.2 Расчет площади камер хранения картофеля Определяется общая вместимость грузового объема камер хранения картофеля: Вхр.к. = Вхол. *25% (3.1) Вхр.к. = 2000 * 0.25 = 500 т. Рассчитывается грузовой объем камер Vгр= Вхр.к. /qύ (3.2) где Вхр.к. – условная вместимость камер, т. qύ - норма загрузки, т/м3 (картофель положен в деревянных контейнерах qύ 0,5 т/м3 , по табл. 2.3.) Vгр= 500 / 0,5 = 1000 м3 Определяется грузовая площадь камер. Fгр= Vгр / hгр, м2 (3.3) где hгр – грузовая высота или высота штабеля, м ( hстр. = 6м , то hгр = 5 м Fгр= 1000 / 5 = 200, м2 Определяется строительная площадь камер: Fстр = Fгр / βF, м3 (3.4) где βF – коэффициент используется строительной площади камер (βF = 0,75, на стр.25 (3)) Fстр = 200 / 0,75 = 266 м2 Определяется число строительных прямоугольников n = fстр /f (3.5) где f – строительная площадь одного прямоугольника, определяется выбранной сеткой колон, м2 (f= 6х12 = 72 м2 ) n= 266 /72 = 4 Условно принимается площадь равной строительным квадратам, тогда Fстр = 72 * 4 = 288 , м2 Определяется условная действительная вместимость камер Вg = В* ng / n ,т (3.6) где ng – принятое число строительных прямоугольников Вg = 500*4/3,7 = 540 т Так как в одной камере при овощехранилище должно быть примерно 250 т вместимости груза более не рекомендуется, для хранения картофеля выходит 2 камеры. 3.3 Расчет площади камер хранение лука (чеснока) Определяется общая вместимость камер хранения лука. Вхр.к. = Вхол. *25% (3.7) Вхр.к = 2000*0,25 = 500 т. Расчесывается грузовой объем камер Vгр= Вхр.к. /qύ (3.8) где Вхр.к. – условная вместимость камер, т. qύ - норма загрузки, т/м3 (лук положен в деревянных контейнерах qύ =0,38 т/м3 , по табл. 2.3.) Vгр= 500 / 0,38 = 1315,8 м3 Определяется грузовая площадь камер. Fгр= Vгр / hгр, м2 (3.9) Fгр= 1315,8 / 5 = 263, м2 Определяется строительная площадь камер: Fстр = Fгр / βF, м3 (3.10) где (βF = 0,75 , на стр.25 (3)) Fстр = 263/ 0,75 = 350 м2 Определяется число строительных прямоугольников n = fстр /f (3.11) n= 300 /72 = 5 Условно принимается площадь равной строительным квадратам, тогда Fстр = 72 * 5 = 360 , м2 Определяется условная действительная вместимость камер Вg = В* ng / n ,т (3.12) где ng – принятое число строительных прямоугольников Вg = 500*5/4,86 = 514 т Так как в холодильнике, положено располагать одну камеру примерно 230 т. вместимостью, то для хранения лука (чеснока) выходит 2 камеры: В №1 Fстр = 216, м2 и Вд=308,4 т. В №2 Fстр = 144, м2 и Вд=205,6 т. 3.4 Расчет площади камер хранения моркови. Определяется общая вместимость грузового объема камер хранения моркови. Вхр.к. = Вхол. *25% (3.13) Вхр.к = 2000*0,25 = 500 т. Расчесывается грузовой объем камер Vгр= Вхр.к. /qύ (3.14) где Вхр.к. – условная вместимость камер, т. qύ - норма загрузки, т/м3 (лук положен в деревянных контейнерах qύ =0,36 т/м3 , по табл. 2.3.) Vгр= 500 / 0,36 = 1390 м3 Определяется грузовая площадь камер. Fгр= Vгр / hгр, м2 (3.15) Fгр= 1390 / 5 = 278, м2 Определяется строительная площадь камер: Fстр = Fгр / βF, м3 (3.16) где (βF = 0,75 , на стр.25 (3)) Fстр = 278/ 0,75 = 370 м2 Определяется число строительных прямоугольников n = fстр /f (3.17) n= 370 /72 = 5 Условно принимается площадь равной строительным квадратам, тогда Fстр = 72 * 5 = 360 , м2 Определяется условная действительная вместимость камер Вg = В* ng / n ,т (3.18) где ng – принятое число строительных прямоугольников Вg = 500*5/5,14 = 486,4 т Так как в холодильнике, положено располагать одну камеру примерно 230 т. Вместимостью, то для хранения лука (чеснока) выходит 2 камеры: В №1 Fстр = 216, м2 и Вд=292 т. В №2 Fстр = 144, м2 и Вд=194 т. 3.5 Расчет площади камер хранения свеклы. Вхр.к. = Вхол. *25% (3.19) Вхр.к = 2000*0,25 = 500 т. Расчесывается грузовой объем камер Vгр= Вхр.к. /qύ (3.20) где Вхр.к. – условная вместимость камер, т. qύ - норма загрузки, т/м3 (лук положен в деревянных контейнерах qύ =0,46 т/м3 , по табл. 2.3.) Vгр= 500 / 0,46 = 1087 м3 Определяется грузовая площадь камер. Fгр= Vгр / hгр, м2 (3.21) Fгр= 1087 / 5 = 217,4 , м2 Определяется строительная площадь камер: Fстр = Fгр / βF, м3 (3.22) где (βF = 0,75 , на стр.25 (3)) Fстр = 217,4 / 0,75 = 290 м2 Определяется число строительных прямоугольников n = fстр /f (3.23) n= 290 /72 = 4 Так как вместимость одной камеры должна соответствовать примерно 250 т, то будет две камеры хранения свеклы В №1 Fстр = 145 , м3 и Вд=250 т. В №2 Fстр = 145 , м3 и Вд=250 т. 3.6 Расчет площади вспомогательных помещений и общая площадь всего холодильника Площадь отводимую для вспомогательных помещений (коридор, тамбур, экспедиция загрузки и разгрузки и так далее) принимают равной 20-40 % суммы охлаждаемых помещений холодильника. Определяется площадь вспомогательных помещений по следующей формуле: Fвсп= (0,2…0,4)* Σ Fстр , м2 (3.24) где Σ Fстр – суммарная площадь охлаждаемых помещений, м2 Fвсп= 0,4 * Σ (288+360+360+290) = 520 , м2 Определяем количество строительных прямоугольников. n= Fвсп / f (3.25) n= 570 / 72 = 7 Условно принимается площадь вспомогательных помещений по следующему порядку: а) Из расположения плана холодильника выходит 3 строительных прямоугольника на долю коридора Fкор=216, м2; б) На долю цеха отварной обработки остается 4 строительных прямоугольника Fцех=288, м2. Площадь,отводимую экспедицией (для приемки и отпуска продукта) и служебно-бытового помещения в сумме принимают равной 20-30 % от суммы площадей охлаждаемых помещений. Вычисляется площадь вспомогательных помещений по формуле: Fвсп=(0,2…0,3) * Σ Fстр (3.26) Fвсп=0,27 * Σ (288+360+360+290) = 351 , м2 Определяется количество строительных прямоугольников: n=Fвсп / f (3.27) n= 351 / 72 = 5 3.6 Объемно планировочное решение холодильника Рассчитав площадь холодильника, выбирают планировку холодильника. Условно принимаем площадь вспомогательных помещений равной 5 строительным прямоугольникам, тогда Fвсп= 72*5=360, м2 Из расположения плана холодильника на долю экспедиции будет4 строительных прямоугольника Fэкс=288, м2, тогда на долю служебного помещения остается 1 строительный прямоугольник 6х12, м2 Fсл=72, м2 . Для лучшей организации и быстрого выполнения грузовых операций, холодильник предусматривает автомобильную платформу, которая располагается вдоль длинны холодильника. Авто-платформа имеет ширину 7-9 м, а длину ее вдоль длинны холодильника. Общая площадь всех помещений холодильника всем контуре ограждений овощехранилища, составляет: Fобщ= Σ Fвсп+Σ Fк.хр, м2 (3.28) где Σ Fвсп – сумма площадей всех вспомогательных помещений , м Σ Fк.хр – сумма площадей камер хранения овощехранилища , м2 Fобщ= Σ 9 504+360) + Σ (290+360+360+290) = 2164 , м2 Определяют количество строительных прямоугольников: n=Fобщ / f (3.29) n= 2164 / 72 = 30 4 РАСЧЁТ И ПОДБОР ИЗОЛЯЦИИ Данные для расчета изоляции приводятся в таблице. Таблица 4.1
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
, i = const φ=59%
кДж/кг
tл=270С
А
φ=100%
tм=210С
В
α, г/кг
