Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca Facultatea de Mecanica

Document Sample
Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca Facultatea de Mecanica Powered By Docstoc
					  Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca
           Facultatea de Mecanica
Specialitatea Masini si Echipamente Termice

        Proiect de diploma

Proiectarea instalatiei aferente
    unei vitrine frigorifice


       Oprita Cristian Mircea
         Aplcatiile frigului artificial în industria alimentara
                           Lantul frigorific
      Lantul frigorific:
   unitati de productie: proces tehnologic, depozitare pana la expediere
   antrepozite frigorifice: generale sau plivalente
   frigorifere de “mic gros”: veriga intermitenta intre frigorifere de stocaj si
    unitati de alimenatie publica
   camere frigorifice: monolit sau demonatbile
   dulapuri frigorifice
   vitrine frigorifice: pentru expunerea spre comercializare a produselor
    alimentare
   frigidere casnice
      Mijloace de transport:
   izoterme
   refrigerante
   firgorifere
Vitrine frigorifice-prima clasificare

                  Vitrine de tip “inchis”
                   -se folosesc în principal la produse
                    neambalate
                   -racirea poate fi naturală sau fortata


                  Vitrine de tip “deschis”
                   -în general produsele trebuie să fie
                    ambalate
                   -convectia fortata trebuie să fie atent
                     studiata, în special la produsele
                     congelate
Vitrine frigorifice-a doua clasificare

                      Vitrine orizontale




                      Vitrine verticale




                      Vitrine tip gondola
         Destinatia vitrinei proiectate.
          Stabilirea caracteristicilor

   Prezentarea produselor alimentare in vederea
    comercializarii
   Temperatura interioara 0-6oC, iar cea exterioara
    maxim 32oC
   Agent frigorific: R22
   O singură treapta de comprimare
   Subracire regenerativa
          Calculul termic al izolaţiilor

   Rolul izolatiilor frigorifice
   Principalele materiale folosite: polistirenul expandat,
    spuma de poliuretan, ampora, ş.a.
   Calculul termic al izolatiilor: în functie de diferenta
    maxima dintre temperatura interioara şi cea exterioara
    -calculul grosimii izolatiilor pentru spatiul refrigerat
    - verificarea evitarii condensarii vaporilor de apa din aer în
      izolatie
       Determinarea necesarului de frig

    Necesarul de frig se calculeaza ca suma dintre
    urmatoarele pierderi de caldura:

   prin izolatie
   prin incalzirea produselor in timpul procesului de
    aprovizionare
   datorate deschiderii usilor de servire
   datorate instalatiei de iluminat
   datorate functionarii motorului electric
         Metode de calcul folosite în acest proiect


Se folosesc doua metode de calcul in proiectarea instalatiei frigorifice:



   Metode clasice de calcul: modele matematice ale
    proceselor

   Metode numerice:
    -CoolPack, pentru calculul şi proiectarea instalatiei
     frigorifice
    -RDM, program de element finit, pentru calcule de
      rezistenta
                         CoolPack

Program de simulare a proceselor dintr-o instalatie frigorifica

In acest proiect s-au folosit doua module:
 Refrigeration Utilities, pentru trasarea diagramelor
 Evaluation, pentru studiul de la sfarsitul proiectului


In continuare, se prezinta modul de folosire al modulului
Refrigeration Utilities
Programul de calcul cu elemente finite RDM


   RDM - program de calcule de rezistenta care foloseste metoda
    elementelor finite
   S-a folosit modulul “Flexion”, pentru calculul la incovoiere al
    tevilor vaporizatorului şi condensatorului

In continuare se prezinta modul de functionare al modulului Flexion”
           Calculul termic al instalatiei
            Alegerea variantei optime

    Variantele posibile trebuie să indeplineasca
urmatoarele conditii:

Sa functioneze cu R22
Sa functioneze într-o singura treapta de comprimare
Sa aiba cea mai mare eficienta frigorifica
Ciclul fara subracire în domeniul vaporilor
               supraincalziti
Ciclul cu subracire
Ciclul cu subracire regenerativa
       Calculul de proiectare a vaporizatorului
                       Calculul termic si constructiv

   Se aleg dimeniunile constructive ale tevilor si aripioarelor
 Se calculeaza lungimea şi inaltimea vaporizatorului
 Se stabileste numarul de randuri in sectiunea transversala si in cea longitudinala,
    calculand urmatoarele marimi:
-criteriul Reynolds
-criteriul Prandtl
-coeficientul de convectie termica
-coeficientul de convectie termica redus
-coeficientul de convectie termica pe partea aerului
-coeficientul de convectie termica pe partea agentului
-coeficientul global de transfer termic
-suprafata de transfer termic
Vaporizator - desen de ansamblu
               Calculul fluido-dinamic



Convectie  naturală
Pierderile de presiune de partea aerului sunt neglijabile
Nu este necesar calculul fluido-dinamic
        Calculul de rezistenta – metoda clasica

     Scopul: verificarea la rezistenta sub actiunea propriei
     greutati şi sub cea a greutatii agentului frigorific

     Pot apare două situatii:

1.   e nevoie de elemente de sustinere: tensiunea de
     incovoiere pentru momentl maxim este mai mare dacat
     tensiunea admisibila la incovoiere a materialului din care
     este confectionata teava
2.   nu e nevoie de elemnte de sustinere: tensiunea este mai
     mica decat cea admisibila

     În proiect, nu e nevoie de elemente de sustinere.
     Calculul de rezistenta-metoda elementului finit

   Se foloseste programul RDM
   Date de intrare:
    -natura materialului
    -diametrul exterior
    -grosimea tevii
    -natura incastrarilor
    -sarcinile care actioneaza
   Date de iesire:
    -calcul
    -diagrame
           Calculul de proiectare al condensatorului

Se efectueaza
asemanator cu
cel al
vaporizatorului




                  Calculul fluido-dinamic

•Ventilare fortata
•Se calculeaza pierderile de presiune de partea aerului
•Rezultă puterea electrica necesara antrenarii ventilatorului
•Se alege un ventilator axial orizontal de tip WATT 400/9
Condensator - desen de ansamblu
             Calculul de rezistenţa – metoda clasica

•Asemanator cu cel pentru vaporizator
•Nu este necesara introducerea de elemente de sustinere


        Calculul de rezistenta – metoda elementului finit

•Asemanator cu cel de la vaporizator
Calculul de alegere al compresorului

                       Se considera debitul volumic de
                        agent frigorific

                       Se calculeaza coeficientul de
                        debit total

                       Se calculeaza debitul volumic
                        teoretic

                       Se alege compresorul Bitzer
                        2KC-05.2
Calculul de alegerea al schimbatorului intern
                 de caldura

                       Se calculeaza diferenta medie
                        logaritmica de temperatura

                       Se calculeaza suprafata necesara
                        scimbului de caldura

                       Se alege un schimbator intern a
                        carui putere sa fie mai mare decat
                        cea rezultata din calcul, pentru a
                        acoperi posibilele suprasarcini
      Calculul economic de principiu al instalatiei
    Se prezinta lista de preturi pentru componentele instalatiei
    si se calculeaza urmatoarele cheltuieli:

   Cheltuielile pentru transport (5% din costul materialelor)
   Salarii
   CAS (7% din salarii)
   Ajutor somaj (5% din salarii)
   Regie sectii (20% din salarii + CAS)
   Cost sectii (suma costurilor anterioare)
   Regie intreprindere (10% din cost sectii)
   Cost intreprindere (costul sectiei + regia intreprinderii)
   Beneficiu = 10% din costul intreprinderii
   Total preturi = beneficiu + cost intreprindere
Tehnologia de fabricare a unui reper

                Operatiile principale sunt:

                •insemnare
                •debitare fasii
                •control tehnic de calitate (CTC)
                •taiere la lungime a lamelei
                •control tehnic de calitate (CTC)
Studiul variatiei consumurilor energetice
    în functie de o serie de parametri
      folosind programul CoolPack
Vi - valori ale scãderii temperaturii oC;
                                      în
Ei - energia economisitã pentru diferitele valori ale lui V
                                                       i
Pi - pretul energiei electrice economisitã pentru diferite valori alei lui V


              3000                                          150
              2700                                          135
              2400                                          120
              2100                                          105
              1800                                           90
       Ei     1500                                     Pi    75
              1200                                           60
               900                                           45
               600                                           30
               300                                           15
                 0                                            0
                     0 0.81.62.43.2 4 4.85.66.47.2 8              0 0.81.62.43.2 4 4.85.66.47.2 8
                                     Vi                                           Vi




Vi - valori ale cresterii eficientei frigorifice în procente;
Ei - energia economisitã pentru diferitele valori ale lui Vi
Pi - pretul energiei electrice economisitã pentru diferite valori alei lui V


            600                                             40
            540                                             36
            480                                             32
            420                                             28
            360                                             24
  Ei        300                                        Pi   20
            240                                             16
            180                                             12
            120                                              8
             60
                                                             4
              0
                  0 0.81.62.43.2 4 4.85.66.47.2 8            0
                                                                  0 0.8 1.6 2.4 3.2 4 4.8 5.6 6.4 7.2 8
                                Vi
                                                                                   Vi
  Vi - valori ale cresterii coeficientului global de transfer termic pentru vaporizator în
        procente;
  Ei - energia economisitã pentru diferitele valori ale lui V
                                                           i
  Pi - pretul energiei electrice economisitã pentru diferite valori alei lui V



             300                                                15
             270                                               13.5
             240                                                12
             210                                               10.5
             180                                                  9
       Ei    150                                          Pi    7.5
             120                                                  6
              90                                                4.5
              60                                                  3
              30                                                1.5
               0                                                  0
                    0 0.81.62.43.2 4 4.85.66.47.2 8                   0 0.81.62.43.2 4 4.85.66.47.2 8
                                    Vi                                                Vi


Vi - valori ale cresterii coeficientului global de transfer termic pentru condensator în
      procente;
Ei - energia economisitã pentru diferitele valori ale lui V
                                                         i
Pi - pretul energiei electrice economisitã pentru diferite valori ale i lui V


            300                                                 15
            270                                                13.5
            240                                                 12
            210                                                10.5
            180                                                   9
  Ei        150                                           Pi    7.5
            120                                                   6
             90                                                 4.5
             60                                                   3
             30                                                 1.5
              0                                                   0
                  0 0.8 1.6 2.4 3.2 4 4.8 5.6 6.4 7.2 8               0 0.8 1.6 2.4 3.2 4 4.8 5.6 6.4 7.2 8
                                   Vi                                                  Vi
                Etapele realizarii proiectului
•1                 •3             •5



•2                 •4




     Rezultatul obtinut:           sau           ?

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Categories:
Tags:
Stats:
views:66
posted:12/11/2011
language:Romanian
pages:41