Chuong 01 - Vai tro ky thuat lanh

8/14/2019 Chuong 01 - Vai tro ky thuat lanh

1/46

Chng I

Vai tr cc h thng lnhtrong nn kinh t quc dn

K thut lnh ra i hng trm nm nay v c s dng rtrng ri trong nhiu ngnh k thut rt khc nhau: trong cng nghipch bin v bo qun thc phm, cng nghip ho cht, cng nghipru, bia, sinh hc, o lng tng, k thut sy nhit thp, xy

dng, cng nghip du m, ch to vt liu, dng c, thit k ch tomy, x l ht ging, y hc, th thao, trong i sng vv...

Ngy nay ngnh k thut lnh pht trin rt mnh m, cs dng vi nhiu mc ch khc nhau, phm vi ngy cng m rngv trthnh ngnh k thut v cng quan trng, khng th thiu ctrong i sng v k thut ca tt c cc nc.

Di y chng ti trnh by mt sng dng ph bin nht

ca k thut lnh hin nay.

1.1 ng dng trong ngnh ch bin vbo qun thc phm

1.1.1 Tc dng ca nhit thp i vithc phm

Nm 1745 nh bc hc Nga Lmnxp trong mt lunn ni ting Bn v nguyn nhn ca nng v lnh cho rng:Nhng qu trnh sng v thi ra din ra nhanh hn do nhit caov km hm chm li do nhit thp.

Tht vy, bin i ca thc phm tng nhanh nhit

4050oC v nhit ny rt thch hp cho hot ho ca men phngii (enzim) ca bn thn thc phm v vi sinh vt.

3


2/46

nhit thp cc phn ng ho sinh trong thc phm bcch. Trong phm vi nhit bnh thng c gim 10oC th tc

phn ng gim xung 1/2 n 1/3 ln.Nhit thp tc dng n hot ng ca cc men phn gii nhngkhng tiu dit c chng. Nhit xung di 0oC, phn ln hotng ca enzim bnh ch. Tuy nhin mt s men nh lipaza, trypsin,catalaza nhit -191oC cng khng b ph hu. Nhit cng thpkh nng phn gii gim, v d men lipaza phn gii m.

Khi nhit gim th hot ng sng ca t bo gim l do:- Cu trc t bo b co rt

- nht dch t bo tng- S khuych tn nc v cc cht tan ca t bo gim.- Hot tnh ca enzim c trong t bo gim.

Bng 1-1: Kh nng phn gii ph thuc nhit

Nhit , oC 40 10 0 -10

Kh nng phn gii, % 11,9 3,89 2,26 0,70Cc t bo thc vt c cu trc n gin, hot ng sng c th

c lp vi cth sng. V vy kh nng chu lnh cao, a s t bothc vt khng b cht khi nc trong n cha ng bng.

T bo ng vt c cu trc v hot ng sng phc tp, gnlin vi cth sng. V vy kh nng chu lnh km hn. a s t bong vt cht khi nhit gim xung di 4oC so vi thn nhit bnh

thng ca n. T bo ng vt cht l do ch yu nht tng v s phn lp ca cc cht tan trong cth.

Mt s loi ng vt c kh nng tiu chnh hot ng sngkhi nhit gim, c th gim cc hot ng sng n mc nhu cubnh thng ca iu kin mi trng trong mt khong thi gian nhtnh. Khi tng nhit , hot ng sng ca chng phc hi, iu nyc ng dng trong vn chuyn ng vt c bit l thu sn dngti sng, m bo cht lng tt v gim chi ph vn chuyn.

*nh hng ca lnh i vi vi sinh vt.

4


3/46

- Kh nng chu lnh ca mi loi vi sinh vt c khc nhau. Mt sloi cht nhit 200oC. Tuy nhin mt s khc chu nhit

thp hn.Khi nhit h xung thp nc trong t bo vi sinh vt ng clm vmng t bo sinh vt. Mt khc nhit thp, nc ng bnglm mt mi trng khuych tn cht tan, gy bin tnh ca nc lmcho vi sinh vt cht.

Trong t nhin c 3 loi vi sinh vt thng pht trin theo chnhit ring

Bng 1-2: nh hng ca nhit n vi sinh vt

Vi khun Nhit thp nht

Nhit thch hp

nht

Nhit cao nht

- Vi khun a lnh(Psychrophiles)

- Vi khun a m(Mesophiles)- Vi khun a nng

(Thermopphiles)

0oC

10 20o

C

40 90oC

15 20oC

20 40o

C

50 55oC

30oC

45o

C

50 70oC

Nm mc chu ng lnh tt hn, nhng nhit -10oC hu htngng hot ng ngoi tr cc loi Mucor, Rhizopus, Penicellium. ngn nga mc phi duy tr nhit di -15oC. Cc loi nm c th

sng ni khan nc nhng ti thiu phi t 15%. nhit -18oC,86% lng nc ng bng, cn li 14% khng cho vi sinh vtpht trin.

V vy bo qun thc phm lu di cn duy tr nhit kho lnht nht -18oC.

bo qu thc phm ngi ta c th thc hin nhiu cch nh:Phi, sy kh, ng hp v bo qun lnh. Tuy nhin phng php

bo qu lnh t ra c u im ni bt v:- Hu ht thc phm, nng sn u thch hp i vi phng phpny.

5


4/46

- Vic thc hin bo qun nhanh chng v rt hu hiu ph hp vitnh cht ma v ca nhiu loi thc phm nng sn.

- Bo tn ti a cc thuc tnh t nhin ca thc phm, gi gnc hng v, mu sc, cc vi lng v dinh dng trong thc phm.

1.1.2 Cc ch xl lnh thc phm

Thc phm trc khi c a vo cc kho lnh bo qun, cnc tin hnh x l lnh h nhit thc phm t nhit ban

u sau khi nh bt, git m xung nhit bo qun.C hai ch x l lnh sn phm l x l lnh v x l lnh ng

a) X l lnh l lm lnh cc sn phm xung n nhit bo qun lnh yu cu. Nhit bo qun ny phi nm trn imng bng ca sn phm. c im l sau khi x l lnh, sn phmcn mm, cha b ha cng do ng bng.

b) X l lnh ng l kt ng (lm lnh ng) cc snphm. Sn phm hon ton ha cng do hu ht nc v dch trongsn phm ng thnh bng. Nhit tm sn phm t -80C, nhit b mt t t -180C n -120C.

X l lnh ng c hai phng php:a) Ktng hai phaThc phm nng u tin c lm lnh t 370C xung

khong 40C sau a vo thit b kt ng nhit tm khi thcphm t -80C.

b) Ktng mt phaThc phm cn nng c a ngay vo thit b ktng h nhit tm khi thc phm xung t di -80C.

Kt ng mt pha c nhiu u im hn so vi kt nghai pha v tng thi gian ca qu trnh gim, tn hao khi lng dokh ngt gim nhiu, chi ph lnh v din tch bung lnh cng gim.

i vi ch bin tht thng s dng phng php 01pha. i vi hng thu sn do phi qua khu ch bin v tch trtrong kho chng nn thc t din ra 2 pha.

Cc loi thc phm khc nhau s c ch bo qun (bng 1-3 v 1-4) v ng lnh thch hp khc nhau (bng 1-5).

6


5/46

ch bo qun lnh v trong giai on u ca qu trnhkt ng hai pha, ngi ta phi gia lnh sn phm. Thng thng thc

phm c gia lnh trong mi trng khng kh vi cc thng s sau:- m khng kh trong bung: 85 90%- Tc khng kh i lu t nhin: 0,1 0,2 m/s; i lu

cng bc cho php 0,5 m/s (k c rau qu, tht, c, trng...).- Giai on u, khi nhit sn phm cn cao, ngi ta gi nhit

khng kh gia lnh thp hn nhit ng bng ca sn phmchng 1 2 0C. Nhit ng bng ca mt s sn phm nh sau: tht-1,2 0C, c t 0,6 -20C, rau qu - 0,84 -4,20C. Nhit khng kh giatng 20C th thi gian gia nhit ko di thm 5h.

Sau khi tng nhit sn phm t 348oC, nhit khng kh tngln -1400C. Tm li, cn tng tc gia lnh nhng phi trnh ngbng trong sn phm.Bng 1-3. Ch bo qun rau qu ti

Sn phm Nhit 0C

mkhngkh,%

Chthng gi

Thi gian boqun

- Bi 045 85 M 142 thng- Cam 0,54 2 85 142 thng- Chanh 14 2 85 142 thng- Chui chn 14416 85 5410 ngy- Chui xanh 11,54

13,585 3410 tun

- Da chn 447 85 34 4 tun- Da xanh 10 85 446 thng- o 041 85490 446 thng- To 043 90495 3410 thng- C chua chn 042 85490 146 Tun- C chua xanh 5415 85490 144 Tun- C rt 041

-1890495

90

ng143 Thng

12418 Thng- Da chut -18

- 29

90

90

5 Thng

1 Nm- u ti 2 90 M 344 Tun- Hnh 0 4 4 75 142 Nm

7


6/46

- Khoai ty 3 4 10 85490 8410 Thng- Nm ti 0 4 2

-18

80490

90

ng

0,543 Thng

10412

Thng- Ci bp, sp l -240-18

9090

247 Tun243 Tun

- Su ho -140,5 85490 - Da 0 85 - Xoi 13 85490 - Hoa ni chung 1 4 3 85490 - Cc 1,6 80

- Hu 1,6 80 - Phong lan 2 4 4,5 80 - Hoa hng 4,5 80 Bng 1-4: Ch bo qun sn phm ng vt

Sn phmNhit

0C

mkhng kh

%

Chthng

gi

Thi gianbo qun

Tht b, hi, nai, cu -0,540,5 82485 ng 10415 ngyTht b gy 040,5 80485 G, vt, ngan, ngngm sn

-140,5 85490

Tht ln ti p lnh 044 80485 10412Thng

Tht ln ti png

-1,84-23 80485 12418Thng

Tht ng hp kn 042 75480 C ti p t 50n 100% lng c

-1 100 ng 6412 Ngy

C kh (W=14417%) 244 50 12 ThngC thu mui, sy 244 75480 M Vi thngLn sng 243 854100 Vi thngc sng 243 854100

S huyt -1411 854100 15430 ngyTm sng 243 854100 Vi ngyTm nu chn 243 Vi ngy

8


7/46

Bmui ngn ngy 12415 75480 M 38 TunBmui lu ngy -144 75480 12 Tun

Bmui lu ngy -184-20 75480 36 TunPho mt cng 1,544 70 4412 ThngPho mt nho 7415 80485 t ngySa bt ng hp 5 75480 ng 346 ThngSa c c ng 0410 75480 6 ThngSa ti 042 75480 2 Ngy

Trong mt kho lnh c th c bung gia lnh ring bit. Song cng

c th s dng bung bo qun lnh gia lnh. Khi , s lng snphm a vo phi ph hp vi nng sut lnh ca bung. Cc snphm nng phi b tr u cnh cc dn lnh rt ngn thi gian gialnh. Sn phm khi gia lnh xong phi thu dn v sp xp vo v trhp l trong bung tip tc gia lnh t tip theo.

Bng 1-5. Cc thng s v phng php kt ng

Nhit tm tht,

0C

Thng s khngkh trong bung kt

ngPhng php ktng

Banu

CuiNhit, 0C

Tc chuyn

ng, m/s

Thigianktng

Tnhaokhi

lng,%

Kt ng hai pha- Chm- Tng cng- NhanhKt ng mt pha- Chm- Tng cng- Nhanh

444

373737

-8-8-8

-8-8-8

-18-23-15

-23-30-35

0,140,20,540,8

344

0,140,20,540,8

142

402616

362420

2,582,352,20

1,821,601,20

9


8/46

1.2 ng dng trong cc ngnh khc

Ngoi ng dng trong k thut ch bin v bo qun thcphm, k thut lnh cn c ng dng rt rng ri trong rt nhiungnh kinh t, k thut khc nhau. Di y l cc ng dng thngdng nht.

1.2.1 ng dng trong sn xut bia, nc ngt

Bia l sn phm thc phm, thuc loi ung cn thp, thunhn c bng cch ln men ru nhit thp dch ng (tgo, ng, tiu mch, i mch vv...), nc v hoa hp lng. Qui trnhcng ngh sn xut bia tri qua nhiu giai on cn phi tin hnh lmlnh mi m bo yu cu.

i vi nh my sn xut bia hin i, lnh c s dng cc

khu c th nh sau:

1.2.1.1. Sdng lm lnh nhanh dch ng sau khinu

Dch ng sau qu trnh hp lng ho c nhit khong80oC cn phi tin hnh h nhit mt cch nhanh chng xung

nhit ln men 68o

C. Tc lm lnh khong 3045 pht. Nulm lnh chm mt s chng vi sinh vt c hi cho qu trnh ln mens kp pht trin v lm gim cht lng bia. lm lnh dch ngngi ta s dng thit b lm lnh nhanh. Qu trnh c thc hinqua hai giai on:

- Dng nc 1oC h nhit dch ng t 80oC xungkhong 20oC.

- S dng glycol (hoc nc mui) c nhit thp khong -

8oC h nhit dch ng t 20oC xung 8oC. K thut lnhhin i s dng glycol lm lnh v nc mui gy n mn h hngthit bin.

10


9/46

Nh vy trong qu trnh h nhit ny i hi phi s dng mtlng lnh kh ln. Tnh trung bnh i vi mt nh my bia cng

sut 50 triu lt/nm mi ngy phi nu khong 180m3

dch ng.Lng lnh dng h nhit rt ln.

1.2.1.2. Qu trnh ln men bia

Qu trnh ln men bia c thc hin mt phm vi nhit nht nh khong 68oC. Qu trnh ln men l giai on quyt nh chuyn ho dch ng houblon ho thnh bia di tc ng ca nmmen thng qua hot ng sng ca chng. Trong qu trnh ln mendung dch to ra mt lng nhit ln.

Qu trnh ln men ng houblon ho din ra qua hai giaion:

- Ln men chnh: Ko di t 7 12 ngy i vi cc loi biavng v 12 18 ngy i vi cc loi bia en. Nhit ln men l 6

8oC.- Ln men ph v tng tr: Ko di t nht 3 tun i vi tt

c cc loi bia. Nhit ln men ph l 1 2oC.Nhit c nh hng rt ln n qu trnh ln men v cht

lng sn phm. Khi nhit cao s dn n cc tc ng nh sau:+ Thi gian ln men nhanh.+ Mt ti a t c cao hn khi nhit thp.+ Ln men trit nhng hm lng cc sn phm bc

hai (c bit l diaxetyl) to ra nhiu hn.+ Lng sinh khi to ra nhiu hn nhng lng t bo

cht li nhiu hn v tc suy gim cc c tnh cng ngh cngnhanh hn.

+ T l gia cc cu t trong bia khng cn i, chtlng bia gim

Mi loi nm men u c nhit thch hp cho s pht trin

ln men. Khi khng m bo cc yu cu v nhit cc kt qu nhnc cht lng s rt km.

11


10/46

1.2.1.3. Bo qun v nhn men ging

Mt khu v cng quan trng cn lnh trong nh my bia lkhu bo qun v nhn men ging. Men ging c bo qun trongnhng tankc bit nhit thp. Tank cng c cu to tng ttank ln men, n c thn hnh tr bn ngoi c cc o dn glycol lmlnh. Tuy nhin kch thc ca tank men nh hn tank ln men rtnhiu, nn lng lnh cn thit cho tank men ging khng ln.

1.2.1.4. Lm lnh ng CO2

Trong qu trnh ln men nhcc qu trnh thu phn m trongcc tank ln men sinh ra rt nhiu kh CO2. Qu trnh pht sinh khCO2 th hin phn ng di y.

Kt qu cui cng ca qu trnh chuyn ho (ln men) tng hexoza n ru etylic v kh ccbonic c th biu din bngphng trnh tng qut ca Gay - Lussac nh sau:

C6H12O6 = 2C2H5OH + 2CO2Kh CO2 li rt cn cho trong qui trnh cng ngh bia nh

khu chit rt v x l cng ngh tank ln men. Kh CO2 thot rat cc tank ln men trong cc qu trnh sinh ho cn phi c thuhi, bo qun s dng vo trong dy chuyn cng ngh. boqun CO2 tt nht ch c thth lng, nhit bnh thng p sut

ngng t ca CO2t gn 100at. V vy gim p sut bo qunCO2 xung p sut di 20 kG/cm2 cn thit phi h nhit bo

qun xung rt thp c-30 -35oC.Di y trnh by s lm lnh CO2:

12


11/46

Hnh 1.1: S nguyn l hthng thu hi CO2

1.2.1.5. Lm lnh nc 1oC

Nc lnh c s dng trong nh my bia vi nhiu mc chkhc nhau, c bit c s dng lm lnh nhanh dch ng saukhi c houblon ho n khong 20oC. Vic s dng nc 1oC lmt gii php rt hu hiu v kinh t trong cc nh my bia hin i.Ph ti nhit ca cc m nu theo thi gian trong ngy khng u vlin tc m c dng hnh xung. Khi cc m nu hon thnh yu cuphi tin hnh lm lnh rt nhanh. R rng nu s dng lm lnh trc

tip th cng sut my lnh s rt ln.Vic s dng nc lnh 1oC h lnh nhanh dch ng cho

php tr mt lng lnh ng k lm lnh dch ng ca cc mnu mt cch nhanh chng. iu ny cho php khng cn c h thnglnh ln nhng vn m bo yu cu. Nc c lm lnh nhglycoln khong 1oC qua thit b lm lnh nhanh kiu tm bn.

13


12/46

1.2.1.6. Lm lnh hm bo qun tank ln men v iu ho

Trong mt s nh my cng ngh c, bia c bo qun lnh

trong cc hm lm lnh, trong trng hp ny cn cung cp lnh lm lnh hm bo qun.

C th s dng lnh ca glycol iu ho khng kh trongmt s khu vc nht nh ca nh my, cc phng bo qun hoa vv..

1.2.2 ng dng trong cng nghip ho cht

Trong cng nghip ho cht nh ho lng cc cht kh l snphm ca cng nghi p ho hc nh clo, amnic, cacbonnic,sunfuar, cc loi cht t, cc kh sinh hc vv...

Ho lng v tch cc cht kh t khng kh l mt ngnh cngnghip ht sc quan trng, c ngha v cng to ln vi ngnh luynkim, ch to my, y hc, ngnh sn xut ch to ckh, phn m,cht ti lnh vv... Cc lot kh trnh nn, agn vv... c s dng

trong cng nghip ho cht v sn xut bng n.Vic sn xut vi si, t, cao su nhn to, phim nh c s h

trtch cc ca k thut lnh. Th d trong quy trnh sn xut tnhnto ngi ta phi lm lnh b quay txung nhit thp ng yucu cng ngh th cht lng mi m bo.

Cao su v cc cht do khi h nhit xung thp s trnndn v d vnh thu tinh. Nhc tnh ny ngi ta c th ch toc cao su bt. Khi ho trn vi bt st to nn cao su t tnhhoc ho trn vi ph gia no c tht c ng u rt cao.

Trong cng nghip ho cht cng s dng lnh rt nhiu trongcc quy trnh sn xut khc nhau to ra nhit lnh thch hp nhtcho tng ho cht.

1.2.2.1 Tch cc cht tcc hn hp

1. Hn hp kh - hiTch hn hp kh - hi ch yu bng phng php ngng t hi.

Mc ch l sn xut hi hoc kh tinh khit.

14


13/46

Trng h p ny thng g p khi cn tch cc cht kh trongqu trnh cracking du m. Trong qu trnh ny cc phn t hyr

cacbon ln di tc dng ca p sut v nhit cao cng cc chtxc tc c tch ra thnh cc phn t nh. Hn hp kh thu cgm hai nhm chnh: M tan cng cc hyr cacbon nh v tan vicc hyr cacbon nng. Vic tch hai nhm cc cht c thchin nhngng t v sau chng ct di p sut t 1035 bar vnhit ti -100oC vi tylen l mi cht lnh. Sn phm thu c ltylen, propylen v cc lefin khc nhau. tylen cng c th sn xutbng phng php ny t kh l cc. sn xut polytylen cn c

tylen vi nguyn cht cao do thnh phn axtylen trong kh thcn phi c ngng t tch ra.

Amnic cng c th sn xut bng phng php ngng t hnhp kh l. c th ngng t hi NH3 cn c nhit -50 n -60oC.

Trong thit b chit sut lm vic vi hexan l dung mi, thhexan c ngng t t khng kh v c thu hi li.

i vi kh thin nhin em s dng cn thit phi khhir sunfua, qu trnh kh cng c thc hin bng phng phpngng tnhit thp.

Mc ho tan ca cc kh CO2, H2S v nhiu loi cht khkhc vo metanol ph thuc vo nhit rt nhiu. Nhit cngthp metanol c kh nng hp th cc cht cng ln. ng dng cctnh cht ngi ta s dng metanol ra v lm sch cc cht khth p sut cao. Qu trnh ra thc hin p sut 20 bar v nhit

-75oC. Khi h p th CO2, nhit metanol tng t -75oC ln -20oC.Sau khi gin n, CO2 bay hi v nhit mtanol gim t -20

oCxung -75oC nh c. Vi nhit thp nh vy mtanol li c bmli thp ra.

Phng php ny cng c th p dng h p th axtylen trongcng ngh sn xut axtylen t cc kh pyrolyse.

2. Hn hp lngRt nhiu hn hp lng c cc nhit si ca cc thnh phn

rt gn nhau nn tch cc cht bng chng ct rt kh khn.

15


14/46

Ngc li nhit ng c ca chng cch nhau tng i xa chophp c th d dng tch chng bng phng php tinh th ho phn

on. V di vi trng h p xylol th, trong c cha mta-,ortho- v paraxylol, etylbenzol v cc hir cacbon khc. Sn phmchnh l paraxylol, nguyn liu chnh sn xut si tng hppolyester.

Trong qu trnh ny, ch yu paraxylol c kt tinh ra khixylol th bng cch lm lnh gin tip trong thit b kt tinh kiu no.Mi cht lnh trong trng hp ny l R13, nhit si khong -80

oC.

Phng php kt tinh mi thu paraxylol l s dng cacbonic lngbay hi trc tip nhit -60oC n -65oC.

Phng php phun mi cht lnh lng trc tip vo thit b kttinh cng c s dng sn xut phn bn ho hc nitrophotphat.Phng php lm lnh gin tip qua mt ng xon rut g, h s tonhit s b gim mnh do cc tinh th bm vo b mt trao i nhit.Nu phn phi u mi cht lnh lng, butan hoc propan t pha di

lm lnh trc tip thng kt tinh c tc dng rt tt c v mt lmlnh v c v mt kt tinh v cc cht lng ho hi to thnh cc btkh ni ln trn lm cht lng b xo ng mnh, h s to nhit ln.

Trong cng nghip lc du theo phng php Edeleanu cchyr cacbon giu cacbon b loi b bng SO2 lng nhit khong-10oC do SO2 c kh nng ho tan chn lc.

Tch parafin ra khi du cng l mt ng dng khc ca kthut lnh trong cng nghip lc du. tch parafin ngi ta s dng

mt dung mi pha long du sau lm lnh trong thit b lm lnhcht lng kiu no nhit khong -30oC.

1.2.2.2 iu khin tc phn ng

Mt s phn ng to nhit xy ra mt cch chm chp do phi c phng php thi nhit cho phn ng hoc i khi ch cn lm

lnh sb cc cht lng tham gia phn ng. V d trong qu trnh snxut x phng hoc cc cht ty ra ch cn lm lnh dung dch kimnatri xung khong +10oC l . i khi lm lnh trc tip bng nc

16


15/46


16/46

Trong cng nghip cht do ngi ta thng s dng loi axtacryl. Ho cht ny c th gy chy n do polyme ho nhit

thng. Khi bo qun lnh c th trnh c nguy cchy n.Axtylen c th chuyn ch thun li hn nhiu khi ho tanvo dung mi axtn nhit thp. V dnhit -80oC c thho tan 2000m3 tiu chun axtylen vo 1m3 axtn.

Bo qun diboran B2H6 lng thun li hn sau khi ho lng psut 8,5 bar v nhit -60oC.

2. Kh ho lng. Ho lng, lu gi v vn chuyn kh t thinnhin hoc kh m thuc v lnh vc k thut cry, y chim qua

ngn gn.Kh thin nhin ch yu l m tan, si -161oC v c nhit

lng ln hn hn kh thnh ph. V khng li cn khi chy, khthin nhin c coi l nhin liu rt thch hp cho cc ng cttrong. Cc ngun kh mc tm thy nhiu nc trn th gii. Tni khai thc trn bin, kh mc a vo t lin n cc ni tiuth bng ng ng. vn chuyn bng ng bin kh cn c

ho lng nhlm lnh.Do kh thin nhin c p sut rt cao khi khai thc t cc mikhoan nn c th dn n trong ng xon sn xut lnh m khngtn km g.

C nhiu phng php ho lng kh thin nhin. Phng phpc ng dng rng ri nht l phng php lm lnh nhcc myghp tng, trong cc cp trn mi cht lnh l etylen v propan. Cth s dng cc phng php lm lnh gin tip ho lng kh thin

nhin. Mt trong nhng phng php lm lnh gin tip l nn kh lntrn p sut ti hn sau a vo lm lnh gin tip bng mi chtlnh, v d nh tan. Sau kh c dn nv mt phn kh cho lng. Hnh 1-2 gii thiu chu trnh ho lng kh thin nhin bngmy lnh ghp tng.

Chu trnh cin thng dng (hnh 1-2a) c nhc im l qunhiu thit b vi nhiu loi my nn, thit b trao i nhit, ngng vv... lm cho cng tc vn hnh, bo dng, sa cha g p khkhn, c bit khi ti dao ng v vic ht hi lnh v my nn. Cngvic tng ho cng gp kh khn.

18


17/46

5

NH3

C2H4

293K, 0,86MPa

233K, 0,07MPa

21

37

3

7

6

6

288K

233K238K

170K, 0,1MPa

238K; 1,66MPa

173K 170K

6

7

0,1MPa 112K

293K; 6,8MPa

4

7

6

5

6

6

6

1

a) b) 1-Kh thin nhin vo; 2- My nn kh thin nhin; 3- My nnlnh; 4- My nn lnh hn hp mi cht; 5- Bnh ngng; 6- Thitb trao i nhit; 7- Van tit lu

Hnh 1-2: Chu trnh ghp tng ho lng kh thin nhin

Mt gii php tch cc l ng dng hn hp mi cht lnh cvit tt l phng php ARC (Auto-Refrigerated Cascade). Hn hpmi cht lnh gm nit, mtan, tan, propan v butan c nn trongmy nn 4 v c ho lng theo th t tng thnh phn. Bng cchtit lu v cho bay hi tng thnh phn kh thin nhin c lmlnh dn n 120oK ri ho lng mt phn khi qua tit lu 7. Hin naynhiu nh my ho lng kh thin nhin c nng sut rt ln lm victheo phng php ARC ny. V d nh my ho lng kh Badak(Innxia) c nng sut 250.000m3 tiu chun trong mt gi v nh

my ho lng Arzew (Angiri) c nng sut 1.200.000 m3

/h.Kh thin nhin ho lng c k hiu l LNG (LiquefiedNatural Gas) c nhit si p sut kh quyn khong -160oC, bi

19


18/46

vy kh ho lng cn c cha v vn chuyn trong cc bnh cchnhit tt. Ngi ta bo qun kh ho lng trong nn t ng cng.

Phng php ny t ra c hiu qu kinh t. Bnh cha t trong nnt ng cng s dng c sc cha ln ti 40.000 m3.Kh ho lng t du th LPG (Liquefied Petroleum Gas) c

nhit si p sut kh quyn cao hn nhiu. Kh PLG l sn phmthu c khi ch bin du th v bao gm ch yu cc thnh phnpropan, n-butan v isobutan. Cc cht ny l th kh nhit mitrng nhng ch cn nn ln p sut va phi l chng ho lng vnhit ti hn ca chng ln hn nhit mi trng nhiu.

Cc kh lng cng c bo qun v vn chuyn bng cc bnh.Ngy nay ngi ta gi nhiu kh c nhit ti hn cao hn nhit mi trng, khi c ho lng l kh ho lng nh amnic,butadien, clo vv...

Trong mt bnh kn cha kh lng, hi v lng trng thi cnbng, bi vy p sut trong bnh ph thuc rt nhiu vo nhit .Trong khi vn chuyn kh lng ngi ta phn bit ba loi p sut: p

sut y, p sut gim v p sut kh quyn. Chuyn chvi p suty ngha l cc chai khng c lm lnh, p sut trong chai l psut bo ho tng ng vi nhit mi trng. Cc chai thngc thit k cho p sut cao nht ln ti 17 bar, ngha l khi chuynchpropan, nhit ngoi tri c th ln ti khong 45oC.

Hnh dng ca cc bnh cha rt khc nhau nhng thngthng c dng hnh tr nm hoc t ng (t trong cc khoang tuthu), i khi c hnh cu. Cc bnh cha ny rt nng nn thng

c ch to khng qu 1000 Tn.Chuyn ch vi kiu p sut gim thun li hn v p suttrong bnh khng qu cao nhng phi c h thng lm lnh km theo.Cc bnh kh ho lng c lm lnh n mt nhit thun li no p sut trong bnh khng qu cao. Do c lm lnh nn ccbnh cha ny phi c bc cch nhit gi lnh. Do khi lngring nhit thp ln hn nn vi cng th tch bnh, phng phpp sut gim cha c nhiu kh ho lng hn. Cc bnh cha p sutgim c thit k cho p sut ti a 10 bar. Nhit thp nht chophp tu theo vt liu ch to m tiu chun cho php.

20


19/46

Do c tn tht qua lp cch nhit ca bnh nn duy tr psut bnh cn trang b h thng lnh hoc tin hnh ti lm lnh kh

ho lng nh hnh 1-3.

3

1

2

4

1- Bnh cha kh ho lng; 2- My nn; 3- Bnh ti ngng t; 4- Van tit luHnh 1-3: S ti ho lng kh thin nhin

Trn s ny, phn lng ho hi c my nn 2 ht vv nn ln p sut v nhit cao, sau a vo bnh ti ngng t 3 ngng li thnh lng, lng c tit lu gim p sut v nhit xung p sut nhit trong bnh.

trnh lm bn kh lng bnh 1 do du bi trn my nn lnvo, ngi ta s dng my nn khng cn du bi trn. phngtrng hp c kh khng ngng trong bnh cha cn c thit b x khkhng ngng.

Chuyn chkh lng vi p sut kh quyn cng cn c gil chuyn chkh lng c lm lnh hon ton. p sut trong bnhch cao hn p sut kh quyn ti a l 0,3 bar. Nhit ca kh holng trong bnh gn bng nhit bo ho theo p sut kh quyn haynhit si p sut thng bi vy bnh cha cn c bc cchnhit tt. Do khng chu p lc nn vch bnh khng cn dy v hnhdng c th tu theo kho cha hoc khoang tu thu.

Thc t cho thy my lnh lp t trn tu v c trn t lin lm lnh mt phn hoc lm lnh hon ton kh lng trong bnh chatiu tn nng lng ln hn nhiu ln phng php ti ho lng.

21


20/46

lm lnh kh lng n -50oC cn mt my lnh hai cp vikh lng ng thi lm mi cht lnh. Khi chuyn ch tylen lng

nhit -100o

C cn trang b mt my lnh ghp tng, tng di lytylen v tng trn ly R22 lm mi cht lnh. Nu chn R13B1 thbnh bay hi ghp tng khng phi lm vic vi p sut chn khng.

1.2.3 ng dng trong iu ho khng kh

Ngy nay k thut iu ho c s dng rt rng ri trong i

sng v trong cng nghi p. Khu quan trng nht trong cc h thngiu ho khng kh l h thng lnh

My lnh c s dng x l nhit m khng kh trc khic p vo phng. My lnh khng chc s dng lm lnh vma h m cn c o chiu si m ma ng.

iu ho khng kh c s dng vi 2 mc ch:- Phc v cuc sng tin nghi ca con ngi (H thng

iu ho trong i sng, dn dng).- Phc v cc qu trnh sn xut (H thng iu ho

cng nghip).

1.2.3.1. Cc h thng iu ho trong i sng dn dng

Hin nay cc h thng iu ho c s dng rt rng ri cch gia nh, trong cc cng s, cquan, nh my, x nghip, khch

sn, ngn hng, nh thi u th thao, hi trng, rp chiu bng, rpht vv.. nhm phc v cuc sng tin nghi ca con ngi.

Nhit thch hp i vi con ngi l khong t 22oC n29oC. Tuy nhin kh hu quanh nm lun lun thay i, ma h ncta nhiu ni nhit c tht 40oC. Lm vic trong nhng iu kinnh vy rt kh chu v nh hng nht nh n hiu qu v chtlng cng vic. Ngc li ma ng, nhit c th h xung 10oC.

Hin nay ngi ta s dng nhiu h thng iu ho khc nhautrong i sng nh: My iu ho dng ca s, my iu ho 2 mnh,

22


21/46

my iu ho kiu VRV, my iu ho lm lnh bng nc v myiu ho trung tm.

i vi cc h gia nh, thch h p nht l cc my iu hocng sut nh nh loi ca s v my iu ho 2 mnh.

1.2.3.2. Cc h thng iu ho trong cng nghip

Trong nhiu ngnh cng nghip sn xut ra cc sn phmc cht lng k thut cao i hi phi duy tr nhit , m trongmt gii hn nht nh. V d nh trong ngnh ckh chnh xc, thitb quang hc, trong cng nghip bnh ko, trong ngnh in t vv

Trong cc ngnh cng nghi p nhiu ho khng kh cngc s dng nhiu nh trong cng nghip dt, cng nghip thuc lvv...

Mi loi sn phm i hi sn xut trong nhng iu kin nhit, m khc nhau, v d nh:

- Ko scla: 7 8 oC

- Ko cao su: 20o

C- Bo qun rau qu : 10oC- o lng chnh xc: 20 24 oC- Cng nghip dt: 20 32oC- Ch bin thc phm: Nhit cng thp cng tt, khong 510oC

Cc h thng iu ho khng kh trong cng nghip ch yu lcc h thng cng sut ln nh kiu VRV, my iu ho lm lnhbng nc v my iu ho trung tm.

1.2.4 ng dng trong siu dn

Mt ng dng rt quan trng ca k thut lnh l s dng trongk thut siu dn. Ngi ta nhn thy khi lm lnh cc cht dn inxung nhit rt thp th in trca n bng 0. Thng thng nhit

rt thp.Khi dy t c nhit siu dn th c th s dng vt liudn in m khng gy ra tn tht in nng trn ng dy. Trong

23


22/46

trng hp c thng dng to ra cc nam chm cc ln trongcc my gia tc ca nh my in nguyn t, nhit hch, m t cho

cc tu cao tc, nam chm in ca cc cu cng vvNgy nay trong cc phng th nghim ngi ta nghin cuc cc hp kim c tht trng thi siu dn nhit cao, mratrin vng ng dng rng ri k thut siu dn.

1.2.5 ng dng trong y t v sinh hc cry

1.2.5.1 ng dng trong y tCc ng dng ca k thut lnh trong y t rt phong ph, t

vic iu ho trong cc bnh vin, bo qun thuc trong cc bunglnh, n bo qun cc b phn cth.

1. Bo qun mu v cc b phn cy ghpNgy nay, trong cc bnh vin nhu cu v mu rt cao. Mu

c bo qun trong cc t lnh c nhit +4oC. Tuy nhin thi gianbo qun b hn ch ch trong vi tun l, sau bt u qu trnh tanr hng cu (qu trnh hemolyse). bo qun lu vi thng cn tchplasma khi hng cu.

Cc b phn xng dng cy ghp cn duy tr trong t lnhnhit thp, nhit bo qun cng thp thi gian bo qun cnglu. nhit +2 n +4oC thi gian bo qun t mt n hai tun, nhit -18oC c th gic trong 6 tun. Hin nay ngi ta boqun xng, cc b phn cy ghp -70oC.

Cc b phn cy ghp c thc bo qun bng phng phpsy thng hoa. Nh vy khng cn bo qun v vn chuyn lnh.Phng php sy thng hoa gi mt v tr quan trng trong k thutbo qun cc b phn cy ghp ln cth.

Ngy nay, th gii ang pht trin mnh ngnh vi phu thut, gii quyt tt hng lot cc ca phc tp nh ghp dy thn kinh,

ghp ni cc mch mu, can thip trc tip vo cc ti phng mchmu no, ni cc mch mu da u v mng li huyt qun nuidng no, ti lp s lu thng ca h thng ng mch vnh tim

24


23/46


24/46

hi no. Ngay nhit c th 28oC c th dng tun hon mutrong thi gian 8 pht tin hnh m tim.

lm lnh (h thn nhit) mt bnh nhn gy m c thtin hnh theo nhiu cch, v d nh nhng vo hn hp nc v nc hoc qun quanh thn mt tm mn lnh. T cch th nghim trnsc vt ngi ta xy dng c mt thit b dng h thn nhit vc iu chnh rt d dng. Bnh nhn c t trong mt khoangnh c gi lnh lu thng, khoang c lm bng cht do trong sut,bn di b tr dn lnh v qut gi. Khng kh c lm lnh xung+4oC ca vo. Nhit gi c thiu chnh xung -2oC. Ton b

cc thit b khc ca h thng lnh nh my nn, dn nng, tin,ng ng c b tr pha di hp cht do, ton bc t trnxe nn di chuyn d dng.

Ngoi ra h thn nhit ngi ta cn s dng phng phpbc x, bng cch t bnh nhn vo trong mt chic h p, b mtxung quanh hp c lm lnh su bng polytylen. Nhit bc x tcthc b mt lnh hp th, nhng gim thnh phn tn tht lnh

do i lu v hin tng ngng t.Trong cc ca m kh khn i hi thi gian m ko di, nhit thn nhit i hi h thp hn nhiu. Tuy nhin khi h nhit xung th p 28 n 26oC c nhiu nguy c khng th a tim hotng trli c. V vy ngi ta s dng phng php khc. Trongtrng hp ny ngi ta s dng phng php lm lnh ring vngtun hon mu. Mu c a vo ng xon t trong dung dch chtlng lnh v c mt bm mu (thay chc nng ca tim) bm tun

hon nh bnh thng. Tim c a ra khi vng tun hon m.Bng phng php ny, ngi ta c tha thn nhit xungn 13oC thm ch thp hn. Tc lm lnh ph hp c ghi nhnl 1K/pht. Lm lnh mu c tin hnh gin tip qua nc lnh phng trng hp nhit mu gim xung 2oC. Nc lnh csn xut trong my lm lnh nc c ph bng gi nhit khngi khi chy vo bnh lm lnh mu. Trong qu trnh lm m sau khim nc nng c nhit 42oC c cho chy vo bnh trao i nhit lm m mu.

26


25/46

1.2.5.2 K thut cry

K thut lnh ngy cng ng vai tr quan trng trong nng,

lm nghip, sinh hc, vi sinh vv.. K thut lnh thm cn gi l kthut cry (-80-196oC) h trc lc cho vic lai to ging, boqun tinh ng, gy t bin hoc cc k thut khc trong lai toging.

Nhk thut cry m t mt con b c ngi ta c th thtinh cho hng vn con ci khc nhau, ngay c sau khi cht hngchc nm.

M hin nay c hng chc bnh nhn b cc chng bnh nany ang c p sng chn khi con ngi c kh nng cha tr cnbnh t ngi bnh, ngi ta s phc hi li v bnh nhn c thsng li c. Nu thnh cng c th ngng cuc sng trong mt thigian nht nh. Tuy nhin, hin nay vn cn vn k thut cha giiquyt c, l t bo thn kinh ca cc ng vt mu nng khngthch hp vi mi trng lnh nn nu xc p c lm sng lic th tm t tnh cm s hon ton thay i.

y l nguyn nhn hn ch s pht trin ca k thut p xcsng bng lnh su.

1.2.6 ng dng trong k thut o v tng

p sut bay hi ca mt cht lng lun ph thuc vo nhit v vy ngi ta ng dng hin tng ny trong cc dng co lngnhng h p sut, nhit k, trong cc rle p sut vv...

Hiu ng nhit in phn nh mi quan h ca chnh nhit 2 u cp nhit vi dng in chy qua mch cp nhit in. ngdng hin tng ny ngi ta to ra cc dng co nhit , psut hoc thit biu khin tng.

27


26/46

1.2.7 ng dng trong th thao

Trong mt s b mn thi u trong nh ngi ta duy tr nhit thp khng lm nh hng ti sc kho v nng cao thnh tchca vn ng vin. Trong hu ht cc nh thi u u c trang b cch thng iu ho khng kh.

Trong th thao k thut lnh c ng dng kh rng ri.Trong mn trt bng ngh thut, to ra cc sn bng ngi tadng h thng lnh to bng theo yu cu.

1.2.7.1 H thng lm lnh sn bng

Trc y lm lnh cc sn bng ngi ta thng hay sdng nc mui lm cht ti lnh. Nc mui c nhit khong -10oC v nhit mi cht lnh nm trong khong -15 n -17oC. Dochiu di ng rt ln nn khng th phn b nhit u tt c miv tr trn sn bng. L do khc l do tit kim nn cng sut bm tun

hon nc b hn ch. Nhit vo v ra ca nc mui chnh nhaukhong 3 n 4K. Mt nhc im na ca h thng dng nc muil lun lun phi kim tra s r r ca nc mui, phng hoen rkt cu nn v gy r bng. Khi nc mui r r ra lp bng, nhit ng c ca hn hp nc mui gim nn bng b chy ra. Hnh 1-4v hnh 1-5 m t s h thng lnh v s h thng cp ncmui lm lnh sn bng.

1 2

3

4

-8C -10C

-10C

1- Sn bng; 2- Bm nc mui; 3- B nc mui; 4- Nc mui vo ra

Hnh 1-4: S lm lnh sn bng bng nc mui

28


27/46

Ngy nay ngi ta thng s dng h thng lnh lm lnh trc

ti p sn bng do c th khc phc c cc nhc im ca hthng s dng nc mui lm cht ti lnh, ngoi ra cn pht huy ccu im sau:

- Nhit bay hi trc tip -10oC cao hn 5 n 7K so vidng nc mui nn tiu tn nng lng cho my nn gim 25 n35%.

- Bm tun hon mi cht lnh tiu tn nng lng ch bng 15n 25% nng lng tiu tn cho bm nc mui v khi lng tun

hon rt nh.- Cc ng ng sn bng b han r hn rt nhiu.- Nhit mi v tr sn bng bng nhau.

1.2.7.2 Tnh ton ti lnh sn bng

Ti lnh sn bng bao gm cc thnh phn sau:

- Dng nhit truyn t nn t ln: trng thi cn bng dngnhit ny tng i nh.- Dng nhit t khng kh: Dng nhit t khng kh bao gm

c dng nhit hin ln nhit n, tu thuc vo tc khng kh, nhit khng khi trn b mt bng. c mt lp khng kh lnh trnc th lm tng bao chung quanh sn bng cao hn. i vi snbng trong nh, tc khng kh va phi c th tnh vi h s truynnhit k = 0,11 W/m2.K

- Dng nhit bc x mt tri: cc nc n i sn bng c th xydng ngoi tri, nhng Vit Nam chc chn phi c mi che nn cth b qua thnh phn ny.

29


28/46

5

23 6

4 7

8

1

1- Bnh cha NH3; 2- My nn lnh; 3- Bnh tch du; 4- Bnh lm mtdu; 5- Bnh ngng; 6- Thit b tit lu; 7- Bm NH3; 8- Sn bngHnh 1-5: S lm lnh sn bng trc tip bng mi cht lnh

- Kt ng lp bng mi thay vo lp bng s dng. i visn bng c ng khch, kch thc 30 x 60 m mi gi phi thaychng 2m3

Bng 1-6: Thng smt ssn trt bng trn Thgii

Nc, a im, tnsn

Loisn

Hthnglnh

Din tchsn, m2

L x dkm/mm

Cngsutlnh

* Lin x - Matxcva- Cng vin thiu nhi H Trc ti p 10x12 =120 0,6 / 29 50.000

- Sn vn ng thiu nhi Kn Trc ti p 20x30=300 2,3/29 225.000- H 31x60=1860 18/29 900.000

- Cung th thao Kn Gin ti p 31x60=1860 18/45 1200.000* Ba Lan - Catovit H 2400 ng elip 350.000* M Kn Trc ti p 18,5x36=666 8,7/16 250.000* Tip khc c Praha- Cung th thao Kn Gin tip 30x61=1830- Sn vn ng mang

H 30x72=2160 560.000

* Thu s- Baden H 75x80=6000 84 1.000.000

- Genev Kn Trc ti p 26x60=1560 16/32 360.000

30


29/46

Tnh ton nhit cho sn bng l kh phc tp v ti lnh ph thuc rtnhiu vo iu kin khng kh bn ngoi. Sau y l mt vi s liu

nh hng cho mt s thng ma ng v thng gi u cc ncn i:- Sn bng ma ng ngoi tri: 180290 W/m2

- Sn bng trong nh ma h: 350470 W/m2

- Sn bng c mi che ma h: 470 700 W/m2

i vi Vit Nam con s ny phi cao hn, do iu kin nhit bn ngoi thng cao hn cc nc n i nhiu.

Bng 1-6 l thng s ca mt s sn bng trn th gii.

1.2.8 ng dng trong sy thng hoa

Vt sy c lm lnh xung di -20oC v c sy bngcch ht chn khng. y l mt phng php hin i v khng lmnh hng n cht lng sn phm. Vt phm hu nhc rt mhon ton khi sy nn sn phm trthnh bt bo qun v vn chuyn

d dng. Gi thnh sn phm cao nn ngi ta chng dng sycc vt phm c bit nh cc dc liu qu him, mu, cc loithuc, hcmn.

Qu trnh thc hin theo tun t sau: u tin ngi ta ktng sn phm xung khong 20oC, sau rt nc ra sn phmbng cch thng hoa cc tinh th nc ho trong sn phm nhhtchn khng cao.

*ng kh cc loi vc xinDo gic cc tnh cht ti sng, cc hot tnh sinh hc, c

hiu vv.. . nn k thut ng kh c s dng sn xut cc loivc xin ng kh cho ngi v gia sc. Hin nay nc ta ngi ta s dng rt ph bin k thut ny nhVin v sinh v dch t HNi, Vin Pasteur thnh ph H Ch Minh, Vin sn xut sinh vtphm Lt Nha Trang.

* Huyt tngng kh

Huyt tng ng kh l sn phm c sn xut t mu ti,l mt trong nhng vt phm rt qu bu, dng iu tr cp cu.

31


30/46


31/46

nc lnh qua thi nhit cho b tng. Tc nc trong ngkhong 0,6 m/s.

Cng sut lnh tnh ton c th h nhit b tng xung 20 n30 K l tu thuc vo loi xi mng s dng, kh nng lm mt cami cht, nh hng bc x mt tri. Theo kinh nghim, cng sutlnh c th tnh theo lng nhit ta ca b tng khong 74000 kJ/m3b tng vi mt s thng s khc ca b tng: Nhit dung ring 0,8kJ/kg.K, khi lng ring 2600 kg/m3 v hiu nhit cn lm lnhkhong 35K.

Bin thin nhit ca nc lnh trong ng ph thuc ch yu

vo t l nhit gii phng trong b tng. Khi bit nhit lng hydratho gii phng v cc thng s k thut ca b tng, c th tnh tonc bin thin nhit ca khi b tng v k c trng nhit ca b tng trong khi ang lm lnh.

2. Lm lnh bng cch trn thm nc . Lm lnh va btng xung khong 4oC sau cho thm vo va mt t nc didng mnh, vn v tnh ton sao cho dung nhit cn bng

ton b nhit hydrat ho.C th lm lnh xi mng ngay t nh my sn xut. Thngnhit xi mng y ln ti 60oC. Tuy nhin h s dn nhit ca ximng km do cn din tch trao i nhit ln, gy nhiu kh khnnn t c ng dng.

Cc ph gia nh si, th c kch thc ln n 150mmc ra sch v lm lnh sb bng nc lnh sau c cha vocc sil v c lm lnh tip bng khng kh lnh nhit -1oC thi

qua sil. Ct c lm lnh trc tip ngay trn cc phng tin bngti bng cht ti lnh.Nc trn b tng c lm lnh trong cc my sn xut nc

lnh n 1oC. Nc a vo my trn cn c nghin nh nc tan nhanh. Tc tan ph thuc vo nhiu yu t nhnhit my trn, kch thc cc v lng trn trong my trn. phi m bo tan ht khi va b tng ra khi my trn.

33


32/46

1.2.9.2 Kt ng nn mng

K thut lnh cn c s dng lm lnh lng t khi xy

dng cc ca vo hm m, cc cng trnh ngm, cng trnh xy dngmetro, cc cng trnh p, cng nh s dng x l nn mngcc cng trnh vng t yu, vng t phc hp va cht thuvn. c bit cc cng trnh xy dng trn nn t snh ly v cnhiu nc ngm. Nn mng xy dng i khi khng chc chn,nn khi o mng t trt nh ct chy. ngn nga hin tng ngi ta a ra mt phng php s dng lnh to n nh mng,

l phng php s dng cc kt ng. Nhcc cc ny ngi tato nn mt vnh ai bao bc h cn o (xem hnh 1-6)Cu to cc kt ng rt n gin theo kiu ng lng ng.

ng knh ng ngoi khong 100mm, ng trong 40mm. Cht lnglnh c nhit khong -20 n -40oC c dn i vo tng trongv i ra ng ngoi ra ngoi, u cc vt nhn d nn vo lng t.Tuy nhin d dng a cc vo nn t c th tin hnh khoan mitrc. Cc cc c ni song song vi b phn phn phi v thu hi

mi cht lnh.

d

D

1

2

3

4

1- Cc kt ng; 2,3- Mi cht lnh vo v ra; 4- Khi kt ng

Hnh 1-6: S ktng nn mng bng cc ktng

34


33/46

Trong qu trnh mi cht lnh tun hon, nn mng xung quanhcc c lm lnh v kt ng li thnh 01 khi vng chc. Kch

thc tr kt ng ngy cng ln dn ra xung quanh, sau mt thigian nht nh (khong vi tun, c khi vi thng) cc tr kt ngmi ni li vi nhau thnh thnh vng kn vng chc, m bo khngcho t st lkhi o su pha bn trong.

chc chn ca vng kt ng ph thuc vo nhit lmlnh v chiu dy ca n. V d bn nn ca nn ct kt ng -10oC l 100 bar, -15oC l 160 bar, -25oC l 200 bar. Khi nn ctkt ng th nc ng vai tr nh xi mng trong kt cu b tng.

Trong lnh ng nc t ng bng lin kt vi ht t tothnh lp lin kt bn vng chng khc b tng. Lin kt ny vnghn nhiu lin kt nc thun tu. t ct ng bng c linkt bn vng nht sau n t tht v sau cng l t st.

i vi ca hm l, i khi cc phi di n hng trm mtcm su vo lng t. Khi phi khoan mi trc cc l cc. Cc lphi song song m bo khong cch cn thit, nu c mt v tr

no khong cch gia cc ct qu xa, mch kt ng khng lin ktc th to nn nhng im yu cc b, c th gy st lnhng v trny. Trong qu trnh s dng cn trnh r r cht vo lng t, vnhit ng c ca cht ti lnh rt thp khng thng c nnc th lm cho cc cc kt ng rng, rt nguy him v rt khkhc phc.

Do cht ti lnh trn ng ng ra nng hn ng cht lnglnh vo ng k (khong 8K), nn gia chng c trao i nhit vi

nhau, lm gim hiu qu lm lnh nn t. V vy phi c bin phpgim dng nhit trao i ny, bng cch cch nhit b mt ng trong.y l vn tng i kh, v nh vy s tng kch thc ng ngoi.C th gim dng nhit trao i ny bng cch s dng loi vt liu ckh nng dn nhit km lm ng trong, v d nh nha PVC.

Do phi vn hnh trn cc cng trnh xy dng v lun lunphi di chuyn nn h thng lnh phi gn, d c ng. Tt nht nnthit k lp t trn cc xe thnh khi, khi vn hnh ch cn u in,nc l c th hot ng. Vic u ni cht ti lnh cng phi ngin v chc chn.

35


34/46

Cc cc kt ng c thc lm lnh bng mi cht lnh. uim ca phng n ny l hiu qu lm lnh cao hn, do chnh

nhit ln. Tuy nhin phng n ny c nhc im l chnh lchnhit si bn trong ng kh ln do chnh lch ct p thu tnh, pha trn v pha di, u ni phc tp hn v mi cht d b r r rangoi.

to lp thnh v dy 2 3 m bo v hoc ngn cch ncthm thu vo khu vc thi cng, cn thc hin cc ging khoan lnhng cch nhau 0,8-1,2m tu loi t

Mi cht lnh s dng trong cc h thng ny c th l

amnic, propan hoc CO2. Khi s dng NH3 cn lu l mi chtNH3 ho tan trong nc nn khi r r c th lm mm nn, ph vktcu nn, nguy him.

C th s dng khng kh lnh kt ng nh trng hpxy dng ng hm Stockholm nm 1884. Ngi ta dng khng khlnh -55oC t mt my lm lnh khng kh kt ng nn t.

Ngy nay, kt ng cc nn t khng ln, ngi ta s dng

c nitlng. Qu trnh kt ng xy ra rt nhanh chng.Vic tnh ton cng sut lnh trong cc ti liu tham kho rtkhc nhau do tnh cht nn t mi ni rt khc nhau.

Tnh ton chi ph lnh lm lnh ngt- Tng khi lng t cn lm lnh:

Vi = V1 + V2 + + Vn = F.(h1+h2+ + hn) (1-1)F Din tch tit din vng lnh, m2

hi Chiu dy ca cc lp t khc nhau, m- Tng th tch nc cn lm lnh

Vn = Vi = Vi x Ei(1-2)

Ei Hm lng phn trm (theo th tch) nc trong cc lpt, %

- Chi ph lm lnh nc

Qn = n.Vn. [Cn.t1 + r + Ct2] , J(1-3)n Khi lng ring ca nc, n 1000 kg/m

3

36


35/46

t1, t2 Nhit ca nc ban u v sau ng ,oC

r Nhit ng ng bng ca nc, r = 2500 kJ/kg (80

kCal/kg)Cn, C - Nhit dung ring ca nc v , kJ/kg.K- Chi ph lm lnh cc cc thnh phn kh

Qk= i. ( Vi - Vi ).Ci (t1 - t2), J(1-4)

i, Ci Khi lng ring v nhit dung ring ca thnh phnkh ca cc lp t.

T tng chi ph lnh yu cu trn, cn c vo thi gian yu cu

lm lnh (giy), c th xc nh cng sut lnh yu cu ca mylnh:

WQQQ

Q Kno ,

+==

(1-5)

1.2.10 ng dng trong cng nghip ch to vtliu v dng c

1.2.10.1 Kim loi

1. Lp cht:Trong ch to my c nhiu chi tit i hi phi c lp cht

vo nhau vi mt cht ln. i vi cc chi tit ny khng th sdng cc bin php g lp bnh thng. V d trng hp lp chn van

vo thn my ca cc ng ct. Trong trng hp ny ngi talm lnh chn van xung -80oC n -180oC, ng knh chn van thunh li ngi ta d dng lp vo thn my. Khi nhit tr li bnhthng, chn van nra v p cht vo thn my to nn mi lin ktrt chc chn. Trong trng hp lp ghp theo phng php ny phitnh ton rt k lng dung sai khi lp t. Dung sai tu thuc vokch thc, c im chi tit v vt liu s dng.

2. Thay i cu trc tvi

37


36/46

Bng cch lm lnh ngi ta nhn thy c th lm thay i cutrc ca mt s vt liu ch to my, theo hng tch cc. V d nh

trong thp ti cn st li mt t austenit, khi nhng thp vo mitrng lnh -80oC trong khong t 5 n 10 pht, austenit c thchuyn ho thnh martensit lm cho thp cng hn. Gia cng lnh saukhi ti khng nhng lm cho thp cng hn m cn tng rn, khnng chng mi mn, n hi, tng tui th v n nh kch thcchi tit my.

Mt v d c th v trng h p gia cng cc bm piston tiM. Piston c ch to bng thp SAE25.100, sau mt thi gian lm

vic nhng mi trng kh hu khc nhau khong 2 thng th xy rahin tng kt dnh l v ostensit d chuyn bin tip tc lm tngkch thc v th tch ca piston. Nu sau khi gia cng xong thmkhu gia cng lnh vo qu trnh nhit luyn th hin tng sckhc phc.

V gia cng lnh tng tnh n hi, rn, tnh chng mimn c cc nh khoa hc Anh, M kt lun t nm 1914. Bng

1-7 di y cho thy khi gia cng lnh thp c 0,8%C, 8%Ni, 4%Cr,1%V cc nhit khc nhau th n hi E tng ln ng k.

Bng 1-7: n hi khi gia cngcc nhit khc nhau

Nhit gia cng - 27oC - 46oC - 84oCE, kG/cm2 64 91 119

cng HRc ca thp cng c tng khi gia cng lnh nh lmtng kh nng chng mi mn ca chi tit.Bng 1-8 di y cho thy r iu .

Nhiu s liu t sn xut cho bit trong gia cng vn bngmi t su th dng mi t bng thp gi, thp crm cao, cc boncao hay thp cac bon thng qua nhit luyn th sau khong 30000sn phm chng u b v. Nhng nu dng thp thng sau nhitluyn c gia cng lnh th tui th c th tng 10 ln.

Bng 1-8: rn ca thp cc nhit gia cng khc nhau

38


37/46

Thnh phn, % rn HRc

Gia cng lnh v nungli 175oCC Cr Ni Mo

% C

bmt Saukhiti - 40oC - 62oC -

73oC0,20,180,1001,3

0,240,210,151,33

1,83,434,953,65

0,230,260,030,04

11,030,960,92

5751,550,548,5

61,556,556,558

63615859

6260,559

59,5

i vi thp crm ti, khi lm lnh xung -80oC, cu trc tvi ca thp sc cng c. V martensit c khi lng ring nhhn nn th tch ring ln hn austenit, nn nu qu trnh bin ichm, th tch tng dn snh hng xu n cc chi tit my chnhxc. Qu trnh lo ho nhn to nhit thp sn nh th tchca thp.

Gang austenit c sn xut v s dng rng ri tuy ctnh can km hn nhiu so vi thp cn hoc rn. Tuy nhin c th ci thinc tnh ca chng rt nhiu nu c x l lnh -80oC trong hnhp cn v kh. Sau chng c nung nng n nhit 700oC bin i cc martensit niken tr li austenit. Cc martensit nikenkhng mong mun ny c hnh thnh trong qu trnh x l lnh.Qua qu trnh x l trn, bn ko tng ln n 2000 bar.

Lnh thm c dng lm lnh cho n nh kch thc

ca nhiu tm gang, tm kim loi mu trong ch to v, thn ca ccthit b chnh xc. Lm lnh thm cn c ng dng lp rpcc ccu chnh xc.

3. Gia cng phi

Trong qu trnh gia cng phi, phn ln cnng a vo binthnh nhit nng, lm cho nhit dao ct tng cao. Bng cch gncc cp nhit u mi dao v cc v tr khc nhau, ngi ta c th

o c s phn b nhit trn b mt tip xc ca dao ct. i viqu trnh tin thp vng bi nhit u ct c th ln ti 800oC. Donhit cao, c tnh ca dao ct gim. tng bn ca dao v

39


38/46

thi gian s dng cn phi lm lnh dao xung nhit thch hp.Cc kt qu nghin cu cho thy, tui th dao t l nghch vi bnh

phng nhit . V vy khi gim nhit xung thi gian lm vicv tui th ca dao tng ng k. lm lnh dao, ngi ta s dng dung dch du ct hoc nh

tng c lm lnh xung 2 n 4oC rt trc tip vo v tr ct.Cc loi thp khng r austenit c h s dn nhit nh, do

nhit cc dao ct cn tng cao hn na. Trong trng hp nyngi ta thng s dng CO2 lng lm lnh. Phng php lm lnhc th thc hin t bn trong. Thanh thp tin c b tr mt l

pha trong n ng v tr tm dao ct volframcacbit CO2 lngchy n y v bay hi lm lnh dao. Hi CO2 thot ra qua mt lnh.

Trong cng nghip ch to my bay ngi ta s dng rt nhiutm kiu sandwich hai bn l hai tm kim loi rt mng, d b uncong v bin dng. Mt gii php hiu qu l cho y nc vo ccngn sau lm lnh kt ng . Khi c th gia cng ckh nh

l mt khi lin. Sau khi gia cng xong ch cn lm tan bng ncra v dng kh nn thi sch nc cn st li trong tm sandwich.Cc dng c mng v dt rt kh kp ln my cng c. C th s

dng phng php sau: Lm lnh cc tm k p phng bng cht tilnh hoc mi cht lnh si xung -30oC sau nhng dng c vonc v t ln tm kp phng. Nc ng li v cnh dng c votm kp mt cch rt chc chn. C th p dng phng php ny ci vi cc dng c phi kim loi.

4.in cc hnin cc ca my hn im thng c lm mt bng nc hoc

cht ti lnh glycol. Nc hoc glycol c bm vo trong in ccrng. Tui th ca in cc c th tng ln gp ba ln nu c lmlnh bng CO2 lng. cp lng cho in cc phi s dng mt bmCO2 lng c bit.

5. Xl bmt bngin hoTrong vic x l b mt nhm to mt lp xit dy, cht in

phn phi c nhit t 21 n 26,5oC. Nhit to ra do dng in

40


39/46

phn trung bnh khong 35 W/cm2 din tch b mt lin tc phi cthi ra mi trng bn ngoi. Vic lm lnh cht in phn c cha

axit sunfuric c thc hin nh cc ng lm lnh bng ch. Nclnh tun hon trong ng c nhit khong 5oC nhmt my lnh.C trong qu trnh m kim loi, tu theo tng loi cht in phn

m nhit b mt phi ginhit khng i t 20 n 60oC. Tcc b mt zyanid v d nh mng hoc cadmi cn nh k loi bcacbonat natri. loi b cacbonat natri ng ta s dng phngphp kt tinh chm dung dch nhit khong -4oC. Cn thit phikt tinh chm tinh th hnh thnh c kch thc ln, d loi b khi

dung dch. lm lnh cc cht in phn c tnh n mn cao ngita s dng nhiu loi vt liu c bit trong c ng cht do flo.

i vi vic nh bng kim loi bng cht in phn, ngi ta cgng t c b mt c phng cao v c kh nng phn chiu ln. tin hnh nh bng, ngi ta nhng sn phm cn nh bng vobn cnh mt in cc trong b cht in phn v ni vo ngun in1 chiu, trong sn phm cn nh bng l cc ant. Cc th

nghim cho thy, nhit cht in phn vo khong -30

o

C s chohiu qunh bng cao nht. Nhit cng cao, hiu qunh bngcng ph thuc vo sn nh ca in th. Do cn duy tr n nhnhit cht in phn nhit thp l rt cn thit. Tc nhbng ph thuc khng nhng nhit ca b m cn ph thuc voloi cht in phn s dng. Cht in phn trn cscn mtyl chotc nh bng cao nht.

1.2.10.2 Vt liu phi kim loi v cc vt liu khc

Khi h nhit thp, cc cht do n hi b ho cng v gin,rt d b v vn hoc c th gia cng c kh. Sau khi h nhit xung -190oC trong nit lng, nylng v polytylen c th cnghin mn.

Cc chi tit p bng cao su hoc bng cc cht do thng thng

c ba via. Dng tay loi b cc ba via ny rt kh khn v mt nhiucng sc. Nu a chng qua CO2 lng sau a vo thng quay

41


40/46

hnh tang trng hoc my mi tia th cc ba via c loi b d dngbng phng php ckh.

Cc vt ct mng xng ca sm xe t, xe my, xe p c thcghp chn tt hn nhiu nu ch tip gip (ch mng xng) c lmlnh sb trc xung -7oC. Vic lm lnh tin hnh n ginbng cch p chng ln b mt lnh, v d p ln mt b mt ng clm lnh t bn trong mi cht lnh hoc cht ti lnh.

Nu nhng g vo amnic lng th sau 1520 pht g trnn dov c th un nn d dng.

Si bng s bng nh la nu nh si c nhng vo dung dch

kim natri. Trong khi x l, si phi cng chng li xu hng cort ca si. Khi x l bn ko ca si cng tng ln. Dung dchkim phi c ginhit 5 n 10oC. Sau khi x l si vn trng thi cng, c nhng nc nng 60 80oC v sau c rasch bng nc.

Mt phng php mi cho hiu qu tng t l nhng si bng voamnic lng si p sut thng -33oC. Hi amnic c thu hi

li bng my nn lnh.

1.2.11 ng dng khc

1.2.11.1 Cc phng thnghim

1. Thnghim thit bgiao thng

Nhiu thit b giao thng i hi tin hnh th nghimtrong cc phng c bit vi cc iu kin nhit , m c th thayi theo yu cu th nghim.

V d nh phng th nghim toa tu ha.Nhit ca phng th nghim phi tng ng vi iu kin

kh hu khc nghit nht bn ngoi tri Vit Nam l 0 n +60oC vcho cc tu quc t t -40 n +50oC. Ngoi ra trong phng cn c th

to ra cc iu kin ma gi th nghim kn v kh nng hotng ca cc ca s, ca ra vo v cc thit b khc trn tu trong miiu kin thi tit. c bit trong iu kin nhit cao bn ngoi

42


41/46


42/46

mi cht lnh ng thi l cht tch lnh. lm nng nhanh khngkh ngi ta s dng mt calorife cho nc nng 180oC chy qua.

Cc v tinh nhn to bay trn quo cng chu tc ng rtln ca nhit . Ban m, nhit xung -170oC v ban ngy nhit ln ti 100oC. th nghim kh nng chu nhit thay i cav tinh ngi ta xy dng phng th nghim v tr, trong cc iukin lm vic ca v tinh c m phng. Do yu cu chn khng caotrong phng th nghim nn khng c thnh phn i lu v dn nhit.Vic nng v h nhit v tinh c thc hin bng bc x nhit.

2.ng cv cc dng c

Rt nhiu thit b k thut mun a ra sn xut hng lot, ccnh sn xut cn phi tin hnh th nghim trong nhng iu kin khhu khc nhit nht m thit b c th chu ng trn thc t. Munvy cn c h thng lm lnh v si c th thay i nhit phng mt cch tu theo cc iu kin th nghim

- th nghim cc ng ct v c bit ng cmy baylm vic trong cc iu kin khc nhau ngi ta xy dng cc phngth nghim m phng iu kin kh hu thc t m t c kh nngphi chu ng trn thc t. Phng th nghim ny c khong nhit c th thay i trong khong t -50oC n 70oC tng ng nhit vng Bc cc hay trn sa mc v p sut khc nhau.

i vi t p sut thay i khng ng k c th b qua.i vi ng cmy bay p sut lm vic thay i ng k, tu

thuc vo cao. cao ngang mc nc bin p sut kh quyn l760mmHg, cao 20 km p sut ch cn 41mmHg, cao 25kmp sut 19mmHg.

- Trong phng th nghim quang hc v ckh chnh xc cnm phng cc iu kin kh hu chng s lm vic. Nhit cthiu chnh trong khong t -65oC n +80oC v c thiu chnhbng chng trnh. phm vi nhit trn 0oC m tng i phiiu chnh c t 40% n 100%.

- Cc dng c ngt in c bit cho in cao th cng cn thnghim ngay ni sn xut vi cc iu kin nhit t -50oC n

44


43/46

50oC k c trong iu kin bng bng. Tn tht in ho ca ccng dy cao th cng cn c nghin cu v th nghim.

3. Cng nghlai to ging thc vt

Trong k thut sinh hc lai to ging phc v ngnh nng, lmnghip, yu cu thc t t ra l cn lai to ra nhng ging cy c khnng chu ng iu kin kh hu khc nghit c th gieo trng nhng vng kh hu nht nh. C nhng ging i hi chu ngnhit cao, khng kh kh hn, c ging i hi phi chu ng kh

hu lnh, m t.mt s vin nghin cu v lai to ging thc vt ngi ta

xy dng cc phng th nghim, l cc nh knh trong ngita trng cc loi thc vt th nghim, nhit khng kh c thiuchnh c. Nhng phng th nghim ngi ta gi l phytotron.Cc thng s kh hu c thiu chnh c trong cc phng ny lnhit , m, nng CO2, cng chiu sng vv... iu kin

chiu sng c m phng nh ngy v m.

1.2.11.2 Lm mt ng cv my pht

Nhit mi trng cng cao, khi lng khng kh c ht vong ct trong cng nh do cng sut ng c gim. Bng cchlm lnh khng kh cp cho ng cngi ta c th nng cng sut

ng cln cao hn.Khng kh cp cho ng cdiesel c th lm lnh trc tip nh

chu trnh nn kh hoc gin tip nhmi cht lnh si.Trn hnh 1-7 gii thiu h thng thit b lm mt khng kh

cp cho ng cdiezen. Khng kh c nn qua my nn ly tm 1 va vo lm mt sb bng nc thit b trao i nhit 3, sau lm mt bng mi cht lnh si bnh bay hi 4 ri cp vo ng c

diezen. My lnh c my nn ly tm 6, bnh ngng lm mt 7, van titlu 5 v bnh bay hi 4. truyn ng cho my nn ngi ta dngng c tua bin 8 lm vic nhvng tun hon hi frn. truyn

45


44/46

ng cho my nn ly tm 1 ngi ta dng ng ctua bin 2 chy bngkh thi tng cdiezen.

Nhng cun dy ca cc my pht in ln thng c lmmt bng nc hoc bng kh hyr. Vi cng lm mt cao phinhn mi cht lnh si, v d frn vv... Nhit si ti u cxc nh nh tnh ton kinh t nu khng cng sut tiu tn cho mylnh ln hn cng sut c t thu c t my pht.

I- ng cdiesel; II- HT ng lc cho my lnh; III- HT cp kh v lmlnh

1- My nn ly tm; 2- Tua bin; 3- Lm mt khng kh bng nc; 4- Lmmt khng kh bng frn; 5- Van tit lu; 6- My lnh ly tm; 7- Bnh

ngng; 8- Tua bin kh frn; 9- Bnh cha frn; 10- Bm frn; 11- Bnhngng ca h sinh cng nhfrn

Hnh 1-7: Lm mt khng kh cp cho ng cdiesel

1.2.11.3 Xl lnh cc sn phm khc nhau

1. Ng cc v thc vtNhiu loi ng cc vo dp ng xun trong qu trnh pht trin

i hi mt thi k gi lnh ngay sau khi ny mm. Tuy nhin nu bng bng hoc t gi lnh khc nghit th mm c th b cht. trnh thi tit bt li c th lm thit hi ma mng c th x l lnh

46


45/46

nhn to. Qu trnh x l lnh nhn to phi tu thuc vo ging vloi ng cc. C nhng loi khng cn x l lnh.

Bng cch x l lnh ca ging hoa tuylip ngi ta c th lmcho hoa nsm hn. Hiu qu cng tu thuc vo loi v ging hoa.i vi mt s loi hoa khc vic x l lnh c coi l nhn t thcy s pht trin ca hoa.

Cc gc hng nu c bo qun 0 n 0,5oC v m 98%s c gic ngng v khng b sng gi lm hng. Cc nhnh cmchng tch t gc m c th bo qun trong cactng hn 6 thng nhit 0,5oC.

2. Bo qun hoaHoa ct c chia lm ba giai on:a. Giai on pht trin trn gc hoa m.b. Giai on vn chuyn v em bn.c. Giai on cm hoa trong nh ca khch hng.

Giai on b) tin hnh trong thi gian cng ngn cng tt v bo quntrong iu kin cc n hoa khng c n ra. Thi gian ct thch

hp rt quan trng i vi vn trn.nhit cng thp cng thca hoa cng gim v thigian hoa ti cng di. i vi rt nhiu ging hoa c nhit giihn nu bo qun di nhit khi ly ra khi bung lnh hoakhng th nc na. V d hoa phong lan khng th bo qun di710oC, ngc li hoa tm c th bo qun n 3oC v hoa hng t01oC. Bo qun hoa thu tin v hoa cm chng 1 n 2oC l ttnht v thi gian bo qun khong 10 ngy.

Hoa vng California ca M t ta thch hp nht vi nhit t 0,5 n 4oC. ng lu l thi gian vn chuyn trn my baykhng chim qu 30% thi gian t ni trng hoa pha Ty n chhoa pha ng nc M. Trn my bay hoa c bo qun nhit 10 n 21oC. Tuy nhin y l cc kt qu th nghim ca ncngoi, cc s liu ny c th cha chc ph hp Vit Nam v cciu kin kh hu, t ai, th nhng, chm sc, loi hoa c khcnhau.

47


46/46

* * *

Documents

Chuong 01 - Vai tro ky thuat lanh