Giáo trình nguyên lý lò công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng (ngành công nghệ kỹ thuật vật liệu xây dựng)

BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG XÂY DỰNG TP.HỒ CHÍ MINH GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: NGUN LÝ LỊ CƠNG NGHIỆP SẢN XUẤT VLXD NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT VẬT LIỆU XÂY DỰNG TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-CĐXD ngày… tháng .năm 2022 Trường Cao đẳng Xây Dựng Thành phố Hồ Chí Minh) Thành phố Hồ Chí Minh, năm 2022 (Lưu hành nội bộ) TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU * Ngun Lý Lị Cơng Nghiệp Vật Liệu Xây Dựng môn học nghiên cứu đặc điểm kỹ thuật quan trọng nhất, vấn đề chung lị cơng nghiệp, đặc biệt lị cơng nghiệp dùng lĩnh vực sản xuất vật liệu cấu kiện xây dựng, chủ yếu nghiên cứu quy luật có liên quan đến chuyển động dịng khí thiết bị nhiệt * Do tính chất mơn học, Ngun Lý Lị Cơng Nghiệp Vật Liệu Xây Dựng xem tảng để nghiên cứu vấn đề chuyên sâu có liên quan Chính vậy, nội dung mức độ trình bày vấn đề mơn học tập trung vào việc trang bị cho sinh viên (đặc biệt sinh viên chuyên ngành Vật liệu cấu kiện xây dựng) kiến thức thiết bị nhiệt tất vấn đề có liên quan đến q trình gia cơng nhiệt sản phẩm thiết bị nhiệt, để với môn học khác làm sở lý luận quan trọng giúp cho sinh viên hiểu biết có hệ thống thiết bị nhiệt (Ví dụ: Lị nung, Lị sấy, Buồng đốt, Bể dưỡng hộ nhiệt ẩm, thiết bị hoàn nhiệt hay thiết bị trì chuyển động cưỡng dịng khí…) có sở vững vàng việc sử dụng thiết bị, lựa chọn phương án kỹ thuật nhiệt cách hợp lý dây chuyền cơng nghệ * Giáo trình dùng làm tài liệu đào tạo ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Vật Liệu Xây Dựng hệ Cao Đẳng Đại Học, làm tài liệu tham khảo chuyên sâu cho cán nghiên cứu thiết kế loại lị sấy, lị nung nói riêng lónh vực lị cơng nghiệp nói chung, làm tài liệu tham khảo cho cán kỹ thuật vận hành thiết bị nhiệt dây chuyền công nghệ cho cán quản lý Đồng thời sử dụng làm tài liệu tham khảo cho kỹ sư, cán kỹ thuật, cán quản lý ngành quan tâm tới lónh vực đề cập * Cảm ơn ý kiến đóng góp quý báu góp phần giúp giáo trình hồn thiện cán kỹ thuật, chuyên gia công nghệ sản xuất sản phẩm sứ vệ sinh, gạch ceramic, gạch ngói sản phẩm trang trí đất sét nung từ doanh nghiệp cộng tác với nhà trường; Anh Chị Em đồng nghiệp Bộ môn Vật Liệu Xây Dựng – Trường Cao Đẳng Xây Dựng Thành Phố Hồ Chí Minh góp sức suốt thời gian chỉnh sửa thảo hồn thành giáo trình Tp.Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng năm 2022 Nhà giáo biên soạn GV ThS HÀ HẢI SƠN Nội dung giáo trình bao gồm chương sau: Chương 1: Giới Thiệu Khái Qt Lị Cơng Nghiệp Và Các Vấn Đề Liên Quan Chương 2: Nhiên Liệu Sử Dụng Cho Lị Cơng Nghiệp Chương 3: Đặc Điểm Chuyển Động Của Dịng Khí Và Tính Tốn Hệ Thống Cấp Thốt Khí Trong Lị Cơng Nghiệp Chương 4: Tính Nhiệt Cho Q Trình Sấy Vật Liệu Chương 5: Tính Nhiệt Cho Q Trình Nung Vật Liệu Trong Lị Nung MỤC LỤC Trang LỜI GIỚI THIỆU Chương 1: Giới Thiệu Khái Qt Lị Cơng Nghiệp Và Các Vấn Đề Liên Quan I Giới thiệu phân loại thiết bị nhiệt Giới thiệu chung 2 Phân loại thiết bị II Các tiêu thiết bị nhiệt Mức tiêu thụ nhiệt riêng phần Mức tiêu thụ nhiên liệu riêng phần 3 Năng suất riêng phần 4 Hệ số hữu ích thiết bị nhiệt Kích thước hữu ích thiết bị nhiệt III Các tiêu nguyên vật liệu trình gia cơng nhiệt Chương 2: Nhiên Liệu Sử Dụng Cho Lị Cơng Nghiệp I Giới thiệu chung II Nhiên liệu rắn nhiên liệu lỏng Phân loại Thành phần nhiên liệu rắn nhiên liệu lỏng Cách biểu diễn thành phần hóa nhiên liệu rắn nhiên liệu lỏng III Nhiên liệu khí 10 Khí thiên nhiên 10 Khí nhân tạo 10 IV Nhiệt trị nhiên liệu 10 Nhiệt trị nhiên liệu rắn nhiên liệu lỏng 10 Nhiệt trị nhiên liệu khí 11 V Tính cháy nhiên liệu rắn nhiên liệu lỏng 12 Xác định hệ số chuyển đổi thành phần nhiên liệu 12 Nhiệt trị nhiên liệu rắn nhiên liệu lỏng 13 Lượng khơng khí khơ cần cho q trình cháy lý thuyết 13 Lượng khơng khí khơ cần cho q trình cháy thực tế 13 Lượng khơng khí ẩm lý thuyết 13 Lượng khơng khí ẩm thực tế 13 Lượng sản phẩm cháy thực tế 14 Tỷ trọng sản phẩm cháy 14 Chương 3: Đặc Điểm Chuyển Động Của Dịng Khí Và Tính Tốn Hệ Thống Cấp – Thốt Khí Trong Lị Cơng Nghiệp 16 I Khái qt chung chuyển động dịng khí thiết bị nhiệt 16 II Những đặc điểm tiêu biểu chuyển động dòng khí thiết bị nhiệt 17 Nguyên lý Grum – Grimailo 17 Dịng khí chuyển động lị đường hầm, lị nằm 18 Dịng khí chuyển động lị đứng 19 4 Dịng khí chuyển động bể dưỡng hộ III Các dạng trở lực chuyển động dịng khí 19 20 Tổn áp ma sát 20 Tổn áp cục 20 Tổn áp 20 Tổn áp khác 20 IV Các thiết bị trì chuyển động cưỡng dịng khí 21 Ống khói 21 Quạt thơng gió 22 Chương 4: Tính Nhiệt Cho Quá Trình Sấy Vật Liệu I Quá trình sấy 24 Khái niệm trình sấy 24 Đặc điểm trình sấy vật liệu tạo hình 25 Các dạng trình sấy 25 Sự xuất kẽ nứt vật liệu sấy 27 II Quá trình nung 28 Quá trình trao đổi nhiệt trao đổi chất 28 Quá trình nung gốm xây dựng 29 2.1 Một số khái niệm chung 29 2.2 Các q trình hóa lý xảy nung gốm xây dựng 30 Quá trình nung chất kết dính 31 3.1 Bản chất hóa lý thơng số q trình nung clinker xi măng, vơi 31 3.2 Động học q trình hóa lý nung chất kết dính 33 3.3 Mức nhiệt độ thiết bị nung 33 Chương 5: Tính Nhiệt Cho Quá Trình Nung Vật Liệu Trong Lị Nung 35 I Phương trình cân nhiệt 35 II Tính tốn nhiệt cho thiết bị nhiệt cách thiết lập phương trình cân nhiệt 36 Giới thiệu chung 36 Thiết lập phương trình cân nhiệt 36 2.1 Phần nhiệt cung cấp 36 2.2 Phần nhiệt tiêu tốn 37 GIÁO TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn học: NGUN LÝ LỊ CƠNG NGHIỆP VẬT LIỆU XÂY DỰNG Mã mơn học: 23900111 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học: 3.1 Vị trí: Mơn NGUN LÝ LỊ CƠNG NGHIỆP VẬT LIỆU XÂY DỰNG mơn kỹ thuật chun ngành, bố trí học song hành với môn học/mô đun kỹ thuật chuyên ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Vật Liệu Xây Dựng 3.2 Tính chất: Mơn học NGUN LÝ LỊ CƠNG NGHIỆP SẢN XUẤT VLXD mơn học có vị trí quan trọng mơn kỹ thuật sở, môn học bắt buộc sinh viên chuyên ngành CNKT Vật Liệu Xây Dựng Môn học nghiên cứu đặc điểm kỹ thuật quan trọng nhất, vấn đề chung loại lị cơng nghiệp, đặc biệt lị cơng nghiệp dùng lĩnh vực sản xuất vật liệu cấu kiện xây dựng, chủ yếu nghiên cứu quy luật có liên quan đến chuyển động dịng khí liên quan đến q trình gia cơng nhiệt VLXD thiết bị đó… 3.3 Ý nghĩa vai trị môn học: Giúp cho sinh viên nắm bắt kiến thức tảng, tự vận dụng kiến thức vào thực tế công việc sau này; Cũng trình học tập sinh viên tiếp tục học hỏi đào sâu kiến thức chun mơn góp phần với mơn học khác trang bị cho sinh viên toàn kiến thức cần thiết chuyên ngành đào tạo Mục tiêu môn học: 4.1 Về kiến thức: Môn học tập trung vào việc trang bị cho Sinh viên kiến thức thiết bị nhiệt tất vấn đề có liên quan đến q trình gia công nhiệt VLXD thiết bị nhiệt, để với môn học khác làm sở lý luận quan trọng giúp cho Sinh viên hiểu biết có hệ thống thiết bị nhiệt (Ví dụ: Lị nung, Lị sấy, Buồng đốt, Bể dưỡng hộ nhiệt ẩm, thiết bị hồn nhiệt hay thiết bị trì chuyển động cưỡng dịng khí…) có sở vững vàng việc sử dụng thiết bị, lựa chọn phương án kỹ thuật nhiệt cách hợp lý dây chuyền công nghệ A1 Nhận biết loại lị cơng nghiệp sử dụng cơng đoạn gia cơng nhiệt Chương 5: Tính Nhiệt Cho Q Trình Nung Vật Liệu Trong Lị Nung  GIỚI THIỆU CHƯƠNG Chương tập trung giới thiệu cho người học cách tính nhiệt cho q trình nung vật liệu loại lị cơng nghiệp  MỤC TIÊU CHƯƠNG Sau học xong chương này, người học có khả năng: Giới thiệu vấn đề liên quan đến lị cơng nghiệp dùng sản xuất vật liệu xây dựng, thơng qua sinh viên xác định đối tượng nghiên cứu môn học, đồng thời nắm bắt thông số kỹ thuật đặc trưng lị cơng nghiệp, tính chất nguyên vật liệu trình gia cơng nhiệt  Về kiến thức: - Trình bày giải thích khái niệm, phân loại lị cơng nghiệp - Trình bày giải thích khái niệm, vai trị cơng đoạn gia cơngn nhiệt - Nắm loại lị cơng nghiệp sử dụng q trình gia cơng nhiệt  Về kỹ năng: - Nhận diện loại lò sấy, lò nung sử dụng cho q trình gia cơng nhiệt - Phân tích yếu tố ảnh hưởng đến trình trao đổi nhiệt  Về lực tự chủ trách nhiệm: - Ý thức tầm quan trọng ý nghĩa thực tiễn công tác vận hành loại o lị cơng nghiệp thực tế sản xuất sản phẩm vật liệu xây dựng - Chủ động đề biện pháp xử lý tình khẩn cấp trình xảy cố - Tuân thủ nội quy, quy định nơi làm việc  PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP CHƯƠNG 69 - Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực câu hỏi thảo luận tập chương (cá nhân nhóm) - Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (chương 1) trước buổi học; hồn thành đầy đủ câu hỏi thảo luận tập tình chương theo cá nhân nhóm nộp lại cho người dạy thời gian quy định  ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN CHƯƠNG - Phịng học chun mơn hóa/nhà xưởng: Khơng - Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu thiết bị dạy học khác - Học liệu, dụng cụ, ngun vật liệu: Chương trình mơn học, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, phim ảnh, tài liệu liên quan - Các điều kiện khác: Khơng có  KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ CHƯƠNG - Nội dung:  Kiến thức: Kiểm tra đánh giá tất nội dung nêu mục tiêu kiến thức  Kỹ năng: Đánh giá tất nội dung nêu mục tiêu kĩ  Năng lực tự chủ trách nhiệm: Trong trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu trước đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học + Nghiêm túc trình học tập - Phương pháp:  Điểm kiểm tra thường xuyên: điểm kiểm tra (hình thức: hỏi miệng)  Kiểm tra định kỳ lý thuyết: khơng có 70  NỘI DUNG CHƯƠNG I Phương trình cân nhiệt: * Tiếp sau việc xác định dung tích thiết bị nhiệt tính cháy nhiên liệu việc cần phải xác định lượng nhiên liệu cần đốt Phần tính tốn quan trọng kết tính tốn thu cho phép ta biết công suất nhiệt thiết bị tiêu kinh tế kỹ thuật khác * Thông thường việc xác định lượng nhiên liệu cần đốt làm theo hai cách: - Một vào lò loại hoạt động, sơ lấy theo giá trị kinh nghiệm thực tế tổng kết Tuy nhiên cách lấy theo số khái toán thường thiếu độ tin cậy khoa học, nên dùng khơng có điều kiện tính tốn thiếu tài liệu cần thiết - Hai phải tính tốn, thiết kế lò hay cần kiểm tra, giải thích, hồn thiện mặt thiết bị… phương trình cân nhiệt giúp ta giải nhiệm vụ * Phương trình cân nhiệt thực chất việc áp dụng phương trình bảo tồn lượng tính tốn lị Vế phải phương trình gồm khoản (hay nguồn) cung cấp nhiệt lượng, vế khoản tiêu thụ Số lượng khoản vế nhiều hay tùy thuộc vào loại thiết bị, vào vai trò tổng số nhiệt lượng cung cấp tiêu thụ vào mức độ xác yêu cầu tính tốn * Khi viết phương trình cân nhiệt cầ tuân thủ số lưu ý sau đây: - Phải chế độ làm việc thiết bị liên tục gián đoạn Phương trình cân nhiệt cho thiết bị làm việc liên tục tính cho làm việc, cịn trường hợp ngược lại tính cho chu trình gia cơng nhiệt - Nếu thiết bị nhiệt gồm nhiều thiết bị phận hợp thành tùy trường hợp phân chia chúng thành thiết bị chính, thiết bị phụ để tính riêng rẽ buồng đốt, lò nung, buồng hòa trộn, ống khói… sơ đồ cần rõ mối liên hệ chúng 71 thông số nhiệt lý lưu lượng, nhiệt độ, áp suất, hàm ẩm… phần ranh giới, đồng thời rõ phần cần tính - Để đơn giản bớt việc tính tốn thiết bị phụ trợ, ta đưa ngồi phương trình cân vịi đốt, đường tải nhiệt, chí buồng đốt - Cần chọn đơn vị đo đơn vị tính tốn nhiệt thống nhất, nhiên nên chọn đơn vị ứng dụng rộng rãi thuận tiện II Tính tốn nhiệt cho thiết bị nhiệt cách thiết lập phương trình cân nhiệt: Giới thiệu chung: * Khi thiết lập phương trình cân nhiệt cho thiết bị nhiệt cần lưu ý chế độ làm việc thiết bị, theo bốn sơ đồ sau: - Thiết bị nhiệt làm việc theo sơ đồ đơn giản - Thiết bị nhiệt làm việc có sử dụng khí nóng hồi lưu cho vùng sấy khơng trích khí nóng sử dụng cho mục đích khác, cho thiết bị khác - Thiết bị nhiệt làm việc sử dụng khí nóng trích từ vùng làm nguội lị nung sang cấp cho vùng sấy khơng trích khí nóng sử dụng cho mục đích khác - Thiết bị nhiệt làm việc có trích khí nóng sử dụng cho mục đích khác * Trong bốn trường hợp trên, trường hợp thiết bị nhiệt làm việc theo ba sơ đồ sau tính chi phí nhiên liệu cần lập phương trình cân nhiệt tổng hợp cho thiết bị nhiệt, trường hợp cuối thiết phải lập phương trình cân nhiệt cho vùng thiết bị nhiệt Thiết lập phương trình cân nhiệt: * Phương trình cân nhiệt tổng hợp thiết bị nhiệt thiết lập sau: 2.1 Phần nhiệt cung cấp: kí hiệu: Qcci (đơn vị: kCal/giờ hay chu kỳ) 72 2.1.1 Nhiệt cháy nhiên liệu: kí hiệu: Qcc1 (đơn vị: kCal/giờ hay chu kỳ) Qcc1 = QlvthxB Trong đó: B lượng nhiên liệu tiêu thụ hay chu trình gia cơng nhiệt (đối với lị gián đoạn) Đây đại lượng cần tìm phương trình cân nhiệt Qlvth nhiệt trị làm việc thấp nhiên liệu 2.1.2 Nhiệt lý nhiên liệu mang vào: kí hiệu: Qcc2 (đơn vị: kCal/giờ hay chu kỳ) Qcc2 = bxCnlxtnl Trong đó: Cnl nhiệt dung riêng nhiên liệu vào lò đốt (kCal/kg.oC) tnl nhiệt độ nhiên liệu vào lò đốt (oC) 2.1.3 Nhiệt bán thành phẩm mộc đưa vào: kí hiệu: Qcc3 (đơn vị: kCal/giờ hay chu kỳ) Qcc3 = GmxCmxtm Trong đó: Gm khối lượng mộc vào lị (kg/giờ) Cm nhiệt dung riêng gạch mộc (kCal/kg.oC) tm nhiệt độ gạch mộc (oC) 2.1.4 Nhiệt va gơng nung đưa vào: kí hiệu: Qcc4 (đơn vị: kCal/giờ hay chu kỳ) Qcc4 = GklxCklxtkl + GllxCllxtll + GcnxCcnxtcn Trong đó: Gkl, Gll, Gcn khối lượng phần kim loại, lớp lót, lớp cách nhiệt va gông đưa vào thiết bị nhiệt (kg/giờ) 73 Ckl, Cll, Ccn nhiệt dung riêng lớp kim loại, lớp lót, lớp cách nhiệt (kCal/kg.oC) tkl, tll, tcn nhiệt độ vật liệu kể đưa vào lò (các giá trị phụ thuộc vào điều kiện môi trường, nằm khoảng 20 đến 50oC) 2.1.5 Nhiệt mang vào tuần hồn khí thải: kí hiệu: Qcc5 (đơn vị: kCal/giờ hay chu kỳ) Qcc5 = BxVkthxCkthxtkth Trong đó: Vkth lượng khí thải tuần hồn (m3) Ckth nhiệt dung riêng khí thải tuần hồn (kCal/m3.oC) tkth nhiệt độ khí thải tuần hồn (oC) * Như tổng lượng nhiệt cung cấp viết lại sau: ΣQcc = MxB + N 2.2 Phần nhiệt tiêu tốn: kí hiệu: Qtti (đơn vị: kCal/giờ hay chu kỳ) 2.2.1 Nhiệt tiêu tốn để bốc nước vật lý vật liệu đốt nóng lượng nước đến nhiệt độ khói thải: kí hiệu: Qtt1 (đơn vị: kCal/giờ hay chu kỳ) Qtt1 = Gax(r + Caxtkth) Trong đó: Ga khối lượng nước có vật liệu (kg/giờ) r nhiệt ẩm hóa nước 0oC 600kCal/kg nước Ca tỷ nhiệt nước, trung bình 0,47kCal/kg.oC Tkth nhiệt độ khí thải (oC) 74 2.2.2 Nhiệt lý chất khí q trình nhiệt phân tạo thải theo khói lị: kí hiệu: Qtt2 (đơn vị: kCal/giờ hay chu kỳ) Qtt2 = (Gk – Gcc)xCnpxtkl Trong đó: Gk trọng lượng vật liệu khô tuyệt đối (kg) Gcc trọng lượng vật liệu nung xong (kg) Cnp nhiệt dung riêng trung bình chất khí nhiệt phân (sản phẩm nung) lấy nhiệt dung riêng khói lị (kCal/kg.oC) tkl nhiệt độ khói lị (oC) 2.2.3 Nhiệt lý khói lị mang theo ống khói: kí hiệu: Qtt3 (đơn vị: kCal/giờ hay chu kỳ) Qtt3 = BxVktxCktxtkt Trong đó: Vkt lượng khí thải đốt cháy đơn vị nhiên liệu với hệ số dư khơng khí α (m3) Ckt nhiệt dung riêng khí thải – khói lị (kCal/m3.oC) tkt nhiệt độ khí thải (oC) Ckt = 0,25 + 0,000014xtkt = 0,323 + 0,000018xtkt 2.2.4 Nhiệt lý khơng khí rị rỉ vào lị đốt nóng lên thải theo khói lị: kí hiệu: Qtt4 (đơn vị: kCal/giờ hay chu kỳ) Qtt4 = BxVrrxCrrxtrr Trong đó: Vrr lượng khơng khí rị rỉ vào lị (m3) 75 Crr nhiệt dung riêng khơng khí rị rỉ vào lị (kCal/m3.oC) trr nhiệt độ khơng khí rị rỉ vào lị (oC) 2.2.5 Nhiệt lý lượng nhiệt lấy dùng vào mục đích riêng: kí hiệu: Qtt5 (đơn vị: kCal/giờ hay chu kỳ) Qtt5 = ΣVmrxCmrxtmr Vmr lượng khí lấy dùng vào mục đích khác (m3) Cmr nhiệt dung riêng lượng khí lấy dùng vào mục đích khác (kCal/m3.oC) tmr nhiệt độ lượng khí lấy dùng vào mục đích khác (oC) 2.2.6 Nhiệt vật liệu mang khỏi lị: kí hiệu: Qtt6 (đơn vị: kCal/giờ hay chu kỳ) Qtt6 = GccxCvlxtvl Trong đó: Gcc trọng lượng vật liệu nung xong (kg) Cvl nhiệt dung riêng vật liệu nung (kCal/kg.oC) tvl nhiệt độ vật liệu nung (oC) 2.2.7 Nhiệt lý phương tiện vận chuyển mang khỏi lị: kí hiệu: Qtt7 (đơn vị: kCal/giờ hay chu kỳ) Qtt7 = ΣGvcxCvcxtvc Trong đó: Gvc trọng lượng phương tiện vận chuyển (kg) Cvc nhiệt dung riêng phương tiện vận chuyển lò (kCal/kg.oC) tvc nhiệt độ phương tiện vận chuyển lò (oC) 76 2.2.8 Nhiệt tiêu tốn cho phản ứng hóa học thu nhiệt: kí hiệu: Qtt8 (đơn vị: kCal/giờ hay chu kỳ) Qtt8 = ΣGixqi Trong đó: Gi khối lượng chất tham gia phản ứng qi hiệu ứng nhiệt phản ứng 2.2.9 Nhiệt đốt nóng vỏ lị: kí hiệu: Qtt9 (đơn vị: kCal/giờ hay chu kỳ) Qtt9 = ΣGvlixCvlixtvli Trong đó: Gvli trọng lượng kết cấu vỏ lò (kg) Cvli nhiệt dung riêng vỏ lò (kCal/kg.oC) tvli nhiệt độ vỏ lò (oC) 2.2.10 Nhiệt tổn thất mơi trường xung quanh: kí hiệu: Qtt10 (đơn vị: kCal/giờ hay chu kỳ) Qtt10 = ΣkxFxΔt (đơn vị kCal/giờ) = ΣkxFxΔtxτck (đơn vị kCal/chu kỳ) Trong đó: k hệ số nhiệt trở F diện tích tổn thất nhiệt vỏ lò Δt độ chênh lệch nhiệt độ trung bình mơi trường lị với môi trường xung quanh 2.2.11 Nhiệt tổn thất đốt cháy nhiên liệu khơng hồn tồn: kí hiệu: Qtt11 gồm tổn thất học tổn thất hóa học (đơn vị: kCal/giờ hay chu kỳ) 77 Qtt11 = pxQlvthxB Trong đó: Giá trị p thường lấy phần trăm tổng lượng nhiệt cung cấp Qlvth nhiệt trị làm việc thấp nhiên liệu B lượng nhiên liệu tiêu thụ hay chu trình gia cơng nhiệt 2.2.12 Lượng nhiệt mát khơng nhìn thấy: kí hiệu: Qtt12 (đơn vị: kCal/giờ hay chu kỳ) Qtt12 = axΣQcc Trong đó: Giá trị a tính phần trăm, thơng thường a = đến 10% Qcc lượng nhiệt cung cấp * Như tổng lượng nhiệt tiêu tốn viết lại sau: ΣQtt = M’xB + N’ * Thiết lập giải phương trình cân nhiệt: ΣQcc = ΣQtt * Từ phương trình cân nhiệt vừa thiết lập ta tìm B lượng nhiên liệu tiêu thụ hay chu trình gia cơng nhiệt bằng: B = (N’ – N)/(M – M’) đơn vị kg (hay m3)/giờ (hay chu kỳ) * Hay ta quy đổi lượng nhiên liệu riêng phần vừa tìm nhiên liệu chuẩn sau: by = (BxQlvth)/(Gccx7000) (kg/đơn vị sản phẩm) Trong đó: 78 by lượng nhiên liệu chuẩn * Hay lượng nhiên liệu chuẩn riêng phần tính cho phẩm bằng: bcp = by/(1 – p’) Trong đó: p’ tỷ lệ phế phẩm  TĨM TẮT CHƯƠNG Trong chương này, số nội dung giới thiệu: I Phương trình cân nhiệt II Tính tốn nhiệt cho thiết bị nhiệt cách thiết lập phương trình cân nhiệt  CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG • Câu hỏi 1: Loại lị cơng nghiệp hoạt động gọi lị hoạt động gián đoạn, cho ví dụ ? • Hướng dẫn: Trong loại lò vật liệu cần gia cơng nhiệt cho vào lị mẻ tiến hành gia công nhiệt Vật liệu gia công nhiệt đạt tính chất kỹ thuật u cầu dừng lị, làm nguội cho lị Ví dụ: lị sấy buồng, lị nung gạch ngói thủ cơng, lị nung lửa đảo …/ • Câu hỏi 2: Các nguồn nhiệt kể trên, dùng khâu q trình gia cơng nhiệt thích hợp ? • • Hướng dẫn: khâu sấy vật liệu …/ Câu hỏi 3: So với nhiệt độ nguồn nhiệt nhiệt độ mặt tường lò hay lị nhiệt độ lị nhỏ hay lớn ? • Hướng dẫn: Nhiệt độ lị nhỏ nhiệt độ nguồn nhiệt lớn nhiệt độ mặt tường lị …/ 79 • Câu hỏi 4: Nhiệt độ lị thay đổi khơng gian làm việc lị theo thời gian, cụ thể nào, cho ví dụ ? • Hướng dẫn: Vật liệu sau cho vào lò, suốt q trình gia cơng nhiệt vật liệu khơng yên chỗ mà thay đổi vị trí bên khơng gian làm việc lị theo thời điểm thiết lập chế độ nhiệt lị Ví dụ lị sấy Tuynel, lị nung Tuynel…/ • Câu hỏi 5: Hãy cho biết nhiệt độ lị có phải nhiệt độ q trình gia cơng nhiệt vật liệu hay khơng, cho ví dụ ? • Hướng dẫn: Nhiệt độ lị nhiệt độ q trình gia cơng nhiệt vật liệu Ví dụ lị sấy Tuynel – nhiệt độ sấy khoảng 105ºC nhiệt độ lị…/ • Câu hỏi 6: Với chế độ nhiệt ổn định, ta nói phụ tải nhiệt khơng thay đổi, cụ thể khơng thay đổi ? • Hướng dẫn: Phụ tải nhiệt khơng thay đổi lượng nhiệt cung cấp cho lị (hay lượng nhiên liệu cho vào lị) thời điểm khơng đổi …/ • Câu hỏi 7: Lượng nhiệt cung cấp cho lị nung để thực q trình nung vật liệu thực cách ? • Hướng dẫn: Lượng nhiệt cung cấp cho lò nung để thực trình nung vật liệu thực cách nạp nhiên liệu vào lò đốt cháy tạo nhiệt lượng…/ • Bài tập 1: Hãy xác định lượng nhiệt tổn thất qua tường lị nung Tuynel có kích thước dài x rộng = 70 x 2,8m với chế độ nhiệt ổn định Biết nhiệt độ nung lị (ở vùng nung) 1000ºC, nhiệt độ mơi trường khơng khí bên ngồi lấy 25ºC, nhiệt độ mặt ngồi lớp ngồi tường lị nung [cấu tạo tường lò nung gồm lớp] lấy 80ºC Cho chiều dày lớp từ bằng: lớp gạch sa mốt nặng 0,3m; lớp gạch sa mốt nhẹ 0,3m; lớp gạch đặc đất sét nung 0,15m hệ số dẫn nhiệt lớp 0,8W/m.ºC; 0,45W/m.ºC; 0,62W/m.ºC 80 • Bài tập 2: Hãy xác định lượng nhiệt tổn thất qua đơn vị diện tích tường lị nung gồm hai lớp với chế độ nhiệt ổn định Biết nhiệt độ nung lị 1180ºC, nhiệt độ mơi trường khơng khí bên lấy 30ºC cho nhiệt độ mặt lớp ngồi tường lị nung 120ºC Cấu tạo lớp tường lò nung từ sau: lớp gạch sa mốt nặng dày 0,46m có hệ số dẫn nhiệt λsn=0,7+0,00064tsn (W/m.ºC); lớp gạch sa mốt nhẹ cách nhiệt dày 0,115m có hệ số dẫn nhiệt λsnh=0,28+0,00023tsnh (W/m.ºC) • Bài tập 3: Hãy xác định lượng nhiệt tổn thất qua tường lị nung Tuynel có kích thước dài x rộng = 96 x 2,8m với chế độ nhiệt ổn định Biết nhiệt độ nung lị (ở vùng nung) 1050ºC, nhiệt độ mơi trường khơng khí bên ngồi lấy 27ºC, nhiệt độ mặt ngồi lớp ngồi tường lị nung [cấu tạo tường lò nung gồm lớp] lấy 80ºC Cho chiều dày lớp từ bằng: lớp gạch sa mốt nặng 0,32m; lớp gạch sa mốt nhẹ 0,28m; lớp gạch đặc đất sét nung 0,16m hệ số dẫn nhiệt lớp 0,78W/m.ºC; 0,46W/m.ºC; 0,22W/m.ºC 81 Tài liệu tham khảo [1] Đinh Quang Huy, Sấy nung vật liệu xây dựng, Nhà xuất Xây Dựng, 1995 [2] Nguyễn Kim Huân – Bạch Đình Thiên, Thiết bị nhiệt sản xuất vật liệu xây dựng, Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật, 1996 [3] Phạm Văn Trí – Dương Đức Hồng – Nguyễn Cơng Cẩn, Lị Cơng Nghiệp, Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật, 2003 [4] Phạm Xuân Yên – Huỳnh Đức Minh – Nguyễn Thu Thủy, Kỹ thuật sản xuất gốm sứ, Bộ môn Silicat Đại Học Bách Khoa Hà Nội, xuất 1992 [5] Bùi Văn Chén, Kỹ thuật sản xuất xi măng pooc lăng chất kết dính, Đại Học Bách Khoa Hà Nội, xuất 1990 [6] Vũ Minh Đức, Công nghệ gốm xây dựng, Nhà xuất Xây Dựng, 1998 [7] Phùng Văn Lự - Phạm Duy Hữu – Phan Khắc Trí, Vật liệu xây dựng, Nhà xuất Giáo Dục, 2004 [8] Hồng Đình Tín – Lê Chí Hiệp, Nhiệt động lực học kỹ thuật, Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật, 1998 [9] Trần Quang Quý – Nguyễn Văn Vịnh – Nguyễn Bính, Máy thiết bị sản xuất vật liệu xây dựng, Nhà xuất Giao Thông Vận Tải, 2001 [10] Hà Hải Sơn, Thiết kế phân xưởng sấy nhà máy gạch ngói Đồng Nai, Luận Văn Tốt Nghiệp, 2007 [11] Một số trang web:  https://labvietchem.com.vn/tin-tuc/cau-tao-lo-nung-tuynel.html  https://sacmi.com/en-US/Ceramics/Tiles/firing  https://sacmi.com/en-us/ceramics/sanitaryware/Firing/Tunnel-kiln-TW 82