thuyết minh đồ án thông gió công nghiệp 2

mái t /H tD => Q t.thH = WTrong đó:Qt/thH : là tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che về mùa hè WQt/thD : là tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che về mùa đông WQmaiD : là tổn thất nhiệt qua mái

Trang 1

ĐẠI HỌC XÂY DỰNG KHOA KĨ THUẬT MÔI TRƯỜNG

BỘ MÔN VI KHÍ HẬU -

Ngày hoàn thành:

Hà Nội, ngày tháng năm 2023

Trang 2

CHƯƠNG I: CHỌN THÔNG SỐ TÍNH TOÁN VÀ KẾT CẤU BAO CHE 6

1.1 Giới thiệu chung: 6

1.2 Chọn thông số tính toán trong và ngoài công trình: 6

1.2.1 Các số liệu về không khí bên ngoài công trình của tỉnh Lai Châu: 6

1.1.2.Chọn thông số trong công trình: 6

1.3 Chọn kết cấu tính toán và hệ thông truyền nhiệt k: 7

1.3.1 Cấu tạo kết cấu bao che: 7

1.3.2 Tính hệ số truyền nhiệt K của kết cấu: 8

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN TỔN THẤT NHIỆT 10

2.1 Tổn thất nhiệt qua kết cấu: 10

2.1.1 Công thức tổng quát: 10

2.1.2 Tổn thất nhiệt vào mùa Đông: 10

2.1.3 Tổn thất nhiệt vào mùa Hè: 11

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN TỎA NHIỆT VÀ THU NHIỆT 15

3.1 Tỏa nhiệt do người: 15

3.2 Tỏa nhiệt do chiếu sáng: 16

3.3 Tỏa nhiệt do động cơ và các thiết bị dùng điện: 17

3.4 Tỏa nhiệt do vật liệu nung nóng để nguội: 18

3.4.1 Tỏa nhiệt trong quá trình làm nguội dần không thay đổi trạng thái: 18

3.4.2 Tỏa nhiệt trong quá trình làm nguội dần có thay đổi trạng thái: 19

3.5 Tỏa nhiệt do lò nung: 21

3.5.1 Tỏa nhiệt từ lò nấu gang: 21

Trang 3

ĐỒỒ ÁN THỒNG GIÓ GVHD: TS NGYUYỄỄN HUY TIỄẾN

3.9 Thu nhiệt do bức xạ mặt trời: 31

3.9.1 Bức xạ mặt trời truyền vào nhà qua cửa kính: 31

3.9.2 Bức xạ mặt trời truyền vào nhà qua mái: 32

3.9.2.1 Nhi t b c x truyếền vào nhà do chếnh l ch nhi t đ :ệ ứ ạ ệ ệ ộ 32

3.9.2.2 B c x m t tr i do dao đ ng nhi t đ :ứ ạ ặ ờ ộ ệ ộ 33

3.10 Tổng kết nhiệt thừa: 34

3.10.1 Tổng kết nhiệt thừa mùa đông: 34

3.10.2 Tổng kết nhiệt thừa mùa hè 35

CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN THÔNG GIÓ CỤC BỘ 35

4.1 Tính chụp hút trên mái đua trên cửa lò nung: 35

4.1.1 Đối với lò nấu gang 35

4.1.2 Đối với lò nấu nhôm: 40

4.1.3 Đối với lò điện trở kiểu đứng: 45

4.1.4 Đôếi v i lò đi n tr ki u buôềng:ớ ệ ở ể 50

4.2 Tính toán chụp hút trên lò sấy khuân: 55

4.3 Tính toán chụp hút lồng cho lò rèn 2 miệng lửa: 58

4.4 Tính toán chụp hút 1 bên thành: 60

4.5 Tính toán hút bụi: 61

4.5.1 Tính toán hút bụi cho máy mài 2 đá, máy nén khí di động: 61

4.5.2 Tính toán panen hút cho bàn đê hàn, bàn hàn hơi, thiết bị phun kim loại: 61

4.6 Tính toán hoa sen không khí: 63

CHƯƠNG 5 CÂN BẰNG VÀ TÍNH TOÁN LƯU LƯỢNG THÔNG GIÓ 66

5.1 Cân bằng nhiệt 66

Trang 4

5.2 Cân bằng lưu lượng: 67

5.3 Giải phương trình cân bằng nhiệt và cân bằng lưu lượng: 67

5.4 Tính toán thông gió tự nhiên 70

5.4.1 Tính toán l u lư ượng hút chung 70

5.4.2 Kiểm tra lưu lượng thoát ra qua cửa F2: 72

CHƯƠNG 6 TÍNH TOÁN THỦY LỰC LỰA CHỌN QUẠT VÀ CÁC THIẾT BỊ 73

6.3.2 Chọng quạt cho hệ thống thổi hoa sen không khí: 81

6.4 Tính toán thủy lực và chọn quạt hệ thống hút cho bàn hàn hơi, thiêt bị phun tỏa hơi độc hại (hút Panen) 83

6.5.2.Tính chọn quạt và động cơ cho hệ thống: 89

6.6 Tính toán thủy lực và chọn quạt hệ thống hút bụi cho máy mài 2 đá: 89

6.6.1.Tính toán thủy lực: 89

6.7 Tính toán thủy lực và chọn quạt hệ thống hút bụi cho máy nén khí di động: 92

6.7.1.Tính toán thủy lực 92

Trang 5

TS Nguyễn Huy Tiến

CHƯƠNG I: CHỌN THÔNG SỐ TÍNH TOÁN VÀKẾT CẤU BAO CHE

1.1 Giới thiệu chung:

1.2 Chọn thông số tính toán trong và ngoài công trình:

1.2.1 Các số liệu về không khí bên ngoài công trình của tỉnh Lai Châu: Lấy theo quy chuẩn Việt Nam 02:2009/BXD (QCVN02:2009/BXD)

Mùa hè (lấy vào tháng 8):

- Nhiệt độ tính toán ngoài nhà vào mùa hè là nhiệt độ tối cao trung bình của tháng nóng nhất là: 32 C (Tra bảng 2.3 QCVN02:2009/BXD)0

- Độ ẩm tương đối của không khí: 86,7% (Tra bảng 2.10 QCVN02:2009/BXD) - Vận tốc gió trung bình tháng nóng nhất là: 0,7 m/s (Tra bảng 2.15

- Hướng gió chủ đạo của tháng nóng nhất là: Nam với tần suất xuất hiện là 11,7 (Trabảng 2.16 QCVN02:2009/BXD)

Mùa đông (lấy vào tháng 1):

- Nhiệt độ tính toán ngoài nhà vào mùa đông là nhiệt độ tối thấp trung bình của tháng lạnh nhất là: 13,6 C (Tra bảng 2.4 QCVN02:2009/BXD)0

- Độ ẩm tương đối của không khí: 81,1% (Tra bảng 2.10 QCVN02:2009/BXD) - Vận tốc gió trung bình tháng nóng nhất là: 1,1 m/s (Tra bảng 2.15

- Hướng gió chủ đạo của tháng lạnh nhất là: Bắc với tần suất xuất hiện là 13,3 (Trabảng 2.16 QCVN02:2009/BXD)

1.1.2.Chọn thông số trong công trình:

- Nhiệt độ tính toán trong nhà vào mùa hè lấy cao hơn nhiệt độ tính toán ngoài nhàvào mùa hè từ 2-5 C Nhưng không được quá 35 C, vận tốc v=1,5m/s.00

=> được lấy bằng nhiệt độ tính toán ngoài nhà vào mùa hè cộng thêm (2 3)0C Nên: = = 32 + 2,4 = 34 C0

- Nhiệt độ tính toán trong nhà vào mùa đông lấy = 20 – 24 C => Nên ta chọn: = 20 ooC, vận tốc gió v=0,6 m/s.

- Đối với trong nhà thì độ ẩm tối ưu là =60-75% nên ta chọn � �=70%.Bảng 1.1 Bảng tóm tắt các thông số khí hậu bên ngoài

Trang 6

Thông số Tntt(ºC)

Dày δ = 220 mm =0,22 m.2Hệ số dẫn nhiệt: 2 = 0,81(w/mK) - Lớp 3: Vữa xi măng giống lớp 1.

Dày δ = 15 mm = 0,015 m.3Hệ số dẫn nhiệt: 3 = 0,93(w/mK).Cửa sổ, cửa mái bằng kính xây dựng.

- Dày δ = 0,005 m.k

- Hệ số dẫn nhiệt: k = 0,76(w/mK).Cửa đi sử dụng vật liệu bằng tôn:

- Dày δ = 0,002 m.t

- Hệ số dẫn nhiệt: = 58(w/mK).t

Trang 7

Mái che: mái 1 lớp làm bằng tôn- Dày δ = 0,004 mm

+ δ (m): chiều dày lớp vật liệu thứ i.i

+ (W/m C): hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i.i 2 0

Bảng 1.1: Bảng tính toán xác định hệ số truyền nhiệt qua kết cấu ngăn che

Hệ số K[W/m2

Nhiệttrở R[m C/20

W]

Trang 8

Tường chịu lực: 3 lớpLớp 1(vữa xi măng):

1= 15 mm, = 0,93 W/mKLớp 2 (tường gạch):

2 = 220mm, = 0,81 W/mK

Lớp 3( vữa xi măng): =15 mm,3=0,93 W/mK

2 Cửa đi: tôn

Dải 1 (W/mK): 236m2 Dải 2 (W/mK): 204m2 Dải 3 (W/mK): 46m 2

Tra bảng

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN TỔN THẤT NHIỆT

2.1 Tổn thất nhiệt qua kết cấu:2.1.1 Công thức tổng quát:

Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che được xác định theo công thức.

Trang 9

Q = k.F.∆t (W)kc Trong đó:

+ k: hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che,W/m 2 C0+ F: diện tích truyền nhiệt của kết cấu ngăn che, m2

+ ∆t: hiệu số nhiệt độ tính toán giữa bên trong và bên ngoài nhà, C Công thức 0tính ∆t = (t - t TNtt )ψ, 0C:

tt , nhiệt độ tính toán bên trong nhà, tt0C,tN , nhiệt độ tính toán bên ngoài nhà, tt

ψ: hệ số kể đến vị trí của kết cấu bao che đối với không khí ngoài trời2.1.2 Tổn thất nhiệt vào mùa Đông:

Bảng 2.1: Tổn thất nhiết qua kết cấu bao che về mùa ĐôngSTTTên kết cấuHướng Công thức tính diện

k (W/mK) tT tt0C

tN tt0C

- Cửa sổ: 8 cửa Nam 16×(1,2×2)38,46,08820 13,6 1 2314,4

45,54Tổng tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che về mùa Hè 64491,3

Trang 10

Diện tích nền:

Nền có chiều rộng 9m và chiều dài 54m.

Chia nền làm 4 dải Ba dải ngoài (dải I, dải II, dải III) mỗi dải rộng 2m còn lạidải III rộng 1m.

Diện tích dải III : F = 46×1 = 46mIII 2

Diện tích dải II : F = 50×2×2 + 1×2×2 = 204mII 2Diện tích dải I : F =54×2×2 + 5×2×2 = 236m I 22.1.3 Tổn thất nhiệt vào mùa Hè:

Q t.thH = (Qđgốc - Q ) mái t /H tD => Q t.thH = (W)

Trong đó:

Qt/th(H) : là tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che về mùa hè (W)Qt/th(D) : là tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che về mùa đông (W)Qmai(D) : là tổn thất nhiệt qua mái (W)

tH: là độ chênh nhiệt độ về mùa hè trong vào ngoài nhà (oC)

tD: là độ chênh nhiệt độ về mùa đông trong vào ngoài nhà (oC)2.2 Tốn thất nhiệt do rò gió:

(W)Trong đó:

1.005 : là tỷ nhiệt của không khí (kJ/kg oC)Ggió :lưu lượng của gió lùa vào trong khe cửaGgió = g.l.a (kg/l)

g: lưu lượng của gió lọt vào nhà qua 1m dài khe cửa (kg/m.h)l: tổng độ dài của các khe cửa cùng thuộc 1 loại với nhaua: hệ số phụ thuộc vào loại cửa

2.2.1 Tính cho mùa Đông

Đối với khe của có bề rộng 1mm:

Trang 11

- Tháng lạnh nhất là vào tháng 1 với hướng gió chính là hướng gió Bắc vận tốc gió trung bình v = 2,6m/s, chọn khe cửa rộng 1 mm, nội suy theo bảng tra trên ta có g = 6,84 kg/m.h

Với cửa sổ, cửa mái 1 lớp khung thép thì a = 0.65Cửa đi và cổng ra a = 2

- Tổng chiều dài khe cửa hướng nam và hướng đông là (gồm 1 cửa mái, 8 cửa sổ, 3 cửa đi)

Bảng 2.2 Chiều dài khe cửa ứng với hướng gió chủ đạo vào mùa đôngHướng gió

Bảng 2.3 Lượng gió rò qua khe cửa vào mùa đông.

Trang 12

Với cửa sổ, cửa mái 1 lớp khung thép thì a = 0.65Với cửa đi thì a = 2

Chiều dài khe cửa hướng Nam là (gồm 2 cửa đi, 1 cửa mái, 8 cửa sổ)Bảng 2.4 Chiều dài khe cửa ứng với hướng gió chủ đạo vào mùa hèHướng gió

tNtt( C)o

Trong đó:

Qvl t.th : Nhiệt lượng tổn thất do nung nóng vật liệu mang từ ngoài vào (w)C : Tỷ nhiệt của vật liệu (KJ/Kg C) , C vật liệu của thép: C = 0,48(KJ/Kg 00C)tc ( C) : Nhiệt độ cuối cùng của vật liệu đưa vào phân xưởng chính là 0

Trang 13

tđ ( C) : Nhiệt độ ban đầu của vật liệu đưa vào phân xưởng chính là 0β: Hệ số kể đến nhận nhiệt không đều theo thời gian của vật liệu Lấy β = 0,6G: Khối lượng nguyên vật liệu mang vào phòng.

C(kJ/kg C)o

tc - td( C)0

Β Qvl t.th(W)

2 Lò điện trở kiểu đứng

Bảng 2.8 Tổng kết nhiệt tổn thất

Trang 14

Tổn thấtnhiệtqua kết cấu

Tổn thấtnhiệtdo rò gió

Tổn thất nhiệt do nung nóngnguyên vật liệu đưa từ ngoài

Tổng lượngnhiệt

3.1 Tỏa nhiệt do người:

- Nhiệt tỏa do người gồm nhiệt hiện và nhiệt ẩn Khi tính toán nhiệt tỏa do người trong trường hợp thông gió khử nhiệt thừa ta chỉ tính phần nhiệt hiện q h

- Nhiệt tỏa do người phụ thuộc vào nhiệt độ vận tốc của không khí xung quanh, trạng thái lao động và tính chất giữ nhiệt của quần áo Lượng nhiệt hiện do 1 người tỏaqh (W) được tính bằng công thức :

qh = β x β x ( 2,5 + 10,3 x √v ) x ( 35 – t12xq xq ) ( W/người )Trong đó :

β1: hệ số cường độ lao động

β2: hệ số kể đến tính chất giữ nhiệt của quần áo

vxq: vận tốc chuyển động của không khí xung quanh ( m/s )txq: nhiệt độ không khí xung quanh, txq = tTtt (oC ) a, Tính về mùa Đông

Trang 15

Ta chọn β = 1.15 với công việc nặng và β = 0.4 với quần áo ấm.1 2qh = 1.15 x 0.4 x ( 2.5 + 10.3 x √1.2 ) x ( 35 – 20 ) = 79 ( W/người )Qn = n x q = 50x 79 = 3950 ( W )h

b, Tính về mùa Hè

Ta chọn β = 1.15 với công việc nặng và β = 0.65 với quần áo bình thường.1 2qh = 1.15 x 0.65 x ( 2.5 + 10.3 x √1.2 ) x ( 35 – 34) = 10.3 ( W/người )Qn = n x qh = 50 x 10.3 = 515 ( W )

3.2 Tỏa nhiệt do chiếu sáng:

Khi thắp sáng thì hầu hết năng lượng điện biến thành nhiệt toả ra môi trường và lượng nhiệt đó được tính theo công thức:

Qcs = N η1 η2 [W].cs Trong đó:

η1 : Hệ số kể đến nhiệt tỏa vào phòng, η = 0,4 ÷ 0,7 đối với đèn huỳnh quang, 1η1 = 0,8 ÷ 0,9 đối với đèn dây tóc Chọn η1 = 0,7

Nên Q = 1000×5832×0,7×1= 4082400 (W) = 4082,4(kW)cs3.3 Tỏa nhiệt do động cơ và các thiết bị dùng điện: Xác định theo công thức:

Q =.N.μ1.μ2.μ3.μ4 [W]dc Trong đó:

μ1: Hệ số sử dụng công suất lắp đặt máy (0,7-0,9).

μ2: Hệ số tải trọng-tỉ số công suất yêu cầu và công suất cực đại (0,5-0,8).μ3: hệ số kể đến sự làm việc không đồng thời của các thiết bị (0,5-1,0).μ4: hệ số kể đến sự nhận nhiệt của môi trường không khí (0,65-1,0).

Trang 16

Với phân xưởng thông thường ta lấy: μ1 μ2 μ3 μ4 = 0,25.N : Tổng công suất điện của các động cơ trong phân xưởng (kW)

Bảng 3.1: Bảng tổng kết công suất điện tiêu thụ của thiết bị dùng điện

Trang 17

3.4 Tỏa nhiệt do vật liệu nung nóng để nguội:

3.4.1 Tỏa nhiệt trong quá trình làm nguội dần không thay đổi trạng thái: Do là xưởng gia công rèn dập nên không có sự thay đổi trạng thái vật liệu Q = 0,278×Gsp×cvl×β×( t – t ) (w)đc

β: Hệ số kể đến nhận nhiệt không đều theo thời gian của vật liệu (β = 0,5)Bảng 3.2 Tỏa nhiệt của vật liệu nguồi dần không thay đổi trạng thái

Diệntích đáy

(m )2

tđ( 0C)

tc( 0C)

(m )2

tđ( 0C)

tc( 0C)

đứng

Trang 18

+ c , c - tỷ nhiệt trung bình của sản phẩm ở thể lỏng và ở thể rắn,kJ/kg Clr o Tra theo bảng 3.10 sách thông gió _Tác giả Hoàng Thị Hiền và T.s Bùi Sỹ Lý

+ t -nhiệt độ ban đầu của vật liệu trước khi bắt đầu nguội ( C), tra số liệu dựa đ ovào bản vẽ

+ t -nhiệt độ cuối cùng lấy bằng nhiệt độ tính toán trong nhà, (c oC)+ β - hệ số kể đến cường độ tỏa nhiệt theo thời gian, nhận β = 0,5+ G - nượng sản phẩm cùng loại để nguội, G = 300÷400 kg/m đáy lò spsp 2 Chọn G = 350 kg/m đáy lò sp 2

+ t , I -nhiệt độ nóng chảy, ( C) và entanpi nóng chảy của vật liệu, (kj/kg)nc o Tra bảng 3.10 sách thông gió _ Tác giả Hoàng Thị Hiền và T.s Bùi Sỹ Lý- Từ đó ta lập bảng sau:

Bảng 3.3 Tỏa nhiệt trong quá trình làm nguội có thay đổi trạng tháiSTT Tên lò Gsp (kg/h) β cl

kJ/kg CocrkJ/kg Co

t -tđ ncoC

Qsp(W)Mùa Đông

Trang 19

Kích thước: A x B = 300 x 400 mm.Vật liệu làm cửa: Gang có =12 mm.

Gạch sa mốt nặng =110mm3.5.1.1 Nhiệt tỏa mặt ngoài thành lò

Nhiệt lượng tỏa từ mặt ngoài của thành lò ra không khí xung quanh được xác định như sau :

Q =α F τ -t

(W)Trong đó:

:Diện tích thành lò (m )2

:Nhiệt độ tại bề mặt ngoài cùng của lò (oC)

Trang 20

:Nhiệt độ xung quanh trong phân xưởng ( C) = t oxq :Hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài của thành lò.(W/m2.oC)Xác định :

(W/m2.oC)Trong đó:

: Hệ số kích thước đặc trưng.(W/m2.oC5/4 )đối với thành lò =2.56 ,W/m2.oC5/4 : Nhiệt độ tại bề mặt ngoài cùng của lò (oC) : Nhiệt độ xung quanh trong phân xưởng (oC): Hệ số bức xạ quy diễn (W/m2.oC4)

=4.9 (W/m2.oC4)3.5.1.2 Nhiệt tỏa kết cấu thành lò:

Lượng nhiệt truyền qua kết cấu thành lò được xác định như sau: (W)

Xác định : (Theo bảng 3.8 Giáo trình Thông gió “Hoàng Hiền –Bùi Sỹ Lý”)

Trang 21

Ta giả thiết các nhiệt độ cho tính toán:

Bảng 3.5 Giả thiết chọn nhiệt độ tính tóan cho thành lò1

Xác định hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài thành lò: Xác định hệ số dẫn nhiệt của các lớp kết cấu:W/m Co

W/m.oC8 W/m Co

Xác định hệ số truyền nhiệt qua kết cấu thành lò: (W/m2.oC) Xác định các dòng nhiệt qua kết cấu thành lò: W/m2

W/m2 W/m23

Sai số là = hợp giả thiết

Diện tích cửa lò F = 0.3 x 0.4 = 0.12 mcửa 2Diện tích thành lò:

F= 4(1.51,7) – 0.12= 10,08 m2Vậy lượng nhiệt tỏa ra thành lò là:

Trang 22

= 0,9610,08(1495-105) = 13450,8 (W)3.5.1.3 Truyền qua nóc lò

Ta giả thiết các nhiệt độ cho tính toán:

Bảng 3.6 Giả thiết chọn nhiệt độ tính toán cho nóc lò1

Xác định hệ số truyền nhiệt qua kết cấu nóc lò: (W/m2.oC)Xác định các dòng nhiệt qua kết cấu nóc lò: W/m2

W/m2 W/m2

Sai số là = k hợp giả thiết

Diện tích nóc lò F = 1,5 x 1,5 = 2,25mnóc 2Vậy lượng nhiệt tỏa ra nóc lò là:

=1,32,250,96(1495-98) = 3903,1 (W)3.5.1.4 Truyền qua đáy lò

Lượng nhiệt tỏa ra đáy lò:

=0.72,250,96(1495-98) = 2101,7 (W) 3.5.1.5 Truyền qua cửa lò

Nhiệt tỏa ra từ cửa lò khi đóng được xác định theo công thức:

Trang 23

Giả thiết:

Xác định hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài cửa lò:Bảng 3.7 Giả thiết chọn nhiệt độ tính toán cửa lò1

Sai số = hợp lý với giả thiết

Dựa vào biểu đồ ta xác định được 350 C oThời gian đóng cửa lò là: Z =50 phút/ 1 giờ.Vậy lượng nhiệt tỏa ra cửa lò khi đóng là:

(W)

Trang 24

(Với z là thời gian đóng cửa lò trong 1h.đv:Phút)Toả nhiệt qua cửa lò khi mở.

Tổng lượng nhiệt tỏa từ cửa lò khi mở Q bằng :cmởQcmở = Q + Qcbx cánhmởQcbx :là lượng nhiệt bức xạ từ cửa lò vào phân xưởng :

F:Diện tích cửa lò.(m )2:Hệ số nhiễu xạ

:Hệ số bức xạ vật đen tuyệt đối.(W/m2 C)o: Nhiệt độ trong lò (oC)

: Lượng nhiệt toả khi đóng cửa lò (W)Z: Thời gian đóng cửa lò trong 1giờ (phút)

Hệ số nhiễu xạ k được xác định theo (đồ thị 3.5 giáo trỉnh thông gió “Hoàng Hiền –Bùi Sỹ Lý”)

Bề dày của thành lò tại cửa lò là : = 0.11[m] Các tỷ số:

Qbx =

Trang 25

Tổng lượng nhiệt tỏa từ cửa lò khi mở Q bằng :cmở

Qcmở = Q + Qcbx cánhmở = 8758,9 + 127,5 = 8886,4W) Lượng nhiệt tổng cộng tỏa ra xung quanh cửa lò là:

Qcl = QcĐóng + Q = 8886,4 + 1275,1= 10161,5 (W)cmở

3.5.1.6 Tổng lượng nhiệt tỏa ra từ lò:

QLò tỏa = Q + Q + Q + Q = 13450,8 + 3903,1 + 2101,7 + 10161,5 = 29617,1[W]tnlđlclHiệu chỉnh cho các lò từ mùa Đông sang mùa Hè.

Công thức xác định:

(W)Trong đó:

:Nhiệt lượng của lò cần tính mùa Hè (W):Nhiệt lượng của lò đã tính vào mùa Đông (W) :Độ chênh nhiệt độ của lò vào mùa Hè (oC) :Độ chênh lệch nhiệt độ của lò vào mùa Đông (oC)

(W)3.6 Tính toán nội suy cho các lò còn lại:

Ta nội suy từ lò điện kiểu buồng thông qua công thức sau :Ta nội suy từ lò muối điện cực thông qua công thức sau:

Qlò(i) = Trong đó :

lượng Qlò (W)Mùa

Lò 2 miệnglửa

Trang 26

kiểu đứng 5 3 0Lò điện trở

Lò 2 miệnglửa

Lò điện trởkiểu buồng

3.7 Tính nhiệt từ bể nóng:Thông số bể đựng dầu và nước:

1 Kích thước: 800600600 (mm)2 Nhiệt độ trong bể: 45 Co3.7.1 Tính về mùa Đông3.7.1.1 Tỏa nhiệt qua thành bể

Thành bể: Gồm 3 lớp.

Lớp 1: Tôn: = 1mm , = 58 W/m.K1

Lớp 2: Bông thủy tinh 2 = 100 mm; 2 = 0,058 W/m C0Lớp 3: Tôn tráng kẽm = 3 mm; = 58 W/m.K3Nhiệt độ bên trong của bể là t = 45 C 1 o

Nhiệt độ trong phân xưởng là :t4=20 CoGiả thiết :

Nhiệt độ bề mặt trong của thành bể là =t1 5 45 5 40 (oC)Nhiệt độ bề mặt ngoài của thành bể là 21,5 Co

Trang 27

*) Xác định hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài thành bể:

Xác định hệ số truyền nhiệt qua kết cấu thành bể: (W/m2.oC) Lượng nhiệt tỏa ra từ 1m bề mặt ngoài của thành bể:2 Lượng nhiệt tỏa ra từ 1m kết cấu của thành bể 2Sai số nhỏ hơn 5% hợp giả thiết

Diện tích thành bể:

F=2x0,6x0,8 + 2x0,6x0,6 = 1.68 (m )2Vậy lượng nhiệt tỏa ra thành bể là:

Q = F.q =1,68 x 10,73 = 18,02 (W)k 3.7.1.2 Tỏa nhiệt qua đáy bể:

Tính tương tự như thành bể Giả thiết lại:

Nhiệt độ bề mặt trong của thành bể là =t1 5 45 5 40 (oC)Nhiệt độ bề mặt ngoài của thành bể là 21,5 Co

*) Xác định hệ số truyền nhiệt qua kết cấu thành bể:

(W/m2.oC) Lượng nhiệt tỏa ra từ 1m bề mặt ngoài của thành bể:2 Lượng nhiệt tỏa ra từ 1m kết cấu của thành bể 2Diện tích đáy bể

F=0,60,8=0,48 (m )2Vậy lượng nhiệt tỏa ra đáy bể là:

.d bedautoa

Q = F.q =0,4810,73 = 5,15 (W)α

Trang 28

3.7.1.3 Tỏa nhiệt từ mặt thoáng của chất lỏng Công thức:

(W)Trong đó:

: Vận tốc chuyển động của không khí trên bề mặt chất lỏng =0.6 m/s: Nhiệt độ dung dịch (oC)

: Nhiệt độ không khí trong nhà ( C) o: Diện tích bề mặt thoáng (m )2

(W)Vậy lượng nhiệt tỏa do bể dầu là:

++=18,02 + 5,15 + 97,7 = 120,87 (W)Do mặt bằng phân xưởng có 2 bể cùng kích thước nhiệt độ nên ta có:

QBểĐ = 2 x Qtoa = 241,74 (W)bedau3.7.2 Tính về mùa Hè

Tỏa nhiệt qua bể vào Mùa Hè:

QbểH = Q bểĐt1t2Δ

Δ = 241,74 x = 58,6 (W)3.8 Tổng kết tỏa nhiệt:

Bảng 3.9 Tổng kết tỏa nhiệt

Mùa Hè(W)

Trang 29

3.9 Thu nhiệt do bức xạ mặt trời:

3.9.1 Bức xạ mặt trời truyền vào nhà qua cửa kính:

Bức xạ mặt trời truyền vào nhà qua cửa kính được tính theo công thức: Qbxkính = 1234 q Fbx kính

Trong đó:

1: hệ số trong suốt của kính (cửa kính 1 lớp = 0,90).12: hệ số mức độ bẩn mặt kính (mặt kính đứng 1 lớp = 0,80).23: hệ số che khuất bởi khung cửa

(cửa sổ 1 lớp kính thẳng đứng khung thép = 0,75 - 0,79).34: hệ số che khuất bởi các hệ thống che nắng

(kính sơn trắng đục 4 = 0,65 - 0,80).

Fkính: diện tích cửa kính chịu bức xạ tại thời điểm tính toán, m2.

qbx: cường độ bức xạ mặt trời trên mặt phẳng chịu bức xạ tại thời điểm tính toán, W/m2 thời điểm tính toán chọn là 15h tháng 7(Tra theo phụ lục 2.5 giáo trình Thiết kế thông gió công nghiệp)

Ta có: q = 0bxĐ W/m2h q = 527bxT W/m h2 q = 0bxN W/m2h q = 52

bxB W/m h2Bảng 3.10 Tổng bức xạ truyền qua của kính.

Trang 30

Fm: diện tích mái, m2

tT: nhiệt độ không khí trong nhà, Cottg : nhiệt độ tổng cộng trung bình, CotN: nhiệt độ trung bình của tháng tính toán, C0

ρ: hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời (tôn quét sơn sẫm màu ρ=0,81)qbxTB: cường độ bức xạ trung bình, W/m2

- Trực xạ trên mặt bằng tháng 7 là: 5727 (W/m2/ngày)qbxTB = =238,6 (W/m )2

ttđ = = 8,31 C0

- Nhiệt độ tổng của không khí bên ngoài: t = t + t = 27,2 + 8,31 =35,51 Ctg tb Ntđ 0

Nên: = k.Fm.(ttg - t ) = 6,342×517,2 × (35,51-34) = 4952,92 (W)t3.9.2.2 Bức xạ mặt trời do dao động nhiệt độ:

Ta có: Attổng = ( At + At ) ψ N tđ

At = t – t = 32 – 27,2 =4,4NNNtb (W/m ) 2

qbxmax: cường độ bức xạ cực đại Chọn qbxmax = 935 (W/m ) Theo phụ lục 7 giáo 2

trình Thông gió trang 365 At = = = 24,25tđ = 5,5 Độ lệch pha: ∆Z = 1h

Ta chọn ψ = 1 (vì At /At = 4 là lớn nhất nên ta lấy luôn giá trị này)tđN

Trang 31

Attong = (24,25 + 4,4) x 1 = 28.65

- Độ tắt dần của dao động nhiệt độ bề mặt trong:Trong đó:

: tổng nhiệt trở của mái, m2 0C/W

si: hệ số hàm nhiệt của lớp vật liệu i, W/m C Hệ số hàm nhiệt của vật liệu tra ở2ophụ lục 5 giáo trình thông gió Hệ số hàm nhiệt của tôn s= 126.2(W/m2ºK)D: chỉ số nhiệt quan tính

Ta có:

QbxAτ = αT.AτT .F = 8,72 x 33,3 x 517,2 = 150182,5(W)m

Vậy: Q = Qbx bx∆t + QbxAτ = 4952,92 + 150182,5 = 155135,4(W) 3.10 Tổng kết nhiệt thừa:

3.10.1 Tổng kết nhiệt thừa mùa đông:

Bảng 3.11: Tổng kết nhiệt về mùa đông

Trang 32

3 Nhiệt bức xạ 155135,4

CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN THÔNG GIÓ CỤC BỘ

4.1 Tính chụp hút trên mái đua trên cửa lò nung:4.1.1 Đối với lò nấu gang

Các thông số kích thước,nhiệt độ lò và tính toán lưu lượng :Bảng 4.1: Thông số tính toán lò nấu gang

Trang 33

Vận tốc trung bình của khí thoát ra khỏi miệng lò.Trong đó:

: Hệ số lưu lượng Chọn =0.65g: Gia tốc trọng trường g=9.81 (m/s )2Thay số : = 2,7(m/s)

Chuẩn số Acsimet đặc trưng cho luồng khí thoát:

Trang 34

Trong đó:td

d : Đường kính tương đương (theo diện tích) của cửa lò td

Khoảng cách ngang từ lò đến điểm cắt nhau giữa trục luồng (cong lên do trọng lực) vàmặt phẳng miệng chụp.

Theo GS.Sepelev:

411 4 3 l 2

T0.18(Ar) a ( )

Trong đó:

, : khoảng cách tương đối (m); =a: Hệ số rối với cửa lò lấy a =0.1Thay sôế:

= 1,33 x 0,39 = 0,52 (m)Độ nhô ra của chụp.

Độ nhô tối thiểu của chụp (khoảng cách ngang từ thành lò đến mép đối diện của miệngchụp):

(m)

Trong đó: : chiều rộng của luồng tại khoảng cách x so với miệng chụp bx=6,8ax +1 = 6,8×0,1×1,33 + 1 = 1,9 (m) do (0.5<h/b<2).

Thay số:

Chiều rộng của chụp thường nhận lớn hơn chiều rộng của cửa lò từ 150÷200mm:B= b+2×(0,15÷0,2) = 0,3+2×0,2 =0,7(m)

Lưu lượng khí qua cửa lò:

Trang 35

Lkk= Lx-Ll = 2014,4 - 1166,4= 848(m3/h)Nhiệt độ hỗn hợp khí không khí vào chụp:

(oC)Trong đó:

Gl , Gxq là lưu lượng không khí qua cửa lò và lưu lượng không khí trong phòngđược hút vào chụp , kg/h: Gl=L lρl=1166,4×0,21=244,9 (kg/h)

Gxq=(L -L )xlρT =(2014,4–1166,4)×1,15=975,2 (kg/h)

= 328 (0C)Chọn phương án hút:

thh = (180÷300) C : Hút tự nhiên.othh < 80: Hút cơ khí.

Chọn phương án thông gió tự

Tính toán kích thước đường ống hút tự nhiên:

Để đảm bảo hút tự nhiên phải đảm bảo điều kiện sức đẩy trọng lực lớn hơn tổn thấtáp suất trên đường ống.

Sức đẩy trọng lực.

Chênh lệch áp suất gây tạo lực đẩy trọng lực:

ΔP=h×g×(ρ -ρ )Trong đó:

h : chiều cao ống khói hút khí (chọn chiều cao vượt mái là 2m)h = 9,8 + 2 – 1,5 = 10,3 (m)

ρ : mật độ không khí ngoài phân xưởng ứng với t = 31,9°CN (kg/m )3

Trang 36

ρ : mật độ không khí hút vào chụp ứng với t = 328°Chh (kg/m )3

(Pa)Sức cản đường ống.

Tổn thất áp suất trong ống bao gồm tổn thất do ma sát với thành ống và tổn thất áp suất cục bộ:

Pa)Tính toán tổn thất ma sát

(Pa)Trong đó:

h: chiều cao ống hút khói (m)

Ro: tổn thất áp suất ma sát đơn vị (Pa/m)

n: hệ số phụ thuộc vào độ nhám, với vật liệu ống là tôn có độ nhám tuyệtđối là 0,1 nên n = 1

η: hệ số phụ thuộc vào độ biến thiên nhiệt độ, (tra bảng 5.2 sách giáotrình Thông gió), với t = 328°C ta có η = 0,58hh

Chọn vận tốc khí chuyển động trong ống v = 6 m/s (chọn theo vận tốc kinh tế ).

Tính đường kính ống

(m)Chọn D = 500 mm, tính toán lại vận tốc v:

(m/s)

Tra phụ lục 9 SGT.TG với v = 4,5 m/s và D = 500 mm ta có tổn thất áp suất ma sát đơn vị R = 0,38 (Pa/m)o

Tổn thất áp suất do ma sát là: (Pa)

Tính toán tổn thất áp suất cục bộ cbTrong đó:

∑ξ: tổng hệ số cản cục bộ:

Trang 37

Chụp hút mái đua: (tính cho trường hợp thu nhỏ dòng đột ngột với kích thước chụp hút là b l = 0,6 1,2 m và đường ống có D = 0,5m)

Chụp thải có nón che mưa: ξ = 1,3 (nón che mưa tròn - tra Phụ lục 210.SGT.Thông gió)

∑ξ = ξ +ξ = 0,365+1,3 = 1,66512Vậy: (Pa)

Tổng tổn thất áp suất toàn phần do sức cản đường ống ΔP = ΔPms+ ΔPcb = 2,3 + 9,8 = 12,1 (Pa)So sánh và nhận xét

ΔP = 56,6 Pa >ΔP = 12,1 Pa

Nên chụp hút mái đua đủ điều kiện hút tự nhiên với các thông số:Kích thước chụp: độ nhô ra l = 1,7 m; chiều rộng b = 0,7 m Ống hút có đường kính D = 500mm; chiều cao h = 10,3 m

4.1.2 Đối với lò nấu nhôm:

Các thông số kích thước,nhiệt độ lò và tính toán lưu lượng :Bảng 4.2: Thông số tính toán lò nấu nhôm

Áp suất thừa trung bình trên tâm của lò: (Pa)Trong đó:

P : Áp suất thừa tại mặt phẳng đáy lò Nhận xấp xỉ bằng 0 (Pa)

Trang 38

Vận tốc trung bình của khí thoát ra khỏi miệng lò.Trong đó:

: Hệ số lưu lượng Chọn =0.65g: Gia tốc trọng trường:.g=9.81 (m/s )2Thay số: = 2,4(m/s)

Chuẩn số Acsimet đặc trưng cho luồng khí thoát:Trong đó:

d : Đường kính tương đương (theo diện tích) của cửa lò (m) (b,h là kích thước cửa lò)l

T ,Txq: Nhiệt độ tuyệt đối của không khí trong lò (T =273+l t ) và của khônglkhí xung quanh () (oC)

g: Gia tốc trọng trường g=9,81 (m/s )2Thay số ta có:

Khoảng cách ngang từ lò đến điểm cắt nhau giữa trục luồng (cong lên do trọng lực) vàmặt phẳng miệng chụp.

Theo GS.Sepelev: (m)Trong đó:

, : khoảng cách tương đối (m); = xdtd

Trang 39

a: Hệ số rối, với cửa lò lấy a =0.1Thay sôế:

x=x.dtd = 1,6 x 0,39 = 0,62 (m)Độ nhô ra của chụp.

Độ nhô tối thiểu của chụp (khoảng cách ngang từ thành lò đến mép đối diện của miệngchụp):

(m)

Trong đó: : chiều rộng của luồng tại khoảng cách x so với miệng chụp =6,8a + 1 = 6,8×0,1×1,6 + 1 = 2,1 (m) do (0.5<h/b<2)

Lkk= Lx-Ll = 1998,1 – 1036,8 = 961,3 (m3/h)Nhiệt độ hỗn hợp khí không khí vào chụp:

(oC)Trong đó:

Gl , GT là lưu lượng không khí qua cửa lò và lưu lượng không khí trong phòngđược hút vào chụp , kg/h: Gl=L lρl= 1036,8×0,3 =311 (kg/h)

GT=(L -L )xlρT = 961,3×1,15=1105,5 (kg/h)

= 224 (0C)

Trang 40

Chọn phương án hút:

thh = (180÷300) C : Hút tự nhiên.othh < 80 hoặc t : Hút cơ khí.hh Chọn phương án thông gió tự nhiên

Tính toán kích thước đường ống hút tự nhiên:

Để đảm bảo hút tự nhiên phải đảm bảo điều kiện sức đẩy trọng lực lớn hơn tổn thấtáp suất trên đường ống.

Tổn thất áp suất trong ống bao gồm tổn thất do ma sát với thành ống và tổn thất áp suất cục bộ:

h: chiều cao ống hút khói (m)

Ro: tổn thất áp suất ma sát đơn vị (Pa/m)