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

CHỌN THÔNG SỐ TÍNH TOÁN VÀ KẾT CẤU BAO CHE

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 (Tra bảng 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 (Tra bảng 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 nhà vào mùa hè từ 2-5 C Nhưng không được quá 35 C, vận tốc v=1,5m/s 0 0

=> được lấy bằng nhiệt độ tính toán ngoài nhà vào mùa hè cộng thêm (2 3) 0 C.

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

- Đối với trong nhà thì độ ẩm tối ưu là `-75% nên ta chọn � �p%.

Bảng 1.1 Bảng tóm tắt các thông số khí hậu bên ngoài

Chọn kết cấu tính toán và hệ thông truyền nhiệt k

1.3.1 Cấu tạo kết cấu bao che:

Hình 1.1 :Kết cấu của tường

Hệ số dẫn nhiệt: 1 = 0,93(w/mK)

Hệ số dẫn nhiệt: 2 = 0,81(w/mK).

- Lớp 3: Vữa xi măng giống lớp 1.

Hệ số dẫn nhiệt: 3 = 0,93(w/mK).

Cửa sổ, cửa mái bằng kính xây dựng.

- Hệ số dẫn nhiệt: k = 0,76(w/mK).

Cửa đi sử dụng vật liệu bằng tôn:

- Hệ số dẫn nhiệt: = 58(w/mK).t

Mái che: mái 1 lớp làm bằng tôn

- Hệ số dẫn nhiệt: m = 50(w/mK)

(Phụ lục 2 – Kĩ thuật Thông gió – GS Trần Ngọc Chấn)

Kết cấu nền: (Nền không có cách nhiệt):

Chia làm 4 dải nền tính toán: (trang 90 – Kĩ thuật Thông gió – GS Trần Ngọc Chấn)

1.3.2 Tính hệ số truyền nhiệt K của kết cấu:

+ (W/m C): hệ số trao đổi nhiệt bên trong nhà, đối với bề mặt trong củat 2 0 tường nhẵn = 8,72 (W/m C) t 2 0

+ (W/m C): hệ số trao đổi nhiệt bên ngoài nhà, bề mặt tiếp xúc trực tiếpn 2 0 với không khí bên ngoài = 23,26(W/m C) n 2 0

+ 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

TT Kết cấu bao che Công thức tính: Hệ số K

Lớp 3( vữa xi măng): mm,3

3 Cửa sổ: kính xây dựng:

4 Cửa mái: kính xây dựng:

TÍNH TOÁN TỔN THẤT NHIỆT

Tổn thất nhiệt qua kết cấu

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

+ k: hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che,W/m 2 C 0

+ F: diện tích truyền nhiệt của kết cấu ngăn che, m 2

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

N tt )ψ 0 C: tt , nhiệt độ tính toán bên trong nhà, tt 0 C, 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 trời 2.1.2 Tổn thất nhiệt vào mùa Đông:

Bảng 2.1: Tổn thất nhiết qua kết cấu bao che về mùa Đông

STT Tên kết cấu Hướng Công thức tính diện tích

1 45,54Tổng tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che về mùa Hè 64491,3

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 lại dải III rộng 1m.

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

Diện tích dải II : F = 50×2×2 + 1×2×2 = 204mII 2

2.1.3 Tổn thất nhiệt vào mùa Hè:

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) t H : là độ chênh nhiệt độ về mùa hè trong vào ngoài nhà ( o C) t D : là độ chênh nhiệt độ về mùa đông trong vào ngoài nhà ( o C)

Tốn thất nhiệt do rò gió

1.005 : là tỷ nhiệt của không khí (kJ/kg oC)

Ggió :lưu lượng của gió lùa vào trong khe cửa

Ggió = 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 nhau a: hệ số phụ thuộc vào loại cửa

2.2.1 Tính cho mùa Đông Đối với khe của có bề rộng 1mm: vg = 1 m/s g = 3.8 kg/m.h vg = 2 m/s g = 6 kg/m.h vg = 3 m/s g = 7.4 kg/m.h vg = 4 m/s g = 8.4 kg/m.h vg = 5 m/s g = 11.8 kg/m.h Đối với khe của có bề rộng 1,5mm vg = 1 m/s g = 5.6 kg/m.h vg = 2 m/s g = 9.1 kg/m.h vg = 3 m/s g = 11.2 kg/m.h vg = 4 m/s g = 12.6 kg/m.h vg = 5 m/s g = 17.5 kg/m.h Cửa mái hay cửa sổ 1 lớp khung gỗ a = 1 Cửa mái hay cửa sổ 2 lớp khung gỗ a = 0.5 Cửa mái hay cửa sổ 1 lớp khung thép a = 0.65 Cửa mái hay cửa sổ 2 lớp khung thép a = 2 Cửa đi và cổng ra a = 2

- 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 = 0.65

Cửa 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 đông

Loại cửa Chiều dài khe cửa L (m)

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

Loại cửa L(m) a g tT tt tN tt Qrogio

Tháng nóng nhất trong năm là tháng 7, với hướng gió chính là hướng Đông Nam và tốc độ gió trung bình là "v" m/s Để tính thông gió tự nhiên, ta cần lựa chọn khe cửa rộng 1 mm Theo bảng tra cứu, giá trị "g" tương ứng với khe cửa này là 4,16 kg/m.h.

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

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 hè

Hướng gió chính Loại cửa Chiều dài khe cửa L (m)

Công thức Kết quả Đông Nam Cửa đi 8×(3×2+2×2) 80

Bảng 2.5 Lượng gió rò qua khe cửa vào mùa hè.

Tốn thất do nung nóng vật liệu đem vào xưởng

Tốn thất nhiệt được tính theo công thức sau:

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 0 0 C) tc ( C) : Nhiệt độ cuối cùng của vật liệu đưa vào phân xưởng chính là 0 tđ ( C) : Nhiệt độ ban đầu của vật liệu đưa vào phân xưởng chính là 0 β: Hệ số kể đến nhận nhiệt không đều theo thời gian của vật liệu Lấy β = 0,6

G: Khối lượng nguyên vật liệu mang vào phòng.

G= G ’ × F (kg/h) Với G’ = 300÷400kg/m diện tích đáy lò Ta lấy G’ = 350 kg/m 2 2

Bảng 2.6: Tổn thất nhiệt do nung nấu nguyên vật liệu về mùa đông

2 Lò điện trở kiểu đứng

3 Lò điện trở kiểu buồng 1,75×1,

Bảng 2.7: Tổn thất nhiệt do nung nấu nguyên vật liệu về mùa Hè

3 Lò điện trở kiểu buồng 1,75×1,

Tổng kết nhiệt tổn thất

Ta có bảng tổng kết nhiệt tổn thất:

Bảng 2.8 Tổng kết nhiệt tổn thất

Tổn thất nhiệt qua kết cấu

Tổn thất nhiệt do rò gió (W)

Tổn thất nhiệt do nung nóng nguyên vật liệu đưa từ ngoài vào (W)

TÍNH TOÁN TỎA NHIỆT VÀ THU NHIỆT

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 tỏa qh (W) được tính bằng công thức : qh = β x β x ( 2,5 + 10,3 x √v ) x ( 35 – t1 2 xq 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

Ta chọn β = 1.15 với công việc nặng và β = 0.4 với quần áo ấm.1 2 qh = 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 2 qh = 1.15 x 0.65 x ( 2.5 + 10.3 x √1.2 ) x ( 35 – 34) = 10.3 ( W/người )

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:

Trong đó: η1 : Hệ số kể đến nhiệt tỏa vào phòng, η = 0,4 ÷ 0,7 đối với đèn huỳnh quang, 1 η1 = 0,8 ÷ 0,9 đối với đèn dây tóc Chọn η1 = 0,7 η2 :Hệ số sử dụng đèn η =12

Ncs : Tổng công suất các thiết bị chiếu sáng (kw)

Xác định N : N =a×F (w) Với: cs cs a: Công suất chiếu sáng trên m sàn, a= 8÷12 w/m Chọn a = 12 w/m 2 2 2

Tỏa nhiệt do động cơ và các thiết bị dùng điện

Xác định theo công thức:

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).

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

STT Tên thiết bị Công suất điện N (kW)

6 Máy cắt đột liên hợp 8,5

12 Máy đúc li tâm đồng 5

13 Máy đúc li tâm đồng 5

14 Quạt gió lò nấu gang 2

15 Quạt gió lò nấu gang 7,5

16 Quạt gió lò nấu gang, đồng 4

20 Lò điện trở kiểu đứng 36

21 Lò điện trở kiểu buồng 30

Tổng lượng nhiệt tỏa do động cơ và các thiết bị dùng điện:

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

Công thức tính nhiệt lượng tỏa ra trong quá trình nguội của vật liệu: Q = m.c.(t0 - tc) trong đó: m là khối lượng của vật liệu, kg; c là tỉ nhiệt trung bình của vật liệu, KJ/kg.C; t0 là nhiệt độ ban đầu của vật liệu trước khi bắt đầu nguội, độ C; tc là nhiệt độ sau khi nguội (lấy bằng nhiệt độ không khí trong nhà), độ C.

Gsp: Trọng lượng vật liệu chuyển đến trong 1 giờ,kg/h Với Gsp = 300 –

400kg/m 2 đáy lò 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

Mùa Tên lò Số lượng

Lò điện trở kiểu đứng 1 2,89 0,5 650 20 42516,9

Lò điện trở kiểu buồng 1 2,8 0,5 650 20 41192,9

Mùa Tên lò Số lượng

Mùa Hè Lò điện trở kiểu đứng

Lò điện trở kiểu buồng 1 2,8 0,5 650 34 40567,3

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

Qsp = 0,278[cl đ(t - t ) + i +cnc r nc(t - tc)]Gspβ ,[W]

+ c , c - tỷ nhiệt trung bình của sản phẩm ở thể lỏng và ở thể rắn,kJ/kg Cl r 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 o vào 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 sp sp 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 thái

STT Tên lò Gsp (kg/h) β cl kJ/kg C o cr kJ/kg C o i kJ/kg t -tđ nc oC tnc-tc oC

Bảng 3.4:Tổng kết tỏa nhiệt do vật liệu nung nóng để nguội.

T Quá trình làm nguội Mùa đông Q (W)sp Mùa hè Q (W)sp Tổng (W)

1 Không thay đổi trạng thái

2 Có thay đổi trạng thái 897614,4 887990,4 1785604,8

Tỏa nhiệt do lò nung

3.5.1 Tỏa nhiệt từ lò nấu gang:

Cấu tạo thành lò : lớp gạch Megezit δ = 220 mm lớp gạch điatomit δ = 110m lớp gạch điatomit bọt δ = 120 mm.

Vật liệu làm cửa: Gang có mm.

Gạch sa mốt nặng 0mm 3.5.1.1 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 : t N N 4

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

:Nhiệt độ xung quanh trong phân xưởng ( C) = t o xq

:Hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài của thành lò.(W/m 2 o C)

: Hệ số kích thước đặc trưng.(W/m 2 o C 5/4 ) đối với thành lò =2.56 ,W/m 2 o C 5/4

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

: Nhiệt độ xung quanh trong phân xưởng ( o C)

: Hệ số bức xạ quy diễn (W/m 2 o C 4 )

3.5.1.2 Nhiệt tỏa kết cấu thành lò:

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

: Nhiệt độ mặt trong đầu tiên và ngoài cùng của lò.(W)

+ + + λ λ λ (W/m 2o C) Trong đó::Chiều dày các lớp kết cấu lò (m)

: Hệ số dẫn nhiệt của các lớp kết cấu (W/m o C)

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

Tên các lớp Nhiệt độ cực đại cho phép Công thức tính λ

Ta giả thiết các nhiệt độ cho tính toán:

Bảng 3.5 Giả thiết chọn nhiệt độ tính tóan cho thành lò t1 o C o C o C o C N oC t 4 oC

Xác định hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài thành lò:

Xác định hệ số dẫn nhiệt của các lớp kết cấu:

Xác định hệ số truyền nhiệt qua kết cấu thành lò:

Xác định các dòng nhiệt qua kết cấu thành lò:

Sai số là = hợp giả thiết

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

F= 4(1.51,7) – 0.12= 10,08 m 2 Vậy lượng nhiệt tỏa ra thành lò là:

Ta giả thiết các nhiệt độ cho tính toán:

Bảng 3.6 Giả thiết chọn nhiệt độ tính toán cho nóc lò t1 oC o C o C o C N oC t 4 oC

Xác định hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài nóc lò (với nóc lò thì l = 3,26):

Xác định hệ số truyền nhiệt qua kết cấu nóc lò:

(W/m 2 o C) Xác định các dòng nhiệt qua kết cấu nóc lò:

Sai số là = k hợp giả thiết

Diện tích nóc lò F = 1,5 x 1,5 = 2,25mnóc 2

Vậy lượng nhiệt tỏa ra nóc lò là:

Lượng nhiệt tỏa ra đáy lò:

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

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

: Nhiệt độ xung quanh trong phân xưởng ( o C)

: Hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài của thành lò (W/m 2 o C)

Z: thời gian đóng của trong 1h (ph).

Kích thước cửa lò: 300mm400mm, gồm:

Gạch sa mốt nặng 0mm

Tỏa nhiệt qua cửa lò khi đóng.

Xác định hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài cửa lò:

Bảng 3.7 Giả thiết chọn nhiệt độ tính toán cửa lò t1 o C o C o C N oC t 4 o C

Do lớp gang là lớp có chiều dày nhỏ,lại dẫn nhiệt tốt Ta chỉ tính cho lớp gạch sa mốt,bỏ qua lớp gang Xác định hệ số truyền nhiệt qua kết cấu cửa lò:

(W/m 2 o C) Xác định các dòng nhiệt qua kết cấu cửa lò khi đóng:

Sai số = hợp lý với giả thiết

Dựa vào biểu đồ ta xác định được 350 C o

Thời gian đóng cửa lò là: Z P phút/ 1 giờ.

Vậy lượng nhiệt tỏa ra cửa lò khi đóng là:

(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 :c mở

Qc mở = Q + Qc bx cánh mở

Qc bx :là lượng nhiệt bức xạ từ cửa lò vào phân xưởng :

:Hệ số bức xạ vật đen tuyệt đối.(W/m 2 C) o

: 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 –

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

Thay số vào ta được:

Khi mở cửa lò,bản thân cửa lò cũng tỏa ra xung quanh một lượng nhiệt, lượng nhiệt này tính bằng lượng nhiệt tỏa ra của cửa lò lúc đóng.

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

Qc mở = Q + Qc bx = 8758,9 + 127,5 = 8886,4W) cánh mở

Lượng nhiệt tổng cộng tỏa ra xung quanh cửa lò là:

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]t nl đl cl

Hiệu chỉnh cho các lò từ mùa Đông sang mùa Hè.

: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 ( o C)

:Độ chênh lệch nhiệt độ của lò vào mùa Đông ( o C)

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:

Q1o: là nhiệt từ lò đã biết

Vlo(i),V1o: là thể tích của lò cần tính và lò đã biết Δ , tn Δ : là chênh lệch nhiệt độ phòng và trong lò t1

Bảng 3.8 Tính toán nội suy các lò còn lại

Tên lò Qlo Vlo V lo(i) Δ lo t Δ lo(i) t Số lượng Qlò (W) Mùa đông

Lò điện trở 29617,1 3,82 4,91 148 630 1 16193,3 kiểu đứng 5 3 0

Lò điện trở kiểu buồng

Lò điện trở kiểu đứng

Lò điện trở kiểu buồng

Tính nhiệt từ bể nóng

Thông số bể đựng dầu và nước:

3.7.1.1 Tỏa nhiệt qua thành bể

Lớp 2: Bông thủy tinh 2 = 100 mm; 2 = 0,058 W/m C 0 Lớp 3: Tôn tráng kẽm = 3 mm; = 58 W/m.K3

Nhiệt độ bên trong của bể là t = 45 C 1 o

Nhiệt độ trong phân xưởng là :t4 C o

Nhiệt độ bề mặt trong của thành bể là =t 1 5 45 5 40 ( o C)

Nhiệt độ bề mặt ngoài của thành bể là 21,5 C o

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

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

(W/m 2 o C) Lượng nhiệt tỏa ra từ 1m bề mặt ngoài của thành bể: 2

Lượng nhiệt tỏa ra từ 1m kết cấu của thành bể 2

Sai số nhỏ hơn 5% hợp giả thiết

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

3.7.1.2 Tỏa nhiệt qua đáy bể:

Tính tương tự như thành bể.

Nhiệt độ bề mặt trong của thành bể là =t 1 5 45 5 40 ( o C)

Nhiệt độ bề mặt ngoài của thành bể là 21,5 C o

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

(W/m 2 o C) Lượng nhiệt tỏa ra từ 1m bề mặt ngoài của thành bể: 2

Lượng nhiệt tỏa ra từ 1m kết cấu của thành bể 2

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

3.7.1.3 Tỏa nhiệt từ mặt thoáng của chất lỏng

: Vận tốc chuyển động của không khí trên bề mặt chất lỏng =0.6 m/s

: Nhiệt độ không khí trong nhà ( C) o

: Diện tích bề mặt thoáng (m ) 2

(W) Vậy lượng nhiệt tỏa do bể dầu là:

Do mặt bằng phân xưởng có 2 bể cùng kích thước nhiệt độ nên ta có:

Qtoa = 241,74 (W) 3.7.2 Tính về mùa Hè

Tỏa nhiệt qua bể vào Mùa Hè:

Tổng kết tỏa nhiệt

Bảng 3.9 Tổng kết tỏa nhiệt

Tên nhiệt tỏa Mùa Đông

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:

1: hệ số trong suốt của kính (cửa kính 1 lớp = 0,90).1

2: hệ số mức độ bẩn mặt kính (mặt kính đứng 1 lớp = 0,80).2

3: hệ số che khuất bởi khung cửa

(cửa sổ 1 lớp kính thẳng đứng khung thép = 0,75 - 0,79).3

4: hệ số che khuất bởi các hệ thống che nắng

Diện tích cửa kính chịu bức xạ mặt trời tại thời điểm tính toán là F kính (m2), trong khi cường độ bức xạ mặt trời trên mặt phẳng chịu bức xạ tại thời điểm tính toán là qbx (W/m2) Thời điểm tính toán thường được chọn là 15 giờ tháng 7, theo phụ lục 2.5 của giáo trình Thiết kế thông gió công nghiệp.

Ta có: q = 0bx Đ W/m 2 h q = 527bx T W/m h 2 q = 0bx N W/m 2 h q = 52bx B W/m h 2

Bảng 3.10 Tổng bức xạ truyền qua của kính.

Hướng 1 2 3 4 Fkính qbx Qbx kính Đông 0,9 0,8 0,75 0,8 4,8 0 0

3.9.2 Bức xạ mặt trời truyền vào nhà qua mái:

: bức xạ mặt trời do chênh lệch nhiệt độ, W

: bức xạ mặt trời do dao động nhiệt độ, W

3.9.2.1 Nhiệt bức xạ truyền vào nhà do chênh lệch nhiệt độ:

K: hệ số truyền nhiệt của mái, W/m C 2o

Fm: diện tích mái, m 2 tT: nhiệt độ không khí trong nhà, C o ttg tb: nhiệt độ tổng cộng trung bình, C o tN tb: nhiệt độ trung bình của tháng tính toán, C 0 ρ: hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời (tôn quét sơn sẫm màu ρ=0,81) qbx TB: cường độ bức xạ trung bình, W/m 2

- Trực xạ trên mặt bằng tháng 7 là: 5727 (W/m 2 /ngày) qbx TB = #8,6 (W/m ) 2 ttđ = = 8,31 C 0

- Nhiệt độ tổng của không khí bên ngoài: t = t + t = 27,2 + 8,31 5,51 Ctg tb

3.9.2.2 Bức xạ mặt trời do dao động nhiệt độ:

: hệ số trao đổi nhiệt bề mặt trong của mái, W/m C 2o

: biên độ dao động nhiệt độ bề mặt trong của mái, C 0

Attổng: biên độ dao động của nhiệt độ tổng, oC υ: độ tắt dần của dao động nhiệt độ

Ta có: Attổng = ( At + At ) ψ N tđ

(W/m ) 2 qbx max: cường độ bức xạ cực đại Chọn qbx max = 935 (W/m ) Theo phụ lục 7 giáo 2 trình Thông gió trang 365

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

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

: tổng nhiệt trở của mái, m 2 0 C/W si: hệ số hàm nhiệt của lớp vật liệu i, W/m C Hệ số hàm nhiệt của vật liệu tra ở 2o phụ lục 5 giáo trình thông gió Hệ số hàm nhiệt của tôn s= 126.2(W/m 2 ºK)

D: chỉ số nhiệt quan tính

Tổng kết nhiệt thừa

3.10.1 Tổng kết nhiệt thừa mùa đông:

Bảng 3.11: Tổng kết nhiệt về mùa đông

STT Loại nhiệt Lượng nhiệt

3.10.2 Tổng kết nhiệt thừa mùa hè

Bảng 3.12: Tổng kết nhiệt về mùa hè

STT Loại nhiệt Lượng nhiệt

TÍNH TOÁN THÔNG GIÓ CỤC BỘ

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 y x l h

STT Thông số Số liệu

3 Kích thước cửa lò (mm) 400x300

5 Cao độ mép dưới mái đua so với mặt sàn (m) 1,5 Áp suất thừa trung bình trên tâm của lò:

P : Áp suất thừa tại mặt phẳng đáy lò Nhậno xấp xỉ bằng 0 (Pa) ρ ,tρ -Mật độ không khí tại vùng làm việc và l trong lò (kg/m ) 3

Tại t = 1500( C) có = 0,21 (kg/m ) 0 l 3 h: Chiều cao cửa lò (m) g: Gia tốc trọng trường g = 9.81 (m/s ) 2

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

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

Chuẩn số Acsimet đặc trưng cho luồng khí thoát:

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

4bh 4×0.3×0.4 d = = 0.39 π π (m) (b,h là kích thước cửa lò)

T ,l T xq : Nhiệt độ tuyệt đối của không khí trong lò (T '3+ l t ) và của không l khí xung quanh (T '3+t ) ( T vlv o C) g: Gia tốc trọng trường g=9.81 (m/s ) 2

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

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

= 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 miệng chụp):

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

Nên chụp hút mái đua đủ điều kiện hút tự nhiên với các thông số:

Kích thước chụp: độ nhô ra l = 1,2 m; chiều rộng b = 0,7 m Ống hút có đường kính D = 500mm; chiều cao h = 10,3 m

4.1.4 Đối với lò điện trở kiểu buồng:

Các thông số kích thước,nhiệt độ lò và tính toán lưu lượng :

Bảng 4.4: Thông số tính toán lò điện trở kiểu buồng

3 Kích thước cửa lò (mm) 400x300

5 Cao độ mép dưới mái đua so với mặt sàn (m) 1,5 Áp suất thừa trung bình trên tâm của lò:

P : Áp suất thừa tại mặt phẳng đáy lò Nhận xấp xỉ bằng 0 (Pa)o ρ ,t ρ -Mật độ không khí tại vùng làm việc và trong lò (kg/m ) l 3

(Mật độ của khí ở t o C) Tại t = 34 ( C) có 0 T = 1,15 (kg/m )3

Tại t = 650( C) có = 0,38 (kg/m ) 0 l 3 h: Chiều cao cửa lò (m) g: Gia tốc trọng trường: g = 9.81 (m/s ) 2

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

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

Chuẩn số Acsimet đặc trưng cho luồng khí thoát:

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

(m) (b,h là kích thước cửa lò)

T ,l T xq : Nhiệt độ tuyệt đối của không khí trong lò (T '3+ l t ) và của không l khí xung quanh () ( o C) g: Gia tốc trọng trường g=9.81 (m/s ) 2

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

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

Thay sôế: x=x.d td = 1,53 x 0,39 = 0,6 (m) Độ nhô ra của chụp. Độ nhô tối thiểu của chụp (khoảng cách ngang từ thành lò đến mép đối diện của miệng chụp):

(m) Trong đó: : chiều rộng của luồng tại khoảng cách x so với miệng chụp.

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:

Lưu lượng hỗn hợp khí (thoát ra cửa lò) và không khí xung quanh (tại vùng làm việc) đi vào chụp:

, (m 3 /h) (m /h) 3 Lưu lượng không khí xung quanh bị hút vào chụp hút:

Lkk= Lx-Ll = 1584,3 – 777,6 = 806,7 (m3/h) Nhiệt độ hỗn hợp khí không khí vào chụp:

Gl , GT là lưu lượng không khí qua cửa lò và lưu lượng không khí trong phòng được hút vào chụp , kg/h: Gl=L l ρ l= 777,6×0,38 )5,5(kg/h)

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

Chọn phương án thông gió tự nhiên

Để đảm bảo quá trình hút tự nhiên diễn ra hiệu quả, điều kiện tiên quyết là lực đẩy do trọng lực phải lớn hơn tổn thất áp suất trên đường ống.

Chênh lệch áp suất gây tạo lực đẩy trọng lực:

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 = 32°CN N

(kg/m ) 3 ρ : mật độ không khí hút vào chụp ứng với t = 260°Chh hh

(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: ms+ cb ΔP =ΔP ΔP (Pa) Tính toán tổn thất ma sát ΔP =R×η×n×h (Pa) ms 0 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 tuyệt đối là 0.1 nên n = 1 η: hệ số phụ thuộc vào độ biến thiên nhiệt độ, (tra bảng 5.2 sách giáo trình Thông gió), với t = 183°C ta có η = 0,73hh

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

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

Tra phụ lục 9 SGT.TG với v = 3,34 m/s và D = 500 mm ta có tổn thất áp suất ma sát đơn vị R = 0,19(Pa/m)o

Tổn thất áp suất do ma sát là:

Tính toán tổn thất áp suất cục bộ cb

∑ξ: tổng hệ số cản cục bộ:

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 PL10.SGT.TG)2

Tổng tổn thất áp suất toàn phần do sức cản đường ống ΔP = ΔP ms + ΔPcb = 1,4 + 6,8 = 8,2 (Pa)

So sánh và nhận xét ΔP 8,4 Pa >ΔP = 8,2 Pa

Nên chụp hút mái đua đủ điều kiện hút tự nhiên với các thông số:

Kích thước chụp: độ nhô ra l = 1,2 m; chiều rộng b = 0,7 m Ống hút có đường kính D = 500mm; chiều cao h = 10,3

Tính toán chụp hút trên lò sấy khuân

Thông số của lò sấy khuân:

Bảng 4.5 Thông số kích thước của lò sấy khuân.

3 Nhiệt độ trong lò ( o C) 200 Đường kính của nguồn tỏa nhiệt:

(m) Chọn đường kính chụp hút: D = 1,69+0,2 = 1,89 (m)c

Lưu lượng của chụp hút được xác định theo công thức:

- L : lưu lượng trong dòng đối lưu (m dl 3 /h

- F : diện tích tiết diện miệng chụp (m ) c 2

- F : diện tích tiết diện nguồn nhiệt (m ) n 2

Lưu lượng trong dòng đối lưu L tạo thành bên trên nguồn nhiệt được xácđl định theo công thức:

- Q : nhiệt đối lưu bên trên nguồn nhiệt (W) dl

- Z: khoảng cách đứng từ bề mặt nguồn nhiệt đến miệng chụp (m),

Nhiệt đối lưu xác định theo công thức:

- : hệ số trao đổi nhiệt đối lưu (W/m 2 °C)

- : nhiệt độ bề mặt nguồn nhiệt và nhiệt độ không khí xung quanh (°C)

Lưu lượng không khí bên ngoài đi vào chụp hút:

LT = 2695,84 – 1684,9 = 1010,94 (m 3 /h) Nhiệt độ hỗn hợp khí – không khí (°C)

- ,: lưu lượng khí từ nguồn nhiệt và lưu lượng không khí được hút vào chụp (kg/h)

Bảng 4.6 Tính toán kiểm tra khả năng thông gió tự nhiên của chụp hút

Các đại lượng tính toán Kí hiệu Công thức Đơn vị Kết quả

Lưu lượng hỗn hợp khí - kk qua hệ thống

Nhiệt độ hỗn hợp khí thh _ o C 120

Nhiệt độ không khí bên ngoài nhà tN _ o C 32

Chiều dài cột ống hút h _ m 11

Mật độ hỗn hợp khí ρhh kg/m 3 0,9

Mật độ không khí ngoài trời ρN kg/m 3 1,15

Kích thước chụp hút l.b 1,9 x 1,9 m x m 3,61 Áp suất do sức hút tự nhiên sinh ra P ΔP=h×g×(ρ -ρ ) N hh Pa 29,4

Vận tốc chuyển động trong ống v

Tổn thất ma sát đơn vị ( thực tế )

Tổn thất ma sát dọc đường Pms ΔP =R×η×n×hms 0 Pa 2,88

Hệ số sức cản cục bộ _ _ 1.7

Tổn thất áp suất cục bộ () Pcb 2 hh ζ× ×ρv 2

Tổn thất áp suất toàn phần P ’ ΔP =ΔP ms +ΔP cb Pa 13,92

P = 29,4 Pa > P ’ = 13,92 Pa Chụp hút có thể hút tự nhiên.

Tính toán chụp hút lồng cho lò rèn 2 miệng lửa

Lựa chọn thông số cho lò theo bảng sau:

Khi hút bằng tự nhiên thì lưu lượng và kích thước chụp nhận theo b “bảng 4.3 T85 Thiết kế thông gió công nghiệp – Hoàng Thị Hiền” ta chọn được các thông số sau:

H: là khoảng cách từ miệng ống góp tới chụp thải (m) h: cao độ của mái phân xưởng , ta đo được h = 9,8 m. h : chiều cao tối thiểu của chụp thải , lấy h = 2 m.1 1 h : chiểu cao tối thiểu của chụp hút ống góp , lấy h = 1,8m.2 2

Bảng 4.7 Lựa chọn thông số lò rèn 2 miệng lửa

1 Khảng cách từ chụp thải đến chụp hút H (m) 10

3 Đường kính ống góp D (mm) 630

4 Đường kính ống giữa d (mm) 450

6 Lưu lượng không khí vào chụp hút lồng Q

7 Nhiệt độ hỗn hợp t (hh oC) 110

8 Lượng nhiệt tỏa vào trong phòng (%) 75

Tính toán thông gió tự nhiên theo bảng sau:

Bảng 4.8 Tính toán kiểm tra khả năng thông gió tự nhiên của chụp hút

Lưu lượng hỗn hợp khí - kk qua hệ thống

Nhiệt độ hỗn hợp khí thh _ o C 110

Nhiệt độ không khí bên ngoài nhà tN _ o C 32

Chiều dài cột ống hút h _ m 10

Mật độ hỗn hợp khí ρhh kg/m 3 0,92

Mật độ không khí ngoài trời ρN kg/m 3 1,158

Kích thước chụp hút l.b 2 x 1 m x m 2 Áp suất do sức hút tự nhiên sinh ra P Pa 23,3

Chọn đường kính ống trong d Chọn theo tiêu chuẩn

Chọn đường kính ống ngoài D Chọn theo tiêu chuẩn mm 630

Vận tốc chuyển động trong ống v m/s 3,96

Tổn thất ma sát đơn vị R _ Pa/m 0,25

Tổn thất ma sát đơn vị (thực tế)

Tổn thất ma sát dọc đường Pms Pa 1,71

Hệ số sức cản cục bộ _ _ 1,7

Tổn thất áp suất cục bộ () Pcb Pa 12,3

Tổn thất áp suất toàn phần P ’ Pa 14,01

P = 23,3 Pa > P ’ = 14,014 Pa Chụp hút có thể hút tự nhiên.

Tính toán chụp hút 1 bên thành

Đối với bể đựng dầu và nước

Bảng 4.9 Thông số kích thước bể tôi dầu

Ta tính toán trường hợp bể nóng chỉ hút Lưu lượng hút đươc xác định theo công thức:

(m 3 /h) Trong đó: l, B: chiều dài, chiều rộng bể, (m)

K : hệ số phụ thuộc độ độc của hơi, Z K = 1.5-2 Z

K : hệ số kể đến sức hút của chụp hút 1 bên thànhT

A: hệ số đặc trung: hút 1 bên thành, A=0,35 ψ: góc mở của luồng hút,

Lương lượng hút của bể tôi dầu:

Tính toán hút bụi

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

- Lưu lượng hút máy mài 2 đá được xác định theo công thức:

(m 3 /h) Trong đó: D đường kính máy mài, D=0,4 (m) với loại máy mài “3M634”

- Lưu lượng hút máy mài 2 đá:

- Lưu lượng hút máy nén khí di động được xác định theo công thức:

(m 3 /h) Trong đó: D đường kính máy mài, D=0,4 (m) với loại máy nén “CO-74”

- Lưu lượng hút máy nén khí di động:

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

- Các số liệu và hình vẽ tra theo sách Thiết kế Thông gió công nghiệp_GVC Hoàng Thị Hiền

- Chọn panen xiên có cấu tạo như hình vẽ sau:

- Chọn Lưu lượng hút cho panen là L = 3200(m 3 /h) khi panen đặt gần tường

- Chọn vận tốc hút của panen v = 9(m/s)

- Chiều nghiêng panen là 645mm.

Bảng4.10: tính toán số liệu hút cục bộ

T Tên thiết bị Loại chụp hút Kích thước chụp thh Lưu lượng hút (m /h) 3

1 Lò nấu gang Chụp hút mái đua

2 Lò nấu nhôm Chụp hút mái đua

3 Lò sấy khuân Chụp hút trên nguồn tỏa nhiệt

5 Lò điện trở kiểu buồng

6 Bể đựng dầu và nước (2 bể) Hút thành bể _ 6268,2

7 Lò rèn 2 miệng lửa (2 lò)

Hút chụp lồng tự nhiên

8 Máy mài 2 đá Hút bụi - 640

9 Bàn đê hàn (2 bàn) Panen xiên - 6400

10 Bàn hàn hơi Panen xiên - 3200

11 Thiết bị phun kim loại Panen xiên - 3200

12 Máy nén khí di Hút bụi 320 động -

Tính toán hoa sen không khí

Thiết bị hoa sen không khí được tích hợp trong hệ thống thông gió công nghiệp nhằm đảm bảo các thông số vi khí hậu như nhiệt độ, độ ẩm và tốc độ lưu chuyển không khí đạt tiêu chuẩn tại khu vực làm việc của công nhân Điều này giúp cải thiện môi trường làm việc, giảm thiểu tác động xấu của các điều kiện làm việc khắc nghiệt lên sức khỏe và hiệu suất lao động của người lao động.

Phân xưởng nóng hoa sen không khí được bố trí tại những vị trí có cường độ bức xạ cao như tại cửa của các lò nung Nếu q tác động lên người công nhân lớn hơn bx

350 W/ m thì tại đó phải bố trí hệ thống làm mát cục bộ bằng hoa sen không khí 2

Các lò có nhiệt độ khác nhau nên ta chỉ tính (kiểm tra) cho vị trí hoa sen tại lò có nhiệt độ thấp nhất Nếu cường độ bức xạ tại lò có nhiệt độ thấp nhất lớn hơn 350

W/ m thì ta phải bố trí hoa sen không khí cho tất cả các lò trong phân xưởng Lò 2 có nhiệt độ thấp nhất là lò sấy khuân (6-7).

Hình minh họa: Hoa sen không khí

Trong đó : dx - kích thước luồng thổi tác dụng tại vị trí làm việc của công nhân thường lấy d =1÷1,2m.x x - là khoảng cách từ miệng thổi đến chỗ đứng của công nhân v - tốc độ không khí đến vị trí của người công nhân x

Tại lò sấy khuôn có t 0 C, kích thước 1,5 m x 1,5 m x 1,7 m o

* Xác định cường độ bức xạ tại vị trí thao tác cách bề mặt bức xạ khoảng cách x (bề mặt bức xạ là cửa lò 0,3x0,4m) được xác định theo công thức: qx = q x o 1 trong đó :

- hệ số bức xạ kể đến khoảng cách x từ vị trí thao tác đến bề mặt bức xạ 1

(cửa lò),W/m 2 q - nhiệt bức xạ từ bề mặt bức xạ (cửa lò), (W/m0 2).

Lượng nhiệt bức xạ q xác định theo công thức:0 qo = C x x k ; (W/m ) tb 2 trong đó :

C: hệ số bức xạ của vật đen tuyệt đối, C = 5,76 (W/m 2 0 C 4 ) t : nhiệt độ của lò (lò oC) k : hệ số nhiễu xạ trung bình.tb

*Xác định k như sau :tb

Xét các tỷ số:; =0,67; = = 0,89 Dùng đồ thị 3.5–Sách thông gió - GVC Hoàng Thị Hiền và Bùi Sỹ Lý ta tìm được k1= 0,5 ; k = 0,55 Suy ra k = 2 tb q = C x x k = 5,76 x x 0,525 13,65(W/m ) o tb 2

Chọn khoảng cách từ cửa lò đến vị trí công nhân làm việc là x = 1,2m

Từ biểu đồ 8.15 (Tr.250 sách_Thông Gió) ta tra được: k = 0,02.1 q = q k = 1513,65 x 0,02 = 30,2 (W/m ) < 350 (W/mx 0 1 2 2).

Dù lò sấy khuôn chưa đáp ứng được yêu cầu thổi hoa sen, đơn vị vẫn sẽ lắp đặt hệ thống thổi hoa sen cho lò và tận dụng các vòi phun hoa sen của các lò khác trong phân xưởng Biện pháp này có chi phí đầu tư ban đầu cao nhưng sẽ mang lại sự tiện nghi, thoải mái cho công nhân trong toàn bộ phân xưởng, tạo nên môi trường làm việc tốt nhất Ưu tiên hàng đầu của đơn vị là tạo sự tiện nghi và thoải mái trong môi trường làm việc.

Tính toán hoa sen không khí:

+ Chọn đường kính luồng khí tại vị trí công nhân là: d = 1,2 (m)x

+ Chọn khoảng cách x từ miệng thổi đến vị trí công nhân là: x = 1,2 (m)

+ Chọn vận tốc gió tại vị trí của công nhân là: v = 3,0 (m/s)ct

+ Tra tài liệu ở đoạn chính,bảng 2.1 (Tr 47-Thông Gió), đường kính tỷ đối d :0

* Với a =0,12 - hệ số rối của miệng thổi Baturin có lá hướng dòng (Tr.49 sách_Thông gió_GVC.Hoàng Thị Hiền và PGS.TS Bùi Sỹ Lý).

* Tra bảng 7.9 (Tr.250 sách _KTTG_GS.Trần Ngọc Chấn) ta chọn miệng thổi Baturin có kích thước nối ống là 260x400, d = d = 0,314.0 tđ

(d = 1 vì vị trí công tác có kích thước axb = 1)ct

Theo đồ thị hình 8.19 trang 254 với hệ số b=0,14, c=0,24

1 Vận tốc ban đầu của không khí tại miệng thổi m/s Trong đó :

V : vận tốc gió tại vị trí công tác ; vct ct=3,0(m/s). v : vận tốc gió ra khỏi Baturin (m/s); o tct = t - = 34 - = 33 Cxq o Độ ẩm trong vùng làm việc lấy: tb = 65%

* Từ (tx, tb) tra biểu đồ I - d ta được t ' C và v =3 (m/s)ư 0 ct

Từ tct3 o C, tư ' o C,và v = 3(m/s) ta tra nhiệt độ hiệu quả tương đương t = 27 C x hqtđ o

(Tra biểu đồ 1.11_sách Thông Gió-tr 27), nằm trong phạm vi giá trị nhiệt độ đem lại cảm giác tiện nghi, thoải mái về mùa Hè của con người Vì vậy ta không cần phải xử lý không khí về nhiệt độ trước khi thổi vào nhà.

* Lưu lượng của miệng thổi:

Chọn lưu lượng miệng thổi hoa sen không khí là L 300 (m 3 /h).

Từ đây ta có lưu lượng thổi của hoa sen không khí tại các lò qua bảng sau.

Bảng 4.11 :Tổng kết lưu lượng thổi hoa sen không khí.

T Loại chụp hút Lưu lượng chụp hút (m 3 /h).

1 Lò nấu gang Hoa sen không khí 3300 -

2 Lò nấu nhôm Hoa sen không khí 3300 -

3 Lò sấy khuôn Hoa sen không khí 3300

4 Lò điện trở kiểu đứng Hoa sen không khí 3300 -

5 Lò điện trở kiểu buồng Hoa sen không khí 3300 -

6 Lò rèn 2 miệng lửa Hoa sen không khí 3300 x 2 -

CÂN BẰNG VÀ TÍNH TOÁN LƯU LƯỢNG THÔNG GIÓ

Trong phân xưởng gồm các hệ thống thông gió sau: thông gió thổi chung kết hợp với thông gió thổi cục bộ (hoa sen không khí) và thông gió hút cục bộ.

Phương trình cân bằng nhiệt:

Qv: tổng lượng nhiệt chứa trong không khí đi vào phân xưởng (W)

Qth: tổng lượng nhiệt thừa của phân xưởng (W)

Qr: tổng lượng nhiệt chứa trong không khí khối không khí ra phân xưởng(W)

Lượng nhiệt chứa trong khối không khí đi vào phân xưởng được tính theo công thức: Qv = 0,278 c (Gt C tt C + G t cb tt cb + Gv TN tv TN) Trong đó: c: tỉ nhiệt của không khí, c = 1.005 kJ/kg C o

Gt C: lưu lượng khí của thổi chung (kg/h)

Gt cb: lưu lượng thổi cục bộ - hoa sen không khí (kg/h)

Gv TN: lưu lượng khí vào tự nhiên (kg/h) tt C, t , t : nhiệt độ không khí của hệ thống thổi chung (t ) và thổi cục t cb v TN t C bộ (t ) ( C) t cb o

Do thổi chung không phải xử lý không khí ngoài nên: tt C= t = t = 32 Cv TN

Do thổi cục bộ cần phải làm lạnh trước khi đi vào phân xưởng: tt cb= 31,4 C o Tương tự, lượng nhiệt chứa trong khối không khí đi ra phân xưởng tính theo công thức:

Qr = 0,278 c (Gr TN t r TN + Gr lò tr lò + G +G r bể tr bể r bụi tr bụi) Lượng nhiệt thừa Q lấy theo tính toán ở chương 3:th

Phương trình cân bằng lưu lượng:

Gv: tổng lượng không khí vào phân xưởng (kg/h)

Gr: tổng lượng không khí ra phân xưởng (kg/h)

Lượng không khí vào phân xưởng tính theo công thức:

Gv TN: lượng không khí vào tự nhiên (kg/h)

Gt C: lượng không khí thổi chung vào (kg/h)

Gt cb: lượng không khí vào của thổi hoa sen (kg/h)

Lượng không khí ra phân xưởng tính theo công thức:

Gr = G + G + G + G (kg/h)r TN r lò r bụi r bể

Gr TN: lượng không khí ra tự nhiên (kg/h)

Gr lò: lượng không khí được hút cục bộ từ lò (kg/h)

Gr bụi: lượng không khí được hút cục bộ từ các máy mài 2 đá (kg/h)

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

Ta có các phương trình:

Phương trình 1: 0,278 c (Gt C tt C + G + G ) + Q t cb tt cb v TN tv TN th

= 0,278 c (Gr TN t + G +G + G ) (1) r TN r lò tr lò r bể tr bể r bụi tr bụi

Phương trình 2: G + G + G = G + G + G +G (2)v TN t C t cb r TN r lò r bụi r bể

Nhiệt độ tính toán trong 2 phương trình trên được nhận như sau:

Mật độ không khí thổi chung và tự nhiên vào:

Mật độ không khí thổi cục bộ vào:

Mật độ không khí vùng làm việc:

(β- gradien nhiệt độ theo chiều cao, đối với phân xưởng nóng thì β =1 C/m; H- chiều cao o từ mặt sàn tới tâm cửa mái của phân xưởng, m; H= 8,7m).

Mật độ không khí ra tự nhiên:

Mật độ không khí trung bình trong phân xưởng:

Gt cb: Lượng không khí thổi vào của hoa sen không khí:

Gt cb= ρv cb ∑Lcb= 1,159×23100= 26772,9 (kg/h) (∑Lcb: tổng lưu lượng thổi vào của hoa sen, m 3 /h)

Gr cb: Lượng không khí hút ở các thiết bị: Chụp hút của lò, máy mài 2 đá, chụp hút 1 bên thành bể.

Gr cb = Gr lò + Gr bụi + Gr

Nhiệt độ khí bị hút thh ( o C)

Mật độ không khí ρ(kg/m ) 3

Lưu lượng không khí hút được

Lò điện trở kiểu đứng

Nhiệt độ khí bị hút thh ( o C)

Mật độ không khí ρ(kg/m ) 3

Lưu lượng không khí hút được

Bể chứa dầu và nước

Thiết bị phun kim loại

Máy nén khí di động

Thay số liệu vào các phương trình (1) và (2) ta được:

Bên cạnh đó, do vận tốc gió thay đổi, ta có: G = 20-40% G (3’) (chọn là 20%)t C v TN

Giải hệ 3 phương trình (1’), (2’), (3’), ta được:

Từ lưu lượng không khí từ hệ thống thổi chung vào phân xưởng G và mặt t C bằng phân xưởng ta bố trí 20 miệng thổi chung với lưu lượng 1 miệng thổi là

5.4 Tính toán thông gió tự nhiên.

5.4.1 Tính toán lưu lượng hút chung.

- Vào mùa Hè có hướng gió chủ đạo là hướng Đông Nam( có cửa sổ) , do đó tác dụng của gió là đáng kể Vậy ta tính thông gió tự nhiên dưới tác dụng tổng hợp của nhiệt thừa và gió , nếu đảm bảo thì khi kết hợp với gió khả năng khử nhiệt thừa sẽ càng tốt

- Mặt cắt phân xưởng gia công:

Tính diện tích các cửa:

+ Diện tích cửa sổ và cửa ra vào: F ,2 m1 2

- Áp suất khí quyển P = 760 mmHg, khoảng cách giữa cửa sổ và cửa mái h = 7,1 m Ứng với t , t , => tN tt = = = 37,35 C r T TB o

Tìm diện tích của cửa dưới và trên cho khử nhiệt dưới tác dụng của nhiệt thừa

- Ta có mật độ p =, kg/mt 3

- Chiều cao h xác định được là: (m)1 h1 = = = 1,47 m

- Áp suất thừa tại tâm cửa dưới (F ) là :1

- Vận tốc không khí vào qua cửa dưới (F ) là:1 v1 = = = 0,74 (m/s)

- Diện tích cửa F yêu cầu là:1

(à1 = 0,65 – hệ số lưu lượng kể đến tổn thất do khụng khớ bị nắn, thắt dũng qua cửa)

5.4.2 Kiểm tra lưu lượng thoát ra qua cửa F :2

- Chiều cao h xác định được là:2 h2 = h - h = 7,1 – 1,47= 5,63 (m)1

- Áp suất thừa tại tâm cửa trên (F ) là:2

- Vận tốc không khí vào qua cửa trên (F ) là: 2

- Diện tích cửa F yêu cầu là :2

(à2 = 0,65 – hệ số lưu lượng kể đến tổn thất do thắt dũng, khụng khớ bị nắn)

- So sánh với diện tích thực của cửa 1, 2 là:

Sơ đồ thông gió tự nhiên đã chọn là chưa đạt hiệu quả Đề xuất phương án thông gió là tạo thêm diện tích cửa như tính toán ở trên sẽ đảm bảo thông gió tự nhiên.

TÍNH TOÁN THỦY LỰC LỰA CHỌN QUẠT VÀ CÁC THIẾT BỊ

THIẾT BỊ 6.1 Phương pháp tính toán.

Vạch tuyến ống Định hướng chạc ba sao cho lưu lượng không khí đi vào nhánh rẽ không lớn hơn lưu lượng tại nhánh thẳng của trạc ba.

Vẽ sơ đồ không gian hệ thống đường ống Ghi lưu lượng đã biết trên tất cả các đoạn ống Giải phương trình cân bằng nút của các ống đi vào nút bằng các ống ra khỏi nút.

Chọn và đánh dấu sơ bộ vận tốc không khí tại các đoạn ống:

- Đối với hệ thống hút và thổi thông thường

- Đối với các đoạn ống cuối: 4-6m/s

- Đối với các đoạn tiếp với đoạn cuối: 6-8 m/s

- Tại các đoạn không liền kề với đoạn cuối và xa quạt: 8-10 m/s

- Tại các đoạn gần quạt nhưng không nối trực tiếp với quạt: 10-13 m/s

- Đối với đoạn ống nối trực tiếp với quạt: 14-15 m/s Đường kính ống được xác định theo công thức:

Chọn đường kính theo đường kính tiêu chuẩn, rồi tính lại vận tốc không khí.

Tra tổn thất áp suất đơn vị R phụ thuộc vào vận tốc, lưu lương, đường kính, nhiệt độ, hệ số nhám K (PL3-T380 “Kỹ thuật thông gió - Trần Ngọc Chấn”.

Hệ số hiệu chỉnh tổn thất áp suất ma sát khi nhiệt độ thay đổi n tra Bảng 5.1 T151 “Kỹ thuật thông gió - Trần Ngọc Chấn”, chọn = 1.

Hệ số điều chỉnh áp suất ma sát phụ thuộc vào độ nhám K tra biểu đồ Hình 5.3 T152 “Kỹ thuật thông gió - Trần Ngọc Chấn”, chọn n = 1.

Tính tổn thất áp suất ma sát theo công thức : ΔP = R.l (Pa) ms

- R: Tổn thất áp suất đơn vị (Pa/m)

Lưu ý: Với tiết diện hình chữ nhật Ta nhân thêm hệ số ε theo công thức:

0.5 ε=0.564×n+1 n (n là tỉ số các cạnh của tiết diện chữ nhật). td

4×a×b d = π (mm) (a,b là kích thước ống).

Thống kê các chướng ngại cục bộ, xác định hệ số sức cản cục bộ ξ và tính ∑ξ.

Tính tổn thất áp suất cục bộ theo công thức: ΔP = ∑ξ cb ×pđ (Pa) với p là áp suất đ động của không khí (Pa).

Tổn thất áp suất toàn phần tính theo công thức: ΔP = ΔP + ΔP (Pa).ms cb

Xác định các thông số chọn quạt cho hệ thống vận chuyển khí thông thường

Từ các thông số lưu lượng chung và tổn thất áp suất của hệ thống cơ khí, ta chọn quạt với các thông số sau:

- Lq, p : Tưu lượng và hiệu số áp suất dùng để chọn quạt.q

- ΔP, L : Tổn thất áp suất và lưu lượng của hệ thống.ht

Xác định các thông số chọn quạt cho hệ thống vận chuyển khí ép.

Hiệu số áp suất dùng để chọn quạt xác định theo công thức:

- Pq vl: Hiệu số áp suất cần chọn quạt (Pa)

- P: Tổn thất áp suất khi vận chuyển khí thông thường tương ứng (Pa)

- K: Hệ số phụ thuộc vào đặc tính của vật liệu.

- μ: Hàm lượng vật liệu trong không khí (kg/kg)

- h: Chiều cao nâng vật liệu (m)

- ρ: Mật độ không khí (kg/m ) 3

- Plọc: Tổn thất áp suất qua thiết bị lọc bụi (Pa)

6.2 Tính toán hệ thống thổi chung:

6.2.1 Tính toán thủy lực: a, Tính toán khí động hệ thống hút tự nhiên:

Đã tiến hành tính toán thông gió tự nhiên cho các lò gồm: lò nấu gang, lò nấu đồng, lò nấu nhôm, lò sấy khuôn, lò điện trở đứng ngang Kết quả tính toán đáp ứng các yêu cầu thông gió tự nhiên cho tất cả các lò trong phân xưởng.

- Ta có bảng tổng hợp sau:

Bảng 6.1 Tính toán thủy lực hệ thống hút tự nhiên:

Sức hút hệ thổng P (Pa) Đường ống hút Chụp thải

Tổn thất áp suất, P’, Pa

Kiểu chụp thải Đườn g kính chụp, d ,c mm

1 Hút cục bộ lò nấu gang

2 Hút cục 3034, 10,3 44,5 500 4,3 1,66 12,7 Xagh 1000 bộ lò nấu nhôm 9 5 8 i tròn

3 Hút cục bộ lò sấy khuân

4 Hút cục bộ lò điện trở đúng

5 Hút cục bộ lò điện trở buồng

6 Hút cục bộ lò rèn hai miệng lửa

1 Xagh i tròn 1300 b, Tính toán thủy lực va chọn quạt cho hệ thống thổi chung:

Hệ thống thổi chung bao gồm 1 hệ thống đường ống bao gồm gồm 18 miệng thổi phục vụ cho cả 3 ban rèn, nhiệt luyện và đúc thép.

Bảng 6.2 Tính chọn đường kính ống và tính vận tốc khí cho hệ thống thổi chung Đoạn ống L(m 3 /h) Vchọn (m/s) D (mm) Dchọn (mm) V (m/s)thực

5 16000 10 752,3 800 8,8 Đoạn ống L(m 3 /h) Vchọn (m/s) D (mm) Dchọn (mm) V (m/s)thực

Bảng 6.3 Tính chọn toán tổn thất trên đường ống Đoạ n ống

Tổn thất áp suất ma sát

250 ,85 c, Chọn quạt cho hệ thống thổi chung:

- Tổn thất áp suất lớn nhất sau quạt: ∆P = 250,85 (Pa)1 _ tổn thất của nhánh chính

- Do trên đường ống trước quạt ngắn nên ta bỏ qua tổn thất ma sát Tổn thất áp suất cục bộ tính như sau:

Tổn thất qua miệng thu không khí:

- Chọn vận tốc không khí tại miệng thu là 2,5 m/s, nhiệt độ không khí là

34 o C Mật độ không khí là 1,151 kg/m 3

- Áp suất động của không khí:

Hệ số sức cản cục bộ:

- Van điều chỉnh nhiều cánh: ξ = 0,6

Tổn thất áp suất cục bộ: P = 2,6cb ×3,6 =9,36 (Pa)

Tổn thất qua tấm lọc bụi:

Lựa chọn tấm lọc không khí sơ bộ G4 với các thông số như sau:

- Năng suất lọc bụi qua tấm lọc bụi nhận bằng 3200 m 3 /h

- Kích thước 1 tấm là 595 ×595 ×21 mm

- Chênh áp ban đầu: 45Pa

- Chênh áp kiến nghị thay thế: 200Pa

- Nhiệt độ làm việc tối đa: 80 C o

Với lưu lượng qua lọc bụi là 40000 (m /h) nên diện tích lọc bụi là: 3

Bố trí chiều cao 6 tấm, chiều rộng 6 tấm.

Tổng cộng tổn thất trước và sau quạt:

∑ΔP = 9,36 + 200 = 209,36(Pa) Các thông số chọn quạt: pq = 1,1∑ΔP = 1,1×(250,85 + 209,36) = 506,2 (Pa)

Lq = 1,1L = 1,1ht ×40000 = 44000 (m 3 /h) Dựa vào tài liệu “Thiết kế thông gió Công nghiệp – GVC.Hoàng Thị Hiền” ta chọn quạt “Xa” 4-70 N 12.5 A12.5-5 có các thông số: o

Chọn động cơ điện có các thông số:

- Trọng lượng quạt cùng động cơ: 1396kg

6.3 Tính toán hệ thống thổi hoa sen không khí

Hệ thống hoa sen không khí

Bảng 6.4 Tính chọn đường kính ống và tính vận tốc khí cho hệ thống thổi hoa sen không khí Đoạn ống L(m 3 /h) Vchọn (m/s) D (mm) Dchọn (mm) V (m/s)thực

Tính toán tổn thất trên đường ống bất lợi nhất:

Ta chọn độ nhám tuyệt đối k = 0,1mm và nhiệt độ không khí xung quanh bằng 34 C o thì ta tra đuợc hệ số hiệu chỉnh n = 1 và = 0,94 ƞ

Bảng 6.5 Tính chọn toán tổn thất trên đường ống Đoạ n ống

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

Do trên đường ống trước quạt ngắn nên ta bỏ qua tổn thất ma sát Tổn thất áp suất cục bộ tính như sau:

Tổn thất qua miệng thu không khí:

- Chọn vận tốc không khí tại miệng thu là 3 m/s, nhiệt độ không khí là

34 o C Mật độ không khí là 1,155 kg/m 3

- Áp suất động của không khí:

Hệ số sức cản cục bộ:

- Van điều chỉnh nhiều cánh: ξ = 0,6

Tổn thất áp suất cục bộ: P = 2,6 cb ×5,2 = 13,52 (Pa)

Tổn thất qua tấm lọc bụi:

Lựa chọn tấm lọc không khí sơ bộ G4 với các thông số như sau:

- Năng suất lọc bụi qua tấm lọc bụi nhận bằng 3200 m 3 /h

- Kích thước 1 tấm là 595 ×595 ×21 mm

- Chênh áp ban đầu: 45 Pa

- Chênh áp kiến nghị thay thế: 200 Pa

- Nhiệt độ làm việc tối đa: 80 C o

Với lưu lượng qua lọc bụi là 23100 (m /h) nên diện tích lọc bụi là: 3

Bố trí chiều cao 5 tấm, chiều rộng 5 tấm.

Tổng cộng tổn thất trước và sau quạt:

∑ΔP = 13,52 + 200 = 213,52 (Pa) Các thông số chọn quạt: pq = 1,1∑ΔP = 1,1×(344 + 213,52) = 6113,27 (Pa)

Dựa vào tài liệu “Thiết kế thông gió Công nghiệp – GVC.Hoàng Thị Hiền” ta chọn quạt ly tâm “Xa” 4-76 N 8 B8-2 có các thông số: o

Chọn động cơ điện có các thông số:

Trọng lượng quạt cùng động cơ: 633 kg

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)

Sơ đồ không gian hệ thống hút cho bàn hàn hơi, thiêt bị phun tỏa hơi độc hại (hút Panen)

Bảng 6.6 Bảng tính toán khí động hệ thống hút panen: Đoạ n ống

- Chụp thải có nón che mưa, ξ= 2,3

- Chọn quạt cho hệ thống hút panen hệ thống 1

+ Tổng tổn thất áp suất của hệ thống là: ∆P = 482,3(Pa)

+ Áp suất cần thiết của quạt là: P = 1,1 x ∆P = 1,1 x 482,3 = 530,53 (Pa) q

+ Lưu lượng cần thiết của quạt là: L = 1,1 x L = 1.1 x 6400 = 7040 (m /h) = 1,96 q 3

- Chọn quạt li tâm theo hãng FanTech mã 15ALDW có thông số và kích thước sau:

- Chọn quạt cho hệ thống hút panen hệ thống 2

+ Tổng tổn thất áp suất của hệ thống là: ∆P = 265,3(Pa)

+ Áp suất cần thiết của quạt là: P = 1,1 x ∆P = 1,1 x 265,3 = 291,83 (Pa) q

+ Lưu lượng cần thiết của quạt là: L = 1,1 x L = 1,1 x 3200 = 3520 (m /h) = 0,98 q 3

(m 3 /s).Ta chọn quạt 12ALDW như sau :

6.5 Tính toán thủy lực và chọn quạt hệ thống hút cục bộ các bể đựng dầu và nước.

Sơ đồ không gian hệ thống hút bể

- Do tiết diện rãnh ngầm đường dẫn hơi độc hình chữ nhật (dễ thi công và bảo an) nên quá trình tính toán thủy lực đường ống ta tính theo phương pháp “đường kính tương đương theo lưu lượng không khí” khi đó tổn thất do ma sát hai đoạn ống tương đương như nhau với cùng lưu lượng tính toán dtd = 1,265 x (mm)

- Hệ thống đường kính ống trong mương nhận vl là tấm bê tông xỉ, có độ nhám tuyệt đối K=1,5 (mm).

Tính toán thủy lực hệ đường ống dẫn

- Ví dụ ta tính toán cho đoạn ống 1: L478,8 m / h 3 Chọn kích thước tiết diện ngang ống a b = 300 500 mm. d = 1,265 x = 0,42 (mm) ,chọn d = 450 mm td tđ

Kiểm tra lại vận tốc trong ống thực tế: v = = = 6,44 (m/s)

Từ d và L ta tra bảng tính suy ra tổn thất áp suất đơn vị td R= 0,95 (Pa/m)

- Do ảnh hưởng của độ nhám bề mặt và nhiệt độ không khí hút nên tổn thất áp suất riêng thực tính toán là: Rthuc= R n ɳ, (Pa/m) trong đó:

+ Hệ số hiệu chỉnh tổn thất theo độ nhám bề mặt trong thành ống K n:

Chọn hệ số hiệu chỉnh tổn thất áp suất ma sát khi nhiệt độ thay đổi ƞ = 0,965 Giá trị này được chọn dựa trên nhiệt độ hút 34°C sau khi tra bảng 5.2 trong tài liệu "Giáo trình thông gió" của GS TSKH Bùi Sỹ Lý và PGS TS Hoàng Thị Hiền.

- Tổn thất đoạn ống do ma sát là: ∆P = R.l = 1,5 x 3,4 = 5,1 (Pa)ms

- Tổn thất áp suất cục bộ của đoạn ống: ∆P = P ∑ξ (Pa)cb d

- Tổn thất áp suất cục bộ ta tính toán tương tự như với đường ống thổi đã tính toán ở trên.

Tổn thất áp suất toàn phần đoạn ống: P = Pms + Pcb (Pa)

Ta chọn kích thước các đoạn mương dẫn như sau:

+ Đoạn 2: 300x500; h= 300 mm.(R = 0,95 (Pa/m), n =1,64 , Rthuc = 1,5 (Pa/m).

Bảng6.7: Tính toán thỷ lực hệ thống trên thành bể: Đoạ n L D mm l V Tổn thất áp suất ma sát Phụ kiện ζ ΔP cb

- Chụp thải có nón che mưa, ξ=2,3

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

- Dựa vào kết quả bảng tính thuỷ lực ta tiến hành chọn quạt gió.

- Theo bảng trên ta có: = 349,7 Pa Ta chọn quạt li tâm như sau .

+ Áp suất chọn quạt pht = 1,1 x = = 1,1 x 349,7 = 384,67 (Pa).

+ Lưu lượng chọn quạt là : Lht = 1,1 L = 1,1 6957,7 = 7653,5 (m /h) = 1.24 3

- Chọn quạt ly tâm “Xa”4-70 N 5 A5,5100-2 kiểu cấu tạo 1 có các thông số: o

- Chọn động cơ điện có các thông số:

Trọng lượng quạt cùng động cơ: 83 kg

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

- Từ lưu lượng hút của miệng hút ta tính được là 640 m /h, chọn là 650 m /h để 3 3 tính, ta xác định vận tốc làm việc của hệ thống hút theo: “ bảng 5.6 Các số liệu thực nghiệm tính toán hệ thống hút bụi và vận chuyển bằng khí ép – trang 171 –TL: Thông gió_GVC.Hoàng Thị Hiền, PGS.TS Bựi Sỹ Lý”, với đặc điểm sản phẩm bụi kim loại nên ta lấy vận tốc làm việc lần lượt theo phương ống vận chuyển là: 19 m/s với đường ống đứng và 23,0 m/s với đường ống ngang Lưu lượng hút theo tính toán trên là: 650 m 3 /h, và yêu cầu với mỗi loại vật liệu vận chuyển bằng khí ép khác nhau có đường kính ống dẫn tối thiểu cũng khác nhau, ví dụ: bụi khô (cát, sét nghiền…) d = 80mm, min bụi sợi (bông, len…) d = 100mm…min

*Ta có sơ đồ không gian hệ thống hút bụi như sau:

Dựa vào lưu lượng yêu cầu qua Xiclon Le0 m /h, ta tra tài liệu “hình 1 trang 342 3 – Thiết kế thông gió Công nghiệp – Tg: GVC.Hoàng Thị Hiền” ta chọn Xiclon lọc bụi số hiệu “ NIIOGAZ XêN - 11” Với đường kính xiclon D = 400mm, L = 1000 m /h, 3 ΔP = 600 Pa.

Bảng 6.8: Tính toán hệ thống hút bụi máy mài 2 đá. Đoạ n ống

Hệ thống hút bụi máy mài 2 đá

- Chụp hút trên thiết bị, ξ=0,2

- Loa trước và sau quạt, ξ=0,2

- chụp thải có nón che, ξ=2,3

P = 1028,9 (Pa) là tổn thất áp suất tính theo vận chuyển không khí sạch.

+ Đối với hệ thống hút bụi khi tính tổn thất áp suất ta phải nhân thêm hệ số

K : hệ số tỉ lệ phụ thuộc vào đặc tính của vật liệu,và được xác định theo thực nghiệm.

: hàm lượng theo khối lượngvật liệu trong không khí, kg/kg.

Do máy mài 2 đá tỏa ra chủ yếu là bụi kim loại nên ta có các hệ số như sau:

(Theo bảng 5.6 trang 171 tài liệu “Thông gió”– Tg:GVC.Hoàng Thị Hiền,

PGS.TS Bựi Sỹ Lý ta có K = 0,85, = 0,8kg/kg)

+ Ngoài tổn thất áp suất ma sát và cục bộ trên đường ống đứng còn có tổn thất áp suất để nâng vật liệu từ dưới lên.

Pn = h .g = h( )g (Pa), ( – hàm lượng vật liệu theo thể tích, kg/m 3 ).

Cao độ nâng vật liệu: h = 2,5 0,5 =2 (m)

- Như vậy tổn thất áp suất của hệ thống sẽ là

Tính chọn quạt và động cơ cho hệ thống: Áp suất tính toán tương đối lớn, ta chọn quạt li tâm: Áp suất chọn quạt pht = 1919,4 (Pa).

Lưu lượng chọn quạt là : Lht = 1,1 L = 1,1 650 = 715 (m 3 /h).

- Dựa vào trang 310 _tài liệu “ Thiết kế thông gió Công nghiệp”_GVC.Hoàng Thị Hiền ta chọn quạt li tâm hút bụi với các thông số sau.

- Quạt ly tâm VDV N 8 có các thông số: o `

- Chọn động cơ điện có các thông số:

Trọng lượng quạt cùng động cơ: 222 (kg)

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