Giáo trình vi khí hậu 7 pdf

Giaùo trỗnh VI KHấ HU Nguyóựn ỗnh Huỏỳn = 45 = HBKN - Mái giấy dầu: = 0,75. Đối với sàn trên tầng hầm: - Tầng hầm có cửa sổ: = 0,6. - Tầng hầm không có cửa sổ: = 0,4. Truyền nhiệt qua kết cấu có khe không khí: Nếu kết bao che có khe không khí thì thay vì tính nhiệt trở =R ta tính bằng nhiệt trở khe không khí R k nh bảng 2. Baớng 2: Nhióỷt trồớ R k cuớa khe khọng khờ: Nhiệt trở của khe không khí (R k ) Lớp không khí nằm ngang khi dòng nhiệt đi từ dới lên, hoặc lớp không khí thẳng đứng Lớp không khí nằm ngang khi dòng nhiệt đi từ trên xuống dới Bề dày của khe kk, [mm] Mùa hè Mùa đông Mùa hè Mùa đông 10 20 30 50 100 150 200-300 0,15 0,16 0,16 0,16 0,17 0,18 0,18 0,17 0,18 0,19 0,20 0,21 0,21 0,22 0,15 0,18 0,19 0,20 0,21 0,22 0,22 0,18 0,22 0,24 0,26 0,27 0,28 0,28 b/ Nhióỷt truyóửn qua nóửn nhaỡ: Nền đợc chia thành 4 dải vì nhiệt truyền từ các dải nền ra bên ngoài khác nhau, càng ở ngoài thì sự mất nhiệt càng lớn nên hệ số truyền nhiệt K càng lớn. Mỗi dải rộng 2m. Khi tính diện tích các dải thì riêng dải 1 các góc sẽ đợc tính 2 lần nếu góc đó tiếp xúc với 2 phía của không khí ngoài nhà. Nhiệt truyền nhiệt qua nền: Q nền = ii F . t . K . K i : hệ số truyền nhiệt qua các dải nền. Hỗnh 1: Chia daới nóửn 1 2 3 4 b a Giaùo trỗnh VI KHấ HU Nguyóựn ỗnh Huỏỳn = 46 = HBKN t = (t T - t N ) , tức là = 1. F i : diện tích các dải nền, [m 2 ]. * Diện tích các dải: F 1 = 2(2a + 2b) = 4(a + b) F 2 = 2[2(a - 4) + 2(b - 8)] = (F 1 - 48) F 3 = 2[2(a - 8) + 2(b - 12)] = (F 1 - 80) F 4 = a.b-(F 1 + F 2 + F 3 ) = (a.b +128 - 3F 1 ) * Đối với nền tầng hầm (nền chìm): * ọỳi vồùi nóửn khọng caùch nhióỷt hóỷ sọỳ K i từng dải lấy nh sau : Dải 1 : K 1 = 0,4 [kcal/m 2 .h o C]. Dải 2 : K 2 = 0,2 [kcal/m 2 .h o C]. Dải 3 : K 3 = 0,1 [kcal/m 2 .h o C]. Dải 4 : K 4 = 0,06 [kcal/m 2 .h o C]. * ọỳi vồùi nóửn caùch nhióỷt hóỷ sọỳ R i từng dải lấy nh sau : = += n 1i cn cn nhióỷt.cko ii RR cn : độ dày lớp cách nhiệt, [m]. cn : hệ số dẫn nhiệt của lớp cách nhiệt, [kcal/m.h. o C]. Dióỷn tờch phaới õổồỹc tờnh theo kóỳt cỏỳu cuỡng loaỷi: - Tổồỡng ngoaỡi : kờch thổồùc lỏỳy theo meùp ngoaỡi. - Tổồỡng trong : kờch thổồùc lỏỳy theo tim tổồỡng. - Chióửu cao nhaỡ : mỷt saỡn tỏỡng naỡy õóỳn mỷt saỡn tỏửng khaùc. - Cổớa : lỏỳy meùp trong cuớa cổớa. - Saỡn vaỡ trỏửn : lỏỳy meùp trong. 2/ TấNH TOAẽN MT MAẽT NHIT Bỉ SUNG : a/ Tọứn thỏỳt nhióỷt do gioù roỡ vaỡo nhaỡ: Nhióỷt õọỹ khọng khờ bón ngoaỡi thỏỳp hồn nhióỷt õọỹ bón trong nhaỡ nón khi gioù roỡ qua caùc khe cổớa õi vaỡo seợ laỡm giaớm nhióỷt õọỹ bón trong nhaỡ (tọứn thỏỳt nhióỷt), õổồỹc tờnh theo cọng thổùc: Hỗnh 2: Chia daới nóửn chỗm 1 2 3 4 Giaùo trỗnh VI KHấ HU Nguyóựn ỗnh Huỏỳn = 47 = HBKN Q = C k .G gioù .(t T - t N ) , [kcal/h]. C k : tố nhióỷt cuớa khọng khờ, C k = 0,24 [kcal/kg o C]. G gioù : lổồỹng gioù roỡ vaỡo nhaỡ: G gioù = (a.g.l) , [kg/h]. a : hóỷ sọỳ phuỷ thuọỹc vaỡo loaỷi cổớa: - õọỳi vồùi hỏửm maùi, cổớa sọứ 1 lồùp, khung gọự: a = 1. - õọỳi vồùi hỏửm maùi, cổớa sọứ 2 lồùp, khung gọự: a = 0,5. - õọỳi vồùi hỏửm maùi, cổớa sọứ 1 lồùp, khung theùp: a = 0,65. - õọỳi vồùi hỏửm maùi, cổớa sọứ 2 lồùp, khung theùp: a = 0,33. - õọỳi vồùi cổớa õi, cọứng ra vaỡo : a = 2. g : lổồỹng khọng khờ loỹt vaỡo nhaỡ qua 1m chióửu daỡi khe cổớa, phuỷ thuọỹc vỏỷn tọỳc gioù cuớa khọng khờ bón ngoaỡi. Baớng 4: Lổồỹng khọng khờ loỹt vaỡo nhaỡ qua 1m cổớa: Khe cổớa bũng kim loaỷi Khe cổớa bũng gọự v gioù [m/s] g [kg/h] v gioù [m/s] g [kg/h] 1 3,8 1 5,6 2 6,0 2 9,1 3 7,4 3 11,2 4 8,4 4 12,6 5 11,8 5 17,5 l : tọứng chióửu daỡi cuớa caùc khe cổớa cuỡng loaỷi, [m]. Gioù seợ roỡ vaỡo nhaỡ ồớ nhổợng vở trờ õoùn gioù, hỗnh veợ dổồùi õỏy thóứ hióỷn nhổợng phỏửn gaỷch õoớ (õỏỷm) laỡ phỏửn tổồỡng õoùn gioù. Hỗnh 3: Phaỷm vi mỷt õoùn gioù 100% 100% 65% 65% 65% 50% 50% 100% 65% 65% 65% 65% Giaùo trỗnh VI KHấ HU Nguyóựn ỗnh Huỏỳn = 48 = HBKN b/ Tọứn thỏỳt nhióỷt do nung noùng khọng khờ, vỏỷt lióỷu õổa vaỡo nhaỡ: Vật liệu trớc khi đa vào phòng thờng có nhiệt độ bằng nhiệt độ không khí ngoài trời, nên cần tổn hao một phần nhiệt để nung nóng vật liệu này. ( ) = . t t G . C Q dcvv , [kcal/h]. C v : nhiệt dung riêng của vật phụ lục. G v : trọng lợng của vật đa vào phòng, [kg/h]. t đ , t c : nhiệt độ đầu và cuối của vật t N và t T . : phần nhiệt mà vật nhận đợc, phụ thuộc vào thời gian sấy nóng tra bảng. c/ Tọứn thỏỳt nhióỷt bọứ sung theo phổồng hổồùng: Hớng nhà sẽ ảnh hởng đến tổn thất nhiệt của nhà, do đó khi tính toán cần phải tờnh thóm % tổn thất đó theo hình vẽ: 3/ TấNH TOAẽN TOA NHIT: a/ Toớa nhióỷt do maùy moùc õọỹng cồ duỡng õióỷn: Q 3 = 1 . 2 . 3 . 4 .860.N , [kcal/h]. 1 : hệ số sử dụng công suất máy: 1 = 0,7-0,9. 2 : hệ số tải trọng = maxsuỏỳtcọng bỗnh trung duỷng sổớ suỏỳt cọng = 0,5 - 0,8. 3 : hệ số đồng thời hoạt động nhiều máy : 3 = 0,5-1,0. 4 : hệ số biến thiên công suất điện thành nhiệt: 4 = 0,85-1,0. N : công suất máy, [kW]. 860 : đơng lợng chuyển hóa õióỷn thành nhióỷt: 1kW=860 kcal/h. Thờng tính : 1. 2. 3. 4 = 0,25. Hỗnh 4: Tọứn thỏỳt nhióỷt theo phổồng hổồùng 10% 0% 10% 5% 10% 10% 0% 5% B Giaùo trỗnh VI KHấ HU Nguyóựn ỗnh Huỏỳn = 49 = HBKN b/ Toớa nhióỷt do quaù trỗnh õọỳt chaùy nhión lióỷu: p Q . G . Q = , [kcal/h]. : hệ số tính đến sự cháy không hoàn toàn = 0,9 97 , 0 ữ . Q p : nhiệt năng làm việc của nhiên liệu, [kcal/kg] tra bảng. G : lợng nhiên liệu đốt cháy trong 1 giờ, [kg/h]. c/ Toớa nhióỷt do quaù trỗnh laỡm nguọỹi saớn phỏứm: Vật nung giữ nguyên trạng thái : Q = C.G.(t õ - t c ) , [kcal/h]. C : nhiệt dung riêng của vật ở trạng thái đang xét, [kcal/kg o C]. G : khọỳi lổồỹng cuớa vỏỷt nung trong 1 giồỡ, [kg/h]. t õ , t c : nhióỷt õọỹ õỏửu vaỡ cuọỳi cuớa vỏỷt, nhióỷt õọỹ cuọỳi t c thổồỡng bũng nhióỷt õọỹ bón trong nhaỡ. Vật nguội thay đổi trạng thái lỏng thành rắn: ( ) ( ) [ ] cncrncõl t t C r t t C . G Q ++= , [kcal/h]. G : khọỳi lổồỹng cuớa vỏỷt nung trong 1 giồỡ, [kg/h]. C l và C r : nhiệt dung riêng của vật ở thể lỏng và thể rắn, [kcal/kg o C]. t nc : nhiệt độ nóng chảy của vật, [ o C]. t õ : nhiệt độ ban đầu của vật trớc khi bắt đầu nguội, [ o C]. t c : nhiệt độ của vật sau khi nguội, [ o C]. Có thể lấy bằng nhiệt độ không khí trong nhà. r : nhiệt nóng chảy của vật liệu, [kcal/kg]. d/ Toớa nhióỷt tổỡ ọỳng dỏựn hồi, dỏựn nổồùc noùng: ọỳi vồùi caùc ọỳng khọng baớo ọn: ( ) = . l . t t . d . Q ntn , [kcal/h]. d n : õổồỡng kờnh bón ngoaỡi cuớa ọỳng, [m]. t t : nhiệt độ bên trong ống, [ o C]; chờnh laỡ nhióỷt õọỹ cuớa hồi nổồùc, nổồùc noùng trong ọỳng. t n : nhiệt độ bên ngoài ống, [ o C]. l : chiều dài ống, [m]. : hóỷ sọỳ trao õọứi nhióỷt cuớa ọỳng tổỡ bóử mỷt ngoaỡi cuớa ọỳng õóỳn khọng khờ trong phoỡng. - nóỳu trong phoỡng coù vỏỷn tọỳc gioù nhoớ thỗ: = 8 + 0,04.t. - nóỳu gioù tổồng õọỳi lồùn: v.6t.04,08 ++= v : vỏỷn tọỳc chuyóứn õọỹng cuớa khọng khờ trong phoỡng, [m/s]. ọỳi vồùi ọỳng coù baớo ọn: Q = o nt R l ). t t ( .2 , [kcal/h] R o = R t + R ống + R bảo ôn +R n R t = D. 2 R; d. 2 n n tt = Hỗnh 5: ng dỏựn hồi nổồùc d t d n D Giaùo trỗnh VI KHấ HU Nguyóựn ỗnh Huỏỳn = 50 = HBKN R ống = t n ọỳng d d ln. .2 1 Vì R t và R ống rất bé có thể bỏ qua. Nón: R o R bảo ôn + R n . ng baớo ọn bũng nhióửu lồùp thỗ: R baớo ọn = 1n n n1 2 2n 1 1 d d ln 1 d d ln 1 d d ln 1 ++ + = o R 1n n n1 2 2n 1 1 d d ln 1 d d ln 1 d d ln 1 ++ + + D. 2 n e/ Toớa nhióỷt tổỡ caùc thióỳt bở chaỷy bũng hồi nổồùc: Q = G hn .(I 1 - I 2 ) , [kcal/h]. G hn : lợng hơi nớc máy tiêu thụ trong 1 giờ, [kg/h]. I 1 , I 2 : entanpi hơi nớc trớc và sau khi qua máy ứng với áp suất p 1 và p 2 , [kcal/kg]. f/ Toớa nhióỷt tổỡ caùc bóử mỷt loỡ nung: Nhióỷt truyóửn qua thaỡnh loỡ: Nếu biết nhiệt độ bề mặt trong và bề ngoài thành lò thì ta có thể xác định đợc lợng nhiệt truyền qua thành lò: Q = K.F.( T - N ) , [kcal/h]. T : nhiệt độ ở mỷt trong thaỡnh lò, [ o C]. N : nhiệt độ mỷt ngoài thaỡnh lò, [ o C]. F : diện tích bề mặt xung quanh lò, [m 2 ]. K : hệ số truyền nhiệt của thành lò, [kcal/m 2 .h o C]. = i i 1 K i : hóỷ sọỳ dỏựn nhióỷt cuớa lồùp kóỳt cỏỳu thổù i: t . oi += 001 , 0 0001 , 0 ữ = o : hóỷ sọỳ dỏựn nhióỷt cuớa lồùp kóỳt cỏỳu ồớ 0 o C. t : nhióỷt õọỹ trung bỗnh cuớa kóỳt cỏỳu. Trong trờng hợp chỉ biết nhiệt độ không khí bên trong lò và nhiệt độ vùng làm việc xung quanh thì: Q = K o. F.(t T - t N ) , [kcal/h]. t T : nhiệt độ khí bên trong lò, [ o C]. t N : nhiệt độ khí bên ngoài lò, [ o C]. Chính bằng nhiệt độ vùng làm việc (là nhiệt độ tính toán bên trong nhà). Ni i T 11 1 K + + = Hỗnh 6: Nhióỷt õọỹ loỡ nung t T t N T N Giaùo trỗnh VI KHấ HU Nguyóựn ỗnh Huỏỳn = 51 = HBKN T : hệ số trao đổi nhiệt bề mặt trong của lò: ( ) + + += 4 T 4 T TT qd 25,0 TTT 100 273 100 273t t C tL N : hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài của lò: ( ) + + += 4 N 4 N NN qd 25,0 NNN 100 273t 100 273 t C tL L : hệ số kích thớc đặc trng, phụ thuộc vào vị trí của thành lò: - đối với bề mặt đứng: L = 2,2. - đối với bề mặt ngang: L = 2,8. C qd : hệ số bức xạ nhiệt quy diễn: õen21 qd C 1 C 1 C 1 1 C + = C 1 , C 2 : hệ số bức xạ nhiệt của thành lò và của các bề mặt kết cấu bao che xung quanh của nhà. C đen : hệ số bức xạ của vật đen tuyệt đối = 4,96 ; C qd = 4,2. - Nhiệt truyền từ không khí trong lò lên bề mặt trong của lò: ( ) F t Q TTTT = - Nhiệt truyền từ bề mặt ngoài của lò ra không khí ngoài nhà: ( ) F t Q NNNN = Cách thức tính toán: Nhận nhiệt độ trên bề mặt trong thành lò thấp hơn nhiệt độ không khí trong lò 5 o C, tức là T = t T - 5. Giả thiết áng chừng nhiệt độ bề mặt ngoài N . Xác định hệ số N theo công thức trên. Tính lợng nhiệt toả ra từ bề mặt ngoài Q N . Kiểm tra lợng nhiệt đi qua kết cấu thành lò: Q = K . F.( T - N ). Thành lập phơng trình cân bằng nhiệt theo quy tắc: ( ) F t Q NNNN = = Q = K . F.( T - N ). Nếu điều kiện này thoả mn thì kết quả tính toán đợc chấp nhận, tức là các giả thiết nhiệt độ ở trên là đúng. Nếu không phải giải thiết lại nhiệt độ và tính toán lại lần 2. Nếu lần thứ 2 không đạt đợc điều kiện cân bằng thì dùng kết quả tính 2 lần để suy ra kết quả cần thiết theo đồ thị hình 7. Toaớ nhióỷt bổùc xaỷ qua cổớa loỡ khi mồớ: Cờng độ bức xạ đợc xác định bằng công thức: q bx = C. 4 vlv 4 T 100 T 100 T , [kcal/m 2 h]. C: là hệ số bức xạ của vật liệu, [kcal/m 2 .h. o K 4 ]. . khe khọng khờ: Nhiệt trở của khe không khí (R k ) Lớp không khí nằm ngang khi dòng nhiệt đi từ dới lên, hoặc lớp không khí thẳng đứng Lớp không khí nằm ngang khi dòng nhiệt đi từ trên. biết nhiệt độ không khí bên trong lò và nhiệt độ vùng làm vi c xung quanh thì: Q = K o. F.(t T - t N ) , [kcal/h]. t T : nhiệt độ khí bên trong lò, [ o C]. t N : nhiệt độ khí bên ngoài lò,. ) + + += 4 T 4 T TT qd 25,0 TTT 100 273 100 273 t t C tL N : hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài của lò: ( ) + + += 4 N 4 N NN qd 25,0 NNN 100 273 t 100 273 t C tL L : hệ số kích