thiết kế hệ thống thông gió cho nhà xưởng

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỞ ĐẦU Môi trường không khí là một yếu tố ảnh hưởng đến sức khoẻ và năng suất làm việc của người công nhân. Khi chất lượng môi trường không khí không đảm bảo thì hiệu quả cũng như chất lượng công việc của người công nhân không đạt yêu cầu. Vì vậy mà ngày nay các chủ doanh nghiệp, cơ sở sản xuất đã hiểu biết và quan tâm đến rất nhiều về vấn đề này do nó liên quan đến tính hiệu quả hoạt động kinh doanh của họ. Đặc biệt đối với những đơn vị sản xuất ngành cơ khí trong quá trình sản xuất phát sinh nhiều nhiệt, các loại khí độc hại, chất ô nhiễm thì đây cũng chính là vấn đề sống còn. Đơn vị sản xuất mà trong phạm vi đồ án này em đang quan tâm là một phân xưởng sản xuất ngành cơ khí tại Nghệ An. Thành phố Vinh nói riêng, tỉnh Nghệ An nói chung có điều kiện khí hậu rất khắc nghiệt, vào mùa hè gió mùa Tây Nam mang theo cái nóng như thiêu, như đốt tràn vào nước ta và trong số đó thì tỉnh Nghệ An là một trong những nơi chịu ảnh hưởng mạnh nhất. Vào mùa đông thì gió mùa Đông Bắc mang theo cái rét từ phương Bắc tràn xuống phía Nam mà Nghệ An là một trong những cửa ngõ. Do đặc tính khí hậu mang nhiều bất lợi như vậy nên khi tổ chức thông gió, xử lý khí chúng ta sẽ thấy được hiệu quả rõ rệt mà thông gió, xử lý khí có thể mang lại cho môi trường sản xuất công nghiệp nói chung và ngành sản xuất cơ khí nói riêng. Vì vậy mà em đã chọn thông gió, xử lý khí cho một cơ sở sản xuất ngành cơ khí tại Thành phố Vinh làm đề tài phục vụ đồ án tốt nghiệp của mình. Nhìn chung đây là một phân xưởng sản xuất cơ khí đặc trưng cho ngành cơ khí của chúng ta hiện nay. Phân xưởng có tổng diện tích 648 m 2 nằm trong một khuôn viên tổng thể gồm nhiều hạng mục công trình khác như khu văn phòng, khu nhà để xe, hệ thống đường nội bộ, các công trình phụ trợ khác như điện nước … Phân xưởng cơ khí với đầy đủ các phương tiện sản xuất đặc trưng từ máy mài, lò SVTH: Hoàng My Lớp: 01MT Trang 1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP nung, các bể chứa dung dịch, bể chứa hoá chất … Trong quá trình sản xuất sẽ phát sinh ra một lượng không nhỏ nhiệt, các loại khí, chất ô nhiễm và phát tán vào môi trường làm việc của người công nhân. Nếu không được tính toán thông gió cũng như xử lý khí thải phát sinh thì các chất này sẽ liên tục luẩn quẩn và vây hãm môi trường làm việc của người công nhân. Về lâu dài các chất ô nhiễm này sẽ là nguyên nhân ảnh hưởng tới sức khoẻ của người công nhân làm việc trực tiếp trong phân xưởng làm phát sinh nhiều bệnh tật, làm ảnh hưởng tới năng suất làm việc của họ. Vì vậy trong phạm vi đề tài này em đã tính toán, sử dụng nhiều phương pháp thông gió khác nhau nhằm so sánh lựa chọn một phương pháp thông gió phù hợp nhất cho nhà xưởng sản xuất mà mình đang quan tâm. Trong quá trình thực hiện, em đã cố gắng rất nhiều dựa vào những kiến thức mình đã học được nhưng cũng khó tránh khỏi những thiếu sót em rất mong nhận được sự chỉ bảo của quý thầy cô và sự góp ý của bạn bè. Cho phép em được gởi lời cảm ơn đến quý thầy cô đã tận tình dạy bảo giúp đỡ em trong quá trình học tập cũng như trong lúc thực hiện đồ án tốt nghiệp của mình. Nhờ có sự dạy bảo của quý thầy cô mà em ngày càng hiểu biết nhiều hơn cũng như có cơ sở kiến thức phục vụ cho đồ án của mình.Đặc biệt, em xin được gởi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo ThS. Nguyễn Đình Huấn là người luôn theo sát, tận tình chỉ bảo, giúp đỡ về kiến thức cũng như tinh thần cho em, để em có thể hoàn thành được đồ án nghiệp của mình. Cuối cùng em xin được gởi lời cảm ơn đến bạn bè cùng lớp những người cùng em trao đổi bổ sung kiến thức cho nhau, cũng như động viên nhau mỗi lúc gặp khó khăn. Em xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, ngày 25 tháng 5 năm 2006 Sinh viên thực hiện SVTH: Hoàng My Lớp: 01MT Trang 2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Sinh viên thực hiện Hoàng my CHƯƠNG 1 TÍNH NHIỆT THỪA SVTH: Hoàng My Lớp: 01MT Trang 3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.1. CHỌN THÔNG SỐ TÍNH TOÁN 1.1.1. Chọn thông số ngoài nhà: a. Nhiệt độ tính toán của không khí ngoài trời vào mùa hè: Tra bảng N-1 (Nhiệt độ trung bình không khí ở Vinh) thì vào tháng 7 là nhiệt độ lớn nhất. Tra bảng N-2 (Biến trình ngày của nhiệt độ không khí) thì vào lúc 14 giờ của tháng 7 là nhiệt độ lớn nhất. Từ 2 bảng tra ta có được: tt(H) N t = )H( max t = 33,7 0 C vào lúc 14 giờ của tháng 7. b. Nhiệt độ tính toán của không khí ngoài trời vào mùa đông: Tương tự như mùa hè ta tra bảng N-1, N-2 chọn được vào lúc 6 giờ sáng của tháng 1 là nhiệt độ lạnh nhất ở mùa đông. Từ 2 bảng tra ta có được: Ð)tt( N t = )Ð( max t =15,9 0 C 1.1.2. Chọn thông số tính toán trong nhà: a. Nhiệt độ tính toán bên trong nhà vào mùa hè: tt(H) T t được lấy bằng nhiệt độ tính toán ngoài nhà vào mùa hè cộng thêm (2 ÷ 3) 0 C. Nên: tt(H) T t = 33,7 + 2 = 35,7 0 C b. Nhiệt độ tính toán bên trong nhà vào mùa đông: Còn nhiệt độ tính toán trong nhà về mùa đông Ð)tt( T t được lấy từ (20 ÷ 24) 0 C. Nên ta chọn Ð)tt( T t = 22 0 C. 1.1.3. Thông số về gió: a. Mùa hè: SVTH: Hoàng My Lớp: 01MT Trang 4 N TT NGHIP Hng giú chớnh v mựa hố l giú tõy nam. Tra bng G -1 TCVN 4088 :1985, vi a im Vinh vn tc giú v mựa hố l: 2,9 (m/s). b. Mựa ụng: Hng giú chớnh v mựa ụng l giú ụng bc. Tra bng G -1 TCVN 4088 :1985, vn tc giú v mựa ụng l: 2,2 (m/s). Bng 1.1: Thụng s tớnh toỏn Mựa hố Mựa ụng tt(H) N t ( 0 C) tt(H) T t ( 0 C) V (H) (m/s) é)tt( N t ( 0 C) é)tt( T t ( 0 C) V () (m/s) 33,7 35,7 2,9 15,9 22 2,2 1.2. TN THT NHIT: Q tth * Cu to kt cu bao che: a. Tng gm cú 3 lp : Lồùp vổợa. Lồùp gaỷch chởu lổỷc. Lồùp vổợa. Hỡnh 1.1 : Kt cu ca tng. Lp 1: Va trỏt. Dy 1 = 15 mm = 0,015 m. H s dn nhit: 1 = 0,8(kcal/mh o C) Lp 2: Gch ph thụng. Dy 2 = 110 mm =0,11 m. H s dn nhit: 2 = 0,7(kcal/mh o C). SVTH: Hong My Lp: 01MT Trang 5 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Lớp 3: Vữa trát giống lớp 1. • Dày δ 3 = 15 mm = 0,015 m. • Hệ số dẫn nhiệt: λ 3 = 0,8(kcal/mh o C). b. Cửa sổ bằng kính : 4000 2800 Hình 1.2: Cửa sổ bằng kính Dày δ k = 5 mm = 0,005 m. Hệ số dẫn nhiệt: λ k = 0,65(kcal/mh o C). c. Cửa ra vào bằng gỗ: Dày δ g = 50 mm = 0,05 m. Hệ số dẫn nhiệt: λ g = 0,3(kcal/mh o C). d. Trần: Dày δ t = 50 mm =0,05 m. Hệ số dẫn nhiệt: λ t = 0,15(kcal/mh o C). e. Mái bằng tôn: Dày δ m = 0,8 mm = 0,8.10 -3 m. Hệ số dẫn nhiệt: λ m = 50(kcal/mh o C). 1.2.1. Tính hệ số truyền nhiệt K của kết cấu: Hệ số truyền nhiệt qua kết cấu được tính theo công thức: K = ni i t αλ δ α 11 1 +∑+ (kcal/h) (1.1) SVTH: Hoàng My Lớp: 01MT Trang 6 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trong đó: α t (kcal/m 2 h 0 C) : hệ số trao đổi nhiệt bên trong nhà, đối với bề mặt trong của tường nhẵn α t = 7,5 (kcal/m 2 h 0 C). α n (kcal/m 2 h 0 C) : hệ số trao đổi nhiệt bên ngoài nhà, đối với tường, cửa sổ, cửa ra vào, mái α n = 20 (kcal/m 2 h 0 C). Riêng đối với trần α n = 10 (kcal/m 2 h 0 C) δ i (m) chiều dày lớp kết cấu i. λ i (kcal/mh 0 C) hệ số dẫn nhiệt của kết cấu i. Bảng 1.2: Hệ số truyền nhiệt (K) TT Tên kết cấu Hệ số truyền nhiệt Kết quả K (kcal/h) 1 Tường K t = 20 1 8,0 015,0 7,0 11,0 8,0 015,0 5,7 1 1 ++++ 2,67 2 Cửa sổ 20 1 65,0 005,0 5,7 1 1 K k ++ = 5,23 3 Cửa ra vào 20 1 3,0 05,0 5,7 1 1 K g ++ = 2,86 4 Trần 10 1 15,0 05,0 5,7 1 1 K tr ++ = 1,76 5 Nền không cách nhiệt K I 0,4 K II 0,2 K III 0,1 K IV 0,06 6 Mái K m = 20 1 50 108,0 5,7 1 1 3 + ⋅ + − 5,45 1.2.2. Tính diện tích kết cấu bao che: SVTH: Hoàng My Lớp: 01MT Trang 7 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP a.Diện tích cửa sổ: gồm 11 cửa, mỗi cửa: (2,8mx4m) F cửa sổ = 11(2,8 . 4) = 123,2 m 2 . b.Diện tích cửa ra vào: 1 cửa (6m x 4m). F cửa ra vào = 6 . 4 = 24 m 2 . c.Diện tích tường: F tường = {(36 . 6). 2 + (18,2. 6) . 2} - F cửa sổ - F cửa ra vào = 503,2 m 2 . 6000 36000 4000 2800 Hình 1.3: Tường Nam phân xưởng số 4 4000 4000 4000 Cæía säø Cæía ra vaìo 6000 36000 2800 Hình 1.4: Tường Bắc phân xưởng số 4 18000 6000 Hình 1.5: Tường Đông và tường Tây phân xưởng số 4 d.Diện tích trần: F trần = 36 .18 = 648 m 2 . e.Diện tích mái: F mái = 9,5. 36 .2 = 684 m 2 . f.Diện tích nền: Nền có chiều rộng 18m và chiều dài 36m. SVTH: Hoàng My Lớp: 01MT Trang 8 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chia nền làm 4 dải. Ba dải ngoài (dải I, dải II, dải III) mỗi dải rộng 2m còn lại dải IV rộng 6m. Diện tích dải IV : F IV = 24.6 = 144 m 2 . Diện tích dải III : F III = (28. 10) – F IV = 280 – 144 = 136 m 2 . Diện tích dải II : F II = (32. 14) – (F III + F IV ) = 448 – (144 + 136) = 168m 2 . Diện tích dải I : F I =(36.18)– (F IV + F III + F II ) + (2.2.4) = 648 – 448 +16 = 216m 2 36000 18000 2000 2000 6000 14000 28000 32000 24000 10000 Hình 1.5: Nền phân xưởng số 4 Bảng 1.3: Diện tích kết cấu TT Tên kết cấu Diện tích kết cấu (m 2 ) 1 Tường 503,2 2 Cửa sổ 123,2 3 Cửa ra vào 24 4 Trần 648 5 Mái 684 6 Nền: Dải I Dải II Dải III Dải IV 216 168 136 144 SVTH: Hoàng My Lớp: 01MT Trang 9 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.2.3.Tổn thất nhiệt qua kết cấu: a. Tổn thất nhiệt qua kết cấu về mùa đông: Tổn thất nhiệt qua kết cấu được tính theo công thức: Q (Ð) kc = K.F.∆t tt(Đ) (kcal/h) (1.2) Trong đó: K (kcal/m 2 .h. 0 C) : hệ số truyền nhiệt qua kết cấu, tra bảng 1.2. F (m 2 ) : diện tích bề mặt kết cấu, tra bảng 1.3. ∆t tt(Đ) ( 0 C) : hiệu số nhiệt độ tính toán giữa không khí trong và ngoài nhà vào mùa đông, tính như sau: ∆t tt(Đ) = ( Ð)tt( T t - Ð)tt( N t ).ψ (1.3) Ð)tt( T t = 22 0 C, Ð)tt( N t = 15,9 0 C được tra ở bảng 1.1. ψ : hệ số hiệu chỉnh kể đến vị trí của kết cấu. Đối với kết cấu tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài thì ψ = 1. Đối với trần ψ = 0,8 Kết quả tính toán thể hiện ở bảng 1.4. Bảng 1.4: Tổn thất nhiệt qua kết cấu về mùa đông TT Tên kết cấu K (kcal/m 2 .h. 0 C) F (m 2 ) ∆t tt(Đ) ( 0 C) ( 0 C) ( 0 C) ( 0 C) Kết quả Q (Ð) kc (kcal/h) 1 Tường 2,67 503,2 6,1 6852,1 2 Cửa sổ 5,23 123,2 6,1 3286,1 3 Cửa ra vào 2,86 24 6,1 350,1 SVTH: Hoàng My Lớp: 01MT Trang 10 [...]... LỰC, HỆ THỐNG THÔNG GIÓ CƠ KHÍ SVTH: Hoàng My Lớp: 01MT Trang 32 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.1 CƠ SỞ LỰA CHỌN GIẢI PHÁP CHO HỆ THỐNG THÔNG GIÓ CƠ KHÍ: Trên cơ sở dữ liệu đã tính toán kết hợp với quy họach nhà xưởng ta đề xuất đưa ra hai phương án thông gió cơ khí So sánh hai phương án đã đưa ra để chọn ra một phương án tối ưu thực hiện thông gió cơ khí cho phân xưởng số 4 2.1.1 Tính cho phương án thông gió cơ... Sơ đồ không gian hệ thống thông gió cơ khí (phương án so sánh) l=5m 3 L=42680m/h 7 l=8m L=42680m/h 3 8 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP b Phương án so sánh: Phương án so sánh tuy phù hợp với sự bố trí không gian nhà xưởng, gian máy nhưng tổn thất áp lực do phương án đem lại là cao làm nâng giá thành chi phí cũng như vận hành hệ thống sau này Mặt khác trong quá trình tính toán thiết kế hệ thống thông gió cơ khí thì không... dụng thông gió cơ khí thì lưu lượng tính toán không khí cần thổi vào phòng là: L = 42680 (m3/h) Lưu lượng mỗi miệng thổi là: L= 1000 ÷ 2000(m3/h) Dựa vào quá trình tính toán phân xưởng số 4 ta chọn 22 miệng thổi Từ đây có được lưu lượng mỗi miệng thổi là: L = 42680 = 1940 (m3/h) 22 2.1.1.1.Vạch tuyến cho hệ thống thông gió cơ khí: a Phương án 1(phương án chọn): phương án vạch tuyến cho hệ thống thông gió. .. tốt công nhân ta cần phải khử lượng nhiệt thừa tính cho mùa hè bằng cách đưa vào phân xưởng một lượng khí sạch có vận tốc tạo thành những luồng gió Với lượng nhiệt thừa trong phân xưởng là: Q th = 106611(kcal/h), thì lượng khí sạch cần phải đưa vào phân xưởng trong 1 giờ để khử lượng nhiệt thừa được tính như sau: Chia thành hai trường hợp: a Thông gió kết hợp phun ẩm: G= Q th 106611 = = 32236 C.( t R... mái ) - (Qkc+ Qgió + Qvl)) th bx bx (kcal/h) Từ những kết quả trên ta có bảng tổng kết nhiệt như sau: Bảng 1.14: Bảng tổng kết nhiệt Mùa Tốn thất nhiệt(Qtth) Qkc Qgió Qvl Tỏa nhiệt (Qtỏa) Qng Qts Thu nhiệt(Qthu) Qđc Qln Đông15867 794,5 44,4 3120 8600 8591,4 74125,2 Hè 4398 331 17,4 - 8600 8591,4 73524 Q k bx Q mái bx Kết quả Qth (kcal/h) - - 74730,7 2520 21450 106611 1.5.2 Lưu lượng thông gió cơ khí:... khi sử dụng phương án vạch tuyến này thì dễ dàng thấy rằng chúng ta buộc phải sử dụng chạc 4, mà việc này thì gây trở ngại cho công tác thi công cũng như vận hành sau này do tổn thất áp lực tương đối lớn 2.1.1.2 Tính toán thuỷ lực cho hệ thống thông gió cơ khí: Trên cơ sở sơ đồ hệ thống đường ống dựa theo qui tắc ta đánh số thứ tự các đoạn như trên sơ đồ đã ghi rõ lưu lượng cũng như độ dài đoạn ống Căn... đơn vị tỏa ra tính cho 1m2 diện tích kết cấu bề mặt tính cho mùa đông (kcal/ m2 h) Fn : Diện tích nóc lò, Fn = л.R2 = 3,14.(1,5)2 = 7,065 (m2) b.Lượng nhiệt tỏa ra qua nóc lò tính cho mùa hè: Q H = 1,3 qbề mặt Fn = 1,3 1703,5 7,065 = 11342(kcal/h) n SVTH: Hoàng My Lớp: 01MT Trang 23 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Với qbề mặt : Lượng nhiệt đơn vị tỏa ra tính cho 1m2 diện tích kết cấu bề mặt tính cho mùa hè (kcal/... (1.33) αn: hệ số trao đổi nhiệt bên ngoài nhà, αn = 20(kcal/m2h0C) αt : hệ số trao đổi nhiệt bên trong nhà, αt = 7,5 (kcal/m2h0C) tx : nhiệt độ trong hầm mái, 0C tT : nhiệt độ trung bình của không khí trong nhà, mùa hè tT = 35,70C νm : độ tắt dần νm = e D 2 (0,83 + 3 ΣR ) D (1.34) Với ∑R: tổng nhiệt trở của lớp kết cấu ∑R = ∑ δm 0,8.10 −3 = = 1,6.10-5 λm 50 (1.35) D : chỉ số nhiệt quán tính của kết cấu... trong nhà tùy theo mùa đang tính toán t tt (0C) N : Nhiệt độ tính toán ngoài nhà tùy theo mùa đang tính toán Bảng 1.5: Lượng không khí rò vào nhà qua khe cửa tính cho mùa đông và mùa hè Mùa đông (V(Đ) = 2,2 m/s) Tên cửa ∑l(m) Cửa sổ a 170 0,65 g Kết quả (kG/mh) G(Đ)(kG/h) 696,2 6,3 Cửa ra vào 24 2 6,3 Lượng không khí rò vào nhà mùa 302,4 998,6 đông Mùa hè (V(H) = 2,9 m/s) ∑l(m) a 204 0,65 g Kết quả... 8 Lượng không khí rò vào nhà mùa hè 1060,8 a.Tổn thất nhiệt do rò gió vào mùa đông: Hướng gió chủ đạo vào mùa đông là hướng đông bắc nên tổn thất nhiệt do rò gió được tính như sau: tt( Q (Ð) = 0,65.G(Đ).C.( t T Ð) - t tt( Ð) ) = 0,65.998,6.0,24.(22 – 15,9) = 794,5 (kcal/h) gió N b.Tổn thất nhiệt do rò gió vào mùa hè: SVTH: Hoàng My Lớp: 01MT Trang 12 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hướng gió chủ đạo vào mùa hè là . (kcal/m 2 h 0 C) δ i (m) chiều dày lớp kết cấu i. λ i (kcal/mh 0 C) hệ số dẫn nhiệt của kết cấu i. Bảng 1.2: Hệ số truyền nhiệt (K) TT Tên kết cấu Hệ số truyền nhiệt Kết quả K (kcal/h) 1 Tường K t . nhà qua khe cửa tính cho mùa đông và mùa hè. a.Tổn thất nhiệt do rò gió vào mùa đông: Hướng gió chủ đạo vào mùa đông là hướng đông bắc nên tổn thất nhiệt do rò gió được tính như sau: (Ð) gió Q . dụng nhiều phương pháp thông gió khác nhau nhằm so sánh lựa chọn một phương pháp thông gió phù hợp nhất cho nhà xưởng sản xuất mà mình đang quan tâm. Trong quá trình thực hiện, em đã cố gắng