Lò công nghiệp - P1

Lò công nghiệp ( LCN ) là thiết bị nhiệt tạo ra môi trường có nhiệt độ cao để thực hiện các quá trình công nghệ nung nóng, nấu chảy, sấy... Trong sản xuất, LCN thường gặp như:lò cao, lò nung, lò luy

Chương 1: CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA LÒ CÔNG NGHIỆP1.1. PHÂN LOẠI LÒ CÔNG NGHIỆP1.1.1 KHÁI NIỆMLò công nghiệp (LCN) là thiết bị nhiệt tạo ra môi trường có nhiệt độ cao để thực hiện các quá trình công nghệ nung nóng, nấu chảy, sấy…Trong sản xuất, LCN thường gặp như: lò cao, lò nung, lò luyện thép để cán, rèn dập, lò nấu thủy tinh, lò ống quay sản xuất ximăng, lò sấy, lò điện.Trong LCN, lượng nhiệt cấp cho lò là nhiệt năng tỏa ra khi đốt cháy nhiên liệu hoặc nhiệt tảo ra từ vật liệu được gia công nhiệt hoặc điện năng biến đổi thành nhiệt năng. Sự trao đổi nhiệt, cấu trúc lò, việc sử dụng nhiên liệu với thiết bị đốt cũng như chế độ nhiệt và nhiệt độ phù hợp yêu cầu công nghệ là những nhân tố có ảnh hưởng nhiều tới:- Chất lượng sản phẩm;- Năng suất của lò cùng với các thiết bị liên quan tới lò;- Giảm tỷ lệ phế phẩm, chi phí vật liệu, suất tiêu hao nhiên liệu;- Không làm ô nhiễm môi trường.1.1.2 PHÂN LOẠI LCNNgười ta chia LCN thành 4 nhóm lò theo các đặc điểm sau:1.1.2.1. LCN theo đặc điểm nguồn nhiệt. Dựa vào các dạng năng lượng có thể biến đổi thành nhiệt năng LCN được phân làm 3 loại:a – Các lò nhiên liệu. Đây là các lò có sử dụng nhiên liệu. Nhiệt lượng sinh ra trong các lò này là do quá trình đốt cháy nhiên liệu vì thế chúng còn được gọi là lò có ngọn lửa.b – Các lò điện. Đây là các lò sử dụng điện năng. Theo nguyên lý biến đổi điện năng thành nhiệt năng, các lò điện được phân thành lò điện trở, lò điện hồ quang, lò điện cảm ứng, lò nung điện môi và lò Plazma. (Phần này sẽ được trình bày kỹ trong chương 8)c – Các lò tự phát điện. Đây là các lò không cần cung cấp năng lượng từ bên ngoài. Trong các lò này nhiệt được tỏa ra từ bản thân vật liệu được gia công nhiệt. Ví dụ như lò luyện thép LD, trong quá trình công nghệ, người ta rót vào lò gang lỏng có chứa ---- 1 ---- từ 2 đến 4% cacsbon. Khi thổi gió vào gang lỏng sẽ xảy ra các phản ứng hóa học có tỏa nhiệt giữa oxy với cacbon:[ ]2 2C O CO Q+ = +1.1.2.2 LCN theo đặc điểm công nghệ. Phụ thuộc vào tính chất quá trình gia công nhiệt vật liệu người ta phân thành 2 loại:a – Các lò nấu chảy. Trong các lò này vật liệu gia công được nấu chảy. Ví dụ như lò nấu thủy tinh, lò nấu chảy men, lò nấu chảy kim loại đen để đúc hoặc hợp kim hóa…b – Các lò nung. Trong các lò này vật liệu gia công được nung nóng nhưng không hóa lỏng. Ví dụ như lò nung thép để rèn, để cán; các lò nhiệt luyện kim loại (lò tôi, ủ, ram)1.1.2.3 LCN theo chế độ nhiệt. Theo đặc điểm quá trình trao đổi nhiệt từ nguồn nhiệt tới bề mặt vật gia công, có sự tham gia trao đổi nhiệt của tường lò, người ta phân LCN thành 3 nhóm:a – Các lò làm việc ở chế độ bức xạ nhiệt. Trong các lò này sự trao đổi nhiệt chủ yếu bằng bức xạ nhiệt, nhiệt độ lò thường ≥6000C. Các lò này lại được chia thành 3 nhóm: bức xạ phân bố đều, bức xạ trực tiếp và bức xạ gián tiếp. Thí dụ như các lò nung nhiệt luyện, lò nung trong xưởng cán và rèn.b – Các lò làm việc ở chế độ đối lưu. Trong các lò này sự trao đổi nhiệt chủ yếu bằng trao đổi nhiệt đối lưu, nhiệt độ lò nhỏ hơn 6000C. Thí dụ như các lò sấy, lò muối, lò nung gió…c – Các lò làm việc ở chế độ theo lớp. Trong các lò này vật liệu được gia công nhiệt ở dạng cục, dạng hạt hoặc bụi và được chất trong không gian làm việc của lò. Khi nóng chuyển động giữa các hạt liệu và tồn tại đồng thời cả ba dạng trao đổi nhiệt: dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ. Ở chế độ theo lớp có 3 dạng:- Lớp chặt: ở đây vật liệu nằm thành lớp, chất đầy trong không gian lò và chuyển động từ trên xuống. Khi nóng được thổi từ dưới lên, chuyển động qua khe hở giữa các hạt liệu. Ví dụ: lò cao luyện gang, lò đứng nấu gang.- Lớp sôi: ở đây các hạt liệu được xáo trộn mạnh mẽ trong trạng thái giống như sự sôi dưới tác động của dòng khí có tốc độ cao. Ví dụ: các lò nung manhêdit, oxy kẽm.---- 2 ---- - Lớp lơ lững: ở đây nghiền nhỏ và lơ lửng trong không gian lò dưới tác động thổi của dòng khí. Ví dụ: các lò nung quặng sunfua, lò nung dung dịch cô của sunfua kẽm.1.1.2.4 LCN theo đặc điểm cấu trúc. Dựa vào hình dạng, cấu trúc có các loại lò như: lò buồng, lò bể, lò ống quay, lò hầm, lò nung liên tục.1.2. CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA LCNĐể đánh giá, so sánh về cấu tạo, chế độ nhiệt, chất lượng thiết bị cần xét đến các thông số kỹ thuật và kinh tế đặc trưng nhất. Đối với LCN có các thông số sau:1.2.1. CHẾ ĐỘ NHIỆT ĐỘ CỦA LÒ1.2.1.1. Nhiệt độ lò. Đây là nhiệt độ trung bình trong không gian làm việc của lò. Nhiệt độ này mang tính quy ước, thường nhỏ hơn nhiệt độ của nguồn nhiệt và lớn hơn nhiệt độ của tường, nóc lò; ký hiệu: tk hoặc Tk ; tlò hoặc Tlò.Nhiệt độ lò phụ thuộc vào nhiệt độ cháy lý thuyết của nhiên liệu, phụ tải nhiệt, cấu trúc và cách nhiệt của lò; được xác định gần đúng theo công thức:tlò .lttη=; 0 C (1-1)ở đây: - tlt: nhiệt độ cháy lý thuyết của nhiên liệu, 0C- η: hệ số nhiệt độ, phụ thuộc vào cấu trúc và chất lượng cách nhiệt của lò; thường có giá trị từ 0,65 đến 0,85 thùy thuộc vào kiểu lò [ ]11.2.1.2. Chế độ nhiệt độ của lò. Phụ thuộc vào công nghệ gia công vật liệu, nhiệt độ của lò có thể thay đổi theo thời gian, theo không gian làm việc của lò.Sự thay đổi nhiệt độ lò theo thời gian gọi là chế độ nhiệt độ của lò: tlò = f ( )τKhi nhiệt độ không thay đổi, ta có chế độ nhiệt độ lò ổn định. Khi nhiệt độ lò thay đổi theo thời gian là chế độ nhiệt độ không ổn định.1.2.2. CHẾ ĐỘ NHIỆT CỦA LÒTrong quá trình gia công vật liệu, phụ thuộc vào công nghệ mà lượng nhiệt cung cấp cho lò có thể thay đổi ở các thời điểm khác nhau (còn gọi là phụ tải nhiệt). Sự thay đổi phụ tải nhiệt theo thời gian được gọi là chế độ nhiệt của lò. Q = f ( )τ Khi phụ tải nhiệt không thay đổi ta có chế độ nhiệt ổn định; còn khi phụ tải nhiệt thay đổi là chế độ nhiệt không ổn định .---- 3 ---- Chế độ nhiệt có quan hệ mật thiết với chế độ nhiệt độ của lò. Để đảm bảo đúng chế độ nhiệt độ theo yêu cầu công nghệ, cần tiến hành tính tóan cấp nhiệt dự trên cơ sở tính cân bằng nhiệt.1.2.3. CÔNG SUẤT NHIỆT CỦA LÒ.Công suất nhiệt của lò là phụ tải nhiệt lớn nhất mà lò có thể tiếp nhận được trong một đơn vị thời gian ; được ký hiệu bằng Q hoặc P, đơn vị đo kW.1.2.4. NĂNG SUẤT CỦA LÒ.đay là lượng vật liệu được gia công nhiệt của lò tính trong một đơn vị thời gian,ký hiệu là G ; đơn vị đo : t/h hoặc kg/h hay t/ngày hoặc kg/ngày . Năng suất lò phụ thuộc vào nhiệt độ buồng lò, nhiệt độ khói ra khỏi lò, cường độ , đặc điểm quá trình truyền nhiệt từ khí lò tới vật liệu và cấu trúc của lò.Khi so sánh các lò khác nhau còn có khái niệm năng suất riêng của lò( cường độ đáy lò ). Đây làlượng sản phẩm gia công đượic tính trên một mét vuông diện tích đáy lò trong một đơn vị thời gian ; ký hiệu là “h”; đơn vị kg/m2.h.1.2.5. CÁC HIỆU SUẤT1.2.5.1.Hiệu suất sử dụng nhiệt có ích. Đây là tỷ số giữa lượng nhiệt có ích để gia công vật liệu và tòan bộ lượng nhiệt cung cấp cho lò . ηcó ích = .100%coichcapQQ∑ (1- 2)ở đây: Qcoich bao gồm nhiệt để giacông vật liệu QVL,kJ/h; nhiệt để gia công cho xỉ khi công nghệ có tạo xỉ Qx,kJ/h; nhiệt của các phản ứng hóa học QPUHH,kJ/h.-:capQ∑bao gồm lượng nhiệt tỏa ra khi đốt cháy nhiên liệu Qc, kJ/h; lượng nhiệt vật lý của không khí đưqợc nung nóngQkk,kJ/h; lượng nhiệt vật lý của nhiên liệu được nung nóng( thường chỉ tính đối với nhiên liệu là chất khí)QNL.kJ/h.Cụ thể các lượng nhiệt này được trình bày trong chương 6.1.2.5.2. hiệu suất sử dụng nhiệt:Đây là tỷ số giữa tổng lượng nhiệt có ích và lượng nhiệt tổn thất trong khu vực lò với tòan bộ lượng nhiệt cung cấp cho lò.η q = .100%coich tonthatcapQ QQ∑+ (1-3)---- 4 ---- Ở đây : - Qtonthat là lượng nhiệt tổn thất dưới tất cả các dạng ( dân nhiệt qua từơng,bức xạ qua cửa mở,do nước làm mát…), kJ/h.1.2.5.3.Hiệu suất sử dụng nhiên liệu :Đây là tỷ số giữ lượng nhiệt có ích để gia công vật liệu Qcoich và lượng nhiệt tỏa ra khi đốt cháy nhiên liệu QC.nlη= .100%coichnlCQQη= ( 1-4)So sánh công thức (1 -2) và ( 1 -4) ta thấy : khi không nung nóng trước không khí, QKK = 0 và không nung nóng trước nhiên liệu QNL = 0 thì ηcó ích= ηnl.1.2.6. SUẤT TIÊU HAO NHIÊN LIỆUTIÊU CHUẨN Do việc sử dụng các loại nhiên liệu khác nhau hoặc tuy cùng một dạng nhưng nhiên liệu lại có nhiệt trị khác nhau nên để đánh giá và so sánh các LCN về phương diện sử dụng nhiệt người ta dùng một đặc trưng cơ bản : suất tiêu hao nhiên liệu tiểu chuẩn, ký hiệu : b. Đây chính là lượng nhiên liệu tiêu chuẩn để gia công một đơn vị khối lượng vật liệu.b .29300.rB QbG= , kg nhiên liệu tiêu chuẩn / kg vật liệu ( 1 -5 )Ở đây : - B là lượng tiêu hao nhiên liệu, kg/h hoặc m3/ h; - QT là nhiệt trị thấp của của nhiên liệu, kJ/kg hoặc kJ /m3 - 29300 là nhiệt trị của 1 kg nhiên liệu tiêu chuẩn (quy ước),kJ/kg - G là năng suất của lò, kg/hTheo [ ]1, giá trị các hgiệu suất sử dụng nhiên liẹu và giá trị suất tiêu hao nhiên liệu chuẩn của LCN hiện nay như sau:Loại lònlη, % b, kg/kgLò nung liên tụcLò buồng để cán và rènLò buồng để nhiệt luyện30 ÷ 5015 ÷ 305 ÷ 200,05 0,150,1 0,250,1 0,50---- 5 ---- Chương 2 – CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA LCNQúa trình trao đổinhiệt (QTTĐN)trong không gian làm việc của lò được chia làm 2 thành phần:- QTTĐN bên ngòai : giữa ngọn lửa , khí lò và bề mặt trong của tường, nóc lò với bề mặt vật liệu được gia công nhiệt .- QTTĐN bên trong ; Từ bề mặt ngoài vào trong tâm của vật liệu. Phụ thuộc vào công nghệ, đối với LCN có 3 chế độ làm việc : chế độ làm việc bức xạ ( CĐLVBX), chế độ làm việc đối lưu ( CĐLVĐL) và chế độ làm việc ở trạng thái lớp ( CĐLVƠTTL).2.1. CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC BỨC XẠĐối với những lò làm việc ở nhiệt độ cao (hơn 6000C) thì QTĐN bên ngòai bằng bức xạ nhiệt đóng vai trò quyết định. Cường độ trao đổi nhiệt phụ thuộc nhiều vào các yếu tố : Tính chất của ngọn lửa, số lượng và cách bố trí các mỏ đốt cũng như miệng kênh khói. Bề mặt trong các tường lò nhận nhiệt bức xạ tới vật liệu được gia công.Ở chế độ nhiệt ổn định, cho các hệ số góc bức xạ tương hỗ 1ϕ=, giải hệ các phương trình trao đổi nhiệt giữa : ngọn lửa - vật liệu - tường lò . ta có các phương trình cân bằng sau:qv = (1 )VT N VNQ QQε+ − − (2 -1)qT = (1 )TV N tNQ QQε+ − − (2 -2)Ở đây : - qV,qT là các dòng nhiệt tổng hợp của vật liệu và tường lò;- ,V TN NQ Q là các dòng nhiệt từ ngọn lửa tới vật liệu và tường lò;- QV,QT là các dòng nhiệt hiệu quả ứng với bề mặt vật liệu và tường lò.- Nε là độ đen ngọn lửa.Phụ thuộc tương quan giữa VNQ và TNQ người ta chia CĐLVBX làm 3 chế độ:a – Chế độ bức xạ phân bố đều khi: VNQ = TNQ---- 6 ---- b – Chế độ bức xạ trực tiếp khi: VNQ > TNQc – Chế độ bức xạ gián tiếp khi: VNQ < TNQ2.1.1. CHẾ ĐỘ BỨC XẠ PHÂN BỐ ĐỀU (CĐBXPBĐ)2.1.1.1. Sự truyền nhiệt. Ở CĐBXPBĐ VNQ = TNQ, trường nhiệt độ và độ đen ngọn lửa phân bố đều hoặc đối xứng về phía vật liệu và tường lò. Độ đen ngọn lửa đóng vai trò quan trọng vì nó xác định khả năng bức xạ cũng như hấp thụ của ngọn lửa. Để tăng cường trao đổi nhiệt cho bề mặt vật liệu cần phải tăng độ đen ngọn lửa, tăng nhiệt độ tường lò.2.1.1.2. Chọn nhiên liệu và phương pháp đốt. Để tạo CĐBXPBĐ cần chọn phương pháp đốt nhiên liệu tạo nhiệt độ, độ sáng của ngọn lửa (Nε) có giá trị cao và đồng đều.Cacbua hydro (CH4, CnHm) có trong nhiên liệu càng nhiều thì Nε càng cao vì trong quá trình cháy tạo ra các hạt cacbon có độ sáng cao. Cũng như nhiên liệu bụi, nhiên liệu lỏng thích hợp với CĐBXPBĐ (trừ dầu mazut có độ chứa ẩm lớn).Cần tạo ra sự cacbon hóa tự nhiên của ngọn lửa trong quá trình cháy nhiên liệu. Điều này được thực hiện bằng việc nung nóng trước khi đốt và không khí. Chú ý không tiến hành hỗn hợp trước khí đốt và không khí, vì điều này lại ngăn chặn quá trình cacbon hóa. Cho nên không sử dụng các loại mỏ đốt có hỗn hợp trước. Trong thực tế thường dùng mỏ đốt lồng ống và ống phun thấp áp. Các mỏ đốt có công suất nhỏ với số lượng nhiều được bố trí thành nhiều hàng; ở hàng dưới có số lượng mỏ đốt hoặc công suất lớn hơn hàng trên.Cần đảm bảo trường nhiệt độ đồng đều trong không gian làm việc của lò, tránh tạo ra các vùng không có khí lò luân chuyển. Các miệng kênh khói không nên đặt đối diện với mỏ đốt (có thể được khi khoảng cách giữa miệng kênh khói và mỏ đốt lớn hơn chiều dài ngọn lửa). Miệng kênh khói có thể đặt phía trên hoặc phía dưới buồng lò và thường đặt ở gần đáy lò trong trường hợp khi cửa thoa tác đặt ở dưới (để không khí lạnh lọt vào lò thoát ra dễ dàng).2.1.1.3. Lĩnh vực sử dụng. CĐBXPBĐ phù hợp khi cần nung vật dày với tốc độ cao và nung đều (nung các thỏi thép trong lò giếng).---- 7 ---- 2.1.2. CHẾ ĐỘ BỨC XẠ TRỰC TIẾP (CĐBXTT)2.1.2.1. Sự truyền nhiệt. Ở CĐBXTT VNQ > TNQ, nguồn nhiệt và trường nhiệt độ được phân bố gần về phía vật liệu hơn so với tường lò, ngọn lửa hướng sát bề mặt vật nung. Nhiệt độ và độ đen của ngọn lửa đóng vai trò lớn trong quá trình trao đổi nhiệt, cần có giá trị cao. Ngoài ra phải tăng độ đen của lớp khí giữa ngọn lửa với bề mặt vật nung. Không tạo vùng khí chuyển động tuần hoàn vì nó làm giảm tốc độ của dòng chính, tăng độ trải rộng và làm đồng đều đặc tính quang học của ngọn lửa (độ đen, nhiệt độ). Chức năng công tác nhiệt của tường lò không đóng vai trò quan trọng.2.1.2.2.Chọn nhiên liệu và phương pháp đốt. Việc chọn nhiên liệu cũng giống như ở CĐBXPBĐ. Cần phải tạo cho nhiên liệu cháy hoàn toàn hoặc cháy phần lớn ở vùng ngọn lửa phía vật nung. Ngọn lửa thường là ngọn lửa phun. Muốn duy trì ngọn lửa sát bề mặt vật cần sử dụng thiết bị đốt nhiên liệu tạo nên dòng nhiên liệu và không khí có tốc độ cao, hướng tới vật nung một góc α. Đối với nhiên liệu lỏng thường dùng mỏ phun cao áp vì chúng tạo ra ngọn lửa gọn và dài.Số lượng mỏ đốt ở lò làm việc theo CĐBXTT không nhiều nhưng có công suất lớn và được bố trí về một phía để tránh phá hỏng ngọn lửa phun. Do tính chất chuyển động thẳng của khí có lợi ở CĐBXTT nên các miệng kênh khói bố trí đối diện với mỏ đất. 2.1.2.3. Lĩnh vực sử dụng. Thường được ứng dụng trong các lò điện hồ quang, lò nấu chảy, lò nung, luyện thép. Chế độ này được sử dụng để nung các vật mỏng cũng như vật dày.Đối với các vật mỏng, cần có một khoảng cách nhật định giữa ngọn lửa với bề mặt vật liệu để vật không bị quá nhiệt. Đối với các vật dày, nên có một góc thích hợp giữa ngọn lửa với bề mặt vật và chỉ nên áp dụng đối với vật không dễ dàng bị quá nhiệt, không có yêu cầu nung đều.2.1.3. CHẾ ĐỘ BỨC XẠ GIÁN TIẾP (CĐBXGT)2.1.3.1. Sự truyền nhiệt. Ở CĐBXGT VNQ < TNQ, vùng nhiệt độ cực đại nằm sát nóc và tường lò vì vậy nóc, tường lò cần có độ đen lớn, độ bền nhiệt cao. Để cường hóa quá trình truyền nhiệt từ tường lò có thể phủ lên tường một lớp vật liệu đặc biệt tạo khả năng bức xạ cao. Có 3 dnagj bức xạ gián tiếp:---- 8 ---- - Khi ngọn lửa nằm ở gần tường, nóc lò. Nhiệt độ và độ sáng của ngọn lửa ở phía tường lò cao hơn ở phía vật nung.- Cấp nhiên liệu khí qua mỏ đốt đặt tại nóc lò, nhiên liệu cháy tạo thành lớp mỏng sát nóc lò, làm cho thể xây nóc có nhiệt độ cao nhất; hoặc sử dụng các mỏ đốt có bề mặt gốm đặt ở nóc, vòm lò, khi cường hóa thì bề mặt gốm được nung nóng tới nhiệt độ gần bằng nhiệt độ cháy của nhiên liệu.- Tường, nóc lò được thay bằng các bề mặt phản xạ có hệ số phản xạ lớn (0,95÷0,97 ).Ở CĐBXGT thì tường lò có nhiệt độ cao hơn và đóng vai trò tích cực trong quá trình trao đổi nhiệt. Ngoài ra, khi độ đen của khói lò càng nhỏ thì hiệu quả trao đổi nhiệt càng cao.2.1.3.2. Chọn nhiên liệu và phương pháp đốt. Ở chế độ này cần đáp ứng yêu cầu cơ bản là tạo ra ngọn lửa có nhiệt độ cao nhất ở gần nóc, tường lò. Nhiên liệu phải có nhiệt trị lớn, người ta thường dùng nhiên liệu khí và nhiên liệu lỏng nhóm nhẹ; không dùng nhiên liệu lỏng loại nặng và nhiên liệu khí giàu cacbua hydro. Để các dòng sản phẩm cháy không quá mạnh làm ảnh hưởng sự phân bố nhiệt yêu cầu trong buồng lò người ta thường dùng loại mỏ đốt có tốc độ thổi hỗn hợp cháy nhỏ: mỏ phun thấp áp hoặc mỏ phun có sự biến bụi cơ học.Các thiết bị đốt được bố trí ở dưới vòm nóc lò. Các miệng kênh khói cần phân bố đều ở phần dưới của không gian lò.2.1.3.3. Lĩnh vực sử dụng. CĐBXGT được sử dụng rộng rãi đối với các vật liệu không đòi hởi nhiệt độ cao, vật xếp trong không gian lò bảo đảm nhiệt bức xạ đều đến bề mặt vật. Hình 2-1 cho thấy lò nung kim loại màu làm việc ở chế độ này.Hình 2-1. Lò nung liên tục phôi kim loại màu làm việc ở CĐBXGT1. Mỏ đốt; 2. Miệng các kênh khói; 3. Phôi nung.---- 9 ---- 2.2. CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC ĐỐI LƯUĐối với các lò làm việc ở nhiệt độ không cao (nhỏ hơn 6000C), lượng nhiệt trao đổi bằng bức xạ không lớn, có thể bỏ qua thì có thể coi lào làm việc ở chế độ làm việc đối lưu (CĐLVĐL). Khi đó sự trao đổi nhiệt đối lưu đóng vai trò chủ yếu.Phương trình cơ bản để tính lượng nhiệt trao đổi bằng đối lưu là công thức Newton:Q = dl. .vt Fα∆, W (2-3)Ở đây:- Q: lượng nhiệt trao đổi bằng đối lưu ;- dlα: hệ số trao đổi nhiệt đối lưu, W/m2.0C ; - t∆ = tk – tv: hiệu nhiệt độ giữa khí lò và vật liệu, 0C ; - Fv: diện tích bề mặt trao đổi nhiệt của vật liệu, m2Hệ số trao đổi nhiệt đối lưu (dlα) phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố: tính chất chuyển động của dòng khí (tự nhiên hay cưỡng bức); tốc độ với các đại lượng vật lý của dòng chảy; hình dạng, kích thước, tính chất bề mặt của vật liệu và được xác định bằng phương trình tiêu chuẩn có dạng:Nu = ARenGrmPrk(2-4)Phương pháp xác định dlα được trình bày cụ thể trong [ ]1, [ ]2; ở đây không đề cập đến.Ở CĐLVĐL các dòng chất mang nhiệt thể lỏng có dlα lớn hơn so với thể khí. Với chất mang nhiệt thể khí thường sử dụng là sản phẩm cháy, không khí và các vùng công nghệ, vùng sinh nhiệt được ngăn cách, nhiên liệu cháy ngoài buồng lò. Chất mang nhiệt thể lỏng thường là nước, dầu hoặc các muối nóng chảy.2.2.1. TRAO ĐỔI NHIỆT ĐỐI LƯU TRONG CHẤT LỎNG2.2.1.1. Khái niệm. Trong các nhà máy cơ khí, luyện kim việc nung nóng hoặc làm nguội các chi tiết kim loại thường được tiến hành trong chất lỏng, với các ưu điểm: tốc độ nung lớn, ddeeufd và tránh được oxy hóa. Quy luật trao đổi nhiệt đối lưu trong chất lỏng cúng giống như trong chất khí. Các chất mang nhiệt thể lỏng được chia thành 2 nhóm:---- 10 ---- [...]... ống hòa trộn phải lớn hơn 7 Sau đó hốn hợp qua ống (4), dầu mỏ đốt chuyển động vào lò Mỏ đốt này có cấu tạo đơn giản, lắp đặt thuận tiện Để tránh sự cháy lan cào trong mỏ đốt, yêu cầu áp suất tối thiểu của khí như sau: Với: - Khí hóa than - pmin 981, N/m2; - Khí hỗn hợp lò cốc + lò cao - 1960 - - Khí lò cao - 490 - - Lò thứ hai là mỏ đốt tự hút hai ống dẫn (ống dẫn khí đốt và ống dẫn không khí) loại... vào công suất nhiệt, kiểu lò và quy định công nghệ Yêu cầu lắp đặt buồng đốt phải đảm bảo thuận lợi cấp nhiệt cho lò, thao tác công nghệ, thao tác vận hành của công nhân và hợp lý bố trí mặt bằng phân xưởng 3.1.3.2 Tính các kích thước của buồng đốt a.Ghi lò có thể xác định diện tích bề mặt ghi lò theo hai công suất sau: F= B , m2 ; hoặc R F= t 0, 28.B.Qd , r ( 3-1 ) m2 Trong các công thức trên thì: B -. .. định theo công thức: S ht = H S f π d 2 6 Hf = , m2/m2.s 0,523d 3τ S dτ ( 2-1 6) Với H - chiều cao lớp vật liệu.m S - tiết diện mang của lò, m2; f - độ rỗng của lớp vật liệu; d - đường kính của hạt vật liệu ,m ; τ - thời gian vật liệu ở trong lớp sôi, s Tốc độ cần thiết để hình thành lớp sôi phụ thuộc chủ yếu vào kích thước, khối lượng của hạt vật liệu Đây là tốc độ dòng khi qua mặt cắt ngang của lò (coi... định -Trong lò tồn tại đồng thời cả ba dạng dẩn nhiệt, đối lưu và bức xạ nhiệt 2.3.1 CHẾ ĐỘ LỚP CHẶT Khi nghiên cứu về trao đổi nhiệt trong lớp chặt ngươi ta có khái niệm hệ số trao đổi nhiệt thể tích α v - lượng nhiệt trao đổi ứng với một đơn vị thể tích lò có chứa vật liệu -, W/m3.độ: αr = α F α F0 = , V 1 W/m3.độ ( 2-1 3) Ở đây: α - hệ số trao đổi nhiệt bề mặt, W/m2.độ - V là thể tích không gian lò. .. Ở đây: - R: bán kính của vật liệu, m ; - λ : hệ số dẫn nhiệt của vật liệu, W/m.độ Đối với vật liệu mỏng ta có: 0,7 2 AT 0,3 ω0 αv = 101,68 f −3,56 f dm , W/m3.độ ( 2-1 4) , W/m3.độ ( 2-1 5) Đối với vật liệu dày ta có: αv = 0,9 2 BT 0,3 ω0 101,68 f −3,56 f 0,75 d Trong các công thức trên: T - nhiệt độ tuyệt đối của vật liệu, 0K; ω0 - tốc độ khí ở điều kiện tiêu chuẩn khi lò hoàn toàn rỗng, m/s ; d - đường... không khí khi vào thiết bị như sau: - Khí lò cao . các lò nung manhêdit, oxy kẽm .-- -- 2 -- -- - Lớp lơ lững: ở đây nghiền nhỏ và lơ lửng trong không gian lò dưới tác động thổi của dòng khí. Ví dụ: các lò. nhiệt tổn thất trong khu vực lò với tòan bộ lượng nhiệt cung cấp cho lò. η q = .100%coich tonthatcapQ QQ∑+ ( 1-3 )-- -- 4 -- -- Ở đây : - Qtonthat là lượng nhiệt