VII. Thông gió công nghiệp
3.Xác định lưu lượng trao đổi không khí trong hệ thống thông gió chung.
Lưu lượng trao đổi không khí: là thể tích hay trọng lượng không khí thổi vào hoặc hút
ra khỏi phòng trong một giờ. Lưu lượng trao đổi không khí còn gọi là lưu lượng thông gió. Lấy lưu lượng thông gió tính theo thể tích chia cho thể tích phòng được trị số m và được gọi là bội số trao đổi không khí hay bội số thông gió.
Tuỳ theo nhiệm vụ của thông gió là khử nhiệt hay khử khí hơi có hại và bụi mà cách xác định lưu lượng thông gió sẽ khác nhau.
a.Xác định lưu lượng thông gió khử nhiệt.
Lượng nhiệt toả ra từ các nguồn nhiệt trong nhà có thể lớn hơn lượng nhiệt mất đi do truyền nhiệt qua kết cấu bao che của nhà, sinh ra lượng nhiệt thừa và làm cho nhiệt độ trong nhà tăng cao.
Qth = ∑Qt - ∑Qm (Kcal /giờ) Trong đó:
t
Q
∑ - tổng lượng nhiệt toả ra trong nhà.
m
Q
∑ - lượng nhiệt mất mát qua kết cấu bao che. Qth - nhiệt thừa.
Để khử nhiệt thừa cần thổi không khí vào nhà có nhiệt độ thấp hơn để khi thổi qua nó sẽ khử nhiệt thừa trong nhà và tăng dần nhiệt độ rồi thoát ra ngoài.
Xác định lượng nhiệt mất mát qua các kết câu: Q
m
Q
∑ = ∑K .F (tT - tN) (kcal/giờ) m Trong đó:
tT, tN - nhiệt độ không khí trong nhà và ngoài trời (0C.) F - diện tích kết cấu bao che (m2)
K = 1 1 i 1 N i T δ α +∑λ α+ Trong đó:
αN, αT - hệ số trao đổi nhiệt trên bề mặt bên ngoài và bên trong của kết cấu bao che. δi - chiều dày từng lớp vật liệu riêng biệt trong kết cấu (m)
λi - hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu (kcal/ m.giờ. 0C ) Xác định lượng nhiệt toả ra: Qt
Lượng nhiệt do người: gồm nhiệt ẩn và nhiệt hiện.
Nhiệt hiện: lượng nhiệt toả ra bằng đối lưu, bức xạ và do nguội dần của hơi thở cũng như hơi nước bốc hơi từ bề mặt da đến nhiệt độ không khí xung quanh.
Nhiệt ẩn là lượng nhiệt hoá hơi chứa trong hơi nước từ cơ thể toả ra.
Chính lượng nhiệt này là phần nhiệt có tác dụng làm tăng nhiệt độ không khí xung quanh .
Lượng nhiệt do các máy chạy bằng động cơ điện. Q = 860.à1 . à2 . à3.à4.N (kcal/giờ )
Trong đó:
860 - đương lượng nhiệt của điện năng kcal/ kW.giờ
N - công suất đặt máy tổng cộng của các động cơ điện kW.
à1 - Hệ số sử dụng công suất đặt máy của đông cơ điện: à1= 0,9 ữ 0,7
à2 - Hệ số phụ tải: à2 = 0,8 ữ 0,5 .
à3 - Hệ số hoạt động đồng thời của các động cơ: à3 = 1 ữ 0,5.
à4 - Hệ số chuyển biến thành nhiệt toả ra trong phòng.
Lượng nhiệt toả ra từ bề mặt nung nóng: tường lò nung; thành bể chứa... Q = K . F (t0 - tk ) = αN .F ( tbm - tk ) (kcal/ giờ)
Trong đó:
t0- nhiệt độ của không khí bên trong thiết bị 0C. tbm - nhiệt độ bề mặt ngoài của thiết bị 0C. tk- nhiệt độ không khí xung quanh.
F - diện tích bề mặt toả nhiệt (mặt phẳng) của thiết bị m2
αN - hệ số trao đổi nhiệt bề mặt của thành thiết bị (kcal/ m2. giờ.0C ) K- hệ số truyền nhiệt.
Ngoài ra lượng nhiệt từ lò nung còn có thể xác định qua biểu đồ. Lượng nhiệt toả ra từ các sản phẩm, vật liệu nóng.
Trong các phân xưởng ra công nóng kim loại, các sản phẩm và vật liệu nóng được để nguội dần trong phân xưởng cũng là nguồn toả nhiệt đáng kể. Lượng nhiệt toả ra từ những nguồn đó cũng được xác định theo công thức:
Q = C . G (t0 - tk ) (kcal/ giờ) Trong đó:
t0- nhiệt độ ban đầu 0C. tk- nhiệt độ cuối.
h m y y G L v cp / , . 10 3 3 − =
G – trọng lượng của vật liệu
2. Trường hợp nếu trong quá trình nguội dần, vật liệu biến đổi trạng thái từ thể lỏng sang thể rắn thì lượng nhiệt toả ra được xá định theo công thức sau:
Q=[Cl(t0-tnc)+qnc+Cr(tnc-tk
Trong đó, ngoài các ký hiệu đã biết còn có: )] G (kcal/giờ)
Cl, Cr - tỷ nhiệt của vật liệu tương ứng với thể lỏng và thể rắn của nó (kcal/kg0
tnc- nhiệt độ nóng chảy của vật liệu 0c) q
c
nc
Sau khi xác định được lượng nhiệt thừa trong nhà Q - nhiệt nóng chảy của vật liệu (kcal/kg). th
Trong đó:
C- tỷ nhiệt của không khí có thể lấy C=0,24 kcal/kg
, lưu lượng thông gió chung L được tính:
0c tR- nhiệt độ không khí ra khỏi nhà 0c.
tv- nhiệt độ không khí thổi vào nhà 0c. Khi không khí thổi vào được lấy trực tiếp từ bên ngoài không qua khâu gia công nhiệt làm nóng hay làm lạnh gì cả thì tv là nhiệt độ không khí ngoài trời (tn).
γ- trọng lượng đơn vị của không khí. Kg/m3
Từ công thức trên ta nhận thấy nếu nhiệt độ không khí thổi vào tv càng thấp thì lưu lượng thông gió sẽ càng nhỏ, hệ thống gió sẽ càng được gọn nhẹ và kinh tế. Tuy nhiên nhiệt độ khong khí thổi vào tv không được thấp quá so với nhiệt độ không khí trong nhà. Thông thường cho phép lấy nhiệt độ không khí thổi vào thấp hơn nhiệt độ trong nhà từ 3ữ80C. Nếu nhiệt độ tv thấp hơn nữa thì không khí thổi vào sẽ gây ra cảm giác khó chịu, có khi gây cảm lạnh nếu các miệng thổi gió bố trí ngay ở vùng làm việc của công nhân. trong trường hợp này, để khắc phục tác hại vừa nói trên, ta có thể bố trí các miệng thổi hoặc cửa gió ở trên cao với tính toán sao cho luồng gió mát chìm dần xuống đến vùng làm việc thì nhiệt độ của nó cũng đã tăng dần lên xấp xỉ với nhiệt độ không khí trong nhà.
b. Xác định lưu lượng thông gió khử khí độc và bụi. Lưu lượng được tính:
Trong đó:
G – lượng độc bụi (hơi, khí hoặcbụi) toả ra trong phòng kg/h
ycp, yv –nồng độ cho phép của loại độc hại cần khử và nồng độ của chất độc hại đó trong không khí thổi vào, g/m3
)/ / ( ) ( . 3 h m t t C Q L v R th − = γ hoặc mg/h.
3 ( 2 1) ( 2 ).10 v y y L y yv z