Đề tài Tính toán thiết kế hệ thống thông gió, xử lý khí thải Phân xưởng Đúc – Công ty Mai Động

9 0,5 1 0,1 2,3 860 1780,2 13 Tang quay 311 2 0,9 0,5 1 0,1 8 860 619,2 14 Cầu trục Q = 3T, Lk = 9500 2 0,9 0,7 0,8 0,1 10 860 866,88 15 Cầu trục Q = 5T, Lk = 11 [C0] 4 0,9 0,7 0,8 0,1 15 860 2600,64 95675,43 2.2.3.4.Nhiệt toả do quá trình nguội dần của sản phẩm : Đối với sản phẩm để nguội mà trạng thái vật lí ban đầu của nó bị thay đổi từ lỏng sang rắn và được xác định bằng công thức sau : (W) trong đó: Gsp : lượng sản phẩm cần để nguội trong 1h (kg/h) B : hệ số kể đến cường độ toả nmhiệt theo thời gian, B phụ thuộc vào trọng lượng và hình dạng sản phẩm. Lấy B = 0,4 cl : tỉ nhiệt của sản phẩm ở trạng thái lỏng (kcal/kg.0C) cr : tỉ nhiệt của sản phẩm ở trạng thái rắn (kcal/kg.0C) td, tc : nhiệt độ đầu và cuối của sản phẩm (0C) tnc : nhiệt độ nóng chảy của sản phẩm (0C) i : nhiệt hàm nóng chảy của sản phẩm (kJ/kg.0C) cr được xác định bởi công thức : cr = a + b.(273 + t) (kJ/kg.0C) trong đó : a, b : tỉ nhiệt ở nhiệt độ 00C (kJ/kg.0C) t : nhiệt độ trung bình giữa nhiệt độ của lò và nhiệt độ xung quanh (0C) Bảng 2.7 : Lượng nhiệt toả do quá trình nguội dần của sản phẩm của sản phẩm về mùa hè TT Tên vật liệu t (0C) a b cr (kJ/kg.0C) tđ (0C) tnc (0C) tc (0C) i (kJ/kg) cl (kJ/kg.0C) 0,278 Gsp (kg/h) B (W) (kcal/h) 1 Gang 631 0,53 0,000197 0,7081 1340 1335 35 98,4 1,05 0,278 800 0,4 91111,05 78544,01 2 Thép 631 0,46 0,000193 0,6344 1500 1495 35 9673 1,17 0,278 300 0,4 34306,55 29574,61 3 Đồng 559,5 5,41 0,0015 6,6587 1100 1083 35 180 7,44 0,278 100 0,4 81006,86 69833,5 4 Nhôm 346,5 4,8 0,003 6,6585 1100 600 35 399,4 7,6 0,278 100 0,4 87903,15 75778,58 Tổng 253730,7 Bảng 2.8 : Lượng nhiệt toả do quá trình nguội dần của sản phẩm của sản phẩm về mùa đông TT Tên vật liệu t (0C) a b cr (kJ/kg.0C) tđ (0C) tnc (0C) tc (0C) i (kJ/kg) cl (kJ/ kg.0C) 0,278 Gsp kg/h B (W) (kcal/h) 1 Gang 631 0,53 0,000197 0,7081 1340 1335 21 98,4 1,05 0,278 800 0,4 91992,64 79304 2 Thép 631 0,46 0,000193 0,6344 1500 1495 21 9673 1,17 0,278 300 0,4 34602,66 29829,88 3 Đồng 559,5 5,41 0,0015 6,6587 1100 1083 21 180 7,44 0,278 100 0,4 82043,57 70727,21 4 Nhôm 346,5 4,8 0,003 6,6585 1100 600 21 399,4 7,6 0,278 100 0,4 88939,76 76672,21 Tổng 256533,3 2.2.3.5.Nhiệt toả từ lò buồng A)Nhiệt toả từ lò buồng về mùa hè Đối với lò có cửa lò bên thành : a)Lượng nhiệt toả từ thành và nóc lò : (W) trong đó: F : diện tích bề mặt thành, nóc lò (m2) tN : nhiệt độ bề mặt ngoài của thành, nóc lò (0C), tN = 50 (0C) txq : nhiệt độ không khí xung quanh (0C), txq = tvlv = 35 (0C) aN : hệ số trao đổi nhiệt giữa mặt ngoài của vách lò với không khí xung quanh (W/m2.0C) a : hệ số kích thước đặc trưng vào vị trí thành lò + đối với vách ngang thì khi dòng nhiệt hướng lên trên a = 3,26 (W/m2.0C) ị ađl = 6,42 (W/m2.0C) + đối với vách đứng thì a = 2,56 (W/m2 0C) ị ađl = 5,04 (W/m2.0C) (W/m2.0C) C : hệ số bức xạ qui diễn của vật trong phòng C = 4,9 (W/m2.0C4) (W/m2.0C) Suy ra : aN của thành lò (W/m2.0C) aN của nóc lò : (W/m2.0C) Bảng 2.9: Lượng nhiệt toả ra từ thành lò TT Tên lò aN (W/m2.0C) F (m2) tN (0C) txq (0C) (W) 1 Lò sấy khuôn 11,2 48,51 50 35 8149,68 2 Lò sấy thao 11,2 23,51 50 35 3949,68 3 Lò ủ vật đúc 11,2 35,51 50 35 5965,68 Bảng 2.10 : Lượng nhiệt toả ra từ nóc lò TT Tên lò aN (W/m2.0C) F (m2) tN (0C) txq (0C) (W) 1 Lò sấy khuôn 12,58 12,25 50 35 2311,58 2 Lò sấy thao 12,58 4 50 35 754,8 3 Lò ủ vật đúc 12,58 9 50 35 1698,3 Bảng 2.11: Lượng nhiệt toả ra từ thành và nóc lò TT Tên lò (W) (W) Qv (W) 1 Lò sấy khuôn 86016 1698,3 10461,26 2 Lò sấy thao 3654 754,8 4704,48 3 Lò ủ vật đúc 9912 3019,2 7663,98 b) Nhiệt truyền qua đáy lò Nhiệt truyền qua đáy lò xác định qua công thức : (W) trong đó: m : hệ số kể đến nhiệt đi vào phòng, nhận m = 0,5 Fđ : diện tích đáy lò (m2) D : đường kính đáy lò tương đương theo diện tích (m2) (m2) l : hệ số dẫn nhiệt của vật liệu đáy lò (W/m.0C) Đáy lò gồm gạch đỏ và gạch samốt l = 0,837+0,58.10-3.t (W/m.0C) t : nhiệt độ của vật liệu (0C) t = 265 (0C) ị l = 0,837+0,58.10-3.265 = 1 (W/m.0C) f : hệ số phụ thuộc vào hình dáng của đáy lò f = 4,1 đối với đáy tròn f = 4,6 đối với đáy vuông f = 3,9 đối với đáy hình chữ nhật tT : nhiệt độ mặt trong của đáy lò (0C) txq : nhiệt độ môi trường xung quanh (0C) txq = tvlv = 35 (0C) Bảng 2.12 : Lượng nhiệt truyền qua đáy lò TT Tên lò f m Fđ (m) D (m2) l tT (0C) txq (0C) Qđ (W) 1 Lò sấy khuôn 4,6 0,5 12,25 3,96 1 400 35 2739,24 2 Lò sấy thao 4,6 0,5 4 2,26 1 200 35 671,68 3 Lò ủ vật đúc 4,6 0,5 9 3,39 1 400 35 2228,76 c) Lượng nhiệt toả từ cửa lò Lượng nhiệt toả từ cửa lò xác định theo công thức : (W) trong đó: : lượng nhiệt toả từ cửa lò khi đóng (W) : lượng nhiệt toả từ cửa lò khi mở (W) Nhiệt toả từ cửa lò khi đóng : (W) z : thời gian đóng cửa trong 1h (phút), z = 40 (phút) Bảng 2.13 : Lượng nhiệt toả từ cửa lò khi đóng TT Tên lò 0,5 QV (W) z/60 (W) 1 Lò sấy khuôn 0,5 10461,26 0,67 3504,52 2 Lò sấy thao 0,5 4704,48 0,67 1576,0 3 Lò ủ vật đúc 0,5 7663,98 0,67 2567,43 Nhiệt toả từ cửa lò khi mở : (W) trong đó: : nhiệt toả từ bản thân cánh cửa khi mở (W) : nhiệt bức xạ từ cửa lò mở trống (W) z' : thời gian mở cửa trong 1h (phút) z' = 60 - z = 60 - 40 = 20 (phút) Nhiệt toả của bản thân cánh cửa khi mở có thể nhận gần đúng bằng 0,5 nhiệt toả của cánh cửa khi đóng . (W) Bảng 2.14: Lượng nhiệt toả từ bản thân cánh cửa khi mở TT Tên lò 0,5 (W) (W) 1 Lò sấy khuôn 0,5 3504,52 1752,26 2 Lò sấy thao 0,5 1576,0 788 3 Lò ủ vật đúc 0,5 2567,43 1283,72 Nhiệt bức xạ từ cửa lò khi mở trống xác định theo công thức : (W) trong đó: Ctđ : hệ số bức xạ của vật đen tuyệt đối (W/m2.0C4) Ctđ = 5,76 (W/m2.0C4) j : hệ số nhiễu xạ, xác định theo đồ thị 2.3 - trang 44 - Thông gió công nghiệp - Hoàng Thị Hiền j = 0,5 Fc : diện tích cửa lò, m2 Bảng 2.15 : Lượng nhiệt bức xạ từ cửa lò mở trống TT Tên lò Ctđ (W/m2.0C4) tl (0C) j Fc (m2) (W) 1 Lò sấy khuôn 5,76 400 0,5 0,49 18,99 2 Lò sấy thao 5,76 200 0,5 0,49 13,35 3 Lò ủ vật đúc 5,76 400 0,5 0,49 18,99 Bảng 2.16 : Lượng nhiệt toả từ cửa lò khi mở TT Tên lò (W) (W) (W) 1 Lò sấy khuôn 1752,26 18,99 3651,26 2 Lò sấy thao 788 13,35 801,35 3 Lò ủ vật đúc 1283,72 18,99 1302,71 Bảng 2.17: Lượng nhiệt toả ra từ cửa lò TT Tên lò (W) (W) Qc (W) 1 Lò sấy khuôn 3504,52 3651,26 7155,78 2 Lò sấy thao 1576,0 801,35 2377,35 3 Lò ủ vật đúc 2567,43 1302,71 3869,78 Vậy lượng nhiệt toả do các lò sẽ bằng : (W) Bảng 2.18 : Tổng lượng nhiệt toả do lò vào mùa hè TT Tên lò Qv (W) Qđ W) Qc (W) (W) (kcal/h) 1 Lò sấy khuôn 10461,26 2739,24 7155,78 20356,28 17548,52 2 Lò sấy thao 4704,48 671,68 2377,35 7753,51 6684,06 3 Lò ủ vật đúc 7663,98 2228,76 3869,78 13762,52 11864,24 Tổng 36096,82 Đối với các lò có nguồn toả nhiệt bên trên thì lượng nhiệt toả của lò được tính bằng công thức : (kcal/h) trong đó: Qp : nhiệt năng làm việc của nhiên liệu (kcal/kg) Đối với than Q = 700 (kcal/kg nhiên liệu) G : lượng nhiên liệu tiêu thụ (kg/h) j : hệ số tính đến sự cháy không hoàn toàn và nhận bằng 0,9 - 0,97 Bảng 2.19 : Lượng nhiệt toả từ lò có nguồn toả nhiệt bên trên TT Tên lò j G (kg/h) Qp (kcal/kg) QT (kcal/h) 1 Lò gang 0,95 10 700 6650´2 = 13300 2 Lò điện 0,95 10 700 6650 3 Lò nấu hàn the 0,95 10 700 6650 4 Lò nấu đồng 0,95 10 700 6650 5 Lò nấu nhôm 0,95 10 700 6650 Tổng 39900 Như vậy, tổng lượng nhiệt toả từ lò về mùa hè trong phân xướng sẽ bằng: (kcal/h) SQTỏa = 13300 + 17548,52 + 6684,06 + 6650 + 11864,24 + 6650 + 6650 + 6650 = 75996,82 (kcal/h) B/ Nhiệt lượng toả từ lò buồng về mùa đông Đối với lò có cửa lò bên thành : a) Lượng nhiệt toả từ thành và nóc lò : (W) trong đó: F : diện tích bề mặt thành và nóc lò (m2) tN : nhiệt độ bề mặt ngoài của thành, nóc lò (0C) tN = 50 (0C) txq : nhiệt độ không khí xung quanh (0C) txq = tvlv = 21 (0C) aN : hệ số trao đổi nhiệt giữa mặt ngoài của vách lò với không khí xung quanh (W/m2.0C) a : hệ số kích thước đặc trưng vào vị trí thành lò + đối với vách ngang thì khi dòng nhiệt hướng lên trên a = 3,26 (W/m2.0C5/4) ị ađl = 3,26.(50 - 21)0,25 = 7,54 (W/m2.0C) + đối với vách đứng thì a = 2,56 (W/m2. 0C5/4) ị ađl = 2,56.(50 - 21)0,25 = 5,94 (W/m2.0C) (W/m2.0C) C : hệ số bức xạ qui diễn của vật trong phòng C = 4,9 (W/m2.0C) (W/m2.0C) Như vậy : aN của thành lò : (W/m2.0C) aN của nóc lò : (W/m2.0C) Đối với những lò có nguồn toả nhiệt ở bên trên thì ta có công thức tính Qbx do nguồn thải phát ra ở trên như sau : (W) trong đó: Ctđ : hệ số bức xạ của vật đen tuyệt đối (W/m2.0C) Fn : diện tích tiết diện ngang của nguồn thải (m2) tl : nhiệt độ của lò (0C) Bảng 2.20 : Lượng nhiệt toả ra từ thành lò TT Tên lò aN (W/m2.0C) F (m2) tN (0C) txq (0C) (W) 1 Lò sấy khuôn 11,71 48,51 50 21 16473,51 2 Lò sấy thao 11,71 23,51 50 21 7983,76 3 Lò ủ vật đúc 11,71 35,51 50 21 12058,84 Bảng 2.21 : Lượng nhiệt toả ra từ nóc lò TT Tên lò aN (W/m2.0C) F (m2) tN (0C) txq (0C) (W) 1 Lò sấy khuôn 13,34 12,25 50 21 4739,04 2 Lò sấy thao 13,34 4 50 21 1547,44 3 Lò ủ vật đúc 13,34 9 50 21 3481,74 Bảng 2.22 : Lượng nhiệt toả ra từ nóc và thành lò TT Tên lò (W) (W) Qv (W) 1 Lò sấy khuôn 16473,51 4739,04 21212,55 2 Lò sấy thao 7983,76 1547,44 9531,2 3 Lò ủ vật đúc 12058,84 3481,74 15540,58 b) Nhiệt truyền qua đáy lò : Nhiệt truyền qua đáy lò xác định theo công thức : (W) trong đó: m : hệ số kể đến nhiệt đi vào phòng, nhận m = 0,5 Fđ : diện tích đáy lò (m2) D : đường kính đáy lò tương đương theo diện tích (m2) (m2) l : hệ số dẫn nhiệt của vật liệu đáy lò (W/m.0C) Đáy lò gồm gạch đỏ và gạch samốt l = 0,837+0,58.10-3.t (W/m.0C) t : nhiệt độ của vật liệu (0C) t = 265 (0C) ị l = 0,837+0,58.10-3.265 = 1 (W/m.0C) f : hệ số phụ thuộc vào hình dáng của đáy lò f = 4,1 - đối với đáy tròn f = 4,6 - đối với đáy vuông f = 3,9 - đối với đáy hình chữ nhật tT : nhiệt độ mặt trong của đáy lò (0C) txq : nhiệt độ môi trường xung quanh (0C), txq = tvlv = 21 (0C) Bảng 2.23: Lượng nhiệt truyền qua đáy lò TT Tên lò m f Fđ (m) D (m2) l tT (0C) txq (0C) Qđ (W) 1 Lò sấy khuôn 0,5 4,6 12,25 3,96 1 400 21 2696,55 2 Lò sấy thao 0,5 4,6 4 2,26 1 200 21 728,64 3 Lò ủ vật đúc 0,5 4,6 9 3,39 1 400 21 2314,25 c) Lượng nhiệt toả từ cửa lò Tính toán tương tự như mùa hè ta có : (W) trong đó: : lượng nhiệt toả từ cửa lò khi đóng (W) : lượng nhiệt toả từ cửa lò khi mở (W) Nhiệt toả từ cửa lò khi đóng : (W) z : thời gian đóng cửa trong 1h (phút), lấy z = 40 (phút) Bảng 2.24 : Lượng nhiệt toả từ cửa lò khi đóng TT Tên lò 0,5 QV (W) z/60 (W) 1 Lò sấy khuôn 0,5 21212,55 0,67 7106,2 2 Lò sấy thao 0,5 9531,2 0,67 3192,95 3 Lò ủ vật đúc 0,5 15540,58 0,67 5206,09 Nhiệt toả từ cửa lò khi mở : (W) trong đó: : nhiệt toả từ bản thân cánh cửa khi mở (W) : nhiệt bức xạ từ cửa lò mở trống (W) z' : thời gian mở cửa trong 1h (phút) z' = 60 - z = 60 - 40 = 20 (phút) Nhiệt toả của bản thân cánh cửa khi mở có thể nhận gần đúng bằng 0,5 nhiệt toả của cánh cửa khi đóng . (W) Bảng 2.25 : Lượng nhiệt toả từ bản thân cánh cửa khi mở TT Tên lò 0,5 (W) (W) 1 Lò sấy khuôn 0,5 7106,2 3553,1 2 Lò sấy thao 0,5 3192,95 1596,4 3 Lò ủ vật đúc 0,5 5206,09 2603,05 Nhiệt bức xạ từ cửa lò khi mở trống xác định theo công thức : (W) trong đó: Ctđ : hệ số bức xạ của vật đen tuyệt đối (W/m2.0C4) Ctđ = 5,76 (W/m2.0C4) j : hệ số nhiễu xạ, xác định theo đồ thị 2.3 - trang 44 - Thông gió công nghiệp - Hoàng Thị Hiền , tra được j = 0,5 Fc : diện tích cửa lò, m2 Bảng 2.26: Lượng nhiệt bức xạ từ cửa lò mở trống TT Tên lò Ctđ (W/m2.0C4) tl (0C) j Fc (m2) (W) 1 Lò sấy khuôn 5,76 400 0,5 0,49 18,99 2 Lò sấy thao 5,76 200 0,5 0,49 13,35 3 Lò ủ vật đúc 5,76 400 0,5 0,49 18,99 Bảng 2.27 : Lượng nhiệt toả từ cửa lò khi mở TT Tên lò (W) (W) (W) 1 Lò sấy khuôn 3553,1 18,99 1190,7 2 Lò sấy thao 1596,4 13,35 536,58 3 Lò ủ vật đúc 2603,05 18,99 874,01 Bảng 2.28 : Lượng nhiệt toả ra từ cửa lò TT Tên lò (W) (W) Qc (W) 1 Lò sấy khuôn 7106,2 1190,7 8296,9 2 Lò sấy thao 3192,95 536,58 3729,53 3 Lò ủ vật đúc 5206,09 874,01 6080,1 Vậy lượng nhiệt toả do các lò sẽ bằng : (W) Bảng 2.29 : Tổng lượng nhiệt toả do lò vào mùa đông TT Tên lò Qv (W) Qđ (W) Qc (W) (W) (kcal/h) 1 Lò sấy khuôn 21212,55 2696,55 8296,9 32206 27763,79 2 Lò sấy thao 9531,2 728,67 3729,53 13989,4 12059,83 3 Lò ủ vật đúc 15540,58 2314,25 6080,1 23934,93 20633,56 Tổng 60457,18 Đối với các lò có nguồn tỏa nhiệt bên trên thì lượng nhiệt toả cửa lò được tính bằng công thức : (kcal/h) trong đó: Qp : nhiệt năng làm việc của nhiên liệu (kcal/kg) Đối với than Q = 700 (kcal/kg nhiên liệu) G : lượng nhiên liệu tiêu thụ (kg/h) j : hệ số tính đến sự cháy không hoàn toàn , nhận j = 0,95 Bảng 2.30: Lượng nhiệt toả từ lò có nguồn toả nhiệt bên trên TT Tên lò j G (kg/h) Qp (kcal/kg) QT (kcal/h) 1 Lò gang 0,95 10 700 6650´2 = 13300 2 Lò điện 0,95 10 700 6650 3 Lò nấu hàn the 0,95 10 700 6650 4 Lò nấu đồng 0,95 10 700 6650 5 Lò nấu nhôm 0,95 10 700 6650 Tổng 39900 Như vậy, tổng lượng nhiệt toả từ lò về mùa đông trong phân xướng sẽ bằng: (kcal/h) SQTỏa = 13300 + 27763,79 + 12059,83 + 6650 + 20633,56 + 6650 + 6650 + 6650 = 100357,18 (kcal/h) Tổn thất nhiệt do nguyên vật liệu hấp thụ khi đưa từ ngoài vào phân xưởng xác định bằng công thức : Q = 0,278.Gvl.Cvl.(tđ - tc) (kcal/h) trong đó: Gvl : khối lượng nguyên vật liệu đưa vào phòng (kg/h) Cvl : tỉ nhiệt trung bình của vật liệu trong khoảng nhiệt độ tđ và tc (kJ/kg.0C) tđ : nhiệt độ ban đầu của vật liệu ( 0C) tc : nhiệt độ cuối của sản phẩm (0C) Bảng 2.31 : Tổn thất nhiệt do quá trình nung nóng nguyên vật liệu TT Nguyên vật liệu 0,278 Gvl (kg/h) Cvl (kcal/h) tđ (0C) tc (0C) Q (kcal/h) 1 Gang 0,278 800 0,17 32,9 35 79,4 2 Thép 0,278 300 0,15 32,9 35 26,27 3 Đồng 0,278 100 1,59 32,9 35 92,82 4 Nhôm 0,278 100 1,59 32,9 35 92,82 Tổng 291,31 2.2.4.Tổng kết lượng nhiệt thừa bên trong công trình Tổng lượng nhiệt toả trong phân xưởng bao gồm : nhiệt toả do người, do thắp sáng, do động cơ và từ lò : Bảng 2.32 : Tổng lượng nhiệt toả TT Nguồn toả nhiệt QTỏa Mùa hè Mùa đông 1 Người 2750 250 2 Thắp sáng 42664,27 42664,27 3 Động cơ 9177,92 9177,92 4 Lò 75996,82 100357,18 5 Nguội dần của sản phẩm 253730,7 256533,36 Tổng 156319,71 408982,73 Như vậy, tổng lượng nhiệt toả vào trong phân xưởng bằng lượng nhiệt từ các nguồn tỏa trừ đi lượng tổn thất nhiệt do sự hấp thụ của nguyên vật liệu đưa vào phân xưởng. (kcal/h) Bảng 2.33 : Lượng nhiệt toả còn thừa trong công trình (kcal/h) (kcal/h) QTỏa (kcal/h) Mùa hè 384319,71 291,31 384028,4 Mùa đông 408982,73 291,31 408691,42 Tổng lượng nhiệt thừa có trong công trình : (kcal/h) Bảng 2.34 : Tổng lượng nhiệt thừa trong công trình QTỏa QThu QTruyền SQThừa Mùa hè Mùa đông Mùa hè Mùa đông Mùa hè Mùa đông 384024,4 408691,42 808463,08 54944,83 188623,51 1137542,65 220067,92 Theo bảng trên ta thấy rằng lượng nhiệt thừa trong phân xưởng về mùa hè lớn hơn rất nhiều so với mùa đông. Do đó để tính toán thông gió ta chỉ cần tính toán thông gió cho mùa hè. 2.3. Tính toán lưu lượng khử độc hại, bụi, nhiệt thừa trong công trình 2.3.1.Tính toán lưu lượng thông gió cục bộ tại các thiết bị 2.3.1.1.Tính toán lưu lượng khử nhiệt thừa tại các máy Các thiết bị có tính chất độc hại như bụi kim loại, bụi đất, cát... thì cần phải thu gom và xử lí chúng tránh sự phát tán ra xung quanh làm ô nhiễm môi trường không khí làm việc của người công nhân. Đối với từng thiết bị thì có công thức tính toán riêng lưu lượng hút để khử lượng độc hại phát sinh ra. Máy mài 2 đá : D = 250 (mm) = 0,25 (m) Công thức xác định lưu lượng hút của máy mài : Lh = (2000á2200)D (m3/h) ta có : Lh = 2200´0,25 = 550 (m3/h) Lưu lượng của 2 máy mài là : Lh = 2´550 = 1100 (m3/h) Tang quay 311: D = 300 (mm) = 0,3 (m) Công thức xác định lưu lượng hút của tang quay : Lh = (1800á2200).D2 (m3/h) ta có : Lh = 2000´0,32 = 180 (m3/h) Lưu lượng của 2 tang quay là : Lh = 2´180 = 360 (m3/h) Máy sàng cát : Ta chọn lưu lượng hút của máy : Lh = 1500 (m3/h) Lưu lượng hút của 2 máy sàng cát : Lh = 1500´2 = 3000 (m3/h) Máy nghiền trộn : Chọn lưu lượng hút : Lh = 2500 (m3/h) Nhưng trong quá trình hút cục bộ tại các thiết bị một phần lượng nhiệt có trong phân xưởng sẽ thoát ra ngoài. Lượng nhiệt do hút cục bộ thoát ra ngoài được tính theo công thức sau: (kcal/h) trong đó: L : lưu lượng hút cục bộ tại các thiết bị (kg/h) c : tỷ nhiệt của không khí (kcal/kg.oC) tR: nhiệt độ ra hút tại các thiết bị (oC) Bảng 2.35: Lượng nhiệt khử do hút cục bộ từ các thiết bị : máy mài, sàng cát, nghiền, trộn, tang quay... TT Tên thiết bị tR (0C) c (kcal/kg.0C) L (kg/h) Qcb (kcal/h) 1 Máy sàng cát 35 0,24 3438 28879,2 2 Tang quay 311 35 0,24 412,56 3465,5 3 Máy mài 2 đá 35 0,24 1260,6 10589,04 4 Máy nghiền trộn 35 0,24 2865 24066 Tổng 66999,74 2.3.1.2 Tính toán lưu lượng khử nhiệt từ các lò a) Các lò dùng chụp hút phía trên nguồn toả nhiệt Đối với các loại lò trên công dụng của chúng khác nhau nhưng cấu tạo và tính chất làm việc gần như nhau, đều toả nhiệt và khí độc. Do nguồn toả nhiệt ở phía trên nên ta sử dụng chụp hút khí đặt trên nguồn toả nhiệt lợi dụng sức đẩy trọng lực. Chụp hút trên nguồn toả nhiệt thường được chế tạo với góc tạo thành giữa thành chụp và mặt phẳng ngang không nhỏ hơn 450, khoảng cách giữa mép nguồn nhiệt và mép miệng chụp là 0,4z (trong đó z là khoảng cách đứng từ nguồn toả nhiệt đến miệng chụp). Hình 2.1: Chụp hút trên nguồn toả nhiệt Lưu lượng hút của chụp : (m3/h) trong đó: Ldl: lưu lượng dòng đối lưu (m3/h) Fc : diện tích tiết diện miệng chụp (m2) Fn : diện tích tiết diện nguồn nhiệt (m2) Lưu lượng dòng đối lưu Ldl tạo thành bên trên nguồn nhiệt tròn xác định theo công thức: (m3/h) trong đó: Qdl : nhiệt đối lưu bên trên nguồn nhiệt (W) z : khoảng cách đứng từ bề mặt nguồn nhiệt đén miệng chụp ( m) Nhiệt đối lưu Qdl xác định theo công thức: (W) trong đó: adl : hệ số trao đổi nhiệt đối lưu (W/m2.oC) (W/m2.oC) tn : nhiệt độ bề mặt nguồn nhiệt (oC) txq : nhiệt độ không khí xung quanh (oC) Bảng 2.36 : Lưu lượng hút của chụp trên nguồn toả nhiệt của lò TT Tên lò tn (0C) txq (0C) adl (W/m2.0C) Qdl (W) Ldl (m3/h) Lh (m3/h) 1 Lò gang 1340 35 16,39 17111,16 1626,91 4067,3´2 = 8134,6 2 Lò điện 1500 35 17,04 19970,88 1712,92 4282,3 3 Lò nầu hàn the 1100 35 15,32 13052,64 1486,52 3716,3 4 Lò nấu đồng 1100 35 15,32 13052,64 1486,52 3716,3 5 Lò nấu nhôm 1100 35 15,32 13052,64 1486,52 3716,3 Nhưng trong quá trình hút cục bộ chụp hút còn hút theo một lượng nhiệt trong môi trường làm việc. Do vậy lượng nhiệt khử được tính như sau : (W) Bảng 2.37: Lượng nhiệt khử do chụp hút hút ra khỏi phân xưởng TT Tên lò 40% Qdl (W) (W) (kcal/h) 1 Lò gang 0,4 34222,32 13688,93 11800,8 2 Lò điện 0,4 19970,88 7988,35 6886,51 3 Lò nầu hàn the 0,4 13052,64 5221,06 4500,91 4 Lò nấu đồng 0,4 13052,64 5221,06 4500,91 5 Lò nấu nhôm 0,4 13052,64 5221,06 4500,91 Tổng 32190,05 b) Các lò dùng chụp hút mái đua : Lò sấy khuôn : kích thước A´B ´ H = 3500´3500´3500 (mm) Lò sấy thao : kích thước A´B ´ H = 2000´2000´3000 (mm) Lò ủ vật đúc : kích thước A´B ´ H = 3000´3000´3000 (mm) Hình 2.2: Chụp hút mái đua tại cửa lò ở đây ta sử dụng chụp hút mái đua tại cửa lò nhằm hút nhiệt và khí nóng toả trong thời gian dỡ và chất vật liệu. Chụp hút mái đua làm việc rất hiệu quả vì thành thiết bị tiếp giáp với mặt chụp làm giảm ảnh hưởng của không khí xung quanh. Tính toán chụp hút mái đua : Lò sấy khuôn : Kích thước của lò sấy : b´l´h = 3,5´3,5´3,5 (m) Nhiệt độ vùng làm việc : tl = 400 (0C) áp suất thừa trung bình trên toàn bộ chiều cao lò : (Pa) trong đó: DPo : áp suấtn thừa tại mặt phẳng đáy lò (Pa), nhận DPo ằ 0 h : chiều cao của cửa lò, h = 0,7 (m) rkk : mật độ không khí tại vùng làm việc (kg/m3) (kg/m3) rl : mật độ của không khí trong lò (kg/m3) (kg/m3) ị (Pa) Vận tốc trung bình của khí thoát tại cửa lò : (m/s) trong đó: m : hệ số lưu lượng, m = 0,6á0,65 ị (m/s) Chuẩn số acsimet đặc trưng cho luồng khí thoát : trong đó: dtđ : đường kính tương đương (theo diện tích) của cửa lò (m) (m) b : chiều rộng cửa lò (m) h : chiều cao cửa lò (m) Tl : nhiệt độ tuyệt đối của khí trong lò (0K) Tl = 273+tl = 273+400 = 673 (0K) Txq : nhiệt độ tuyệt đối của không khí xung quanh (0K) Txq = 273+tvlv = 273+35 = 308 (0K) ị Khoảng cách ngang từ thành lò đến điểm cắt giao nhau giữa trục luồng (cong lên do trọng lực) và mặt phẳng miệng chụp : (m) trong đó: y : khoảng cách đứng từ tâm cửa lò đến miệng chụp (m) Chụp đặt ở độ cao so với cửa lò : (m) m : hệ số thực nghiệm kể đến sự thay đổi vận tốc n : hệ số thực nghiệm kể đến sự thay đổi nhiệt độ Đối với cửa lò hình chữ nhật thì m = 5, n = 4 khi h/b = 1 ị (m) Kích thước miệng chụp : Độ nhô của chụp (khoảng cách ngang từ thành lò đến mép đối diện của chụp) : (m) dx : đường kính của luồng khí tại khoảng cách X kể từ cửa lò ( m) dx = dtđ +0,44x=0,8+0,44.0,9=1,2 (m) Chiều rộng của chụp thường nhận lớn hơn chiều rộng của cửa lò 150 - 200mm : B = b+(0,15á0,2) (m) b = 0,7 (m) ị B = 0,7+0,2 = 0,9 (m) Lưu lượng khí qua cửa lò : Lk = vTB.(b´h) (m3/h) Lk = 1,7.0,7.0,7 = 0,83 (m3/s) = 2988 (m3/h) Lưu lượng hỗn hợp khí (thoát ra cửa lò) và không khí xung quanh (tại vùng làm việc) đi vào chụp : (m3/h) (m3/h) Lx = 0,85(m3/s) = 3204 (m3/h) Lưu lượng không khí hút từ phòng : Lxq = Lx - Lk (m3/h) Lxq = 0,89-0,83 = 0,06(m3/s) = 216 (m3/h) Lò sấy thao : Kích thước của lò sấy : b´l´h = 2,0´2,0´3,0 (m) Nhiệt độ vùng làm việc : tl = 200 (0C) áp thừa trung bình trên toàn bộ chiều cao lò : (Pa) trong đó: DPo : áp suất thừa tại mặt phẳng đáy lò (Pa), nhận DPo ằ 0 h : chiều cao của cửa lò, h = 0,7 (m) rkk : mật độ không khí tại vùng làm việc (kg/m3) (kg/m3) rl : mật độ của không khí trong lò (kg/m3) (kg/m3) ị (Pa) Vận tốc trung bình của khí thoát ra tại cửa lò : (m/s) trong đó: m : hệ số lưu lượng, m = 0,6á0,65 ị (m/s) Chuẩn số acsimet đặc trưng cho luồng khí thoát : trong đó: dtđ : đường kính tương đương (theo diện tích) của cửa lò (m) (m) b : chiều rộng cửa lò (m) h : chiều cao cửa lò (m) Tl : nhiệt độ tuyệt đối của khí trong lò (0K) Tl = 273+tl = 273+200 = 473 (0K) Txq : nhiệt độ tuyệt đối của không khí xung quanh (0K) Txq = 273+tvlv = 273+35 = 308 (0K) ị Khoảng cách ngang từ thành lò đến điểm cắt giao nhau giữa trục luồng (cong lên do trọng lực) và mặt phẳng miệng chụp : (m) trong đó: y : khoảng cách đứng từ tâm cửa lò đến miệng chụp (m) Chụp đặt ở độ cao so với cửa lò : (m) m : hệ số thực nghiệm kể đến sự thay đổi vận tốc n : hệ số thực nghiệm kể đến sự thay đổi nhiệt độ Đối với cửa lò hình chữ nhật nhận m = 5, n = 4 khi tỷ số cạnh h/b = 1 ị (m) Kích thước miệng chụp : Độ nhô của chụp (khoảng cách ngang từ thành lò đến mép đối diện của chụp) : (m) dx : đường kính của luồng khí tại khoảng cách X kể từ cửa lò (m) dx = dtđ +0,44x=0,8+0,44.0,9=1,2 (m) Chiều rộng của chụp thường nhận lớn hơn chiều rộng của cửa lò 150 – 200 mm: B = b+(0,15á0,2) (m) b = 0,7 (m) ị B = 0,7+0,2 = 0,9 (m) Lưu lượng khí qua cửa lò : Lk = vTB.(b´h) (m3/h) Lk = 1,7.0,7.0,7 = 0,83 (m3/s) = 2988 (m3/h) Lưu lượng hỗn hợp khí (thoát ra cửa lò) và không khí xung quanh ( tại vùng làm việc) đi vào chụp : (m3/h) Lx = 0,61(m3/s) = 2196 (m3/h) Lưu lượng không khí hút từ phòng : Lxq = Lx - Lk (m3/h) Lxq = 0,61-0,54 = 0,07(m3/s) = 252 (m3/h) Lò ủ vật đúc : Kích thước của lò sấy : b´l´h = 4,0´4,0´4,0 (m) Nhiệt độ vùng làm việc : tl = 4000C áp thừa trung bình trên toàn bộ chiều cao lò : (Pa) trong đó: DPo : áp suấtn thừa tại mặt phẳng đáy lò (Pa) DPo ằ 0 h : chiều cao của cửa lò, h = 0,7 (m ) rkk : mật độ không khí tại vùng làm việc (kg/m3) (kg/m3) rl : mật độ của không khí trong lò (kg/m3) (kg/m3) ị (Pa) Vận tốc trung bình của khí thoát