Đồ án Thông gió cho phân xưởng rèn dập và sữa chữa được đặt tại Gia Lâm

ĐỒ ÁN THÔNG GIÓ GVHD : NGUYỄN HUY TIẾN Thuyết Minh Đồ Án Thông Gió PHẦN I : Giới Thiệu Chung Phân xưởng rèn dập và sửa chữa được đặt tại Gia Lâm . Phân xưởng đáp ứng nhu cầu chế tạo và sửa chữa các chi tiết máy , trong quá trình sản xuất gây ảnh hưởng tới môi trường . Do đó ta cần giải quyết các vấn đề về nhiệt , hút khí độc cho các bể , hút bụi cho các máy mài .... PHẦN II : Tính Toán A.Tính lượng nhiệt thừa I. Chọn thông số tính toán 1. Thông số tính toán ngoài nhà: a. Mùa đông: Nhiệt độ tính toán ngoài nhà mùa đông là nhiệt độ trung bình min của tháng lạnh nhất. Tra bảng TCXD 49-72 ta tìm được tại Gia Lâm có =)(Dttngt 14,40C là nhiệt độ vào lúc 7h của tháng 1 b. Mùa hè: Nhiệt độ tính toán ngoài nhà mùa hè là nhiệt độ trung bình max của tháng nóng nhất. Tra bảng TCXD 49-72 ta tìm được tại Gia Lâm có =)(Httngt 31,40C là nhiệt độ vào lúc 15h của tháng 7 2. Thông số tính toán trong nhà : a. Mùa đông: Nhiệt độ tính toán trong nhà của mùa đông được chọn theo tiện nghi nhiệt ta chọn: =)(Dtttt 230C b. Mùa hè: Nhiệt độ tính toán trong nhà của mùa hè được lấy cao hơn nhiệt độ tính toán ngoài nhà của mùa hè từ 2-50C, ta chọn =)(Htttt + )(Htt ngt 2,60C = (31,4+2,6)0C = 340C 3. Vận tốc gió: a. Mùa đông: Tần suất gió lớn nhất tháng 1 là 25,9 % : ứng với vg = 2,9[m/s] b. Mùa hè: Tần suất gió lớn nhất tháng 7 là 44,9 % : ứng với vg =2,4 [m/s] Bảng1: thông số tính toán trong và ngoài nhà Mùa đông Mùa hè tntt 0C tttt 0C vg m/s tntt 0C tttt 0C vg m/s 14,4 23 2,9 31,4 34 2,4 II.Tính toán tổn thất nhiệt: SVTH : NGUYỄN NAM HẢI - 0851.48 1 ĐỒ ÁN THÔNG GIÓ GVHD : NGUYỄN HUY TIẾN Do có sự chênh lệch nhiệt độ của không khí trong và ngoài nhà. Nhiệt độ không khí trong nhà thường lớn hơn nhiệt độ không khí ngoài nhà nên có sự tổn thất nhiệt, nhiệt lượng Q tổn thất từ trong nhà ra ngoài nhà và được tính theo công thức: Qtổn thất = kFΔt [kcal/h] Trong đó: k: hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che, [kcal/m2h0C] F: diện tích của kết cấu bao che, [m2] Δt: hiệu số nhiệt độ tính toán, [0C] Δt = ψ ( tttt - tngtt) tttt : nhiệt độ tính toán của không khí trong nhà, [0C] tngtt : nhiệt độ tính toán của không khí ngoài nhà, [0C] ψ : hệ số kể đến vị trí của kết cấu bao che đối với không khí ngoài trời. 1. Diện tích truyền nhiệt: + Cửa sổ (2 tầng) : tầng trên kích thước 0,8m x4,0m tầng dưới kích thước 1,2m x 4,0m và 1,2m x 1,6m + Cửa ra vào : kích thước 1,2m x 2,2m và 1,6m x 2,2m và 2,5m x 3,5m + Nhà : chiều dài 54m, chiều rộng 18 m, chiều cao 9,5 m. + Nền : chia làm 4 dải như hình vẽ dưới, mỗi dải rộng 2 m , các kích thước gồm chiều dài 54m, chiều rộng 18m chiều cao 0,3m gồm 3 lớp : lớp đất đầm, bê tông gạch vỡ và vữa xi măng. Nền được chia dải như hình vẽ : + Mái:1 phía chiều dài 54m, chiều rộng 9,3 m (độ dốc tính toán là 15o ) Diện tích của các bề mặt truyền nhiệt được tính riêng rẽ theo từng loại kết cấu (tường, cửa đi, cửa sổ...) Diện tích truyền nhiệt của kết cấu được thể hiện trong bảng 2 : Bảng 2: Diện tích truyền nhiệt của kết cấu SVTH : NGUYỄN NAM HẢI - 0851.48 2 222 42 222 22 2 6 22 2 ĐỒ ÁN THÔNG GIÓ GVHD : NGUYỄN HUY TIẾN TT Vị trí và cấu tạo của kết cấu Công thức tính toán D/tích K/cấu F (m2) 1 Kết cấu phía Bắc - Tường chịu lực 54× 5,8 - (2x1,2 + 2x1,6)x2,2 -[(6x4+2x1,6)x1,2 + (6x4+2x1,6)x0,8] 246,48 - Cửa sổ (6x4+2x1,6)x1,2 + (7x4+2x1,6)x0,8 57,6 - Cửa đi (2x1,2 + 2x1.6)x2,2 12,32 - Cửa mái 54× 0,8 43,2 2 Kết cấu phía Nam - Tường chịu lực 54× 5,8 - [(7x4+4x1,6)x1,2 + (7x4+4x1,6)x0,8] 244,4 - Cửa sổ dưới (7x4+4x1,6)x1,2 41,28 - Cửa sổ trên (7x4+4x1,6)x0,8 27,52 - Cửa mái 54× 0,8 43,2 3 Kết cấu phía Đông - Tường chịu lực 18× 5,8-(1,2x2.2 + 2,5x3,5) 93,01 - Cửa đi 1,2x2,2 + 2,5x3,5 11,39 4 Kết cấu phía Tây - Tường chịu lực 18× 5,8-(2x1,2x2,2 + 1,6x2,2) 95,6 - Cửa đi 2x1,2x2,2 +1,6x2,2 8,8 5 - Mái 54× 18/cos 15° 1006,3 6 Nền - Dải I 54x18-(54-4)× (18-4) +4x2x2 288 - Dải II 54× 18-224-(54-8)× (18-8) 224 - Dải III 54× 18-288-224-(54-12)x(18-12) 208 - Dải IV 54x18-288-224-208 252 2. Hệ số truyền nhiệt k k: hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che, [kcal/m2h0C] N n i i i T oR k αλ δ α 11 11 1 ++ == ∑ = α T : hệ số trao đổi nhiệt trên bề mặt trong của kết cấu bao che, kcal/m2h0C ( bề mặt trong của tường, sàn, trần với bề mặt nhẵn→ α T = 7,5 kcal/m2h0C) α N : hệ số trao đổi nhiệt trên bề mặt ngoài của kết cấu bao che, kcal/m2h0C SVTH : NGUYỄN NAM HẢI - 0851.48 3 ĐỒ ÁN THÔNG GIÓ GVHD : NGUYỄN HUY TIẾN ( bề mặt tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài→ α N = 20 kcal/m2h0C ) δ i : bề dày của lớp vật liệu thứ i, m λ i : hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i, kcal/mh0C Ro : tổng nhiệt trở của kết cấu bao che, kcal/m2h0C Bảng 3: hệ số truyền nhiệt k của kết cấu bao che STT Kết cấu Công thức tính: K = ni i t αλ δ α 11 1 ++ ∑ Kết quả [kcal/m2h0C] 1 Tường chịu lực: 3 lớp Lớp 1(vữa trát): δ 1= 15 mm, λ =0,8 kcal/mh0C lớp 2 (tường gạch): δ 2 = 220mm, λ = 0,7 kcal/mh0C lớp 3( vữa trát): δ 3 = 15 mm, λ =0,8 kcal/mh0C 20 1 7,0 22,0 8,0 015,02 5,7 1 1 +++ 1,87 2 Cửa ra vào: tôn δ = 3mm; λ = 50 kcal/mh0C 20 1 50 003,0 5,7 1 1 ++ 5,45 3 Cửa sổ: kính xây dựng: δ = 5mm ; λ = 0,65 kcal/mh0C 20 1 65,0 005,0 5,7 1 1 ++ 5,23 4 Mái: tôn δ = 1,5mm λ = 50 kcal/mh0C 20 1 50 0015,0 5,7 1 1 ++ 5,45 5 Nền: Dải 1 0,4 Dải 2 0,2 Dải 3 0,1 Dải 4 0,06 3. Tính toán tổn thất nhiệt qua kết cấu: a. Tính cho mùa đông: Lượng nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che trong mùa đông được thể hiện trong bảng sau : Bảng 4 TT Vị trí và cấu tạo k . tt n Dt ψ F Qtổn thất = Kết quả SVTH : NGUYỄN NAM HẢI - 0851.48 4 ĐỒ ÁN THÔNG GIÓ GVHD : NGUYỄN HUY TIẾN của kết cấu =)(Htttt (m2) kFψ ( tttt - tngtt) (kcal/h) 1 Kết cấu phía Bắc - Tường chịu lực 1,87 23 14,4 1 246,48 1,87× 246,48 × 8,6 3963,9 - Cửa sổ 5,23 23 14,4 1 57,6 5,23× 57,6× 8,6 2590,7 - Cửa đi 5,45 23 14,4 1 12,32 5,45× 12,32× 8,6 577,4 - Cửa mái 5,23 23 14,4 1 43,2 5,23× 43,2× 8,6 1943,1 2 Kết cấu phía Nam - Tường chịu lực 1,87 23 14,4 1 244,4 1,87× 244,4× 8,6 3930,4 - Cửa sổ 5,23 23 14,4 1 68,8 5,23× 68,8× 8,6 3085,5 - Cửa đi 5,45 23 14,4 1 0 0 0 - Cửa mái 5,23 23 14,4 1 43,2 5,23× 43,2× 8,6 1943,1 3 Kết cấu phía Đông - Tường chịu lực 1,87 23 14,4 1 93,01 1,87× 93,01× 8,6 1495,8 - Cửa đi 5,45 23 14,4 1 11,39 5,45× 11,39× 8,6 533,8 4 Kết cấu phía Tây - Tường chịu lực 1,87 23 14,4 1 95,6 1,87× 95,6× 8,6 1537,4 - Cửa đi 5,45 23 14,4 1 8,8 5,45× 8,8× 8,6 412,5 5 + Mái 5,45 23 14,4 1 1006,3 5,45× 1006,3× 8,6 47162 6 + Nền có cấu tạo như sau: -Lớp 1: Gạch lát δ 1=20, λ 1=0,80 -Lớp 2: Bê tông đá dăm δ 1=10, λ 1=1,10 -Lớp 3: Bê tông gạch vỡ δ 1=10, λ 1=0,75 - Dải I 0,4 23 14,4 1 288 0,4× 288× 8,6 990,72 - Dải II 0,2 23 14,4 1 224 0,2× 224× 8,6 385,28 - Dải III 0,1 23 14,4 1 208 0,1× 208× 8,6 178,88 - Dải IV 0,06 23 14,4 1 252 0,06x252x8.6 130 7 Tổng lượng nhiệt tổn thất qua các kết cấu bao che của công trình 70860,48 DthtQ / = 70860.48 [kcal/h] b. Tính cho mùa hè: Khi biết tổn thất nhiệt vào mùa đông, ta có thể tính tổn thất nhiệt cho mùa hè bằng công thức hiệu chỉnh sau: D H D mai D tht H tht t tQQQ ∆ ∆ −= // , [kcal/h] SVTH : NGUYỄN NAM HẢI - 0851.48 5 ĐỒ ÁN THÔNG GIÓ GVHD : NGUYỄN HUY TIẾN Trong đó: H thtQ / : lượng nhiệt tổn thất qua kết cấu vào mùa hè, [kcal/h] D thtQ / : lượng nhiệt tổn thất qua kết cấu vào mùa đông , [kcal/h] Ht∆ , Dt∆ : hiệu số nhiệt độ tính toán vào mùa hè và mùa đông, [0C] Với Ht∆ = 34 - 31,4 = 2,6 0C Dt∆ = 23 - 14,4 = 8,6 0C H thtQ / =70860,48 – 47162*2,6/8,6 = 56602,2 [kcal/h] H thtQ / = 56602,2 [kcal/h] 4. Tổn thất nhiệt do rò gió : Gió rò vào nhà qua các khe cửa thuộc phía đón gió và gió sẽ đi ra ở phía khuất gió. Khi gió vào nhà, trong nhà sẽ mất đi một lượng nhiệt để làm nóng lượng không khí lạnh đó từ tng tới tt. Lượng nhiệt tiêu hao để làm nóng không khí vào nhà được tính theo công thức sau: ).(.24,0 ttNg tt Trogio ttLQ −= [Kcal/h] Trong đó: L: lưu lượng gió lùa vào nhà qua khe cửa: L=g.l.a [Kg/h] g: lượng không khí lọt vào trên 1m dài khe cửa cùng loại, [kg/mh] l: tổng chiều dài khe cửa đón gió, [m] a: hệ số phụ thuộc vào các loại cửa: + cửa sổ 1 lớp khung thép: a = 0,65 + cửa đi: a = 2 0,24: tỉ nhiệt của không khí, [kcal/kg0C] Ta chỉ tính tổn thất do rò gió qua cửa sổ và cửa đi còn cửa mái có nhiệm vụ thông gió tự nhiên nên không tính. a. Tính cho mùa đông: Tháng lạnh nhất ta chọn là tháng 1, tần suất gió lớn nhất ở tháng 1 tại Gia Lâm là 25,9 với hướng gió là hướng Đông-Bắc, vận tốc gió trung bình của tháng 1 là 9,2=giov [m/s]. Tra bảng ta có: v =2 m/s có g = 7,8 kg/mh v =3 m/s có g = 9,6 kg/mh tính nội suy với v =2,9 m/s → g = 9,42 kg/mh Tổng chiều dài các khe cửa của mặt tường hướng Đông-Bắc với là: Cửa sổ : l = (4+1,2)x2x6 + (1,6+1,2)x2x2 + (4+0,8)x2x7 + (1,6+0,8)x2x2= 150,4[m] Cửa đi : l = (1,2+2,2)x2x2 + (1,6+2,2)x2x2 + (1,2+2,2)x2 + (2,5+3,5)x2 = 47,6 [m] Q Drogio = 0,24 x 9,42 x (150,4 x 0,65 + 47,6x2) x (23-14,4)= 3751,7 [kcal/h] Q Drogio = 3751,7 [kcal/h] b. Tính cho mùa hè: SVTH : NGUYỄN NAM HẢI - 0851.48 6 ĐỒ ÁN THÔNG GIÓ GVHD : NGUYỄN HUY TIẾN Tháng nóng nhất ta chọn là tháng 7, tần suất gió lớn nhất ở tháng 7 tại Gia Lâm là 44,9 với hướng gió là hướng Đông-Nam, vận tốc gió trung bình của tháng 7 là 4,2=giov [m/s]. Tra bảng ta có: v =2 m/s có g = 7,8 kg/mh v =3 m/s có g = 9,6 kg/mh tính nội suy với v =2,4 m/s → g = 8,52 kg/mh Tổng chiều dài các khe cửa của mặt tường hướng Đông-Nam là: Cửa sổ: l = (4+1,2)x2x7 + (1,6+1,2)x2x4 + (4+0,8)x2x7 + (1,6+0,8)x2x4 = 181,6 [m] Q Hrogio = Qcửa sổ =0,24x8,52x181,6x0,65x(34-31,4) = 627,56 [Kcal/h] Q Hrogio = 627,56 [Kcal/h] 5. Tổn thất nhiệt do nung nóng vật liệu mang vào phân xưởng: Q = G.c.( tc - tđ).β [kcal.h] Trong đó: G: khối lượng ngyên vật liệu đưa vào phòng, [Kg/h] G = 200 ÷ 300 kg/ 1m2 diện tích đáy lò. c: tỉ nhiệt của vật liệu, [Kacl/kg0C] cthép = 0,1152 [Kcal/Kg0C] tc,tđ : nhiệt độ cuối cùng và nhiệt độ ban đầu của vật liệu, [0C] β : hệ số kể đến sự nhận nhiệt không đều theo thời gian của vật liệu vật liệu dạng rời ta chọn: β = 0,4 Diện tích của đáy lò: Lò thấm Cac-bon U25 (10): S1 = 3,14x0,6x0,6 = 1,13 [m2]. Lò buồng H-30 (31): S2 = 1,7 x 1,4 = 2,38 [m2]. Khối lượng vật liệu mang vào phân xưởng: Gthép = 300 x (1,13 + 2,38) = 1053 [Kg] a. Tính cho mùa đông: =DnvlQ Qthép = 0,1152x1053x(23-14,4)x0,4 = 417,3[Kcal/h] =DnvlQ 417,3 [kcal/h] b. Tính cho mùa hè: = H nvlQ Qthép = 1053 x 0,1152 x (34 – 31,4) x 0,4 = 126,2 [Kcal/h] =HnvlQ 126,2 [kcal/h] III. Tính toán toả nhiệt: 1. Toả nhiệt do người: Q = n.q [Kcal/h] Trong đó: q= qh: lượng nhiệt do một người toả ra, [kcal/h.người] n: số người trong phòng n = 1,7m m: số vị trí công nhân làm việc, trong phân xưởng có 42 vị trí m=42 SVTH : NGUYỄN NAM HẢI - 0851.48 7 ĐỒ ÁN THÔNG GIÓ GVHD : NGUYỄN HUY TIẾN a. Mùa đông: nhiệt độ trong phân xưởng là t0= 230C Lao động trong phân xưởng là lao động nặng. Tra bảng 2-2 (KTTG) ta có: t0= 200C → q=110 [kcal/h.người] t0= 250C → q=80 [kcal/h.người] tính nội suy → t0= 230C → q= 98 [kcal/h.người] → Q Dnguoi = 42 x 1,7 x 98 = 6997,2 (kcal/h). Q Dnguoi = 6997,2 (kcal/h) b. Mùa hè: nhiệt độ trong phân xưởng là t0= 340C Lao động trong phân xưởng là lao động nặng. Tra bảng 2-2 (KTTG) ta có: t0= 300C → q=45 [kcal/h.người] t0= 350C → q=10 [kcal/h.người] tính nội suy → t0= 340C → q= 17 [kcal/h.người] → Q Hnguoi = 42 x 1,7 x 17 = 1213,8 (kcal/h). Q Hnguoi = 1213,8 (kcal/h) 2. Toả nhiệt do thắp sáng: Khi thắp sáng thì hầu hết năng lượng điện biến thành nhiệt toả ra môi trường và lượng nhiệt đó được tính theo công thức: Qts = 860. ∑N [kcal/h]. Trong đó: 860: Đương lượng nhiệt của công suất điện: 1 kW = 860 kcal/h. ∑ = FaN . : tổng công suất các thiết bị chiếu sáng a: Công suất chiếu sáng, [kW] Với phân xưởng không xác định rõ số bóng đèn ta lấy a = 18 ÷ 24 W/m2 sàn. Ta chọn a=20 W/m2 sàn F: diện tích sàn nhà m2. F=18 x 54 = 972[m2] → stQ / = 860 x 20.10-3 x 972 = 16718,4 (kcal/h). stQ / = 16718,4 (kcal/h) 3. Toả nhiệt do động cơ: Q = ϕ 1.ϕ 2.ϕ 3.ϕ 4.860.∑N [kcal/h]. Trong đó: ϕ 1: hệ số sử dụng công suất lắp đặt máy (0,7 ÷ 0,9). ϕ 2: hệ số tải trọng (0,5 ÷ 0,8). ϕ 3: hệ số kể đến sự làm việc không đồng thời của các động cơ (0,5 ÷ 1). ϕ 4: hệ số kể đến cường độ nhận nhiệt của môi trường không khí ( 0,65 ÷ 1). Với phân xưởng thông thườngta lấy: ϕ 1.ϕ 2.ϕ 3.ϕ 4 = 0,25. 860: đương lượng nhiệt của công suất điện ∑N : tổng công suất điện trong phân xưởng Các thiết bị điện trong phân xưởng: Máy cất tấm N475 (1): N = 7 [Kw] Máy cắt tấm HF-3 (2): N = 14 [Kw] Máy cắt tấm N475 (3): N = 1,7 [Kw] Máy ép K-124A (4): N = 5,6 [Kw] Máy ép K-113 (5): N = 1,7 [Kw] Máy ep K-232A (6): N = 2,4 [Kw] SVTH : NGUYỄN NAM HẢI - 0851.48 8 ĐỒ ÁN THÔNG GIÓ GVHD : NGUYỄN HUY TIẾN Máy ép K-231A (7) : N = 5,95[Kw] Tang đánh bóng (9) : N =5,1 [Kw] Lò thấm Cac-bonU25 (10) : N = 2,5 [Kw] Máy tiện ren 1A62 (13): N = 7,1 [Kw] Máy tiện ren 1615M (14): N = 5,8 [Kw] Máy tiện ren 1612B (15): N = 1,5 [Kw] Máy mài tròn K3F12M (16): N = 3,7 [Kw] Máy mài phẳng 371 (17) : N = 5 [Kw] Máy phay ngang HB1F (18): N = 6,325 [Kw] Máy phay đứng BH11 (19): N = 6,325 [Kw] Máy bào ngang M3A (20) : N = 2,8 [Kw] Máy xọc 7412 (21): N =1,5 [Kw] Cưa máy 872A (22): N = 1,7 [Kw] Máy mài sắc (23): N = 3,4 [Kw] Tủ sấy bằng điện OT15A (26) : N = 8 [Kw] Giá thử nghiệm (27) : N = 0,2 [Kw] Giá cuộn (28) : N = 0,3 [Kw] Máy khoan để bàn (29) : N = 0,5 [Kw] Bàn thợ nguội bằng gỗ (30) : N = 0,96 [Kw] Búa hơi MTH-75 (32) : N = 7 [Kw] Quat gió ly tâm N ∏ 3 (34) : N = 0,6 [Kw] Thiết bị hàn lửa điện (36) : N = 4,4 [Kw] Máy tiện ren 1K-62 (38) : N= 44,5 [Kw] Máy tiện ren 1T-61 ( 39) : N = 9 [Kw] Máy phay ngang 6H81 (40) : N = 6,325 [Kw] Máy bào ngang 7A36 (41) : N = 11[Kw] Máy máI thô 634 (42) : N = 3,2[Kw] Máy tiện Renonve 1336N (43) : N = 5,6[Kw] Máy khoan đứng 3A123 (44) : N = 5,6 [Kw] Cần truc điện 1 ray (46) : N = 1,96 [Kw] Do đó ta có tổng công suất của các động cơ điện trong phân xưởng là: ∑N = 198,1 [Kw] Lượng nhiệt do động cơ điện toả ra là: =dcQ 0,25 x 860 x 198,1 = 42591,5 [Kcal/h] =dcQ 42591,5 (Kcal/h) 4. Toả nhiệt do sản phẩm nung nóng để nguội: Do không có sự thay đổi trạng thái của vật liệu Q =c.( tđ - tc).G.β [Kcal/h]. Trong đó : c: tỉ nhiệt của vật liệu, Kcal/kg0C tđ : nhiệt độ ban đầu của vật liệu trước khi bắt đầu nguội, 0C tc : nhiệt độ sau khi nguội (lấy bằng nhiệt độ không khí trong nhà), 0C G: trọng lượng vật liệu chuyển đến trong 1 giờ,kg/h β : hệ số kể đến cường độ toả nhiệt theo thời gian (β = 0,5). Ta chon vật liệu là thép : c = 0,1152 kcal/kg0C và G = 300 kg/h a. Mùa đông: - Do lò thấm Cac-bon U25 : Q = 0,1152 x (900 – 23) x 300 x 0,5 =15154,6(kcal/h) - Do lò buồng H-30 : Q = 0,1152 x (950- 23) x 300 x 0,5 = 16018,6 (kcal/h) SVTH : NGUYỄN NAM HẢI - 0851.48 9 ĐỒ ÁN THÔNG GIÓ GVHD : NGUYỄN HUY TIẾN → ∑Q = 15154,6 + 16018, 6 = 31173,2 (kcal/h). DspnnQ = 31173,2 (kcal/h) b. Tính cho mùa hè: * Do lò thấm Cac-bon U25 : Q =0,1152 x (900 – 34) x 300 x 0,5 = 14964,5 (kcal/h) * Do lò buồng H-30 : Q =0,1152 x (950- 34) x 300 x 0,5 = 15828,5 (kcal/h) → ∑Q = 14964,5 + 15828,5 = 30793 (kcal/h). HspnnQ = 30793 (kcal/h) 5. Toả nhiệt do lò nung (+) Mùa đông : Tính cho lò thấm Các-bon U25 (10) có nhiệt độ trong lò là 9000C, lò hình trụ, đường kính 1,2m; có chiều cao 1,6m; đáy kê trên bản kê. Kích thước cửa lò: + chiều cao: 0,4 m + chiều rộng : 0,3 m. a.Toả nhiệt qua thành lò: Thành lò gồm 3 lớp: Lớp 1: Gạch samốt nặng: δ 1 = 110 mm Lớp 2: Gạch samốt nhẹ: δ 2 = 220 mm Lớp 3: Lớp cách nhiệt điatamit: δ 3 = 60 mm Nhiệt độ bên trong của thành lò là: tlò = 900 0C. Nhiệt độ của vùng làm việc là: tvlv = 23 0C. Ta nhận nhiệt độ trên bề mặt bên trong của thành lò là: tbmt = tlò – 50C = (900-5)0C = 895 0C. Giả thiết: Nhiệt độ trên bề mặt ngoài của thành lò là: tbmn = 235 0C Nhiệt độ giữa lớp samốt nặng và lớp samốt nhẹ là: t1 = 755 0C Nhiệt độ giữa lớp samốt nhẹ và lớp cách nhiệt điatamit là: t2 = 5450C Xác định hệ số bức xạ Lượng nhiệt toả ra từ 1 m2 bề mặt bên ngoài của lò trong 1 giờ: qα = α n (tbmn – tvlv), [kcal/ m2h] α n : hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài thành lò α n =α dl + α bx α dl: hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài thành lò bằng đối lưu, [kcal/m2h0C] α bx: hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài thành lò bằng bức xạ, [kcal/m2h0C] α bx =        + −   + − 44 100 273 100 273 vlvbmn vlvbmn qd tt tt C , [kcal/m2h0C] Cqd: hệ số bức xạ quy diễn ( = 4,2 kcal/ m2hK4) → α bx =        + −   + − 44 100 23273 100 235273 23235 2,4 = 11,6729 [kcal/m2h0C] Tính α đl: α đl = l.(tbmn – tvlv)0.25 =2.2x(235-23)0.25 =8,3947 [kcal/m2h0C] α n = α bx +α đl = 1,6729 + 8,3947 = 20,0676 [kcal/m2h0C] → qα = 20,0676x(235-23) =4254,342 [kcal/m2h0C] SVTH : NGUYỄN NAM HẢI - 0851.48 10 ĐỒ ÁN THÔNG GIÓ GVHD : NGUYỄN HUY TIẾN Tính qk: Hệ số dẫn nhiệt của lớp samốt nặng là: λ 1 = 0,65 + 0,55 x10-3 x 2 755895 + = 1,1037 [kcal/mh0C] Hệ số dẫn nhiệt của lớp samốt nhẹ là: λ 2 = 0,35 + 0,55 x10-3 x 2 545755 + = 0,7075 [kcal/mh0C] Hệ số dẫn nhiệt của lớp cách nhiệt điatamit là: λ 3 = 0,1 + 0,1 x10-3 x 2 235545 + = 0,139 [kcal/mh0C] Hệ số dẫn nhiệt của thành lò là: 2,1 42,1ln 1037,1.2 1 42,1 86,1ln 7075,0.2 1 86,1 98,1ln 139,0.2 1 ln 2 1 1 1 ++ == ∑ = + pi λ pi n i i i i d d K =6,3833 Lượng nhiệt toả ra từ 1 m2 bề mặt bên trong ra bề mặt ngoài lò trong 1 giờ: qk = k(tbmt – tbmn) = 6,3833x(895 – 235) = 4213,005 kcal/m2h. → Sai số của qα và qk là: ∆ qmax = %100342,4254 005,4213342,4254 x− = 0,9716% → Thoả mãn sai số < 5%. Do đó lượng nhiệt toả ra từ 1 m2 thành lò trong 1 giờ: qtl = 2 αqqk + = 2 005,4213342,4254 + = 4233,674 kcal/m2h Tính diện tích thành lò: Diện tích cửa lò: Scl = 0,4 x 0,3 = 0,12 m2. → Diện tích thành lò: Stl =2x pi x1,6x0,6– 0,12 = 5,912 m2. → Lượng nhiệt toả từ thành lò vào không khí xung quanh: Qtl = F.q = 5,912 x 4233,674 = 25029,481 [kcal/h]. b. Toả nhiệt qua nóc lò: Nóc lò có cấu tạo gồm 3 lớp: Lớp gạch samốt đặc δ 1 = 110 mm Lớp gạch samốt nhẹ δ 2 = 150 mm Lớp cách nhiệt điatamit δ 3 = 110 mm Ta nhận nhiệt độ bề mặt trong của nóc lò là: tbmt = tlò – 50C = (900-5)0C = 895 0C. Giả thiết: Nhiệt độ trên bề mặt ngoài của nóc lò là: tbmn = 240 0C Nhiệt độ giữa lớp samốt nặng và lớp samốt nhẹ là: t1 = 890 0C Nhiệt độ giữa lớp samốt nhẹ và lớp cách nhiệt điatamit là : t2 = 885 0C Lượng nhiệt toả ra trên 1 m2 bề mặt ngoài của nóc lò trong 1 giờ: qα = α n (tbmn – tvlv), kcal/ m2h α n =α dl + α bx α bx =        + −   + − 44 100 273 100 273 tbmn tbmn qd tt tt C , [kcal/m2h0C] SVTH : NGUYỄN NAM HẢI - 0851.48 11 ĐỒ ÁN THÔNG GIÓ GVHD : NGUYỄN HUY TIẾN =        + −   + − 44 100 23273 100 240273 23240 2,4 = 11,9189[kcal/m2h0C] Tính α đl: α đl = l. (tbmn – tvlv )0.25 =2.2x(240 - 23)0.25 =10,7466 [kcal/m2h0C] α n = α bx +α đl = 11,9189 + 10,7466 = 22,6656 [kcal/ m2h0C] → qα = 22,6656 x (240– 23) = 4918,439 [kcal/m2h] Tính qk: Hệ số dẫn nhiệt của lớp samốt nặng là: λ 1 = 0,65 + 0,55 x10-3 x 2 890895 + = 1,1408 [kcal/mh0C] Hệ số dẫn nhiệt của lớp samốt nhẹ là: λ 2 = 0,35 + 0,55 x10-3 x 2 885890 + = 0,8381 [kcal/mh0C] Hệ số dẫn nhiệt của lớp cách nhiệt điatamit là : λ 3 = 0,1 + 0,1 x10-3 x 2 240885 + = 0,1562 [kcal/mh0C] Hệ số dẫn nhiệt của nóc lò là: K = = ++ = ∑ 1562,0 11,0 8381,0 15,0 1408,1 11,0 11 i i λ δ 7,2206 [kcal/m2h0C] Lượng nhiệt truyền từ 1 m2 bề mặt bên trong ra bề mặt ngoài lò trong 1 giờ: qk = k(tbmt – tbmn) = 7,2206 (895 – 240) =4729,507 [kcal/m2h] → Sai số của qα và qk là: ∆ q = %100439,4918 507,4729439,4918 x− = 3,841% → Thoả mãn sai số < 5%. Do đó lượng nhiệt toả ra trên 1 m2 nóc lò trong 1 giờ: qnóc = 2 αqqk + = 2 507,4729439,4918 + = 4823,973 [kcal/m2h] Diện tích nóc lò: Fnóc = pi .0,62 = 1,1309 [m2] → Lượng nhiệt toả từ nóc lò vào không khí xung quanh: Qnóc = Fnóc.1,3.qnóc = 1,1309 x 1,3 x 4823,973 = 7092,06 [kcal/h] c. Toả nhiệt qua đáy lò: Tương tự như tính cho nóc lò, ta có: qđáy = 4823,973 kcal/m2h Fđáy = Fnóc = 1,1309 m2. Lượng nhiệt toả từ đáy lò vào không khí xung quanh: Qđl = Fđáy.0,7.qđáy = 1,1309 x 0,7 x 4823,973 =3818,802 [kcal/h] d. Toả nhiệt qua cửa lò: Cửa lò gồm 2 lớp: Lớp samốt đặc δ 1 = 110 mm Lớp gang δ 2 = 15 mm Do lớp gang mỏng và gang là vật liệu dẫn nhiệt tốt → tính cho 1 lớp gạch samốt. Ta nhận nhiệt độ bề mặt trong của nóc lò là: tbmt = tlò – 50C = (900-5)0C = 895 0C. SVTH : NGUYỄN NAM HẢI - 0851.48 12 ĐỒ ÁN THÔNG GIÓ GVHD : NGUYỄN HUY TIẾN Giả thiết: Nhiệt độ bề mặt ngoài của cửa lò là t1 = 275 0C Lượng nhiệt toả ra từ 1 m2 bề mặt của cửa lò trong 1 giờ: qα = α n (tbmn – tvlv), [kcal/ m2h] α n =α dl + α bx α bx =        + −   + − 44 100 273 100 273 tbmn tbmn qd tt tt C , [kcal/m2h0C] =        + −   + − 44 100 23273 100 275273 23275 2,4 = 13,751 [kcal/m2h0C] Tính α đl: α đl = l. (tbmn – tvlv)0.25 =2.2x(275 - 23)0.25 =8,7654 [kcal/m2h0C] α n = α bx +α đl = 13,751 + 8,7654 = 22,5164 [kcal/ m2h0C] → qα = 22,5164x (275 – 23) = 5674,135[kcal/m2h] Tính qk: Hệ số dẫn nhiệt của lớp samốt nặng là: λ 1 = 0,65 + 0,55 x10-3 x 2 275895 + = 0,9717 [kcal/mh0C] Hệ số dẫn nhiệt của cửa lò là: K = == ∑ 9717,0 11,0 11 i i λ δ 8,8336[kcal/m2h0C] Lượng nhiệt truyền từ 1 m2 bề mặt bên trong ra bề mặt ngoài lò trong 1 giờ: qk = k(tbmt – tbmn) = 8,8336x(895 – 275) = 5476,832[kcal/m2h] → Sai số của qα và qk là: ∆ q = %100135,5674 832,5476135,5674 x− = 3,477% → Thoả mãn sai số < 5%. Do đó lượng nhiệt toả ra trên 1 m2 nóc lò trong 1 giờ: Qcửa = 2 αqqk + = 2 832,5476135,5674 + = 5575,483[kcal/m2h] Diện tích cửa lò: Fcửa =0,3 x 0,4 = 0,12 m2. Lượng nhiệt toả từ cửa lò vào không khí xung quanh khi đóng trong 1h là: Thời gian mở cửa lò là 10 phút/ 1 giờ: Qclđóng = 60 )1060(12,0483,5575 −xx = 557,548 [kcal/h] Khi cửa lò mở, nhiệt toả ra ngoài cửa lò bằng bức xạ: qbx =        −   4241 100100 TTC [kcal/m2h] C: hệ số bức xạ nhiệt của vật đen tuyệt đối (C= 4,96 kcal/ m2hK4) → qbx =        + −   + 44 100 27323 100 27389596,4 = 91930,16 [kcal/m2h] Bề dày của thành lò tại vị trí cửa lò là: 0,125m SVTH : NGUYỄN NAM HẢI - 0851.48 13 ĐỒ ÁN THÔNG GIÓ GVHD : NGUYỄN HUY TIẾN Các tỷ số: == 125,0 4,0 δ A 3,2 ; == 125,0 3,0 δ B 2,4 Dùng đồ thị ta tìm được: K1=0,86 ; K2= 0,78 → K = = + 2 78,086,0 0,82 → Qclbx = 60 1082,012,091930,16 xxx =1507,65 [kcal/h] Khi mở cửa lò, bản thân cánh cửa lò cũng tỏa ra xung quanh một lượng nhiệt, lượng nhiệt này được tính bằng 2 1 lượng nhiệt toả ra ở cánh cửa lò lúc đóng Qclbthân = 2 1 Qclđóng 60 n → Qclbthân = 2 1 x 557,548 x 60 10 = 46,46 [kcal/h] → Lượng nhiệt tổng cộng toả ra xung quanh qua cửa lò: Qcl = Qclđóng+Qclbx+Qclbthân=557,548 + 1507,65 + 46.46 = 2111,69[kcal/h] → Lượng nhiệt tổng cộng toả ra của lò: Qlò = Qtl + Qnl + Qđl + Qcl =25029,481 + 7092,06 + 3818,802 + 2111,69 = 38052,033[kcal/h] Ta có thể tính toả nhiệt cho lò còn lại bằng cách hiệu chỉnh theo lượng nhiệt toả của lò thấm Cac-bon U25 (10) theo công thức: 3232 )10()( .. t t V VQQ iilotoa ilo toa ∆ ∆ = Trong đó: Vi : thể tích lò thứ i [m3] ∆ t vlvTt tt −= 1)1( Lò buồng H-30 (31) có nhiệt độ là 9500C toả ra một lượng nhiệt là: = − − = 23950 23900. 6,17,14,1 6,16,0..033,38052 2 )33( xx xQ lotao pi 17106,972[kcal/h] Qlò(Đ) = 38052,033 + 17106,972 = 55159,01 [kcal/h] (+) Mùa hè: Ta có thể tính lượng nhiệt toả của mỗi lò vào mùa hè bằng cách hiệu chỉnh theo lượng nhiệt toả ra vào mùa đông của mỗi lò theo công thức sau: D H loi D loi H t txQQ ∆ ∆ = Ht∆ , Dt∆ :chênh lệch giữa nhiệt độ bên trong lò và nhiệt độ không khí xung quanh vào mùa hè và mùa đông 0C. Do đó ta có: Lượng nhiệt toả của lò thấm Cac-bon (10) là: = − − = ∆ ∆ = 23900 34900033,380521010 x t txQQ D H DH 37574,756 [kcal/h] Lượng nhiệt toả của lò buồng H-30 (31) là: = − − = ∆ ∆ = 23950 34950972,171063131 x t txQQ D H DH 16903,976[kcal/h] Qlò(H) = 37574,756 + 16903,976 =54478,732[kcal/h] SVTH : NGUYỄN NAM HẢI - 0851.48 14 ĐỒ ÁN THÔNG GIÓ GVHD : NGUYỄN HUY TIẾN 7.Toả nhiệt do bể Tính cho Mùa đông: a .Tính toả nhiệt từ bể rửa(12). Bể hình chử nhật, kích thước: 0,6 x 0,6 x 0,4 (m), nhiêt độ nước trong bể là 80 (0C), đáy kê trên bản kê. Tính toả nhiệt từ thành bể. Cấu tạo của thành bể gồm 2 lớp: Lớp 1: thép: δ 1 = 10 (mm), λ 1 = 50 (kcal/mh0C) Lớp 2: bông thuỷ tinh: δ 2 = 30 (mm) ; λ 2 = 0,05 (kcal/mh0C) Lớp 3: tôn tráng kẽm : δ 2 = 0,5 mm Ta nhân nhiệt độ bề mặt trong của thành bể bằng nhiệt độ nước: t1 = 80 (0C) Hệ số dẩn nhiệt c