TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG THÔNG GIÓ
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (506.73 KB, 64 trang )
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
PHẦN I: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG THÔNG GIÓ
CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN NHIỆT THỪA
I.Chọn thông số tính toán không khí bên ngoài và bên trong nhà
1.Địa điểm công trình: Đà Nẵng.
2.Thông số tính toán ngoài nhà.
- Nhiệt độ tính toán bên ngoài nhà là nhiệt độ đặc trưng cho mỗi địa phương mà thời
gian kéo dài của nó tương đối lâu, mà ảnh hưởng của nó có tác dụng mạnh đến sự thay
đổi nhiệt độ bên trong nhà.
a.Mùa Đông
- Nhiệt độ tính toán ngoài nhà mùa đông là nhiệt độ tối thấp trung bình của tháng lạnh
nhất. Theo bảng N.2 TCVN 4088-1985 ta tìm được tại Đà Nẵng có
tt(D)
ng
t
=18,8 (
0
C) là
nhiệt độ của tháng 1 , có độ ẩm là 85,6% .
b.Mùa Hè
- Nhiệt độ tính toán ngoài nhà mùa hè là nhiệt độ tối cao trung bình của tháng nóng
nhất. Theo bảng N.2 TCVN 4088-1985 ta tìm được tại Đà Nẵng có
tt(H)
ng
t
= 34,5 (
0
C) là
nhiệt độ của tháng 7, có độ ẩm là 76,5% .
3.Thông số tính toán trong nhà.
a.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
0
C
-3
0
C
, ta chọn
tt(H)
t
t
=
tt(H)
ng
t
+ 1,5
0
C
= (34,5+1,5)
0
C
= 36 (
0
C
)
b.Mùa Đông
- Nhiệt độ tính toán trong nhà của mùa đông được chọn theo tiện nghi nhiệt ta chọn:
tt(D)
t
t
= 22 (
0
C
)
+ Theo TCVN 4088 : 1985 .
- Bảng N .2 – Nhiệt độ trung bình của không khí (
0
C
)
- Bảng A.1 – Độ ẩm tương đối trung bình của không khí (%)
- Bảng G .2 – Vận Tốc gió trung bình (m/s)
- Hình 1.2a – Biểu đồ I – d của không khí ẩm
( Giáo trình “Kĩ Thuật Thông Gió” của GS.Trần Ngọc Chấn )
- Theo các số liệu đã thống kê ta có bảng 1 số liệu tính toán khí hậu tại Đà Nẵng
Bảng 1.1 : Thống kê các số liệu tính toán trong và ngoài nhà theo hai mùa :
tt
N
t
( )
0
C
t
tt
T
( )
0
C
φ
(%)
d (g/kg)
Mùa đông 18,8 22 85,6 12,2
Mùa hè 34,5 36 76,5 18,4
Sinh viên thực hiện : Trần Đặng Thái Thành - Lớp : 51DT – MS: 7365.51
1
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
II.Tính toán hệ số truyền nhiệt.
1.Kết cấu
1.1.Kết cấu tường chịu lực.
+ Kết cấu tường chịu lực gồm ba lớp :
- Lớp 1(vữa trát mặt ngoài) có các thông số:
δ
1
= 15 mm, λ= 0,65 (kcal/m.h.
0
C), s = 0,705 (kcal/
2
m
.h.
0
C).
- Lớp 2 (tường gạch đặc xây bằng vữa nặng) có các thông số:
δ
2
= 220mm, λ= 0,7 (kcal/m.h.
0
C), s = 8,3 (kcal/
2
m
.h.
0
C).
- Lớp 3(vữa trát bên trong) có các thông số:
δ
3
= 15 mm, λ= 0,65 (kcal/m.h.
0
C), s = 0,705 (kcal/
2
m
.h.
0
C).
1.2.Kết cấu cửa ra vào và cửa sổ, cửa mái,mái.
+ Cửa ra vào cấu tạo bằng thép: có 3 loại cửa vào đó là cửa ra vào (4000mm
×
4000mm), Cửa sổ loại 1 (2000mm
×
4000mm), Cửa sổ loại 2 (1000mm
×
2000mm).
- Cửa ra vào bằng thép có các thông số:
δ
= 2 mm , λ = 49,8 (kcal/m.h.
0
C) s = 108,5 (kcal/
2
m
.h.
0
C).
+Cửa sổ cấu tạo bằng kính : có kích thước 1200mm
×
3000mm.
- Cửa sổ bằng kính có các thông số
δ
= 5mm, λ = 0,65 (kcal/m.h.
0
C), s = 9,2 (kcal/
2
m
.h.
0
C).
+Cửa mái cấu tạo bằng kính cao 1m và cháy dọc theo chiều dài của nhà.
- Cửa mái bằng kính có các thông số:
δ
= 5mm, λ = 0,65 (kcal/m.h.
0
C), s = 9,2 (kcal/
2
m
.h.
0
C).
+Mái cấu tạo bằng tôn Asunam có các thông số :
δ
= 2 mm, λ = 49,8 (kcal/m.h.
0
C),s = 108,5 (kcal/
2
m
.h.
0
C),
ρ
= 0,65 (kcal/
2
m
.h.
0
C).
- Bên dưới có một lớp bông thủy tinh để giữ nhiệt về mùa đông có các thông số:
δ
= 10 mm , λ = 0,05 (kcal/m.h.
0
C) s = 0,72 (kcal/
2
m
.h.
0
C).
1.3.Kết cấu nền.
- Nền không cách nhiệt và cao hơn mặt đất là 200mm.
- Kết cấu nền tính từ dưới lên là: đất tự nhiên, bê tông gạch vỡ, cát đen đầm chặt và
lớp bê tông dày 150mm có hệ số cách nhiệt thỏa mã điều kiện λ
≥
1 (kcal/m.h.
0
C).
+Trong đó:
- δ : Bề dày lớp vật liệu (mm).
- λ : Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu (kcal/m.h.
0
C).
- s : Hệ số hàm của vật liệu (kcal/
2
m
.h.
0
C).
-
ρ
: Hệ số bức xạ của kết cấu bao che (kcal/
2
m
.h.
0
C).
+ Các hệ số lấy theo phụ lục 2 giáo trình “Kĩ Thuật Thông Gió” của GS.Trần Ngọc
Chấn
Sinh viên thực hiện : Trần Đặng Thái Thành - Lớp : 51DT – MS: 7365.51
2
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
2.Kiểm tra nhiệt trở yêu cầu của kết cấu.
- Kết cấu bao che ngoài yêu cầu về độ bền, độ ổn định, khả năng chịu lửa và tuổi thọ,
tạo dáng kiến trúc, kính tế còn cần phải đáp ứng các yêu cầu về nhiệt kỹ thuật. Đó là
những yêu cầu về chống lạnh cho mùa đông, chống nóng cho mùa hè và hiện tượng
ngưng tụ hơi nước trên bề mặt trong kết cấu.
- Từ những yêu cầu đó kết cấu bao che được chọn dựa trên tính chất vật lý của vật liệu
xây dựng và độ dày của chúng đáp ứng các tiêu chuẩn về nhiệt trở, ở đây chúng ta chỉ
cần quan tâm đến yêu cầu chống lạnh về mùa đông bởi vì về mùa hè ở nước ta nhiệt
độ bề mặt các kết cấu hầu như thấp hơn nhiệt đô không khí và chỉ cần kiểm tra cho
tường bao và mái.
2.1.Xác định nhiệt trở của tường và mái.
- Nhiêt trở của tường bằng tổng nhiệt trở của các bề mặt trong, mặt ngoài và của bản
thân kết cấu.
R
0
= R
T
+ R
KC
+ R
N
=
T N
+
δ
1 1
+
α α
λ
∑
(
2
m
.h.
0
C/kcal).
+Trong đó:
- R
T
, R
N
: Là nhiệt trở trong và ngoài của kết cấu.
- R
KC
: Là nhiệt trở của các lớp kết cấu ngăn che.
-
T
α
,
N
α
: Là hệ số trao đổi nhiệt mặt trong và mặt ngoài của két cấu bao che (kcal/
2
m
.h.
0
C), được lấy theo bảng 3-2 giáo trình “Kĩ Thuật Thông Gió” của GS.Trần Ngọc
Chấn.
- Với bề mặt trong của kết cấu
T
α
= 7,5 (kcal/
2
m
.h.
0
C).
- Với bề mặt ngoài của kết cấu
N
α
= 20 (kcal/
2
m
.h.
0
C).
+Với kết cấu là tường:
- Đối với kết cấu tường tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài.
1
0
1 0,015 0,22 0,015 1
= + + + +
7,5 0,65 0,70 0,65 20
R
= 0,544 (
2
m
.h.
0
C/kcal).
+Với kết cấu là mái :
- Đối với kết cấu mái tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài.
m
0
1 0,001 0,01
= + + + 0,05
7,5 50 0,05
R
= 0,383 (
2
m
.h.
0
C/kcal).
2.2.Xác định nhiệt trở yêu cầu của kết cấu.
- Tổng nhiệt trở R
0
của kết cấu cần phải thỏa mãn các yêu cầu điều kiện tiện nghi nhiệt
về mùa đông và điều kiện chống đọng sương trên bề mặt trong của kết cấu như sau:
tt tt
T N
yc T
bm
( - )× ×
= ×
Δ
t tψ m
R R
t
(
2
m
.h.
0
C/kcal).
+Trong đó:
-
tt
T
t
: Nhiệt độ tính toán bên trong phân xưởng (
0
C).
-
tt
N
t
: Nhiệt độ tính toán bên ngoài về mùa đông dùng cho sưởi ấm (
0
C).
-
bm
Δ
t
: Nhiệt độ bề mặt chênh lệch cho phép (
0
C).
-
T
R
: Nhiệt trở trong của tường (
2
m
.h.
0
C/kcal).
Sinh viên thực hiện : Trần Đặng Thái Thành - Lớp : 51DT – MS: 7365.51
3
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
-
ψ
: Hệ số có kể đến vị trí tương đối của mặt ngoài kết cấu so với không khí ngoài,
theo giáo trình “Kĩ Thuật Thông Gió” của GS.Trần Ngọc Chấn trang 75.
- Đối với tường hoặc mái tiếp xúc với không khí bên ngoài
ψ
=1.
- Nếu phòng đệm tiếp xúc với không khí bên ngoài
ψ
= 0,7.
- Nếu phòng đệm không tiếp xúc với không khí bên ngoài
ψ
=0,4.
- m : Hệ số hiệu chỉnh kể đến ảnh hưởng của nhiệt quán tính, được xác định phụ
thuộc vào chỉ số quán tính D của kết cấu bao che.
D =
1 1
R ×s
+
2 2
R ×s
+
3 3
R ×s
+
n n
R ×s
+Trong đó:
- D : Hệ số nhiệt quán tính hay còn gọi là “độ dày quy ước” của kết cấu bao che
(không thứ nguyên).
-
1
R
,
2
R
,
3
R
n
R
: Nhiệt trở của từng lớp vật liệu (
2
m
.h.
0
C/kcal).
-
1
s
,
2
s
,
3
s
n
s
: Nhiệt trở của từng lớp vật liệu (kcal/
2
m
.h.
0
C).
+Với kết cấu là tường.
0,015 0,22 0,015
D = ×7,05 + ×8,3 + 7,05
0,65 0,70 0,65
×
= 2,934
- Theo giáo trình “Kĩ Thuật Thông Gió” của GS.Trần Ngọc Chấn trang 86.
- Ta có D = 2,934 tường được xem là nhẹ nên m = 1,20.
+Với kết cấu là mái.
0,001 0,01
D = ×108 + ×0,72
50 0,05
= 0,146
- Theo giáo trình “Kĩ Thuật Thông Gió” của GS.Trần Ngọc Chấn trang 86.
- Ta có D = 0,146 tường được xem là nhẹ nên m = 1,30.
+Độ chênh nhiệt độ bề mặc cho phép.
- Là độ chênh cho phép tối đa giữa nhiệt độ không khí bên trong phòng và nhiệt độ
mặt trong của kết cấu bao che, xác định từ điều kiện tiện nghi nhiệt chống lạnh và
nhiệt chống đọng sương mặt trong của tường đối với loại phòng sản xuất có độ ẩm
tính toán bên trong lớn hơn 60% - 75% không cho phép đọng sương bề mặt trong kết
cấu.Theo bảng 3-4 giáo trình “Kĩ Thuật Thông Gió” của GS.Trần Ngọc Chấn.
- Hiệu số nhiệt độ
bm
Δ
t
=
T S
-
t t
+Trong đó:
-
T
t
: Nhiệt độ mặt trong của kết cấu bao che về mùa đông.
-
S
t
: Nhiệt độ điểm sương của không khí trong nhà.
- Với
T
t
= 22 (
0
C) và
T
φ
= 70 (%) tra biểu đồ I - d ta được
S
t
= 16 (
0
C).
bm
Δ
t
⇒
=
T S
-
t t
= 22 - 16 = 6 (
0
C)
- Như vậy ta tính toán được nhiệt trở yêu cầu của kết cấu như sau:
+Với kết cấu là tường.
- Đối với kết cấu tường tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài
ψ
=1.
yc
0
(22 - 13,3)×1×1,2
= ×0,133
6
R
= 0,232 (
2
m
.h.
0
C/kcal).
* So sánh
yc
0
R
= 0,232 <
0
R
= 0,544 do đó đảm bảo không đọng sương.
Sinh viên thực hiện : Trần Đặng Thái Thành - Lớp : 51DT – MS: 7365.51
4
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
+Với kết cấu là mái :
Đối với kết cấu tường tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài
ψ
=1.
yc
0
(22 - 13,3)×1×1,2
= ×0,133
6
R
= 0,232 (
2
m
.h.
0
C/kcal).
* So sánh
yc
0
R
= 0,232 <
0
R
= 0,383 do đó đảm bảo không đọng sương.
+Kết luận :
- Với cả hai kết cấu tường và mái đều thỏa mãn về độ cách nhiệt theo yêu cầu về
những trường hợp bất lợi nhất về mùa đông.
3.Hệ số truyền nhiệt k.
- Hệ số truyền nhiệt k của kết cấu bao che được xác định theo công thức tính.
T N
0
1
= =
+
R
1
k
δ
1 1
+
α λ α
∑
(kcal/
2
m
.h.
0
C).
+Trong đó:
- k : Hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che, (kcal/
2
m
.h.
0
C).
-
0
R
: Nhiệt trở mặt trong và mặt ngoài của kết cấu (
2
m
.h.
0
C/kcal).
- α
T
: hệ số trao đổi nhiệt trên bề mặt trong của kết cấu bao che, bề mặt trong của
tường, sàn, trần với bề mặt nhẵn→ α
T
= 7,5 (kcal/
2
m
.h.
0
C).
- α
N
: hệ số trao đổi nhiệt trên bề mặt ngoài của kết cấu bao che, bề mặt tiếp xúc trực
tiếp với không khí bên ngoài→ α
N
= 20 (kcal/
2
m
.h.
0
C) .
- Với bề mặt ngoài của kết cấu tiếp xúc với phòng vệ sinh hoặc kho chứa thì
T
α
=
N
α
= 7,5 (kcal/
2
m
.h.
0
C).
- δ
i
: bề dày của lớp vật liệu thứ i, (m).
- λ
i
: hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i, (kcal/m.h.
0
C).
+Riêng đối với nền không cách nhiệt, hệ số truyền nhiệt được lấy theo trang 90 giáo
trình “Kĩ Thuật Thông Gió” của GS.Trần Ngọc Chấn.
- Hệ số truyền nhiệt k của kết cấu bao che được tính toán ở bảng 2.2
Sinh viên thực hiện : Trần Đặng Thái Thành - Lớp : 51DT – MS: 7365.51
5
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Bảng 1.2: Hệ số truyền nhiệt k của kết cấu bao che
Stt Kết cấu bao che
và cấu tạo
Công thức tính
Nhiệt trở
0
R
(
2
m
.h.
0
C/kcal)
k
(kcal/
2
m
.h.
0
C)
T N
1
+
δ
1 1
+
α λ α
∑
1
Tường loại 1
Tiếp xúc trực
tiếp với không
khí bên ngoài
1 0,015 0,22 0,015 1
+ + + +
7,5 0,65 0,70 0,65 20
0,544 1,838
2
Cửa sổ
Tiếp xúc trực
tiếp với không
khí bên ngoài
1 0,005 1
+ +
7,5 0,65 20
0,191 5,236
3
Cửa ra vào
Tiếp xúc trực
tiếp với không
khí bên ngoài
1 0,002 1
+ +
7,5 49,8 20
0,183 5,464
4
Mái
Tiếp xúc trực
tiếp với không
khí bên ngoài
1 0,001 0,01 1
+ + +
7,5 50 0,05 20
0,383 2,611
5
Nền
Dải 1
Dải 2
Dải 3
Dải 4
2,5
5
10
16,7
0,400
0,200
0,100
0,060
4.Diện tích truyền nhiệt.
- Diện tích truyền nhiệt được ký hiêu là F (
2
m
) là diện tích truyền nhiệt tính theo kết
cấu bao che.
- Riêng phần nền chìm trong đất thì được chia làm 3 dải có bề 2m dọc theo tường
ngoài của phòng,phần còn lại là dải thứ tư.
+Chú ý : Diện tích của nền ở những góc nhà thuộc dải I được tính 2 lần tức là theo cả
2 chiều của hai tường ngoài tạo nên góc nhà.
Sinh viên thực hiện : Trần Đặng Thái Thành - Lớp : 51DT – MS: 7365.51
6
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Hình 1.1: Chia dải nền
* Do phân xưởng sản xuất có diện tích nhỏ, để tiện cho việc tính toán không cần chia
thành các phân xưởng nhỏ.
Sinh viên thực hiện : Trần Đặng Thái Thành - Lớp : 51DT – MS: 7365.51
7
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Bảng 2.3: Diện tích truyền nhiệt của kết cấu bao che.
Stt Hướng Kết cấu Công thức tính
F (
2
m
)
Phân xưởng
1 Bắc
Cửa ra vào (2 cửa ) 2
×
4
×
4 32
Cửa sổ loại 1 (4 cửa ) 4
×
2
×
4 32
Cửa sổ loại 2 (6 cửa ) 6
×
1
×
4 24
Cửa sổ loại 3 (6 cửa ) 6
×
0,5
×
1 3
Tường ngoài 55
×
10 – 91 459
2 Đông Cửa sổ loại 1 (3 cửa ) 3
×
2
×
4 24
Cửa sổ loại 2 (3cửa ) 3
×
1
×
4 12
Tường ngoài 26
×
10 - 38 222
3 Nam Cửa sổ loại 1 (4 cửa ) 4
×
2
×
4 32
Cửa sổ loại 2 (6 cửa ) 6
×
1
×
4 24
Cửa sổ loại 3 (6 cửa ) 6
×
0,5
×
1 3
Tường ngoài 55
×
10 – 59 491
4 Tây Cửa ra vào (1 cửa ) 1
×
4
×
4 16
Cửa sổ loại 1 (2 cửa ) 2
×
2
×
4 16
Cửa sổ loại 2 (3 cửa ) 3
×
1
×
4 12
Tường ngoài 26
×
10 - 44 250
5 Nền Dải 1 26
×
2
×
2 + 2
×
2
×
55 324
Dải 2 18
×
47 846
Dải 3 10
×
39 390
Dải 4 2
×
31 32
6 Mái
55
×
2 2
10 3
+
574,2
5.Tính tổn thất nhiệt qua kết cấu.
- Do nhiệt độ không khí trong nhà thường cao hơn ngoài nhà nên có sự tổn thất nhiệt
một nhiệt lượng
t,th
Q
từ trong nhà ra ngoài nhà và được tính theo c ông thức:
t,th
× ×
Q = k FΔt
(kcal/h).
+Trong đó :
- k: Hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che (
2 0
w/m C
) - Theo bảng 2.2.
- F: Diện tích của kết cấu bao che (
2
m
) - Theo bảng 2.3.
-
Δt
: Hiệu số nhiệt độ tính toán (
0
C
) với
tt tt
T N
= ×( - )
Δt ψ t t
- Hệ
ψ
là hệ số có kể đến vị trí tương đối của mặt ngoài kết cấu so với không khí
ngoài, theo giáo trình “Kỹ Thuật Thông Gió” của GS.Trần Ngọc Chấn trang 75.
- Đối với tường hoặc mái tiếp xúc với không khí bên ngoài
ψ
=1.
- Nếu phòng đệm tiếp xúc với không khí bên ngoài
ψ
=0,7.
Sinh viên thực hiện : Trần Đặng Thái Thành - Lớp : 51DT – MS: 7365.51
8
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
- Nếu phòng đệm không tiếp xúc với không khí bên ngoài
ψ
=0,4.
-
T
tt
t
: Nhiệt độ tính toán bên trong nhà 22 (
0
C
).
-
N
tt
t
: Nhiệt độ tính toán bên ngoài nhà 18,8(
0
C
).
5.1.Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che cho mùa hè.
- Tổn thất nhiệt về mùa đông được thông kê ở bảng 2.4.
Bảng 2.4 : Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che cho Mùa Đông
Stt Kết cấu k
(kcal/
2
m
.h.
0
C)
F
ψ
(
0
C
)
T
tt
t
(
0
C
)
N
tt
t
(
0
C
)
tt tt
T N
-
t t
0
C
)
D
t,th
Q
(kcal/h)
Phân xưởng
1 Cửa sổ 5,236 182 1 36 34,5 1,5
1429,4
2 Cửa ra vào 5,464 48 1 36 34,5 1,5
393,4
3 Tường ngoài 1,838 1422 1 36 34,5 1,5
3920,5
4 Dải 1
0,400
324 1 36 34,5 1,5
194,4
5 Dải 2
0,200
846 1 36 34,5 1,5
253,8
6 Dải 3
0,100
390 1 36 34,5 1,5
58,5
7 Dải 4
0,060
32 1 36 34,5 1,5
2,9
8 Mái 2,611 574,2 1 36 34,5 1,5 2248,9
8501,7
6.Tính tổn thất nhiệt do đưa vật liêu từ ngoài vào.
- Nguyên liệu trước khi đưa vào trong phòng có nhiệt độ không khí ngoài trời, vì vậy
về mùa đông cần cấp cho chúng một lượng nhiệt đẻ đạt được nhiệt độ không khí trong
phòng, còn mùa hè do chênh lệch nhiệt độ là bé nên bỏ qua và ta chỉ tính toán loại
nhiệt này cho nguyên liệu là kim loại mà thôi, và ở trong phân xưởng này ta quan tâm
đến nguyên liệu là sắt và thép.
- Lượng nhiệt tổn thất do nung nóng nguyên liệu có thể tính theo công thức sau :
vl vl c d
= × - )×β
×
Q G c (t t
(kcal/h)
+Trong đó:
- G : là khối lượng nguyên vật liệu đưa vào phòng ở đây là sắt và thép (kg/h).
-
vl
c
: Tỉ nhiệt vật liệu ở thể vật rắn (kcal/kg.h.
0
C
).Theo phụ lục 2-2 trang 251 giáo
trình “Thiết Kế Thông Gió Công Nghiệp” của Hoàng Thị Hiền nhà xuất bản xây
dưng. Có
vl
c
= 0,48 (kJ/kg.K) = 0,12 (kcal/kg.h.
0
C
).
-
c
t
,
d
t
: Nhiệt độ cuối cùng và nhiệt độ ban đầu của vật liệu (
0
C
), được tính bằng
nhiệt độ tính toán bên trong, bên trong và ngoài phòng với
c
t
=22 (
0
C
),
d
t
= 13,3(
0
C
)
-
β
: Là phần nhiệt mà vật thể nhận được, phụ thuộc vào thời gian sấy nóng, để đơn
giản ta chỉ xét 1giờ đầu tiên, khi đó lượng trao đổi là lớn nhất, với vật liệu khối từ
Bảng 2-11 giáo trình “Thông Gió và Kỹ Thuật Xử Lý Khí Thải” của TS.Nguyễn
Duy Động, có
β
= 0,5.
Sinh viên thực hiện : Trần Đặng Thái Thành - Lớp : 51DT – MS: 7365.51
9
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
- Với năng suất là 20000 (tấn)/năm, một năm làm việc 300 ngày thì khối lượng nguyên
vật liệu đưa vào phòng là.
20000
24×300
G =
= 2,778 (Tấn/h) = 2778 (kg/h)
- Tổn thất do nung nóng nguyên vật liệu đưa từ ngoài vào được tính toán cho mùa
đông ở Bảng 2.8.
Bảng 2.8.Tổn thất do nung nóng nguyên vật liệu đưa từ ngoài.
Stt Tên khư vực
sản xuất
G
(kg)
vl
c
(kcal/kg.h.
0
C
)
c d
-
t t
(
0
C
)
β
vl
Q
(kcal/h)
1 Phân xưởng 2778 0,12 3,2 0,5 533,4
7.Tổng tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che.
- Tổng kết toàn bộ tổn thất do chênh lệch nhiệt độ bên trong và bên ngoài phân xưởng,
do rò gió, nhiệt bổ sung và do mất nhiệt để nung nóng vật liệu mang vào phòng được
thể hiện ở Bảng 2.9 sau tính toán cho cả hai mùa.
Bảng 2.9. Tổng tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che cả 2 mùa.
Stt
KC
Q
VL
Q
t,th
Q
∑
1 Mùa Hè 8501,7 533,4 9035,1
III.Tính toán tỏa nhiệt.
1.Toả nhiệt do người.
- Nhiệt tỏa do người bao gồm nhiệt hiện, nhiệt ẩn và phụ thuộc vào trạng thái lao
động, nhiệt độ, vận tốc của không khí xung quanh và tính chất giữ nhiệt của quần áo.
- Lượng nhiệt hiện do con người tỏa được xác định bằng công thức sau :
t
ng
Q
= N
×
h
q
(kcal/h)
+Trong đó:
-
h
q
: Lượng nhiệt hiện do một người toả ra (kcal/h).
- N : Số người trong phân xưởng.
- Nhiệt độ trong phân xưởng là t
= 22 (
0
C) và lao động trong phân xưởng là lao động
nặng nên.
- Tra Bảng 2-2 trang 56 giáo Trình “Kỹ Thuật Thông Gió” của Gs.Trần Ngọc
Chấn ta có :
t = 25 (
0
C) → q = 80 ( kcal/h.người )
t = 30 (
0
C) → q = 45 ( kcal/h.người )
- Thực hiện nội suy → t
0
= 28 (
0
C) → q = 63 ( kcal/h.người )
- Nhiệt tỏa ra do người chỉ tính cho mùa đông. Mùa hè thì nhiệt độ không khí trong
phòng thường cao hơn 30
0
C, ứng với nhiệt độ này lượng nhiệt tỏa ra thường thấp và
hầu như không có.
- Lượng nhiệt do người tỏa ra được thống kê ở Bảng 2.10.
Sinh viên thực hiện : Trần Đặng Thái Thành - Lớp : 51DT – MS: 7365.51
10
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Bảng 1.10 : Toả nhiệt do người về Mùa Đông
N (người) q (kcal/h.người )
t
ng
Q
(kcal/h)
Phân xưởng 55 63 3465
2. Tỏa 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:
t
cs
Q
= 860
×
cs
N
(kcal/h)
+Trong đó:
-
cs
N
: tổng công suất các thiết bị chiếu sáng (kW).
- Đối với nhà công nghiệp ta có
cs
N
= q
×
F (kW).
- q : là công suất chiếu sáng q = 18 – 24 (W/
2
m
.
Sàn)
→
Chọn q = 20 (W/
2
m
.
Sàn) = 0,02 (kW/
2
m
.
Sàn)
- F : là diện tích Chiếu sáng (
2
m
).
- 860 : Đương lượng nhiệt của công suất điện 1(kW) = 860 (kcal/h)
+Nhiệt tỏa do thắp sáng được tính toán ở Bảng 2.11.
Bảng 2.11 : Toả nhiệt do thắp sáng
q (kW/
2
m
.
Sàn)
F
2
( )
m
Đương lương nhiệt
(kcal)
t
cs
Q
(kcal/h)
Phân xưởng 0,02 1430 864 24710,4
3.Tỏa nhiệt do động cơ.
- Lượng nhiệt tổng cộng do động cơ điện và thiết bị máy móc công nghệ chạy bằng
điện đặt trong gian máy được xác định theo công thức sau :
t
dc
Q
= 860
×
dc
N
×
1
k
×
2
k
×
3
1
1
- 1 + k
η
÷
(kcal/h)
+Trong đó :
-
dc
N
: Tổng công suất lắp đặt của động cơ (kW).
-
1
k
: Hệ số tải trọng của động cơ.
-
2
k
: Hệ số hoạt động đồng thời của các động cơ.
-
3
k
: Hệ số kể đến lượng nhiệt có thể thải ra ngoài gian máy cùng vật liệu được gia
công hoặc lưu thông trong thiết bị.
- 860 : Đương lượng nhiệt của công suất điện 1(kW) = 860 (kcal/h)
-
1
η
= a
×
η
- a
: Hệ số hiệu chỉnh kể đến tải trọng làm việc của động cơ.
-
η
: Hệ số hiệu dụng của động cơ điện, hệ số này lấy theo số liệu katalong của động
cơ, trường hợp ở đây do không có số liệu katalong, nên có thể nhận
η
theo công suất
lắp đặt của động cơ ở bảng trang 93 giáo Trình “Kỹ Thuật Thông Gió” của
Gs.Trần Ngọc Chấn.
Sinh viên thực hiện : Trần Đặng Thái Thành - Lớp : 51DT – MS: 7365.51
11
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
+ Chọn các thông số như sau:
- Với hệ số
1
k
:
m
1
N
k
N
=
, với
m
N
là công suất trung bình mà động cơ truyền cho thiết
bị, do không có số liệu cụ thể nên ta có thể chọn
1
k
= 0,8 cho tất cả các thiết bị máy
móc công nghệ.
- Với hệ số
3
k
theo giáo Trình “Kỹ Thuật Thông Gió” của Gs.Trần Ngọc Chấn
trang 93 thì đối với các loại máy móc gia công kim loại và cắt gọt kim loại ta có thể
chọn
3
k
= 0,9.
- Với hệ số a : Lấy theo hệ số
1
k
thì với
1
k
= 0,8 thì a = 1.
- Với hệ số
η
: Phụ thuộc vào công suất lắp đặt động cơ trong phân xưởng.
- Hệ số a,
η
được lấy ở bảng trang 93 giáo Trình “Kỹ Thuật Thông Gió” của
Gs.Trần Ngọc Chấn.
- Tỏa nhiệt do động cơ và các thiết bị máy móc được tính toán cho cả 2 mùa với các hệ
số là như nhau ở Bảng 2.12.
Bảng 1.12. Tỏa nhiệt do động cơ và các thiết bị máy móc.
Thiết bị điện trong phân
xưởng
Số
lượng
dc
N
(kW)
1
k
2
k
3
k
a
η
t
dc
Q
(kcal/h)
Phân xưởng
Máy nắn thủy lực 1 21 0,8 1 0,9 1 0,88 13,3
Bể tôi dầu 2 1,5 0,8 1 0,9 1 0,88 1,9
Bể tôi 2 1,5 0,8 1 0,9 1 0,88 1,9
Lò muối 4 điện cực loại 1 2 50 0,8 1 0,9 1 0,9 64,8
Lò muối 4 điện cực loại 2 1 40 0,8 1 0,9 1 0,84 24,2
Lò muối điện cực 6 điện cực 1 55 0,8 1 0,9 1 0,84 33,3
Lò muối để thấm xianua
C100
1 85 0,8 1 0,9 1 0,84 51,4
Lò muối chạy điện 1 100 0,8 1 0,9 1 0,85 61,2
Lò ram
Π
H -31 2 26 0,8 1 0,9 1 0,85 31,8
Lò ram băng tải 1 32 0,8 1 0,9 1 0,85 19,6
Máy đánh bóng 1 6 0,8 1 0,9 1 0,85 3,7
Máy chải sạch 1 4 0,8 1 0,9 1 0,88 2,5
Máy mài nhẵn 1 4,5 0,8 1 0,9 1 0,88 2,9
Máy làm sạch lõi 1 2 0,8 1 0,9 1 0,9 1,3
Máy nắn thủy lực 8 tấn 2 11 0,8 1 0,9 1 0,84 13,3
Máy đo độ cứng 2 2 0,8 1 0,9 1 0,84 2,4
Lò băng tải bể tôi 1 16 0,8 1 0,9 1 0,84 9,7
Bể tôi băng tải 1 9 0,8 1 0,9 1 0,85 5,5
Máy rửa băng tải 1 6 0,8 1 0,9 1 0,85 3,7
Lò ram băng tải 1 13 0,8 1 0,9 1 0,88 8,2
Bể tôi 2 ngăn 1 2 0,8 1 0,9 1 0,85 1,2
Lò buồng chạy điện
Π
H -12 1 37 0,8 1 0,9 1 0,88 23,4
381,2
Sinh viên thực hiện : Trần Đặng Thái Thành - Lớp : 51DT – MS: 7365.51
12
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
→
t
dc
Q
= 860
×
381,2= 327847,8 (kcal/h)
4. Xác định lượng nhiệt tỏa do sản phẩm nung nóng để nguội:
- Do không có sự thay đổi trạng thái của vật liệu :
t
sp
Q
= 0,278
×
c
×
G
×
(
d
t
-
c
t
)
×
β (kcal/h)
+ Trong đó :
- C : tỉ nhiệt của vật liệu (kcal/kg
o
C)
-
d
t
: nhiệt độ ban đầu của vật liệu trước khi bắt đầu nguội,
0
C
-
c
t
: nhiệt độ sau khi nguội (lấy bằng nhiệt độ không khí trong nhà),
0
C
- 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).
Kết quả tính toán được thống kê trong bảng 1.13
Bảng 2.14.Lượng nhiệt toả do vật liệu nung nóng để nguội có sự chuyển pha
tại các phân khu làm việc về Mùa Hè
Hệ
số
sp
G
(kg)
C
(kJ/kg.
o
C
)
d
t
(
o
C)
c
t
(
o
C)
β
t
sp
Q
(kcal/h)
Lò muối 4 điện cực
loại 1
0,278 100 0,48 820 36 0,5
5230,85
Lò muối 4 điện cực
loại 2
0,278 100 0,48 850 36 0,5
5431,01
Lò muối điện cực 6
điện cực
0,278 100 0,48 930 36 0,5
5964,77
Lò muối để thấm
xianua C100
0,278 100 0,48 830 36 0,5
5297,57
Lò muối chạy điện 0,278 100 0,48 700 36 0,5 4430,21
Lò ram
Π
H -31 0,278 100 0,48 630 36 0,5 3963,17
Lò băng tải bể tôi 0,278 1000 0,48 850 36 0,5 5431,01
Lò buồng chạy điện
Π
H -12
0,278 1000 0,4860 6 36 0,5
4215,37
Tổng 39963,95
5.Xác định lượng nhiệt tỏa do bể
- Toả nhiệt từ bể gồm hai thành phần : toả nhiệt từ thành và đáy bể và toả nhiệt từ bề
mặt nước của bể
- Cấu tạo của các bể trong phân xưởng : Kết cấu các bể bằng bêtông dày 15 cm và hai
lớp vữa trát , mỗi lớp dày 5mm . Vì thế khi tính toán ta bỏ qua hai lớp vữa trát này .
5.1.Mùa Hè
a. Bể Tôi Dầu
+ Kích thước bể : 2100
×
1100
×
850
+ Nhiệt độ làm việc của bể : 55
0
C
+ Thể tích bể V = 2,1
×
1,1
×
0,85 = 1,984 (m
3
)
- Nhiệt độ của vùng làm việc là: t
vlv
= 36
0
C.
Sinh viên thực hiện : Trần Đặng Thái Thành - Lớp : 51DT – MS: 7365.51
13
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
- Ta nhận nhiệt độ trên bề mặt bên trong của thành bể là:
t
bmt
= t
bể
– 5
0
C = (55 - 5)
0
C = 50
0
C.
+ Giả thiết:
- Nhiệt độ trên bề mặt ngoài của thành bể là: t
bmn
= 45,5
0
C
- Xác định hệ số bức xạ
- Lượng nhiệt toả ra từ 1 m
2
bề mặt bên ngoài của bể trong 1 giờ:
q
α
= α
n
×
(t
bmn
– t
vlv
), (kcal/m
2
h)
+ Trong đó :
- α
n
: hệ số trao đổi nhiệt bề mặt (kcal/m
2
h
0
C)
n
α
= l
×
0,25
bmn vlv
- )
(t t
+
q
bmn vlv
-
C
t t
×
4 4
bmn vlv
T T
100 100
−
÷ ÷
(kcal/
2
m
.h.
o
C
)
+Trong đó :
- l : Hệ số kích thước đặc trưng ,phụ thuộc vào vị trí của thành bể.
Đối với mặt đứng l = 2,2
-
q
C
: Hệ số bức xạ của vật, lấy
q
C
trang 97 giáo Trình “Kỹ Thuật Thông Gió” của
Gs.Trần Ngọc Chấn ta có
q
C
= 4,2 (kcal/
2
m
.h.
0 4
K
).
n
α
= 2,2
×
0,25
(44,5 - 36)
+
4,2
44,5 - 36
×
4 4
317,5 309
100 100
−
÷ ÷
= 8,92 (kcal/
2
m
.h.
o
C
)
→
q
α
= 9,05
×
(45,5 - 36) = 85,97 (kcal/m
2
h
)
- Ta có q
,
= k
×
(t
t
- t
n
)
+ Trong đó : k : hệ số truyền nhiệt của thành bể (kcal/m
2
h
0
C) :
1 4
1
=
+
k
δ
α λ α
1 1
+
∑
(kcal/
2
m
.h.
0
C).
- Ta có bể chỉ có một lớp bê tông cốt thép dày 150 (mm) . Do nhiệt độ làm việc của lò
thấp nên ta có thể bỏ qua thành phần (bt) trong khi xác định λ (λ = λ
0
+ bt)
→
λ = 1,333 (kcal/m
2
h
0
C)
→
k = 8,89(kcal/
2
m
.h.
0
C).
- Ta có q
,
= 8,89
×
(55 – 45,5) = 84,46(kcal/m
2
h
)
+ Ta có q
,
- q
α
= 85,97 – 84,46 = 1,51
→
% sai số = 1,51/85,97 = 1,76%
→
Thoả mãn sai số < 5%.
- Do đó lượng nhiệt toả ra trên 1 m
2
thành bể :
q =
kα
q + q
85,97 + 84,46
=
2 2
= 85,22 (kcal/m
2
h
)
- Nhiệt tỏa ra từ thành và đáy bể
+ Nhiệt tỏa ra từ thành bể
thành
t
Q
= q
×
F = 85,22
×
2
×
(1,1
×
0,85 + 2,1
×
0,85) = 463,6 (kcal/h)
+ Nhiệt tỏa ra từ đáy bể
- Giả sử rằng đáy bể không được đạt sát nền nên có sự tỏa nhiệt từ đáy bể ra bên ngoài
môi trường.
F
đ
= 2,1
×
1,1 = 2,31 m
2
Sinh viên thực hiện : Trần Đặng Thái Thành - Lớp : 51DT – MS: 7365.51
14
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
→
d
t
Q
= q
×
F = 85,22
×
2,31 = 196,86 (kcal/h)
+ Lượng nhiệt tỏa do tường và đáy bể :
t
Q
=
thành
t
Q
+
d
t
Q
= 463,6 + 196,86 = 660,46 (kcal/h)
- Nhiệt tỏa bề mặt từ dung dịch.
- Nhiệt tỏa ra từ bề mặt của dung dịch được tính theo công thức sau
(5,7 4,07. ).( )
bmdd
toa dd xq
Q v t t
= + −
×
F
bmdd
(kcal/h)
+Trong đó:
+ v : Vận tốc gió (m/s)
- Do bề rộng bể <700 ta thiết kế trên thành bể chỉ có chụp hút. Chọn v = 0,35 (m/s)
+ t
dd
: Nhiệt độ bề mặt dung dịch (
o
C) t
bể
= 55
o
C
+ t
xq
:nhiệt độ không khí xung quanh (
o
C) t
xq
= 36
o
C
+ F
bmdd
: Diện tích bề mặt dung dịch (m
2
)
F
bmdd
= 2,1
×
0,85= 1,785 m
2
→
Q = (5,7 + 4,07
×
0,35)
×
(55– 36)
×
1,785 = 241,63 (kcal/h)
Vậy nhiệt toả ra do bể tôi là :
Q = 241,63 + 660,46 = 902,09 (kcal/h)
Có 2 bể tôi dầu: Nên Q = 2
×
902,09 = 1804,18 ( kcal/h).
+ Để tính toán nhiệt tỏa ra từ bể rèn 2 miệng lửa, bể nước nóng, bệ mạ kẽm còn lại ta
sử dụng công thức hiệu chỉnh sau :
xq
xq
1
,
V
,
Q = Q ×
V
, ,
t - t
×
,
t - t
(kcal/h)
+ Trong đó:
- Q : Lượng nhiệt toả ra từ bể axít (kcal/h)
-
Q’
: Lượng nhiệt toả ra từ bể cần xác định (kcal/h)
- V : Thể tích bao của bể tôi (
3
m
).
V
= a×b×h
=2,1
×
1,1
×
0,85 = 1,964 (
3
m
)
- V’: Thể tích bao của bể cần xác định (
3
m
).
-
1
t
,
,
t
: Nhiệt độ làm việc của bể đã xác định và bể cần xác định (
o
C
)
-
xq
,
t
: Nhiệt độ không khí xung quanh của bể cần xác định (
o
C
).
- Lượng nhiệt tỏa ra từ lò tôi, ủ 5 tấn đã xác đinh ở trên và công thức hiệu chỉnh, ta có
lượng nhiệt tỏa ra của các lò về Mùa Đông đã tính toán ở bảng 2.17.
Sinh viên thực hiện : Trần Đặng Thái Thành - Lớp : 51DT – MS: 7365.51
15
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Bảng 2.17 : Lượng nhiệt tỏa ra từ các bể về Mùa Hè
Stt Tên lò
Thể tích Hiệu số nhiệt
độ Q
(kcal/h)
Q’
(kcal/h)
Số
bể
H
b
Q
(kcal/h)
V
(
3
m
)
V’
(
3
m
)
xq
, ,
t - t
(
o
C
)
xq
1
,
t - t
(
o
C
)
1 Bể tôi 1,964 0,768 1 19 902,09 18,567 2 37,13
2 Bể tôi băng tải 1,964 0,043 1 19 902,09 1,04 1 1,04
3 Bể tôi 2 ngăn 1,964 0,52 1 19 902,09 12,57 1 12,57
Sinh viên thực hiện : Trần Đặng Thái Thành - Lớp : 51DT – MS: 7365.51
16
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
5.5.Tổng kết nhiệt tỏa do Bể.
Bảng 2.19 : Tổng kết nhiệt tỏa do bể từ các phân xưởng
Stt Tên các lò trong phân xưởng
H
b
Q
(kcal/h)
Phân xưởng
1 Bể tôi 37,13
2 Bể tôi dầu 1804,18
3 Bể tôi băng tải 1,04
4 Bể tôi 2 ngăn 12,57
t
lò
Q
∑
1854,92
6.Xác định lượng nhiệt tỏa do lò.
6.1.Lò muối điện cực.
6.1.1.Tính toán nhiệt tỏa ra của lò muối điện cực cho Mùa Hè.
6.1.1.1Tỏa nhiệt từ các bề mặt xung quanh thành lò.
+ Các thông số ban đầu :
- Nhiệt độ bên trong lò :
1
t
= 820 (
o
C
)
- Nhiệt độ bề mặt trong của thành lò
2
t
=
1
t
- 5
o
C
= 820 - 5 = 815 (
o
C
).
- Nhiệt độ không khí xung quanh lò :
4
t
= 36 (
o
C
).
- Giả thiết nhiệt độ bề mặt thành lò :
3
t
= 94(
o
C
)
+ Xác định
4
α
:
4
α
= l
×
0,25
3 4
)
(t t
−
+
q
3 4
C
t -t
×
4
4
3
4
T
T
100 100
−
÷
÷
(kcal/
2
m
.h.
o
C
)
+Trong đó :
- l : Hệ số kích thước đặc trưng ,phụ thuộc vào vị trí của thành lò.
Đối với mặt đứng l = 2,2
-
q
C
: Hệ số bức xạ của vật, lấy
q
C
trang 97 giáo Trình “Kỹ Thuật Thông Gió” của
Gs.Trần Ngọc Chấn ta có
q
C
= 4,2 (kcal/
2
m
.h.
0 4
K
). Vậy :
4
α
=2,2
×
0,25
(94 36)
−
+
4,2
94 - 36
×
4 4
94 273 36+273
100 100
−
÷ ÷
+
= 12,61 (kcal/
2
m
.h.
o
C
)
- Lượng nhiệt toả ra từ 1
2
m
bề mặt ngoài lò nung trong 1 giờ.
,
q
=
4
α
×
3 4
)
(t t
−
= 12,61
×
(94 – 36) = 731,38 (kcal/
2
m
.h)
- Hệ số truyền nhiệt của lò :
1 4
1
=
+
k
δ
1 1
+
α λ α
∑
(kcal/
2
m
.h.
0
C).
+Với cấu tạo thành lò gồm 2 lớp như sau:
Sinh viên thực hiện : Trần Đặng Thái Thành - Lớp : 51DT – MS: 7365.51
17
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
+ Lớp thứ nhất (1) : Thành lò làm gạch samốt Có:
1
δ
=
200 (mm)
- Hệ số dẫn nhiệt của gạch samốt nặng
1
λ
=
0
λ
+ b
×
t (kcal/
2
m
.h.
o
C
)
+ Trong đó :
-
0
λ
: Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu ở 0 (
o
C
).
- t : Nhiệt độ vật liệu (
o
C
).
- b : Hệ số tỉ lệ có giá trị khác nhau đối với các vật liệu khác nhau, thường thay đôi
trong giới hạn 0,0001
÷
0,001
+ Theo giáo Trình “Thiết Kế Thông Gió Công nghiệp ” của Hoàng Thị Hiền bảng
2.13 trang 46 ta có
λ
= 0,837 + 0,00058
×
t (kcal/
2
m
.h.
o
C
)
→
1
λ
= 0,837 + 0,00058
×
820 = 0,907 (kcal/
2
m
.h.
o
C
)
+ Lớp thứ hai (2) : Lớp cách nhiệt điatomit :
2
δ
=
100 (mm),
→
2
λ
= 0,116 + 0,00023
×
t = 0,116 + 0,00023
×
36 = 0,12428 (kcal/
2
m
.h.
o
C
)
- Vậy hệ số truyền nhiệt của lò là:
1 1
k =
δ 0,2 0,10
λ 0,907 0,12428
=
∑
+
= 0,975 (kcal/
2
m
.h.
0
C).
+ Lượng nhiệt xuyên qua 1
2
m
thành lò.
,,
q
= k
×
1 3
)
(t t
−
= 0,975
×
(820 – 94) = 707,85 (kcal/
2
m
.h)
+ Ta có q
,
- q
α
= 731,38 – 707,85 = 23,53
→
% sai số = 23,53/731,38 = 3,2%
→
Thoả mãn sai số < 5%.
- Do đó lượng nhiệt toả ra trên 1 m
2
thành bể :
q =
kα
q + q
731,38 + 707,85
=
2 2
= 719,62 (kcal/m
2
h
)
- Diện tích bề mặt của thành lò :
F = 2
×
(a + b)
×
h = 2
×
(0,85 + 0,46)
×
0,65 = 1,703 (
2
m
).
* Vậy lượng nhiệt tỏa ra xung quanh bề măt thành lò là :
1
q
= q
×
F = 719,62
×
1,703 = 1225,5 (kcal/h)
5.4.1.2.Tỏa nhiệt từ đáy lò.
- Với cấu tạo đáy lò gồm 2 lớp như sau:
+ Lớp thứ nhất (1) : Gạch samốt Có:
1
δ
=
200 (mm),
1
λ
= 0,907 (kcal/
2
m
.h.
o
C
)
+ Lớp thứ hai (2) : Lớp cách nhiệt điatomit:
2
δ
=
100 (mm),
2
λ
= 0,121 (kcal/
2
m
.h.
o
C
)
- Đáy lò có cấu tạo giống như thành lò khi đó q = 84,2 (kcal/
2
m
.h)
+ Đáy lò kê trên bảng kê do đó vẫn có nhiệt tỏa ra từ đáy lò. Lượng nhiệt tỏa ra từ đáy
lò vào không khí xung quanh trên 1
2
m
xá định bằng công thức :
2
q
= q
×
d
F
(kcal/h)
+Trong đó:
-
d
F
: Là diện tích đáy lò :
d
F
=
a × b
= 0,85
×
0,46= 0,391 (
2
m
)
Sinh viên thực hiện : Trần Đặng Thái Thành - Lớp : 51DT – MS: 7365.51
18
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
- Do cấu tạo giống nhau nên q = 704,25 (kcal/m
2
.h
)
* Vậy lượng nhiệt tỏa ra từ đáy lò vào không khí xung quanh.
2
q
= q
×
d
F
= 704,25
×
0,391 = 275,36 (kcal/h)
5.3.1.2.Tỏa nhiệt từ nóc lò.
- Với cấu tạo nóc lò gồm 2 lớp như sau:
+ Lớp thứ nhất (1) : Gạch samốt Có:
1
δ
=
200 (mm),
1
λ
= 0,907 (kcal/
2
m
.h.
o
C
)
+ Lớp thứ hai (2) : Lớp cách nhiệt điatomit:
2
δ
=
100 (mm),
2
λ
= 0,121 (kcal/
2
m
.h.
o
C
)
- Đáy lò có cấu tạo giống như thành lò khi đó q = 84,2 (kcal/
2
m
.h)
+ Đáy lò kê trên bảng kê do đó vẫn có nhiệt tỏa ra từ đáy lò. Lượng nhiệt tỏa ra từ nóc
lò vào không khí xung quanh trên 1
2
m
xá định bằng công thức :
3
q
= q
×
n
F
(kcal/h)
+Trong đó:
-
d
F
: Là diện tích nóc lò :
d
F
=
a × b
= 0,85
×
0,46= 0,391 (
2
m
)
- Do cấu tạo giống nhau nên q = 719,62 (kcal/m
2
.h
)
* Vậy lượng nhiệt tỏa ra từ nóclò vào không khí xung quanh.
3
q
= q
×
d
F
= 719,62
×
0,391 = (kcal/h)
5.4.1.4.Tỏa nhiệt từ cửa lò.
- Với cấu tạo cửa lò gồm 2 lớp như sau:
+ Lớp thứ nhất (1) : Gạch samốt Có:
1
δ
=
200 (mm),
1
λ
= 0,907 (kcal/
2
m
.h.
o
C
)
+ Lớp thứ hai (2) : Lớp cách nhiệt điatomit:
2
δ
=
100 (mm),
2
λ
= 0,121 (kcal/
2
m
.h.
o
C
)
a.Toả nhiệt từ cửa lò lúc mở trống:
- Khi cho vật liệu vào lò hoặc lấy vật liệu từ lò ra thì cửa lò phải mở trống trong một
thời gian nào đó.Lúc ấy nhiệt sẽ toả ra ngoài qua cửa lò bằng bức xạ.Cường độ bức xạ
phụ thuộc vào nhiệt độ trờn bề mặt trong của thành lò và nhiệt độ bề mặt trong của
tường nhà hoặc là nhiệt độ những bề mặt thiệt bị khỏc nằm đối diện với cửa lò.
- Bức xạ nhiệt từ cửa lò bị giảm đi khá nhiều do tác dụng của hiện tượng nhiễu xạ.
- Để tính toán đến tác dụng ấy ta đưa ra các hệ số nhiễu xạ
1
K
và
2
K
phụ thuộc vào
các đại tỷ số
A
δ
và
B
δ
,
+ Trong đó:
- A,B,
α
lần lượt là cỏc cạnh của lò và bề dày của thành lò.
- Ứng với
A
δ
ta có
1
K
và
B
δ
ta có
2
K
.
- Hệ số trung bình K =
1 2
K +K
2
+ Các thông số tinh toán ban đầu :
- Cửa lò có kích thước la A
×
B = 30cm
×
30 cm
- Bề dày thành lò theo tính toán là
δ
=
300 (mm),
- Nhiệt độ bên trong của lò là 120 (
o
C
).
Sinh viên thực hiện : Trần Đặng Thái Thành - Lớp : 51DT – MS: 7365.51
19
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
- Cửa lò mở 10 phút trong 1 giờ
m
t
=
10
60
* Dùng đồ thị 3.17 trang 101 giáo Trình “Kỹ Thuật Thông Gió” của Gs.Trần
Ngọc Chấn.
+ Ứng với
A
δ
= 1 ta có
1
K
= 0,6
+ Ứng với
B
δ
= 1 ta có
2
K
= 0,6
- Hệ số trung bình K =
1 2
0,6 + 0,6
2
K +K
2
= =
0,6
- Khi cửa lò mở, nhiệt tỏa ra ngoài lò bằng bức xạ
bx
q
= C
×
4 4
1 2
T T
100 100
−
÷ ÷
(kcal/
2
m
.h)
+ Trong đó :
- C : Hệ số bức xạ nhiệt của vật đen tuyệt đối ( C = 4,96 kcal/
2
m
.h.
4
K
).
-
1
T
,
2
T
: Là nhiệt độ tuyệt đối của bề mặt trong thành lò và nhiệt độ bề mặt tường nhà
( lấy bằng nhiệt độ vùng làm việc ).
→
bx
q
= 4,96
×
4 4
815+273 22+273
100 100
−
÷ ÷
= 69126,35 (kcal/
2
m
.h)
*Lượng nhiệt toả ra tính đều trong 1 giờ là :
,
q
=
bx
q
×
F
×
m
t
= 69126,35
×
0,6
×
0,3
×
0,3
×
10
60
= 3732,82 (kcal/h)
b.Lượng nhiệt toả ra do bản thân cánh cửa lò
- Cánh cửa lò thường làm bằng vật liệu chịu lửa và chịu nhiệt.
- Lượng nhiệt toả ra từ cánh cửa lò cũng xác định bằng cách tương tự như do thành lò
toả ra.Khi tính toán hệ số truyền nhiệt của lớp gạch chịu lửa lấy tương ứng với nhiệt
độ trung bình của nó.
- Khi mở cửa thì bản thân cánh cửa vẫn tiếp tục toả nhiệt ,nhưng ít hơn.Người ta nhận
ra rằng lượng nhiệt toả ra do cánh cửa lò khi mở bằng
1
2
lúc đóng.
+ Các thông số tinh toán ban đầu :
- Cửa lò có kích thước là A
×
B = 30 cm
×
30 cm
- Bề dày thành lò theo tính toán là
δ
=
300 (mm),
- Nhiệt độ bên trong của lò là 820 (
o
C
).
- Cửa lò mở 10 phút trong 1 giờ
m
t
=
10
60
+ Ta giả thiết nhiệt độ trên bề mặt lớp gạch chịu lửa sát với lớp gạch điatomit là 400(
o
C
), xác định hệ số dẫn nhiệt, theo giáo Trình “Thiết Kế Thông Gió Công nghiệp ”
của Hoàng Thị Hiền bảng 2.13 trang 46.
- Ta có
λ
= 0,837 + 0,00058
×
t (kcal/
2
m
.h.
o
C
)
+ Khi t = 120 (
o
C
)
1
λ
= 0,837 + 0,00058
×
820 = 0,907 (kcal/
2
m
.h.
o
C
)
+ Khi t = 70 (
o
C
)
2
λ
= 0,116 + 0,00023
×
70 = 0,135 (kcal/
2
m
.h.
o
C
)
Sinh viên thực hiện : Trần Đặng Thái Thành - Lớp : 51DT – MS: 7365.51
20
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
- Hệ số truyền nhiệt của lò :
1
k =
δ
λ
∑
→
1 1
k =
δ 0,2 0,10
λ 0,907 0,135
=
∑
+
= 1,04 (kcal/
2
m
.h.
0
C).
- Lượng nhiệt xuyên qua cánh cửa lò :
,,
q
= 1,04
×
( 820 – 95)
×
0,85
×
0,46 = 294,81 (kcal/h)
Nếu nhiệt độ trong nhà là t = 22
o
C
thì lượng nhiệt toả ra từ mặt ngoài lò là:
,,,
q
=2,2
×
1,25
)
(95 22
−
+3,5
×
4 4
95 273 22+273
100 100
−
÷ ÷
+
×
0,85
×
0,46 =616,77 (kcal/h)
+Trong đó:
- 3,5 là hệ số bức xạ quy dẫn từ bề mặt cửa lò bằng thép đến bề mặt bên trong tường
nhà.
+ Hai lượng nhiệt
,,
q
và
,,,
q
không bằng nhau là vì ta giả thiết nhiệt độ của lớp thép
còn cao.Đúng ra cần phải giả thiết lại và tính lại, nhưng để đơn gian ta lấy giá trị trung
bình .
TB
q
=
294,81 + 616,77
2
, ,,
q + q
2
= =
455,79 (kcal/h)
- Cửa lò mở 10 phút trong 1 giờ. Trong khoảng 10 phút cửa mở lượng nhiệt tỏa ra là.
q =
1
2
×
455,79
×
10
60
= 37,98 (kcal/h)
- Lượng nhiệt do cánh cửa lò tỏa ra là:
,,,,
q
= 37,98 + 455,79
×
50
60
= 417,80 (kcal/h)
- Lượng nhiệt tổng cộng do cánh cửa lò tỏa ra là:
3
q
=
,
q
+
,,,,
q
= 417,80 + 3732,82 = 4150,62 (kcal/h)
*Lượng nhiệt do lò trung tần tỏa ra là
Q =
1
q
+
2
q
+
3
q
+
4
q
= 1199,34 + 275,36 + 275,36 + 4150,62 = 5900,68(kcal/h)
5.4.2.Tính toán nhiệt tỏa ra của lò cho Mùa hè.
- Ta có thể tính lượng nhiệt tỏa của lò Mùa Hè bằng cách hiệu chỉnh nhiệt theo lượng
nhiệt tỏa ra vào Mùa Đông theo công thức sau :
D
H
lò lò
H
D
=
Δt
Q Q ×
Δt
( kcal/h).
+ Trong đó :
-
H
Δt
,
D
Δt
: Là độ chênh lệch giữa nhiệt độ bên trong lò và nhiệt độ không khí xung
quanh vào Mùa Hè và Mùa Đông.
- Do đó :
lò
H
820 - 36
5900,68×
820 - 22
Q =
=
5797,16 ( kcal/h).
Sinh viên thực hiện : Trần Đặng Thái Thành - Lớp : 51DT – MS: 7365.51
21
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Bảng 2.17 : Lượng nhiệt tỏa ra từ các bể về Mùa Hè
Stt Tên lò
Thể tích Hiệu số nhiệt
độ Q
(kcal/h)
Q’
(kcal/h)
Số
bể
D
b
Q
(kcal/h)
V
(
3
m
)
V’
(
3
m
)
xq
, ,
t - t
(
o
C
)
xq
1
,
t - t
(
o
C
)
1 Lò muối 6 điện
cực
0,254 0,254 894 784 5797,16 6610,5 2 13221,1
2 Lò xianua C100 0,254 0,324 794 784 5797,16 7489,1 2 14978,2
3 Lò muối chạy điện 0,254 0,63 664 784 5797,16 12177,9 2 24355,9
4 Lò ram
Π
H -31 0,254 0,086 594 784 5797,16 1487,1 2 2974,3
5 Lò ram băng tải 0,254 1,813 284 784 5797,16 14989,3 2 29978,6
6 Lò băng tải bể tôi 0,254 0,36 814 784 5797,16 8530,9 2 17061,7
7 Lò buồng chạy
điện
0,254 0,52 624 784 5797,16 9446,1 2 18892,2
8 Lò muối 4 điện
cực loai 2
0,254 0,136 814 784 5797,16 3222,8 2 6445,5
5.5.Tổng kết nhiệt tỏa do Bể.
Bảng 2.19 : Tổng kết nhiệt tỏa do bể từ các phân xưởng
Stt Tên các lò trong phân xưởng
H
b
Q
(kcal/h)
Phân xưởng
1 Lò muối 4 điện cực loai 1 11594,3
2 Lò muối 6 điện cực 13221,1
3 Lò xianua C100 14978,2
4 Lò muối chạy điện 24355,9
5 Lò ram
Π
H -31 2974,3
6 Lò ram băng tải 29978,6
7 Lò băng tải bể tôi 17061,7
8 Lò buồng chạy điện 18892,2
9 Lò muối 4 điện cực loai 2 6445,5
t
lò
Q
∑
139501,9
6.Tổng kết nhiệt tỏa.
- Nhiệt tỏa bên trong phân xưởng bao gồm :
1.Nhiệt tỏa do người
t
ng
Q
(kcal/h).
2.Nhiệt tỏa do chiếu sáng
t
cs
Q
(kcal/h).
3.Nhiệt tỏa do đông cơ thiết bị chạy bằng điện
t
dc
Q
(kcal/h).
Sinh viên thực hiện : Trần Đặng Thái Thành - Lớp : 51DT – MS: 7365.51
22
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
4.Nhiệt toả do vật liệu nung nóng để nguội
t
sp
Q
(kcal/h).
5.Nhiệt tỏa ra từ lò
t
Q
∑
(kcal/h).
+ Tổng kết nhiệt tỏa ở trong phân xưởng đã được tính toán trong bảng 2.20.
Bảng 2.20 : Tổng kết nhiệt tỏa trong phân xưởng
Stt phân
xưởng
t
ng
Q
(kcal/h)
t
cs
Q
(kcal/h)
t
dc
Q
(kcal/h)
t
sp
Q
(kcal/h)
t
B
Q
(kcal/h)
t
L
Q
(kcal/h)
t
Q
∑
(kcal/h)
2 Mùa Hè
3465 24710,4 327847,
8
39963,95
7898,98 139501,9 543388,0
Sinh viên thực hiện : Trần Đặng Thái Thành - Lớp : 51DT – MS: 7365.51
23
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
IV.Tính toán nhiệt bức xạ
- Đối với khí hậu nhiệt đới như ở nước ta quanh năm có ánh mặt trời, nhất là mùa hè
ánh nắng càng gay gắt, do đó lượng nhiệt do bức xạ mặt trời xuyên qua kết cấu truyền
vào nhà rất lớn. Lượng nhiệt này phụ thuộc vào cường độ bức xạ mặt trời trên mặt trời
trên mặt phẳng kết cấu bao che và tính chất của kết cấu bao che.
- Nếu kết cấu là cửa kính thì do kính trong suốt nên hầu hết năng lượng của tia nắng
xuyên qua được và đi trực tiếp vào phòng, kết quả là năng lượng sóng của tia nắng
biến thành nhiệt và làm nhiệt độ trong phòng tăng lên.Còn với kết cấu là tường, mái,
cửa không trong suốt thì tia nắng một phần bị phản chiếu lại, một phần bị bề mặt
hấp thụ. Phần năng lượng bị hấp thụ lại có một bộ phận có tác dụng nung nóng kết cấu
bao che,làm cho nhiệt đối lưu với môi trường xung quanh và bộ phận còn lại mới
xuyên được vào phòng.
1.Bức xạ mặt trời truyền vào nhà xưởng qua mái
- Bức xạ mặt trời qua tường và mái được tính theo công thức
bx
Q
=
Δt
bx
Q
+
Ax
bx
Q
(kcal/h)
+Trong đó :
-
Δt
bx
Q
: Bức xạ mặt trời do chênh lệch nhiệt độ (kcal/h)
-
Ax
bx
Q
: Bức xạ mặt trời do dao động nhiệt độ, (kcal/h.
1.1.Tính bức xạ mặt trời do chênh lệch nhiệt độ.
bx
Δt
Q
=
tb
tg T
- )
k×(t t F
×
(kcal/h)
+Trong đó :
- k : Là hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che (kcal/
2
m
.h.
0
C
).
-
tb
tg
t
,
T
t
: Nhiệt độ tổng trung bình của không khí bên trong và nhiệt độ của không khí
bên trong phòng (
0
C
),ta biết
T
t
=
tt
T
t
= 36 (
0
C
).
- F là diện tích của kết cấu bao che chịu bức xạ (
2
m
).
- Trên thực tế cường độ bức xạ mặt trời chiếu xuống mặt đất thay đổi theo chu kỳ 24h
(trong 1 ngày), vì thế nhiệt độ trên bề mặt kết cấu cũng biến thiên mạnh trong khoảng
thời gian 24h, do đó chế độ truyền nhiệt của kết cấu bao che không còn có thể là ổn
định được, nghĩa là không tuân theo quy luật hình sin (hình cos) và dao động nhiệt
không phải là dao động điều hòa.
- Để đơn giản mặt trời, nhiệt độ mặt ngoài của kết cấu bao che tăng cao. Ta thay thế
cường độ bức xạ bằng một trị số nhiệt độ tương đương ttđ của không khí bên ngoài:
td
bx
t
=
tb
bx
N
×
ρ q
α
(
0
C
)
+Trong đó :
-
tb
bx
q
: Cường độ bức xạ nhiệt trung bình của mặt trời chiếu lên mặt ngoài kết cấu,
(kcal/
2
m
.h).
Sinh viên thực hiện : Trần Đặng Thái Thành - Lớp : 51DT – MS: 7365.51
24
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
-
N
α
: Hệ số trao đổi nhiệt trên bề mặt ngoài của kết cấu bao che. Với tường và mái
đều tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài nên :
n
α
= 20 (kcal/
2
m
.h.
0
C
).
-
ρ
: Hệ số hấp thụ bức xạ của bề mặt kết cấu bao che biểu diễn phần nhiệt bức xạ do
kết cấu hấp thụ được. Hệ số này phụ thuộc vào tính chất, màu sắc của vật liệu ở lớp
ngoài cùng của kết cấu bao che, lấy mái theo bảng 3-9 trang 109 giáo Trình “Kỹ
Thuật Thông Gió” của Gs.Trần Ngọc Chấn.
- Với mái làm bằng tôn quét sơn trắng
ρ
= 0,45.
+ Với tường và cửa đi theo phụ lục 3 giáo trình “Môi Trường Vi Khí Hậu Trong
Công Trình Kiến Trúc” của PGS.TS.Bùi Vạn Trân.
- Với tường có lớp vữa trát màu trắng nhẵn
ρ
= 0,3.
- Với cửa đi bằng thép lá màu đen nhám
ρ
= 0,26.
- Nhiệt độ tương đương kết hợp với nhiệt độ không khí bên ngoài
N
t
cho ta một giá trị
tổng hợp gọi là nhiệt độ tổng hợp không khí bên ngoài.
tg
t
=
N
t
+
td
bx
t
=
N
t
+
tb
bx
N
×
ρ q
α
(
0
C
)
- Ta thấy nhiệt độ tổng cũng là một dao động với chu kỳ 24h và trên thực tế không
phải là dao động điều hòa, để đơn giản hóa bài toán ta cũng xem như một dao động
điều h òa. Khi đó đối với một dao dộng điều hòa hình sin thì các thống số đặc trưng
quan trọng là, trị số trung bình, biên độ dao động và chu kì.
+ Trị số trung bình của nhiệt độ tổng:
tb
tg
t
=
tb
N
t
+
tb
bx
N
×
ρ q
α
(
0
C
)
+Trong đó :
-
tb
N
t
: Nhiệt độ trung bình của không khí bên ngoài ở thời gian tính toán (
0
C
), Lấy
theo bảng N.1 TCVN 4088 -1985 thì ở Đà Nẵng
tb
N
t
= 28,8 (
0
C
).
-
tb
bx
q
: Cường độ bức xạ nhiệt trung bình của mặt trời chiếu lên mặt ngoài kết cấu,
(kcal/
2
m
.h).
bx,i
tb
bx
q
q
24
∑
=
+Tính cho mái.
- Theo bảng B.3 TCVN 4088 -1985 thì ở Đà Nẵng
bx,i
q
∑
là tổng cường độ bức xạ mặt trời của các có giờ nắng từ 6h đến 18h, Lấy theo
trực xạ tren mặt bằng (xem mái nhà như một mặt phẳng) thì
bx,i
q
∑
= 5936 (kcal/
2
m
.h)
vào tháng nóng nhất là tháng 7.
+ Do đó
tb
bx
=
5936
24
q
= 248 (kcal/
2
m
.h)
→
tb
tg
t
=28,8 +
0,45×248
20
= 34,38 (
0
C
).
* Tính cho tường.
- Đối với tường và cửa khác với mái ở chỗ mặt phẳng bức xạ không phải là mặt bằng
mà là mặt thẳng đứng, do đó ta xét bức xạ mặt trời theo các hướng khác nhau, tuy
nhiên các kết cấu phía Đông và phía Tây là bức xạ mặt trời là lớn nhất và để giảm tính
toán ta chỉ xét bức xạ đối với các kết cấu ở hướng Đông và Tây. Về mùa hè nếu xét về
Sinh viên thực hiện : Trần Đặng Thái Thành - Lớp : 51DT – MS: 7365.51
25
