đồ án kiến trúc xây dựng Thuyết Minh đồ án thiết bị nhiệt - Thiết kế lò nung thanh lăn để nung tấm keramic công suất 2.1 tr m2 năm

Thuyết minh đồ án thiết bị nhiệt
Đề tài :
Thiết kế lò nung thanh lăn để nung tấm kelamic công suất 2,1 triệu m
2
/ năm
Kích thớc tấm :
500 ì 500 ì 8 mm
Đờng cong nung 55 phút . Dùng nguyên liệu khí Tiền Hải Thái Bình
*************************************
Đồ án thiết bị nhiệt Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr 1
Phần I : Giới thiệu
Trong những năm vừa qua nền kinh tế không ngừng tăng trởng và phát triển về mọi
mặt . Cùng với sự tăng trởng chung của đất nớc , Ngành công nghệ vật liệu xây dựng nói
chung và ngành sản xuất tấm gạch men , tấn ốp lát nói riêng phát triển cả về chiều rộng
và chiều sâu .
Để đáp ứng đợc nhu cầu về gạch men , tấm kelamít đợc ngời tiêu dùng đánh giá là loại
vật liệu tấm ốp có chất lợng cao có độ bền , bóng có đọ chính xác cao có sự đa dạng về
hình dáng , kích thớc , màu sắc . Muốn có những sản phẩm đật đợc tiêu chuẩn thì đòi
hỏi chúng ta phải có những dây truyền sản xuất đồng bộ tiên tiến từ khâu đầu đến khâu
cuối .
1) Một số công nghệ Ph ơng pháp gia công
- Bớc chuẩn bị nguyên vật liệu phục vụ sản xuất tấm ốp lát kelamíc là một trong những
khâu quan trọng quyết định chất lợng sản phẩm . Vật liệu đợc xác định thành phần hoá
lý sao cho đạt đợc những chỉ tiêu kỹ thuật đã quy định . Sau đó đợc tuyển chọn kỹ càng
đợc nghiền sơ bộ , rồi nghiền tinh ( Phơng pháp nghiền bi , nghiền ớt tạo hồ rồi đợc
chứa cào các hầm khuấy , sau đó đợc khuấy đều đảm bảo độ đồng nhất tạo thành huyền
phù . Qua quá trình sấy phun đợc vật kiệu dạng bột mịn.
Sau khi đợc dạng bột , vật liệu đợc chứa trong các xilô . Bớc tiếp theo vật liệu đợc
cấp phối một cách hợp lý rồi tạo hình bằng phơng pháp ép bán khô . sau khi tạo hình đ-
ợc đa qua công đoạn tráng men bề mạt và đợc đa vàp lò nung .
Lò nung con lăn sản xuất theo công nghệ nung một lần . Sản xuất gạch theo phơng pháp

nung một lần tiết kiệm đợc nhiên liệu , rút ngắn đợc thời gian gia công nhiệt .
Chế độ nung áp dụng cho tấm ốp kích thớc 500 ì 500 ì 8 mm .
2) Quá trình nung
+) Quá trình đốt trớc :
Đồ án thiết bị nhiệt Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr 2
1100
800
600
500
9,7
17,87 21,03
33,88 38,73
45,21
55
t
o
c
t
(Phút)
400
4,85
30
Nhiệt độ từ 25
o
C đến 800
o
C thời gian T
dt
= 9,7 phút
+) Quá trình nung :

Nhiệt độ từ 800
o
C đến 1100
o
C thời gian T
n
= 24,18 phút
+) Quá trình làm nguội :
- Làm nguội nhanh :
Nhiệt độ từ 1100
o
C đến 600
o
C thời gian làm nguội nhanh T
nln
= 4,85 phút
- Làm nguội chậm :
Nhiệt độ từ 600
o
C đến 500
o
C thời gian làm nguội nhanh T
cln
= 6,48 phút
- Làm nguội cuối cùng :
Nhiệt độ từ 500
o
C đến 40
o
C thời gian làm nguội nhanh T

ccln
= 9,79 phút
Sau đây là sơ đồ đ ờng cong gia công nhiệt
( Đờng cong gia công niệt nung 55 phút ) H.1
Đồ án thiết bị nhiệt Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr 3
Lò thanh lăn của ta ở đây sử dụng loại khí đốt Tiền Hải Thái Bình do đó ta có bảng
thành phần nhiên liệu khí đốt nh sau
CH
4
C
2
H
6
C
3
H
8
H
2
N
2
CO
2
Thành phần khác
89,02% 3,386% 0,736% 0,57% 1,734% 3,658% 0%
3) Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của lò :
a) Cấu tạo các modun lò:
Lò đợc xây dựng từ các modun dài cho các vùng tăng nhiệt , vùng nung , làm nguội
nhanh , vùng làm nguội chậm , vùng làm nguội cuối cùng . Chiều dài các modun đợc
thiết kế sẵn giúp cho việc vận chuyển lắp ráp dễ dàng cũng nh đảm bảo độ kín khít của

lò .
Vỏ lò là các khung thép làm bằng các ống vuông và các tấm kim loại phủ bên ngoài .
Những tấm kim loại này đợc gắn khít với khung hình ống . Sự ổn định của vỏ lò nhằm
đảm bảo về kết cấu cũng nh quá trình thoá nhiệt của lò trong suốt quá trình nung sản
phẩm
b) Cấu tạo :
Vùng nung sơ bộ từ 400
o
C đến 800
o
C , vùng làm nguội nhanh đợc xây dựng bằng các
vật liệu có chất lợng cao , trọng lợng nhẹ hệ số dẫn nhiệt thấp ,khả năng chống sốc nhiệt
cao , bề mặt đợc mài nhẵn và có khr năng chống mài mòn .
Vỏ lò của ta đợc cấu tạo gồm 4 lớp :
+) Lớp vật liệu chịu lửa : Samốt A có các tiêu chuẩn sau
Kích thớc : 113 ì 230 ì 65 ( mm )
Hệ số dẫn nhiệt : = 0,6 Kcal/m.
o
C.giờ
Nhiệt độ làm việc dới tải trọng : t
o
lv
= 1400
o
C
Đồ án thiết bị nhiệt Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr 4
+) Lớp vật liệu chịu nhiệt : Samốt B có các tiêu chuẩn sau
Kích thớc : 113 ì 230 ì 65 ( mm )
Hệ số dẫn nhiệt : = 0,42 Kcal/m.
o

C.giờ
Nhiệt độ làm việc dới tải trọng : t
o
lv
= 1250
o
C
+) Lớp vật liệu cách nhiệt : Bông thuỷ tinh ( Bông khoáng )
Kích thớc : 2000 ì 600 ì 20
Hệ số dẫn nhiệt : = 0,04 Kcal/m.
o
C.giờ
Nhiệt độ làm việc dới tải trọng : t
o
lv
= 1150
o
C
+) Lớp vỏ thép : Không kể đến (Lớp bảo vệ)
Tờng lò ta có thể bố trí cả hai bên tờng lò là các khe quan sát sự dịch chuyển của gạch
nung và kiểm soát vòi đốt , có cửa để là sạch van lò và quét đi những phần cặn men có
thể suất hiện trên trần của kênh nung .Trần lò cũng đợc trang bị vật liệu nh tờng lò gồm
4 lớp vật liệu đó là lớp vật liệu chịu lửa ( gạch samốt A ) , lớp vật liệu chịu nhiệt ( gạch
samốt B ) , lớp vật liệu cách nhiệt ( bông thuỷ tinh ( Bông khoáng ) )
+) Vùng đốt trớc :
Để tạo điều kiện thuận lợi cho việc dùng khí thải có thể khí thải nóng đợc đa vào nơi
này sau khi đã hoà trộn thêm không khí để đạt đợc nhiệt độ thích hợp rồi lại hút ra . Khi
khí thải ra khỏi lò có nhiệt độ là 150
o
C nh thế là vật liệu nung đã đợc nung sơ bộ ở 150

o
C. Việc thết kế vùng trớc nung ta có hai cái lợi một là có thể sử dụng lợng khí thải
nung và thứ hai là vật liệu nung có một nhiệt độ lớn ngay từ đầu dẫn đến vật liệu nung
xẽ ít biến dạng khi chuẩn bị đi vào vùng nung
+) Vùng nung :
Đồ án thiết bị nhiệt Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr 5
Cấu tạo nh những vùng khác cũng gồm 4 lớp đó là lớp vật liệu chịu lửa ( gạch samốt
A ) , lớp vật liệu chịu nhiệt ( gạch samốt B ) , lớp vật liệu cách nhiệt ( bông thuỷ tinh
( Bông khoáng ) )
+) Hệ thống vùng làm nguội :
Cấu tạo vùng làm nguội ở tạ vùng này do phải làm nguội sản phẩm chậm và nhiệt độ
thấp do đó ta chỉ thiết kết tại vùng naỳ chỉ có ha 3 lớp đó là vật liệu chịu nhiệt ( gạch
samốt B ) , lớp vật liệu cách nhiệt ( bông thuỷ tinh ( Bông khoáng ) ) . Không khí đợc
thổi vào vật liệu nung qua các ống chịu nhiệt nằm ở phía trên và dới con lăn .Không khí
của vùng làm nguội nhanh đợc lấy từ không khí của vùng làm nguội chậm và vùng làm
nguôị cuối cùng bằng đờng ống , tính từ ống khói qua quạt hút đẩy vào vùng làm nguội
nhanh với lu lợng lớn có thể hoà trộn thêm không khí lạnh .
*) Sau khi làm nguội nhanh , vật nung sẽ qua vùng làm nguội chậm ở đậy không
khí vùng làm nguội nhanh sẽ bị hút ra .
*) Vùng làm nguội cuối cùng không khí lạnh thổi vào rồi lại hút ra một lần nữa
vật nung lại đợc làm nguội xuống rất nhiều cho tới khi đạt đợc nhiệt độ ra lò mà không
gây nên ứng xuất do nhiệt gây ra làm biến dang nứt vỡ sản phẩm .
c) Các thiết bị an toàn .
Trong trờng hợp xảy ra sự cố thì hệ thống cấp khí đốt sẽ đợc ngắt tự động , các động cơ
dự bị luôn có thể đi vào hoạt động luôn.
d) Hệ thống vận hành và con lăn .
Các con lăn đợc dẫn động bằng các khớp bánh răng , nằm cùng một phía . Mô tơ đợc
nối với phần dẫn động dây đai có thể vận hành ngợc trong từng trờng hợp.
e) Hệ thống điều tiết và khiểm tra .
f) Điều tiết nhiệt độ .

g) Điều tiết áp lực .
Đồ án thiết bị nhiệt Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr 6
h) Điều tiết áp lực khí đốt .
Phần II : Tính toán
1 Tính quỹ thời gian ( Chế độ làm việc )
Thiết bị nung của ta ở đây là thiết bị nung làm việc liên tục nên ta có thể chọn chế độ
làm việc nh sau.
Để tính đợc quỹ thời gian hoạt động của lò ta có công thức sau .
T
lv
= T
n
- ( x + y + z + t ) . 24 (h)
Trong đó
T
lv
: Quỹ thòi gian để lò hoạt động
T
n
: Thời gian làm việc trong một năm (h)
x : Số ngày nghỉ tết hoặc ngày lễ x = 7 ngày
y : Số ngày chủ nhật trong một năm ( do làm việc liên tục nên công nhân có thể
làm việc liên tục ) y = 0
z : Số ngày ngừng sửa chữa trong một năm z = 15 ngày
t : Thời gia giao ca t = 0 ( Vì tiết kiệm thời gian không ảnh hởng đến quá trình
làm việc của lò )
Vậy ta có quỹ thời gian làm việc là
T
lv
= 365 . 24 ( 7 + 0 + 15 + 0 ) . 24

T
lv
= 8232 (h)
2 Tính tốc độ quay của con lăn
Ta có công xuất của lò là 2,1 triệu tấn /năm mặt khác ta gọi số lợng phế phẩm là 1,2 %
do đó ta có số m
2
thực tế cần sản xuất là.
Đồ án thiết bị nhiệt Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr 7
2100000 + 2100000 .
100
2,1
= 2125200 ( m
2
)
Vậy ta có năng xuất của lò làm việc trong một giờ là .
Q
ns
=
lv
T
2125200

Q
ns
=
8232
2125200

Q

ns
= 259 m
2
/ h
Ta chọn mật độ hàng ngang là 3 viên vậy ta có diện tích của một hàng là.
k = 0,5 . 0,5 . 3
k = 0,75 m
2
/ hàng
Tính số hàng gạch trong một giờ ta có công thức sau.
n =
k
Q
ns
Trong đó
n : Số hàng gạch trong một giờ
Q
ns
: Năng suất của lò
k : Diện tích của một hàng gạch
Thay vào công thức trên ta có
n =
0,75
259
n = 345,3 hàng / h
Ta lấy n = 346 hàng / h
Chọn khoảng cách giữa hai hàng dọc là x = 5 cm
Đồ án thiết bị nhiệt Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr 8
vậy ta có
0,05 = v . 2 . . R . t

1
Trong đó
t
1
: là thời gian con lăn đi đợc quãng đờng là x = 5 cm
R : Bán kính con lăn R = 0,034 (m)
v : Vận tốc con lăn
ta có
t
1
=
Rv 2.
05,0

(1)
Mặt khác ta có
346 . 0,5 = t
2
. v . 2 . . R .
55
60
Trong đó
t
2
: Thời gian con lăn tiếp xúc với gạch (con lăn chạy liên tục trong 55 phút )
R : Bán kính con lăn R = 0,034 (m)
v : Vận tốc con lăn
vậy ta có
t
2

=

2 60
55.5,0.346
vR
Thời gian con lăn không tiếp xúc với gạch trong 55 phút là
55 - t
2
= 55 -

2 60
55.5,0.346
vR
Gọi thời gian t
3
giữa 2 hàng gạch khi chuyển động
Đồ án thiết bị nhiệt Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr 9
t
3
= ( 55 -

2 60
55.5,0.346
vR
) .
1
60
55
.346
1

(2)
mặt khác ta có t
3
= t
1
Thay (1) vào (2) ta có
Rv 2.
05,0

= ( 55 -

2 60
55.5,0.346
vR
) .
1
60
55
.346
1

ta có v = 14,85 vòng / phút
3 Tính độ dài cụ thể từng vùng
a) Độ dài vùng đạt từ 20
o
C đễn 400
o
C có thời gian là t = 4,85 phút theo hình 1 ( Đờng
cong gia công nhiệt )

L1 =
05,0.1
55
85,4.2,317
55
85,4.5,0.2,317






+
L1 = 15,3342 (m)
b) Độ dài vùng đạt từ 400
o
C đến 800
o
C có thời gian là t = 4,85 phút theo hình 1 ( Đờng
cong gia công nhiệt )
L2 =
05,0
55
85,4.2,317
.
55
85,4.5,0.2,317
+
L2 = 15,3842 (m)
c) Độ dài vùng hằng nhiệt 800

o
C có thời gian là t = 8,17 phút theo hình 1 ( Đờng cong
gia công nhiệt )
L3 =
05,0
55
17,8.2,317
.
55
17,8.5,0.2,317
+
L3 = 25,91524 (m)
Đồ án thiết bị nhiệt Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr
10
d) Độ dài vùng nung từ 800
o
C đến 1100
o
C có thời gian là t = 3,16 phút theo hình 1 ( Đ-
ờng cong gia công nhiệt )
L4 =
05,0
55
16,3.2,317
.
55
16,3.5,0.2,317
+
L4 = 10,02352 (m)
e) Độ dài vùng hằng nhiệt 1100

o
C có thời gian là t = 12,85 phút theo hình 1 ( Đờng
cong gia công nhiệt )
L5 =
05,0
55
85,12.2,317
.
55
85,12.5,0.2,317
+
L5 = 40,7602 (m)
f) Độ dài vùng làm nguội nhanh từ 1100
o
C đến 600
o
C có thời gian là t = 4,85 phút theo
hình 1 ( Đờng cong gia công nhiệt )
L6 =
05,0
55
85,4.2,317
.
55
85,4.5,0.2,317
+
L6 = 15,3842 (m)
g) Độ dài vùng làm nguội chậm từ 600
o
C đến 500

o
C có thời gian là t = 6,48 phút theo
hình 1 ( Đờng cong gia công nhiệt )
L7 =
05,0
55
48,6.2,317
.
55
48,6.5,0.2,317
+
L7 = 20,55456 (m)
h) Độ dài vùng làm nguội chậm từ 500
o
C đến 40
o
C có thời gian là t = 9,79 phút theo
hình 1 ( Đờng cong gia công nhiệt )
L8 =
05,0
55
79,9.2,317
.
55
79,9.5,0.2,317
+
L8 = 31,05388 (m)
Vậy ta có tổng chiều dài của lò là
Đồ án thiết bị nhiệt Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr
11

L = L1 + L2 + L3 + L4 + L5 + L6 + L7 + L8
L = 15,3342 + 15,3842 + 25,91524 + 10,02352 + 40,7602 + 15,3842 + 20,55456 +
31,05388
L = 174,41 ( m )
+) Tính chọn mođun của lò
Ta chọn mỗt mođun của lò là 2,6 m
Vậy ta có số mođun cần thiết để xây lò là
n =
6,2
41,174
n = 67,08
Vậy ta chọn 68 muđun
+) Tính chọn mođun cho từng vùng
a) Số mođun vùng đốt trớc :
+) Vùng từ 20
o
C đễn 400
o
C ta có
n =
6,2
3342,15
n = 5,89
Chọn n = 6
+) Vùng từ 400
o
C đễn 800
o
C ta có
n =

6,2
3842,15
n = 5,917
Chọn n = 6
b) Số mođun vùng nung
Đồ án thiết bị nhiệt Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr
12
+) Vùng từ hằng nhiệt ở 800
o
C ta có
n =
6,2
91524,25
n = 9,9674
Chọn n = 10
+) Vùng từ 800
o
C đễn 1100
o
C ta có
n =
6,2
02352,10
n = 3,8552
Chọn n = 4
+) Vùng hằng nhiệt tại 1100
o
C ta có
n =
6,2

7602,40
n = 15,677
Chọn n = 16
+) Vùng từ 1100
o
C đễn 600
o
C ta có
n =
6,2
3842,15
n = 5,917
Chọn n = 6
c) Số mođun vùng làm nguội
+) Vùng từ 600
o
C đễn 500
o
C ta có
n =
6,2
55456,20
Đồ án thiết bị nhiệt Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr
13
n = 7,9056
Chọn n = 8
+) Vùng từ 500
o
C đễn 40
o

C ta có
n =
6,2
05388,31
n = 11,9438
Chọn n = 12
Bảng tổng hợp số mođun cho từng vùng của lò
Vùng đốt trớc Vùng nung Vùng làm nguội
20
o
- 400
o
400
o
- 800
o
800
o
800
o
- 1100
o
1100
o
1100
o
- 600
o
600
o

- 500
o
500
o
- 40
o
6 mođun 6mođun 10mođun 4mođun 16mođun 6mođun 8mođun 12mođun
15,3342
(m)
15,3842
(m)
25,91524
(m)
10,02352
(m)
40,7602
(m)
15,3842
(m)
20,55456
(m)
31,05388
(m)
4) Tính độ co sản phẩm
Ta có độ co sản phẩm là 2% ( = 20500Kg/ m
3
)
Ta có công thức tính kích thớc trớc khi nung là
l
tn

= l
sp
.
n
C100
100
Trong đó
l
tn
: Kích thớc sản phẩm trớc khi nung
l
sp
: Kích thớc sản phẩm trớc khi nung
C
n
: Độ co khi nung C
n
= 2%
Vậy ta có kích thớc của sản phẩm trớc khi nung là
Đồ án thiết bị nhiệt Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr
14
*) Chiều dài của sản phẩm
l
tn
=500 .
2100
100

l
tn

= 510,2 ( mm )
*) Chiều rộng của sản phẩm
l
tn
=500 .
2100
100

l
tn
= 510,2 ( mm )
*) Chiều cao của sản phẩm
l
tn
=8 .
2100
100

l
tn
= 8,2 ( mm )
Kích thớc sản phẩm trớc khi nung
510,2 ì 510,2 ì 8,2 ( mm )
Trọng lợng khô của vật liệu sau khi co ( trong một giờ sản xuất) mặt khác ta có năng
xuất làm việc trong 1 giờ là Q
ns
= 259 m
2
/ h
G

o
= Q
ns
. 0,008 .
G
o
= 259 .0,008 .2050
G
o
= 4247,6 Kg/h
Trọng lợng của vật liệu ban đầu trớc khi co
G = G
o
.
2100
100

G = 4334,29 Kg / h
5) Xác định chiều dày các kết cấu vỏ lò
Đồ án thiết bị nhiệt Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr
15
Để tính các lớp kết cấu vỏ lò ta có công thức sau
t
tx
= t
mt
-


.q

Trong đó
t
tx
: Nhiệt độ lớp tiếp xúc
t
mt
: Nhiệt độ môi trờng


: Chiều dày của lớp vỏ
: Hệ số dẫn nhiệt
q: Mật độ dòng nhiệt


=
( )
q
tt
txmt

.
(1)
Mặt khác ta có
q = 50 +
2
mt
t
b) Xác định kết cấu vùng đốt trớc
Tại vùng này có nhiệt độ lớn nhất là 800

o
C
Mật độ dòng nhiệt là
q = 50 +
2
800
q = 450 Kcal/ m
2
.h
+) Ta chọn chiều dày của lớp chịu lửa ( lớp gạch sa mốt A) là

= 0,113 (m)
Vây ta có nhiệt độ của lớp tiếp xúc
t
tx
= t
mt
-


.q

Đồ án thiết bị nhiệt Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr
16
t
tx
= 800 -
6,0
133,0.450

t
tx
= 700
o
C
+) Chiều dày của lớp chịu nhiệt ( Lớp gạch sa mốt B)
Mật độ dòng nhiệt là
q = 50 +
2
800
q = 450 Kcal/ m
2
.h
Thay vào công thức (1) ta có

=
( )
450
42,0.350700


= 0,32 ( m )


= 32( cm )
Vậy chọn chiều dày lớp chịu nhiệt là

= 32 cm
+) Chiều dày của lớp chịu nhiệt ( Lớp bông khoáng )
Mật độ dòng nhiệt là

q = 50 +
2
800
q = 450 Kcal/ m
2
.h
Thay vào công thức (1) ta có

=
( )
450
04,0.40350


= 0,027 ( m )


= 2,7( cm )
Đồ án thiết bị nhiệt Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr
17
Vậy chọn chiều dày lớp chịu nhiệt là

= 3 cm
Vậy tổng chiều dày của vùng đốt trớc là


= 3 + 32 + 11,3 = 46,3 ( cm )
+) Kiểm tra lợng nhiệt mất mát qua vùng đốt trớc
q =
21

11



++


mtcl
tt
(2)
Trong đó
q : Lợng nhiệt mất mát
t
cl
: Nhiệt độ vùng chịu lửa t
cl
= 800
o
C
t
mt
: Nhiệt độ mặt ngoài của lò t
mt
= 60
o
C

2
: Lợng nhiệt mất mát từ vỏ lò ra môi trờng xung quanh
t

kk
: Nhiệt độ không khí t
kk
= 25
o
C
*) Mật độ mất mát qua nóc lò đi lên

2
= 2,8 .
4
kkmt
tt +
+ 4 .
kkmt
kkmt
tt
tt

44
100100

2
= 6,825 Kcal/ m
2
o
C.h
*) Mật độ mất mát qua vỏ lò đi ngang

2
= 2,2 .
4
kkmt
tt +
+ 4 .
kkmt
kkmt
tt
tt

44
100100

2
= 5,365 Kcal/ m
2
o
C.h
*) Mật độ mất mát dới đáy lò
Đồ án thiết bị nhiệt Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr
18
Lớp sa mốt A
800 C
700 C
350 C
40 C
11,3
32 3
Lớp sa mốt B
Lớp bông khoáng
o
o
o
o

2
= 1,6 .
4
kkmt
tt +
+ 4 .
kkmt
kkmt
tt
tt














44
100100

2
= 3,9 Kcal/ m

2
o
C.h
Ta lấy giá trị
2
lớn nhất
Thay vào ( 2 ) ta có
q =
04,0
03,0
42,0
32,0
6,0
113,0
825,6
1
60800
+++

q = 400,7 Kcal/ m
2
.h
Vậy lợng nhiệt thực tế mất qua vỏ lò là q = 400,7 Kcal/ m
2
.h < q
dm
= 450 Kcal/ m
2
.h
Chiều dày kết cấu vùng đốt trớc là hợp lý

Bảng tổng hợp vùng đốt trớc :
STT Lớp vật liệu
t
o
tiếp giáp giữa các lớp (t
mt
)
Hệ số dẫn nhiệt
1 Lớp gạch samốt A 800
o
C 0,6
2 Lớp gạch samốt B 700
o
C 0,42
3 Lớp bông khoáng 350
o
C 0,04
Đồ án thiết bị nhiệt Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr
19
b) Xác định kết cấu vùng nung
Tại vùng này có nhiệt độ lớn nhất là 1100
o
C
Mật độ dòng nhiệt là
q = 50 +
2
1100
q = 600 Kcal/ m
2
.h

+) Ta chọn chiều dày của lớp chịu lửa ( lớp gạch sa mốt A) là

= 0,113 (m)
Vây ta có nhiệt độ của lớp tiếp xúc
t
tx
= t
mt
-


.q

t
tx
= 1100 -
6,0
133,0.600

t
tx
= 967
o
C
+) Chiều dày của lớp chịu nhiệt ( Lớp gạch sa mốt B)
Mật độ dòng nhiệt là
q = 50 +
2
1100
q = 600 Kcal/ m

2
.h
Thay vào công thức (1) ta có

=
( )
600
42,0.350967


= 0,432 ( m )
Đồ án thiết bị nhiệt Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr
20


= 43,2( cm )
Vậy chọn chiều dày lớp chịu nhiệt là

= 43,2 cm
+) Chiều dày của lớp cách nhiệt ( Lớp bông khoáng)
Mật độ dòng nhiệt là
q = 50 +
2
1100
q = 600 Kcal/ m
2
.h
Thay vào công thức (1) ta có

=

( )
600
04,0.40350


= 0,0206 ( m )


= 2,06( cm )
Vậy chọn chiều dày lớp chịu nhiệt là

= 2,06 cm
Ta có tổng chiều dày của vùng nung là


= 2,06 + 43,2 + 11,3 = 56,56 ( cm )
+) Kiểm tra lợng nhiệt mất mát qua vùng đốt trớc
q =
21
11



++


mtcl
tt
(3)
Trong đó

q : Lợng nhiệt mất mát
t
cl
: Nhiệt độ vùng chịu lửa t
cl
= 1100
o
C
t
mt
: Nhiệt độ mặt ngoài của lò t
mt
= 60
o
C

2
: Lợng nhiệt mất mát từ vỏ lò ra môi trờng xung quanh
Đồ án thiết bị nhiệt Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr
21
t
kk
: Nhiệt độ không khí t
kk
= 25
o
C
*) Mật độ mất mát qua nóc lò đi lên

2

= 2,8 .
4
kkmt
tt +
+ 4 .
kkmt
kkmt
tt
tt














44
100100

2
= 6,825 Kcal/ m
2
o

C.h
*) Mật độ mất mát qua vỏ lò đi ngang

2
= 2,2 .
4
kkmt
tt +
+ 4 .
kkmt
kkmt
tt
tt














44
100100

2
= 5,365 Kcal/ m
2
o
C.h
*) Mật độ mất mát dới đáy lò

2
= 1,6 .
4
kkmt
tt +
+ 4 .
kkmt
kkmt
tt
tt

44
100100

2
= 3,9 Kcal/ m
2
o
C.h
Ta lấy giá trị
2
lớn nhất
Thay vào ( 3 ) ta có
q =
04,0
02,0
42,0
43,0
6,0
113,0
825,6
1
601100
+++

q = 559,5 Kcal/ m
2
.h
Vậy lợng nhiệt thực tế mất qua vỏ lò là q = 559,5 Kcal/ m
2

.h < q
dm
= 600 Kcal/ m
2
.h
Chiều dày kết cấu vùng nung là hợp lý
Đồ án thiết bị nhiệt Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr
22
o
350 C
11,3
43,2
2,06
40 C
o
Lớp sa mốt B
967 C
1100 C
o
o
Lớp sa mốt A
Lớp bông khoáng
Bảng tổng hợp vùng nung:
STT Lớp vật liệu
t
o
tiếp giáp giữa các lớp (t
mt
)
Hệ số dẫn nhiệt

1 Lớp gạch samốt A 1100
o
C 0,6
2 Lớp gạch samốt B 967
o
C 0,42
3 Lớp bông khoáng 350
o
C 0,04
c) Xác định kết cấu vùng làm nguội
Nhiệt độ làm việc lớn nhất ở vùng này là 600
o
C
Tại vùng này có nhiệt độ lớn nhất là 600
o
C
Mật độ dòng nhiệt là
q = 50 +
2
600
q = 350 Kcal/ m
2
.h
+) Ta chọn chiều dày của lớp chịu lửa ( lớp gạch sa mốt A) là

= 0,113 (m)
Đồ án thiết bị nhiệt Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr
23
Vây ta có nhiệt độ của lớp tiếp xúc
t

tx
= t
mt
-


.q

t
tx
= 600 -
6,0
133,0.350

t
tx
= 522
o
C
+) Chiều dày của lớp chịu nhiệt ( Lớp gạch sa mốt B)
Mật độ dòng nhiệt là
q = 50 +
2
600
q = 350 Kcal/ m
2
.h
Thay vào công thức (1) ta có

=

350
42,0).350522(


= 0,2064 ( m )


= 20,64( cm )
Vậy chọn chiều dày lớp chịu nhiệt là

= 20,64 cm
+) Chiều dày của lớp cách nhiệt ( Lớp bông khoáng)
Mật độ dòng nhiệt là
q = 50 +
2
600
q = 350 Kcal/ m
2
.h
Thay vào công thức (1) ta có

=
350
04,0).40350(
Đồ án thiết bị nhiệt Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr
24


= 0,0354 ( m )

= 3,54( cm )
Vậy chọn chiều dày lớp chịu nhiệt là

= 3,54 cm
Ta có tổng chiều dày của vùng nung là


= 3,54 + 20,64 + 11,3 = 35,48 ( cm )
+) Kiểm tra lợng nhiệt mất mát qua vùng đốt trớc
q =
21
11



++


mtcl
tt
(3)
Trong đó
q : Lợng nhiệt mất mát
t
cl
: Nhiệt độ vùng chịu lửa t
cl
= 1100
o

C
t
mt
: Nhiệt độ mặt ngoài của lò t
mt
= 60
o
C

2
: Lợng nhiệt mất mát từ vỏ lò ra môi trờng xung quanh
t
kk
: Nhiệt độ không khí t
kk
= 25
o
C
*) Mật độ mất mát qua nóc lò đi lên

2
= 2,8 .
4
kkmt
tt +
+ 4 .
kkmt
kkmt
tt
tt

44
100100

2
= 6,825 Kcal/ m
2
o
C.h
*) Mật độ mất mát qua vỏ lò đi ngang

2
= 2,2 .
4
kkmt
tt +
+ 4 .

kkmt
kkmt
tt
tt














44
100100
Đồ án thiết bị nhiệt Nguyễn Ngọc Tùng 44 VL Tr
25