Thiết kế hệ thống thông gió và hệ thống kiểm soát ô nhiễm môi trường không khí cho phân xưởng cơ khí

Đồ án: Thông gió và xử lí khí thải
LỜI MỞ ĐẦU
Không khí là một trong những thành phần quan trọng của sự sống. Nếu không
có không khí thì loài người chúng ta không thể tồn tại được. Với sự phát triển của
khoa học kĩ thuật hiện nay, tốc độ đô thị hoá ngày càng cao làm cho tình hình ô nhiễm
môi trường nói chung và ô nhiễm không khí nói riêng ngày càng trầm trọng.
Môi trường không khí tại nơi làm việc ảnh hưởng rất lớn đến sức khoẻ và năng
suất làm việc của công nhân trong các nhà máy, phân xưởng. Khi chất lượng môi
trường không khí không đảm bảo thì hiệu quả cũng như chất lượng công việc của
người công nhân không đạt yêu cầu.
Tuy nhiên, môi trường không khí ở nước ta hiện nay, đặt biệt là ở các khu công
nghiệp và các đô thị lớn vẫn tồn tại dấu hiệu ô nhiễm đáng lo ngại
Trước tình hình đó, vấn đề thông gió và xử lý khí độc hại đã trở thành mối quan
tâm của nhiều quốc gia trên thế giới. Và để hiểu rõ hơn vấn đề này em được giao
nhiệm vụ “ Thiết kế hệ thống thông gió và hệ thống kiểm soát ô nhiễm môi trường
không khí cho phân xưởng cơ khí”.
Trên cơ sở những kiến thức đã được học và được Cô Nguyễn Phước Qúy An
hướng dẫn, em đã hoàn thành đồ án.
Nội dung đồ án gồm các vấn đề: Tính toán thông gió cho nhà công nghiệp. Tính
toán sự khuếch tán ô nhiễm từ các ống khói. Thiết kế hệ thống xử lý bụi đạt yêu cầu
cho phép và các bản vẽ kèm theo.
Do nhiều yếu tố khác nhau nên đồ án này không tránh khỏi những thiếu sót.
Kính mong thầy, cô giáo hướng dẫn thêm để đồ án này trở nên hoàn chỉnh hơn.
Em xin chân thành cảm ơn.
Đà Nẵng, ngày 25 tháng 12 năm 2015
Sinh viên thực hiện
NGUYỄN THỊ HƯƠNG MƠ

SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG MƠ
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN

Trang 1


Đồ án: Thông gió và xử lí khí thải
MỤC LỤC

SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG MƠ
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN

Trang 2


Đồ án: Thông gió và xử lí khí thải

SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG MƠ
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN

Trang 3


Đồ án: Thông gió và xử lí khí thải

SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG MƠ
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN

Trang 4


Đồ án: Thông gió và xử lí khí thải
PHẦN 1: TÍNH TOÁN PHẦN THIẾT KẾ HỆ THỐNG THÔNG GIÓ BÊN

TRONG CÔNG TRÌNH CHO PHÂN XƯỞNG GIA CƠ KHÍ
CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN NHIỆT THỪA
I. Lựa chọn thông số
1.1. Chọn thông số tính toán bên ngoài công trình
Địa điểm : Lào Cai
•

Mùa hè:
- Nhiệt độ ngoài công trình vào mùa hè t

= 32,70C (Bảng 2.3 [1] Nhiệt độ cực đại

trung bình tháng 7).
- Độ ẩm: φ

= 85,8 % (Bảng 2.10 [1] Độ ẩm tương đối trung bình vào tháng7).

- Hướng gió chủ đạo: Đông Nam (Bảng 2.16[1 ]Lấy theo trạm Lào Cai).
- Vận tốc gió mùa hè: V

= 2,2 (m/s) (Bảng 2.16 [1] Vận tốc gió trung bình tháng 7

theo trạm Lào Cai).
•

Mùa đông:
- Nhiệt độ ngoài nhà vào mùa đông: t

= 13,30C (Bảng 2.4[1] Nhiệt độ cực tiểu

trung bình tháng 1).
- Độ ẩm: φ

= 84,8 % (Bảng 2.10[1] Độ ẩm tương đối trung bình vào tháng1).

- Hướng gió chủ đạo: Đông Nam (Bảng 2.16[1 ]Lấy theo trạm Lào Cai).

- Vận tốc gió mùa đông: V

= 2,8 (m/s) (Bảng 2.16

[1]

Vận tốc gió trung bình

tháng 7 theo trạm Lào Cai).
1.2. Chọn thông số tính toán bên trong công trình
•

Mùa hè:
Nhiệt độ không khí tính toán bên trong nhà cần cao hơn bên ngoài nhà từ 1-3 oC.
Do vậy ở đây ta chọn nhiệt độ này là: t

= 33,7 oC.

SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG MƠ
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN

Trang 5

Đồ án: Thông gió và xử lí khí thải
•

Mùa đông: Lấy theo điều kiện tiện nghi tT( đông) = 18-24oC. Người làm trong phân
xưởng cơ khí với các công việc như khoan, cưa, hàn, nấu đồng và đúc đồng là lao
động vừa.
Chọn : t =20oC
Bảng 1: Thông số tính toán bên trong phân xưởng cơ khí
Mùa
Mùa hè
Mùa đông

Nhiệt độ tính toán
tt
N

o

Nhiệt độ tính toán
tt

o

bên ngoài nhà t ( C)

bên trong nhà tT ( C)

32,7
13,3

33,7
20

Δttt = (tTtt - tNtt).ψ
1
6,7

II. TÍNH TỔN THẤT NHIỆT
2.1. Tính tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che
2.1.1. Chọn kết cấu bao che
Lựa chọn kết cấu bao che cho các bộ phận của công trình phân xưởng như sau:
a. Tường ngoài: Tường chịu lực, gồm có ba lớp:
Lớp 1: Lớp vữa vôi trát mặt ngoài với các thông số
Dày:
Hệ số dẫn nhiệt:

15

Hình 1: cấu tạo tường
Lớp 2: Lớp gạch phổ thông xây với vữa nặng với các thông số:
Dày:
Hệ số dẫn nhiệt:
Lớp 3: Lớp vữa vôi trát mặt trong với các thông số
Dày:δ =15mm
Hệ số dẫn nhiệt:
SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG MƠ
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN

Trang 6

220

15


Đồ án: Thông gió và xử lí khí thải
b. Cửa sổ: Bề mặt cửa sổ và cửa sổ mái là giống nhau, kết cấu là cửa bằng kính có
song chắn bằng thép, có các thông số là:
Dày :
Hệ số dẫn nhiệt:
c.Cửa chính: Cửa thép với các thông số như sau
Dày:

Hệ số dẫn nhiệt:
d. Mái che: Là mái tôn với các thông số kĩ thuật là :
Dày:δ= 2mm

Hệ số dẫn nhiệt:
Mái che cần có lớp cách nhiệt : lớp cách nhiệt làm bằng mút xốp chống nóng
Dày: δ= 30mm
Hệ số dẫn nhiệt: λ=0.028 Kcal/mhoC
(Theo phụ lục 2 – [2])
e. Nền: Lựa chọn là loại nền không cách nhiệt. Ta chia nền ra làm 4 lớp như sau :

Dải 1
Dải 2
Dải 3

24m

Dải 4

SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG MƠ
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN

Trang 7


Đồ án: Thông gió và xử lí khí thải

30m
2.1.2. Tính tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che
Công thức tính toán:

Trong đó K : hệ số truyền nhiệt
F : diện tích kết cấu
= (t

–t )

Số hiệu chỉnh kể đến kết cấu bao che,

SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG MƠ
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN

Trang 8


Đồ án: Thông gió và xử lí khí thải

1. Hệ số truyền nhiệt K

Trong đó:

αT: hệ số trao đổi nhiệt mặt bên trong, αT = 7,5 kcal/m2.h.0C
αN: hệ số trao đổi nhiệt mặt bên ngoài, αN = 20 kcal/m2.h.0C
δi: độ dày kết cấu thứ i [mm]
λi: hệ số dẫn nhiệt của kết cấu thứ i [kcal/m.h.oC]

Bảng 2: Tính toán xác định hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che
TT

Tên kết cấu

1

Tường

Hệ số truyền nhiệt

Kết quả
K
(kcal/m2h0C)
1,843

Kt =
2

3

4

5

Cửa sổ

5,235

Cửa chính

5,453

Cửa mái

Nền không cách
nhiệt

SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG MƠ
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN

5,235

Dải 1: K1

0,4

Dải 2: K2

0,2

Dải 3: K3

0,1

Dải 4: K4

0,06

Trang 9


Đồ án: Thông gió và xử lí khí thải

6

Mái

0,8
Km =

SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG MƠ
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN Trang 10


Đồ án: Thông gió và xử lí khí thải
2. Xác định diện tích kết cấu bao che
Bảng 3: Diện tích kết cấu bao che
Kết
Tên kết cấu
Cửa sổ

01

Fcs=
bộ

Phía Bắc
dài.cao.số PhíaNam
Phía Tây
Phía Đông
Phía Bắc
Phía Nam
Phía Tây
Phía Đông

Cửa chính
02

Fcc=dài.cao.số
cửa

03
04
Mái
che

Cửa mái

Phía Bắc
Phía Nam

Fcm = dài .cao

quả

F=4.1,3.9
F=4.1,3.9
F=4.1,3.8

(m2)
46,8
46,8
41,6

F=4.1,3.8

41,6

F=3.3,5
F=3.3,5
F=0
F=3.3,5
F=28,4.0,6
F=28,4.0,6

10,5
10,5
0
10,5
17,04
17,04

Mái che

762,22

Fmc= dài . rộng
Tường

05

Công thức tính

F=dài.cao-Fcc

Fcs

Phía Bắc
Phía Nam

F=(30+0,3).7,5-46,8-10,5

169,95

F=(30+0,3).7,5-46,8-10,5

169,95

Phía Tây

F=(24+0,3).7,5-41,6

140,65

Phía Đông

F=(24+0,3).7,5-41,6-10,5

130,15

F1= 4.2.2+30.2.2 + 20.2.2
F2= 20.26-F3-F4
F3= 16.22-F4
F4=12.18

216
168
136
216

Nền
06

Dải I
Dải II
Dải III
Dải IV

3. Tổn thất nhiệt bổ sung theo phương hướng.

SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG MƠ

GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN Trang 11


Đồ án: Thông gió và xử lí khí thải
Trongđó:
K: Hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che (Kcal/m2hoC)
F: Diện tích kết cấu bao che (m2)
Δttt: Hiệu số nhiệt độ tính toán (oC) = (tTtt - tNtt).ψ
Ψ: Hệ số kể đến vi trí của kết cấu bao che đối với không khí ngoài trời, ψ = 1
Đối với Việt Nam các bức tường quay về các hướng có quá trình trao đổi nhiệt
khác nhau hay nói cách khác tổn thất nhiệt theo các hướng khác nhau nên khi tính toán
đối với các tường ngoài ta cần phải bổ sung thêm lượng nhiệt mất mát do sự trao đổi
nhiệt bên ngoài tăng lên ở các hướng khác nhau.

Hình 1: Tổn thất nhiệt theo phương hướng
 Về mùa Đông: Δttt=2013,3=6,7oC

SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG MƠ
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN Trang 12


Đồ án: Thông gió và xử lí khí thải
Bảng 4: Tính toán tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che về mùa Đông và tổn thất nhiệt
theo phương hướng
T
T

1

2

3

4

5

Loại kết cấu

K

Tên

(kcal/m2h0C) F (m2)

Hướn

kết cấu g
Bắc
Cửa sổ Nam
Tây
Đông
Bắc
Cửa
Nam
chính
Tây
Đông
Cửa Bắc
mái

5,235

5,453

Nam
Bắc

5,235
1,843

Tường Nam
Tây
Đông
Mái
che
Dải I

5

(%)

Nền

0,4
Dải II 0,2
Dải III 0,1
Dải IV 0,06

6

0,8

ΣQ

∆ ( Q
0
C) (Kcal/h)

(Kcal/h)

46,8

6,7

1641,50

10% 164,15

1805,65

46,8
41,6
41,6

6,7
6,7
6,7

10,5

6,7

1641,50
1459,1
1459,1
382,35

0%
5%
10%
10%

1641,5
1532,05
1605,01
420,59

10,5
0
10,5

6,7
6,7
6,7

382,35
0
382,35
597,67

0% 0
5% 0
10% 38,24
10%
59,77

382,35
0
420,59
657,44

0%
10%

0
209,85

597,67
2308,41

0
86,83
160,71

2098,56
1823,59
1767,82
4085,5

17,04

6,7

17,04

6,7

169,95

6,7

597,67
2098,56

169,95
140,65
130,15

6,7
6,7
6,7
6,7

2098,56 0%
1736,76 5%
1607,11 10%
4085,5

762,22

216
6,7
168
6,7
136
6,7
216
6,7
Tổng cộng

0
72,95
145,91
38,24

578,88

-

0

578,88

225,12
91,12
86,83

-

0
0
0

225,12
91,12
86,83
22128,6
8

o

 Về mùa Hè: Δttt =33,7-32,7=1 C

Về mùa hè, hướng dòng nhiệt qua kết cấu mái không phải từ trong ra ngoài, tức
tổn thất nhiệt như các kết cấu ngăn che khác, mà ngược lại từ ngoài vào trong, vì nhiệt
độ bên ngoài gần bề mặt mái lớn hơn so với nhiệt độ bên trong do bức xạ mặt trời. Do
đó khi tính tổn thất nhiệt qua kết cấu nhiệt ngăn che về mùa hè ta không tính lượng
nhiệt truyền qua mái.

SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG MƠ
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN Trang 13


Đồ án: Thông gió và xử lí khí thải
Bảng 5: Tính toán tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che về mùa Hè và tổn thất nhiệt
theo phương hướng
Loại kết cấu
STT

Tên
kết cấu

1

Cửa sổ

2

Cửa
chính

3

Cửa
mái

Hướng
Bắc
Nam
Tây
Đông
Bắc
Nam
Tây
Đông
Bắc
Nam

K

(kcal/
m2h0C)

5,235

5,453

5,235

Bắc
4

5

6

Tường

Nền

Nam
Tây
Đông
Dải I
Dải II
Dải III
Dải IV

1,843

0,4
0,2
0,1
0,06

ΣQ
(Kcal/)

∆ (0
C)

Q
(Kcal/
h)

46,8
46,8
41,6
41,6
10,5
10,5
0
10,5
17,04

1
1
1
1
1

1
1
1
1

245
245
217,78
217,78
57,26
57,26
0
57,26
89,2

10%
0%
5%
10%
10%
0%
5%
10%
10%

24,5
0,00
10,89
21,78
5,73

0,00
0,00
5,73
8,92

17,04

1

89,2

0%

0,00

169,95

1

313,22

10%

31,32

169,95

1

313,22

0%

0,00

1
140,65
1
130,15
216
1
1
168
136
1
1
216
Tổng cộng

259,22
239,87
86,4
33,6
13,6
12,96

5%
10%
-

12,96
24

F (m2)

SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG MƠ
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN Trang 14

(%)

269,5
245
228,67
239,56
62,99
57,26
0
62,99
98,12
89,2

344,54
313,22
272,18
263,87
84,6
33,6
13,6
12,96
2691,86

Đồ án: Thông gió và xử lí khí thải
2.2. Tổn thất nhiệt do rò gió
Gió lùa vào nhà do chênh lệch trọng lượng không khí bên trong và bên ngoài và
do áp lực gió thổi trên bề mặt ngoài công trình .
(Kcal/h)
Trong đó:
CK = 0,24 là tỉ nhiệt của không khí ( Kcal/Kg oC) (theo giáo trình thông gió-TS.
Nguyễn Đình Huấn trang 33)
Ggio: lượng không khí lọt vào nhà qua khe cửa:
a: là hệ số phụ thuộc vào loại cửa:
• Đối với hầm mái, cửa sổ 1 lớp, khung thép: a = 0,65
• Đối với cửa đi, cổng ra vào: a = 2
l: tổng chiều dài của khe cửa cùng loại (m)
g: là lượng không khí lọt vào nhà qua 1m chiều dài khe hở cùng loại (kg/h)
• Mùa Đông: hướng gió chính là hướng Đông Nam, V gD =2,8 m/s

gĐ = 7,12

kg/mh
• Mùa Hè: hướng gió chính là hướng Đông Nam, V gH = 2.2 m/s

gĐ =

6,28kg/mh
(Khe cửa bằng kim loại)
(Bảng 2.4 – [3])
•
•

: Nhiệt độ tính toán của không khí trong nhà tùy mùa đang tính toán (oC)
: Nhiệt độ tính toán của không khí ngoài nhà tùy mùa đang tính toán (oC)

SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG MƠ
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN Trang 15


Đồ án: Thông gió và xử lí khí thải

Hình 3: Tổn thất nhiệt do rò gió vào mùa hè, mùa đông
Bảng 6: Tính toán chiều dài khe cửa mà gió lọt qua
Loại cửa

Chiều dài khe cửa mà gió lọt qua (m)
Hướng Đông Nam

Cửa mái
Cửa sổ

18,6.2 + 0,6.18 = 48
(5.3.4 + 2.3.0,545) + (5.5.1,3 + 2.1,3) = 98,37
(3.4.4+3.2.2,645)+(4.5.1,3+3.2.1,3)=97,67
=> 98,37+97,67=196,04
(0,842+3)+(3.5+3)=10,34

Cửa chính

Bảng 7: Tính toán tổn thất nhiệt do rò gió
Mùa

Hướng
Đông

Đông

Nam

Cửa
Cửa mái
Sổ

CK

0,24

∆ttt
(0C)

a

l (m)

7,12
7,12

0,65
0,65

48

196,04

(kcal/h)
357,2
1458,9

7,12

2

10,34

236,8

48
196,04
10,34

2052,9
47,02
192,06
31,17
270,25

6,7

Chính
Tổng cộng
Đông

Hè

Nam

Cửa mái
Sổ
Chính

0,24

Kết quả

ggl(kg/mh)

1

6,28
6,28
6,28

0,65
0,65
2

Tổng cộng
2.3. Tổn thất nhiệt do làm nóng vật liệu từ ngoài mang vào

Phân xưởng có nhà kho đặt bên ngoài để chứa vật liệu là đồng. Đồng trong nhà
kho có nhiệt độ bằng nhiệt độ không khí ngoài trời (t N), khi đưa vào trong phân
xưởng nhiệt độ khối đồng tăng bằng nhiệt độ trong nhà (tT).

SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG MƠ
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN Trang 16


Đồ án: Thông gió và xử lí khí thải

Công thức tính:

(Kcal/h)

Với: G: là lượng vật liệu đưa vào nhà trong một giờ.
G =360 kg/h
tC : là nhiệt độ của vật liệu sau khi đưa vào phòng. tC = tTtt
tD : là nhiệt độ của vật liệu trước khi đưa vào phòng. tD= tNtt
= 0,5 – hệ số kể đến khả năng nhận nhiệt của vật liệu (Theo mục
3.2.1.3/trang 90 – [4])
C: tỉ nhiệt (nhiệt dung riêng của vật liệu cần làm nóng). Đối với đồng ta có
C = 0,39 KJ/Kg0k = 0,092(kcal/kg.0C) (Tra bảng phụ lục 5 -[4])
Bảng 8: Tổn thất nhiệt do làm nóng vật liệu
TT

Mùa

G (Kg/h)

C

1

Đông

360

0,092

2

Hè

360

0,092

tC-tĐ

Kết quả (Kcal/h)

0,5

6,7

110,95

0,5

1

16,56

2.4. Tính tổng tổn thất nhiệt.
Bảng 9: Tổng tổn thất nhiệt
Mùa

ΣQ

= Q + Q (Kcal/h)

Đông

22128,68

Hè

2691,86

110,95
16,56

2052,9

24292,53

270,25

2978,67

III. TÍNH TOÁN TỎA NHIỆT
3.1. Tỏa nhiệt do thắp sáng
Tính cho cả mùa đông và mùa hè

QtỏaTS= 860×a×F (Kcal/h)
Trong đó:
•

860: Đương lượng nhiệt của công suất điện, 1 KW=860 Kcal/h

•

a: Tiêu chuẩn thắp sáng tính theo 1 m2 của sàn. Đối với nhà công nghiệp
a = 18 ÷ 24 W/m2 sàn,( chọn a = 20 W/m2 sàn)

SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG MƠ
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN Trang 17


Đồ án: Thông gió và xử lí khí thải
•

F: Diện tích của xưởng, F =(24 – 0.03) x (30– 0,03) = 718,38 (m2).
QtỏaTS = 860.20/1000.718,38=12365,14

3.2. Tỏa nhiệt từ các máy móc động cơ dùng điện
Tính cho cả mùa đông và mùa hè
QtỏaĐC =

1

×ϕ2 ×ϕ3 ×ϕ4×860×N (Kcal/h)

Trong đó:

•

ϕ1: Hệ số sử dụng công suất máy, ϕ1 = (0,70 ÷ 0,9). Chọn ϕ1 = 0,8

•

ϕ2: Hệ số tải trọng, ϕ2 =(0,5 ÷ 0,8). Chọn ϕ2 = 0,65

•

ϕ3: Hệ số đồng thời hoạt động nhiều máy, ϕ3 = (0,5 – 1,0). Chọn ϕ3 =
0,75

•

ϕ4: Hệ số biến thiên công suất điện thành nhiệt, ϕ4 = (0,65 – 1,0). Chọn
ϕ4 = 0,8

•

860: Đương lượng chuyển hóa điện thành nhiệt, 1KW = 860 Kcal/h

•

N: Công suất máy (KW)
Bảng 10: Công suất điện của các động cơ.

Kí hiệu

Tên động cơ

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Tổng

Thiết bị số 1
Thiết bị số 2
Máy phay đứng BH 11
Máy tiện rèn 1615M
Thiết bị số 6
Máy xọc 7412
Máy hàn điện
Máy bào ngang M30
Cưa máy 872A
Thiết bị số 11
Máy cắt tấm N475
Máy khoan để bàn

Công suất
KW

3,2
2,5
6,7
3
2.5
1.5
10
2.8
2.0
2.5
10
0.6

QtỏaĐC = 0,8.0,65.0,75.0,8.860.97 = 26027,04 (Kcal/h) .

SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG MƠ
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN Trang 18

Số lượng
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2

6

Tổng công
suất
6,4
5
13,4
6
5
3
20
5.6
4
5
20
3.6
97


Đồ án: Thông gió và xử lí khí thải
3.3. Toả nhiệt do quá trình làm nguội sản phẩm từ lò đúc đồng
Sản phẩm sau khi được nấu chảy ở lò nấu đồng, được rót vào lò đúc đồng. Tại
đây xảy ra quá trình làm nguội dần có thay đổi trạng thái. Nhiệt tỏa ra từ quá trình này
được tính theo công thức
Qsp (kcal/h) = Gsp.[Cl(tđ - tnc) + I+ Cr(tnc - tc)] (kcal/h)
Trong đó:
-

Gsp= 360 kg/h: là lượng sản phẩm đưa vào gia công.
Cr : tỉ nhiệt trung bình của sản phẩm ở thể rắn (Cr=0,093), Kcal/kg.0C

Cl : tỉ nhiệt trung bình của sản phẩm ở thể lỏng (Cl= 0,118), Kcal/kg.0C
tnc: nhiệt độ nóng chảy của vật (tnc= 1080 0C )
tđ: nhiệt độ ban đầu của sản phẩm bằng nhiệt độ bên trong của lò tđ =1250 oC
tc: nhiệt độ cuối cùng của sản phẩm bằng nhiệt độ của trong nhà của phân

-

xưởng
I: nhiệt nóng chảy (Inc = 180kJ/kg = 43 Kcal/kg).
Bảng 11: Tính toán toả nhiệt do quá trình làm nguội sản phẩm
Gsp

Mùa
Đông
Hè

Cl

Cr

tđ

Tnc

Tc

(kg/h)

(kcal/ (kcal/

(oC)

(oC)

(oC)

360
360

kgoC) kgoC)
0,118 0,093
0,118 0,093

1250
1250

1080
1080

20
33,7

3.4.

I
(kcal/kg
)
43
43

Qsp
(kcal/h)
58190,4
57731,72

Tỏa nhiệt do người

Lượng nhiệt tỏa ra của người trong phòng bao gồm hai thành phần là nhiệt hiện Q h
và nhiệt ẩn QÂ .
Lượng nhiệt toàn phần tỏa ra của người phụ thuộc phần lớn vào mức độ nặng
nhọc của công việc, vào nhiệt độ của phòng và một phần tính chất quần áo mặc. Phần
nhiệt hiện tỏa ra phụ thuộc vào nhiệt độ của phòng, vận tốc gió trong phòng, cường độ
làm việc và tính chất quần áo mặc. Khi nhiệt độ môi trường thấp thì người tỏa nhiệt
hiện lớn, nhiệt ẩn nhỏ. Khi nhiệt độ trong phòng cao lượng nhiệt hiện tỏa ra giảm đi,
người tỏa mồ hôi nhiều.
Lượng nhiệt tỏa ra do người chỉ tính phần nhiệt hiện bởi phần nhiệt hiện tỏa ra
làm tăng nhiệt độ không khí trong phòng còn nhiệt ẩn làm tăng quá trình bốc mồ hôi
và tính theo công thức:
SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG MƠ
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN Trang 19


Đồ án: Thông gió và xử lí khí thải
Qtnguoi = q.n (Kcal/h)
Trong đó:
•

n - là số người trong phân xưởng, n = 38 người

•

qn (kcal/ h): lượng nhiệt hiện do một người toả vào không khí trong phòng
trong 1 giờ.

(Lấy theo bảng 2-5 Tri số qn (kcal/ h) của người – [3])
Trạng thái của người làm trong xưởng: phân xưởng lao động vừa
Mùa đông (20oC): qh = 90 (Kcal/h)
Mùa hè (33,70C): qh = 12,8( Kcal/h)
Bảng 12: Tính toán tỏa nhiệt do người
TT

Mùa

1
2

Đông
Hè

qn (Kcal/h)
90
12,8

(Kcal/

n (người)
38
38

h)

3420
486,4

Toả nhiệt do lò:

3.5.

Tính toán tỏa nhiệt qua lò là rất phức tạp bởi vì tường lò có cấu tạo có nhiều
lớp vật liệu có sức kháng nhiệt đáng kể. Lượng nhiệt tỏa vào phòng qua thành lò, nóc
lò, đáy lò qua của cửa lò lúc đóng và mở . Giả thiết cấu tạo của thành lò, nóc lò và đáy
lò là như nhau. Cửa lò để dễ dàng mở ra nên cấu tạo gồm 2 lớp khác với thành lò.
a) Lò nấu đồng :
Lò nấu đồng có:
- Diện tích nóc lò: Fđỉnh = 1,5.1,5 – 0,5.0,5= 2 (m2)
- Diện tích đáy lò: Fđáy = 1,5.1,5 = 2,25 (m2)
- Diện tích thành lò: Fthành = 4.1,5.2 = 12 (m2)
Tỏa nhiệt qua thành lò
QTL = q . FT (kcal/h)
FT diện tích thành lò (m2), F = 1.5.4.2 =12 (m2)
q cường độ dòng nhiệt truyền qua 1 m2 thành lò (kcal/m2.h)
Cấu tạo của lò:

SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG MƠ
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN Trang 20


Đồ án: Thông gió và xử lí khí thải

(kcal/m.hoC)

Lớp 1: chịu lửa :
Lớp 2: cách nhiệt:

(kcal/m.hoC)

Lớp 3: bảo vệ:

(kcal/m.hoC)

tN

tT

( Theo trang 39- [3] )
Giả thiết : nhiệt độ bề mặt trong của lò nhỏ hơn nhiệt độ trong lò 5oC :
= t T – 5 oC = 1300-5 = 1295 oC
: nhiệt độ bề mặt bên trong lò
t T : nhiệt độ bên trong lò



Giả thiết :

= 79 oC ,

= 68 oC

: nhiệt độ bề mặt bên ngoài lò vào mùa hè
: nhiệt độ bề mặt bên ngoài lò vào mùa đông
 Ta có : tHN = 33,7 oC ( nhiệt độ trong phòng vào mùa hè)

tĐN =20 oC (nhiệt độ trong nhà vào mùa đông)

SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG MƠ
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN Trang 21


Đồ án: Thông gió và xử lí khí thải

K=

 Mùa hè

= 79 oC , : tHN = 33,7 oC

Chọn :
-

Xác định hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài :

– tHN )0,25 +

= L .(

-

L: Hệ số kích thước đặc trưng phụ thuộc vào kích thước lò, L = 2,2 đối với bề mặt
đứng
Cqd: hệ số bức xạ qui diễn của vật trong phòng, Cqd =4,2 (Kcal/m2.hoK)
(theo mục 2.2.6 sách [3] )

= 2,2.(79-33,7)0,25+
=11.74(Kcal/m2.hoC)
- Tính QN : lượng nhiệt tỏa ra từ bề mặt ngoài ra bên ngoài :
QN =

– tHN )

.FTL .(

QN = 11,74.12.(79– 33,7) = 6381,86(kcal/m2h)
- Tính Q :lượng nhiệt đi qua 1m2 bề dày thành lò
Q= K .F (

) = 0,44.12.(1295 –79) = 6420,48(kcal/m2h)

–

= 0,006=0,6% < 5% (giả thiết thoả mãn)
- Vậy lượng nhiệt truyền qua thành lò là:

QHTL =

=

= 6401,17(kcal/m2h)

SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG MƠ
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN Trang 22

Đồ án: Thông gió và xử lí khí thải
 Mùa đông

= 68 oC, tĐN = 20 oC

Chọn
-

Xác định hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài

αĐ3 = L .(

– tĐN )0,25 +

L: Hệ số kích thước đặc trưng phụ thuộc vào kích thước lò, L = 2,2 đối với bề mặt
đứng
Cqd: hệ số bức xạ qui diễn của vật trong phòng, Cqd =4,2 (Kcal/m2.hoK)
(Theo mục 2.2.6 – [3] )

= αĐ3 =2,2.(68-20)0,25+

= 11.17 (Kcal/m2.hoC)

- Tính QN : lượng nhiệt tỏa ra từ bề mặt ngoài ra bên ngoài :
QN =

– tĐN )

.F .(

QN = 11,17.12.(68– 20) =6433,92(kcal/m2h)
- Tính Q :lượng nhiệt đi qua 1m2 bề dày thành lò
Q= K .F (

) = 0,44.12.(1300 –68) = 6504,96kcal/m2h)

–

= 0,01= 1,1% < 5% (giả thiết thoả mãn)
-Vậy lượng nhiệt truyền qua thành lò là

QĐTL =

= 6470,32 (kcal/m2h)

=
Tỏa nhiệt qua đáy lò

Qđáy lò = 0,7 .K.Fđáy lò.

, (kcal/h)

Trong đó:
•

0,7 : hệ số hiệu chỉnh kể đến sự bốc lên của nhiệt

SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG MƠ
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN Trang 23

Đồ án: Thông gió và xử lí khí thải
•

Fđáy lò : diện tích đáy lò , Fđáy lò =1,5.1,5 = 2,25m2

•

K: hệ số truyền nhiệt của thành lò (kcal/m2.h. oC)

Cấu tạo của lò:
(kcal/m.hoC)

Lớp 1: chịu lửa :
Lớp 2: cách nhiệt:

(kcal/m.hoC)

Lớp 3: bảo vệ ,

(kcal/m.hoC)

( Theo trang 39- [3] )
 Giả thiết : nhiệt độ bề mặt trong của lò nhỏ hơn nhiệt độ trong lò 5oC :

= tT – 5 oC = 1300 - 5 = 1295 oC
: nhiệt độ bề mặt bên trong lò
t T : nhiệt độ bên trong lò
 Giả thiết :

= 84 oC ,

= 75 oC

: nhiệt độ bề mặt bên ngoài lò vào mùa hè
: nhiệt độ bề mặt bên ngoài lò vào mùa đông
 Ta có : tHN = 33,7 oC ( nhiệt độ trong phòng vào mùa hè)

tĐN =20 oC (nhiệt độ trong nhà vào mùa đông)

K=
 Mùa hè

Chọn :
-

= 84 oC , : tHN = 33,7 oC

Xác định hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài

= L .(

– tHN )0,25 +

SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG MƠ
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN Trang 24


Đồ án: Thông gió và xử lí khí thải

L: Hệ số kích thước đặc trưng phụ thuộc vào kích thước lò, L =

=

=1,5

Cqd: hệ số bức xạ qui diễn của vật trong phòng, Cqd =4,2 (Kcal/m2.hoK)
(theo mục 2.2.6 – [3] )

= 1,5.(84-33,7)0,25+

=10,17(Kcal/m2.hoC)

- Tính QN : lượng nhiệt tỏa ra từ bề mặt ngoài ra bên ngoài :
QN =

– tHN )

.FTL .(

QN = 10,17.2,25.(84 – 33,7) =1151(kcal/m2h)
- Tính Q :lượng nhiệt đi qua 1m2 bề dày thành lò
Q= K .F (

–

) = 0,44.2,25.(1295 –84) = 1198,89(kcal/m2h)

= 0,04=4% < 5% (giả thiết thoả mãn)

- Vậy lượng nhiệt truyền qua thành lò là:

QHđáy lò = 0,7.

= 0,7.

= 822,47(kcal/m2h)

 Mùa đông

Chọn
-

= 75 oC, tĐN = 20 oC
Xác định hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài

= L .(

– tĐN )0,25 +

L: Hệ số kích thước đặc trưng phụ thuộc vào kích thước lò, L =

=

Cqd: hệ số bức xạ qui diễn của vật trong phòng, Cqd =4,2 (Kcal/m2.hoK)
(theo mục 2.2.6 – [3] )

SVTH: NGUYỄN THỊ HƯƠNG MƠ
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN Trang 25

=1,5