đồ án thông gió và xử lý khí thải công nghiệp

Đồ án môn học: thông gió và xử lý khí thải

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG

Phần I
Bảng 11: Nồng độ Cx của bụi mùa đông
Bảng 12: Nồng độ Cx của CO mùa hè
Bảng 13: Nồng độ Cx của CO mùa đông
Bảng 14: Nồng độ phát thải ở điều kiện tiêu chuẩn
Bảng 15: So sánh nồng độ khí thải tại nguồn với quy chuẩn

Trang 1
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN


Đồ án môn học: thông gió và xử lý khí thải
Bảng 15: So sánh nồng độ khí thải tại nguồn với quy chuẩn

Trang 2
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN


Đồ án môn học: thông gió và xử lý khí thải

PHẦN 1: THIẾT KẾ HỆ THỐNG THÔNG GIÓ CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHI
CHƯƠNG I: TÍNH NHIỆT THỪA BÊN TRONG CÔNG TRÌNH

I.
Lựa chọn các thông số.

1. Chọn thông số tính toán bên ngoài công trình.
 Mùa he
Nhiệt độ ngoài công trình vào mùa hè t

H
N

= 32,60C (Nhiệt độ cực đại trung bình

tháng 7 ở Yên Bái bảng 2.3 theo QCVN 02/2009 )
Độ ẩm: φ

tt(H)
N

= 83,6 % (Độ ẩm tương đối trung bình vào tháng 7 ở Yên Bái ,

Bảng 2.10 theo QCVN 02/2009)
Hướng gió chủ đạo: Đông Nam (Lấy theo thành phố Yên Bái bảng 2.16 theo
QCVN 02/2009)
Vận tốc gió mùa hè: VH= 2,3 (m/s) (Vận tốc gió trung bình tháng 7 theo thành
phố Yên Bái, Bảng 2.16 theo QCVN 02/2009
Trang 3
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN


Đồ án môn học: thông gió và xử lý khí thải

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

D
N

= 13,60C (Nhiệt độ cực tiểu trung bình

tháng 1 ở Yên Bái, Bảng 2.4 theo QCVN 02/2009)
Độ ẩm: φ

tt(H)
N

= 87,5 % (Độ ẩm tương đối trung bình vào tháng 1 ở Yên Bái ,

Bảng 2.10 theo QCVN 02/2009)
Hướng gió chủ đạo: Đông Nam (Lấy theo thành phố Yên Bái bảng 2.16 theo
QCVN 02/2009)
Vận tốc gió mùa đông: VĐ= 2,6 (m/s) (Vận tốc gió trung bình tháng 1 theo
thành phố Yên Bái, Bảng 2.16 theo QCVN 02/2009)

2. Chọn thông số tính toán bên trong công trình.
Mùa he: do phân xưởng có nhiều nguồn tỏa nhiệt nên nhiệt độ trong nhà lớn
hơn nhiệt độ ngoài nhà lấy theo hệ số kinh nghiệm 1-3 0C. Do vậy chọn nhiệt độ
trong nhà = 33,60C.
Mùa đông: Nhiệt độ không khí tính toán bên trong nhà vào mùa đông tTĐ =
18÷24 °C tùy trạng thái lao động của người trong phòng.Người làm trong phân
xưởng cơ khí với các công việc như khoan, cưa, hàn, nấu đồng và đúc đồng là lao
động nặng nên ta chọn tTĐ = 20°C
Bảng 1: Thông số tính toán bên trong và bên ngoài nhà
H

T

H
N

t (0C)

t (0C)
32,6

II.
Tính toán lượng nhiệt tổn thất.
1. Chọn kết cấu bao che.
Lựa chọn kết cấu bao che cho các bộ phận của công trính phân xưởng như sau:

a. Tường ngoài: tường chịu lực, gồm có ba lớp:

Trang 4
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN


Đồ án môn học: thông gió và xử lý khí thải

Lớp vữa
Lớp gạch chịu lực
Lớp vữa

Hình 1: Cấu tạo của tường
Lớp 1: lớp vữa vôi trát mặt ngoài với các thông số:

δ = 15 mm
1
Dày:
Hệ số dẫn nhiệt:

λ1 = 0,75 Kcal/mh o C

Lớp 2: lớp gạch phổ thông xây với vữa nặng với các thông số:

δ 2 = 220 mm
Dày:
Hệ số dẫn nhiệt:

λ2 = 0,7 Kcal/mh o C

Lớp 3: lớp vữa vôi trát mặt trong với các thông số:

δ 3 = 15 mm
Dày:
Hệ số dẫn nhiệt:

λ3 = 0,6 Kcal/mh o C

b. Cửa sổ: bề mặt cửa sổ và cửa mái là giống nhau, kết cấu là cửa bằng kính có
song chắn bằng thép, có các thông số là:

δ = 5 mm
Dày
Hệ số dẫn nhiệt:

λ = 0,65 Kcal/mh o C

c. Cửa chính: cửa thép với các thông số như sau

Trang 5
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN


Đồ án môn học: thông gió và xử lý khí thải

δ = 2 mm
Dày:

λ = 50 Kcal/mh o C
Hệ số dẫn nhiệt:

d. Mái che: là mái tôn có lớp cách nhiệt làm bằng mút xốp chóng nóng với các
thông số kĩ thuật là :
δ = 5 mm

Dày:

λ = 50 Kcal/mh o C
Hệ số dẫn nhiệt:
δ = 3 mm

Dày lớp cách nhiệt:
λ = 0.0275 Kcal/mh o C

Hệ số dẫn nhiệt:

e.

Cửa mái: cửa kính với các thông số sau:

δ = 5 mm
Dày
λ = 0,65 Kcal/mh o C

Hệ số dẫn nhiệt:

f. Nền: lựa chọn là loại nền không cách nhiệt. Ta chia nền ra làm 3 lớp như sau :

Hình 2: Phân chia dải nền theo diện tích
Trang 6
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN


Đồ án môn học: thông gió và xử lý khí thải

2. Hệ số truyền nhiệt K

K=

1
(kcal / m 2 .h. 0C )
1
δi 1
+∑ +
αT

λi α N

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 hệ số truyền nhiệt K
TT

Tên kết cấu bao che

Hệ số truyền nhiệt

Kết quả
K (kcal/m2h0C)

Tường
( Với δ1=15 mm
λ1= 0,75

1
1 0,015 0,22 0,015 1
+
+
+
+
7,5 0,75 0,7
0,6
20

Kcal/m.h.0C

1

δ2=220 mm
λ2= 0,7 Kcal/m.h.0C

1,843

Kt =

δ3=15 mm
λ3= 0,6 Kcal/m.h.0C
Cửa sổ
2

(Với δ=5 mm

K cs =

λ3= 0,65

1
1 0,005 1
+
+
7,5 0,65 20

5,235

1
1 0,002 1
+
+
7,5
50
20

5,453

Kcal/m.h.0C )
Cửa chính
3

(Với δ= 2 mm
λ=50 Kcal/m.h.0C )

K cc =

Trang 7
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN


Đồ án môn học: thông gió và xử lý khí thải
Cửa mái
4

(Với δ= 5mm

K cm =

λ=0.65Kcal/m.h.0C )
Nền không cách
5

nhiệt

1
1 0,005 1
+
+
7,5 0,65 20

Dải 1: K1
Dải 2: K2
Dải 3: K3

5,235
0,4
0,2
0,1

1

6

1 0,005 1
0,003
+
+

+
7,5
50
20 0,0275

Mái

3,42

Km =

3. Tính diện tích truyền qua kết cấu bao che
Bảng 3:diện tích kết cấu bao che
STT

1

2

3

Tên kết
cấu

Cửa sổ

Cửa
mái

Công thức tính

Đông

FCSĐ = (3,5 × 1,9) × 2

13,3

Tây

FCST = (3,5 × 1,9) × 2

13,3

Nam

FCSN = (3,5 × 1,9) × 6

39,9

Bắc

FCSB = (3,5 × 1,9) × 6

39,9

chính

Bắc

5

Tường

B
FCM
= 1,06 × 1,05 × 39

Bắc
Nam

Mái che

N
FCM
= 1,06 × 1,05 × 39

Nam

Cửa

4

Diện tích

Hướng

N
FCC
= 3.5 × 3
N

FCC
= 3 .5 × 3

FMC =

3,45
2,7
× 42,25 × 2 +
cos 20
cos10

(m2)

43,411
43,41
10.5
10.5
541,91

Đông

FTĐ = (12,25 × 7.5) − 13,3

78,58

Tây

FTT = 12,25 × 7.5 − 13,3

78,58

Nam

FTN = (42,25 × 7.5) − (39.9 + 10.5)

Trang 8
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN

266,48


Đồ án môn học: thông gió và xử lý khí thải

6

Nền

Bắc

FTB = (42,25 × 7.5) − (39,9 + 10.5)

266,48

Dải I

FII = 4(41,75 + 11,75)

214

Dải II

FII = 214 − 48

166

Dải III

FIII = 166-80

134

4. Tính toán tổn thất.
Công thức tính toán:
tt
Q KC
(Kcal/h)
t/th = K × F × ∆t

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 vị trí tương đối của kết cấu bao che với không khí ngoài nhà,
xác định theo thực nghiệm. Vì tường, mái che, cửa sổ, cửa chính,của mái tiếp xúc trực
tiếp với không khí bên ngoài nên

ψ =1

. (Theo mục 2.1.1/tr 29.sách thông gió- TS

Nguyễn Đình Huấn ).
∆t tt = (20 − 13.6) × 1 = 6.4 o C

Đối với mùa Đông:
Đối với mùa Hè:

∆t tt = (33,6 − 32.6) × 1 = 1o C

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.

Trang 9
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN


Đồ án môn học: thông gió và xử lý khí thải

B + 10%

T + 5%

Đ + 10%

N + 0%

Hình 3: Tổn thất nhiệt theo phương hướng
 Mùa he:
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.
Bảng 4. Tính toán tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che về mùa hè và tổn thất nhiệt
theo phương hướng
Loại kết cấu
T
T

Tên kết

Hướn

cấu

g

K
(kcal/m2h0C)

F (m2)

Bắc
1

2

Cửa sổ

Cửa ra
vào

Nam
Tây

5,235

Đông
Bắc
Nam
Tây

5,453

tt
t

0

Tổn thất

BS
Q TT
(Kcal/h)

(%)

∆ ( C)

(Kcal/h

39,9

1

)
208,88

10%

20,89

39,9
13,3
13,3

208,88
69,63

0%
5%

0
3,48

10,5

1
1

1
1

69,63
57,26

10%
10%

6,96
5,73

10,5
0

1
1

57,26
0

0%
5%

0
0

Trang 10
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN

Q

KC
TT


Đồ án môn học: thông gió và xử lý khí thải

3

4

5

Cửa mái

Tường

Đông
Bắc

0
43,41

Nam
Bắc

5,235

Nam

Tây
Đông
Dải I

1,843

Dải II

0,2

Dải III

0,1

43,41
266,48
266,48
78,58
78,58

0,4

214
166

Nền

6

134

1
1

0
227,25

10%
10%

0
22,725

1
1

227,25
491,12

0%
10%

0
49,11

1
1
1
1

491,12
144,83
144,83
85,6

0%
5%
10%
-

0
7,24
14,48
0

1

33,2

-

0

1

13,4

-

0

Tổng cộng

2530,11

130,62

 Mùa đông
Bảng 5. Tính toán tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che về mùa đông và tổn thất nhiệt
theo phương hướng
TT

1

2

3

4

Loại kết cấu
Tên kết
Hướng
cấu
Bắc
Cửa sổ

K
(kcal/m2h0C)

F (m2)

∆ (0

5,235

0%
5%
10%

0
22,28
44,56

366,44

10%

36,644

6,4

366,44

0%

0

6,4
6,4

6,4

0
0
1454,41

5%
10%
10%

0
0
145,441

266,48

6,4
6,4

1454,41
3143,18

0%
10%

0
314,318

266,48
78,58

78,58

6,4
6,4
6,4

3143,18
926,87
926,87

0%
5%
10%

0
46,34
92,687

39,9
13,3

6,4
6,4

13,3

Bắc

10,5

6,4
6,4

1,843

10,5
0
0
43,41
43,41

Trang 11
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN

thất

1336,81
445,6
445,6

Nam
Tây
Đông

Nam
Tây
Đông

BS
Q TT

(Kcal/h)

133,681

6,4

5,235

Tổn
(%)
10%

39,9

5,453

Q

KC
TT

(Kcal/h)
1336,81

C)

Cửa ra vào Nam
Tây
Đông
Bắc

Cửa mái
Nam
Bắc
Tường

tt
t


Đồ án môn học: thông gió và xử lý khí thải
5

Mái che

6

Bắc
Nam
Dải I

0,4

Nền
Dải II
Dải III

7

3,42

270,955
270,955
214

0,2
0,1

166
134

6,4
6,4
6,4

5930,66
5930,66
547,84

10%
0%
-

593,066
0
0

6,4
6,4

212,48

85,76

-

0
0

Tổng

28054,0

1429,02

2

5. Tổn thất nhiệt bổ sung do rò gio
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 .
tt
tt
Q gió
TT = C K × G gió × (t T − t N )

(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)
G gio = ∑(g × l × a) Kg/h

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, VgD =2,6 m/s

→

gĐ = 6,84

kg/mh
• Mùa Hè: hướng gió chính là hướng Đông Nam, VgH = 2,3 m/s

→

gĐ = 6,42

kg/mh
(Bảng 2.4 – Sách Thông gió – TS.NGUYỄN ĐÌNH HUẤN)

t Ttt

: Nhiệt độ tính toán của không khí trong nhà tùy mùa đang tính toán (oC)
Trang 12

GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN


Đồ án môn học: thông gió và xử lý khí thải

t ttN

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

Hình 4: Tổn thất nhiệt do rò gió
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
Cửa chính

Mùa

Hướng
Đông

ĐÔNG

Nam

26,91.2 + 1,05.26 = 81,12
(1,9.5 + 3,5.4)3+ 2,095.4+1,9.3+(1,9.5 +
3,5.4+0,595.4+1,9) = 112,36
0
Bảng 7: Tính toán tổn thất nhiệt do rò gió
Cửa

Cửa mái
Cửa sổ
Cửa

∆ttt

CK

(0C)

0,24

a

l (m)

6,84
6,84

0,65
0,65

81,12
112,36

(kcal/h)
553,97
1180,48

6,84

2

0

0

6,4

chính
Tổng cộng
Đông
HÈ

Nam

Cửa mái
Cửa sổ
Cửa

0,24

1

chính

6,42
6,42

0,65

0,65

81,12
112,36

2041,85
81,24
112,53

6,42

2

0

0

Tổng cộng

6. Tổn thất nhiệt do làm nong vật liệu từ ngoài mang vào
Trang 13
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN

Kết quả

ggl(kg/mh)

193,77

Đồ án môn học: thông gió và xử lý khí thải
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 (tN), khi đưa vào trong phân xưởng
nhiệt độ tăng bằng nhiệt độ trong nhà (tT)
Công thức tính:

VL
QTT
= G × C × (t C − t D ) β

(Kcal/h)

Với: G: là lượng vật liệu đưa vào nhà trong một giờ (G = 350 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
β

= 0,5 – hệ số kể đến khả năng nhận nhiệt của vật liệu (Theo mục

3.2.1.3/trang 90 – GIÁO TRÌNH THÔNG GIÓ – HOÀNG THỊ HIỀN và TS.BÙI SỸ LÝ )
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)
Bảng 8: Tổn thất nhiệt do làm nóng vật liệu
β

tC-tĐ

Kết quả (Kcal/h)

0,092

0,5

6,4

0,092

0,5

1

103,04
16,1

TT

Mùa

G (Kg/h)

C

1

Đông

350

2

Hè

350

7. Tổng tổn thất nhiệt
Bảng 9. Tổng tổn thất nhiệt.
mùa
ΣQ
Đông

KC
TT

=Q

KC
TT

+Q

bs
TT

(Kcal/h)

(Kcal/h)
29483.04

Hè

2660,78

Q Gio
TT (Kcal/h)

∑ Q TT (Kcal/h)

103,04

1784,45

31370,53

16,1

193,77

2870,6

III. Tính toán tỏa nhiệt.
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
Trang 14
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN

Đồ án môn học: thông gió và xử lý khí thải

•

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

• F: Diện tích của xưởng, F =12 x 42 = 504(m2).
860 ×
TS
Qtỏa =

20
× 504 = 8668,8
( Kcal / h)
1000

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

ϕ
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 = 0.80
• 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

Công suất

Số lượng

Tổng công suất

1

Thiết bị số 1

4,0

3

12

2

3

Thiết bị số 2
Máy phay đứng BH 11

2,8
6.5

3
2

8,4
13

4

Máy tiện rèn 1615M

3

2

6

5
6

Thiết bị số 6
Máy xọc 7412

2
1.5

4
2

8
3

7

Máy bào ngang M30

2.8

3

8,4

8

Cưa máy 872A

2

2

4

9

Thiết bị số 11

2

4

8

Trang 15
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN


Đồ án môn học: thông gió và xử lý khí thải
10

Máy hàn điện

10

2

20

11

Máy cắt tấm N475

10

2

20

12
Tổng

Máy khoan để bàn

0,5

3

1,5
112,3

QtỏaĐC = 0,8.0,65.0,75.0,8.860.112,3 = 30132,336 (Kcal/h)

3. Tỏa nhiệt trong quá trình nguội dần của sản phẩm
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 (kJ/h) =Gsp.[Cl(tđ - tnc) + r + Cr(tnc - tc)]
Trong đó :

-

Gsp : khối lượng của vật nung trong 1 giờ (kg/h)
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 (tnc= 1080 0C )
r : nhiệt hàm nóng chảy (r), kcal/kg của vật liệu
tđ = 12500C,
tc = tTtt => Mùa hè : tc = 33,60C ; Mùa đông : tc = 200C ;

Bảng 11. Tính tỏa nhiệt từ quá trình nguội dần của sản phẩm nung nóng lò đúc đồng
mùa
Đông
Hè

Gsp
Cl
Cr
tđ
0
0
0
(kg/h) (kcal/kg. C) (kcal/kg. C) ( C)
350

0,118

0,093

130
0

tnc
( C)

tc
( C)

1080

20
33,6

0

0

r
(Kcal/kg
)
43

Qsp
(Kcal/h)
58639
58196,3
2

4. 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

Trang 16
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN


Đồ án môn học: thông gió và xử lý khí thải
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:
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 – Sách Thông Gió – TS. NGUYỄN
ĐÌNH HUẤN)
Mùa đông (200C): qh = 110 (Kcal/h)
Mùa hè (33,60C): qh = 77,4( Kcal/h)
Bảng 12: Tính toán tỏa nhiệt do người
Mùa
Đông
Hè

qn (Kcal/h)

n (người)

110
77,4

38
38

(Kcal/h)
4180
2941,2

5. Tỏa nhiệt từ các lò.
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. Giả thiết cấu tạo của thành lò, nóc lò và đáy lò là như nhau, cửa lờ đặt ở nóc lò.

 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)
Diện tích cửa lò: Fcửa = 0,5.0,5 = 0,25 (m2)
 Tỏa nhiệt qua thành lò
QTL = q . FT (kcal/h)
FT diện tích thành lò (m2), F = 1.5.4.2 =12 (m2)
Trang 17
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN

Đồ án môn học: thông gió và xử lý khí thải
q cường độ dòng nhiệt truyền qua 1 m2 thành lò (kcal/m2.h)
Cấu tạo của lò:

- Lớp 1: chịu lửa :

δ 1 = 0,3 m, λ1 = 1,2

(kcal/m.hoC)
δ 2 = 0,2 m, λ2 = 0,1
Lớp 2: cách nhiệt:
(kcal/m.hoC)
δ 3 = 0,02 mm, λ3 = 0,7
Lớp 3: thép,
(kcal/m.hoC)

-

( Theo trang 39 giáo trình thông gió TS.Nguyễn Đình Huấn )
Giả thiết t2 = t1 – 5 oC = 1300-5 = 1295 oC
Đ
3

H
3

Giả thiết : t = 70oC ; t =78oC
Đ
4

H
4

t = txq = 22oC ; t = 34 oC

K=

1
1
=
= 0,44
δ 1 δ 2 δ 3 0,3 0,2 0,02
+
+
+ +
λ1 λ 2 λ3 1,2 0,1 0,7

* Mùa he:
Chọn t3 = 78oC, t4 = 34 oC
Xác định hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài :
 + 273  4  + 273  4 
 −  t4
 
. t 3
  100  
−
100

t 3 t 4 

 
 
C qd

α 3H

= L .( t3 – t4)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)



α 3H

= 2,2.(78-34)0,25+

4
4
4,2  78 + 273   34 + 273  
.
−
 
 
78 − 34  100   100  

=

11,675(Kcal/m2.hoC)

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

α 3H

H
3

H
4

.F.(t – t ) = 11,675.12.(78 – 34) =6164,701 (kcal/m2h)
Trang 18

GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN


Đồ án môn học: thông gió và xử lý khí thải
Tính Q :lượng nhiệt đi qua thành lò
Q= K .F (t2 – t3) = 0,44.12.(1295 –78) = 6409,279 (kcal/m2h)
QN − Q



QN

=

6164,701 − 6409,379
6164,701

= 0,038 < 5% (giả thiết thoả mãn)

Vậy lượng nhiệt truyền qua thành lò là:

QH =

QN + Q
2

=

6164,701 + 6409,279
2

= 6286,99 (kcal/m2h)

* Mùa đông:
Chọn t3 = 70 oC, t4 = 22 oC

 Xác định hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài :
 + 273  4  + 273  4 
 −  t4
 
. t 3
  100  
−
100

t 3 t 4 

 
 
C qd

α 3H

= L .( t3 – t4)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)
α 3H

= 2,2.(70-22)0,25+

4
4
4,2  70 + 273   22 + 273  
.
 −
 
70 − 22  100   100  

= 11,275 (Kcal/m2.hoC)

 Tính QN : lượng nhiệt tỏa ra từ bề mặt ngoài ra bên ngoài :
QN =αĐ3.F.(tĐ3 – tĐ4) = 11,275.12.(70– 22) =6494,498 (kcal/m2h)

 Tính Q :lượng nhiệt đi qua thành lò
Q= K .F (t2 – t3) = 0,44.12.(1295 –70) = 6451,4 (kcal/m2h)

QN − Q



QN

=

6494,498 − 6451,4
6494,498

= 0,006=0,6% < 5% (giả thiết thoả mãn)

Vậy lượng nhiệt truyền qua thành lò là:

QĐ =

QN + Q
2

=

6494,498 + 6451,4
2

= 6472,26 (kcal/m2h)

 Tỏa nhiệt qua đáy lò (Giả thiết có tấm kê)
Trang 19
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN

Đồ án môn học: thông gió và xử lý khí thải
Qđáy lò = 0,7.qđáy lò.Fđáy lò [kcal/h]
Trong đó:

0,7 : hệ số hiệu chỉnh kể đến sự bốc lên của nhiệt
qđáy : nhiệt tỏa ra từ đáy lò
Fđáy lò = 1,5 x 1,5= 2,25 m2

Cấu tạo của lò:
Lớp 1: chịu lửa :

δ 1 = 0,3 m, λ1 = 1,2

Lớp 2: cách nhiệt:
Lớp 3: thép,

(kcal/m.hoC)

δ 2 = 0,2 m, λ 2 = 0,1

δ 3 = 0,02 mm, λ3 = 0,7

(kcal/m.hoC)

(kcal/m.hoC)

( Theo trang 39 giáo trình thông gió TS.Nguyễn Đình Huấn )
Giả thiết t2 = t1 – 5 oC = 1300-5 = 1295 oC

Đ
3

H
3

Giả thiết : t = 65oC ; t =76oC
Đ
4

H
4

t = txq = 21oC ; t = 34 oC
1
1
=
= 0,44
δ 1 δ 2 δ 3 0,3 0,2 0,02
+
+
+ +
λ1 λ 2 λ3 1,2 0,1 0,7

K=

* Mùa he:
Chọn t3 = 76 oC, t4 = 34 oC

• Xác định hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài :

 + 273  4  + 273  4 
 −  t4
 
. t 3
  100  
−
100

t 3 t 4 
 
 
C qd

= L .( t3 – t4)0,25 +

L: Hệ số kích thước đặc trưng phụ thuộc vào kích thước lò, L = 2,8đối với bề mặt
đứng
Cqd: hệ số bức xạ qui diễn của vật trong phòng, Cqd =4,2 (Kcal/m2.hoK)
α 3H

= 2,8.(76-34)0,25+

4
4
4,2  76 + 273   34 + 273  
.
 −
 
76 − 34  100   100  

Trang 20
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN

= 13,08(Kcal/m2.hoC)


Đồ án môn học: thông gió và xử lý khí thải

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

α 3H

H
3

H
4

.F.(t – t ) = 13,08.2,25.(76 – 34) =1236,1 (kcal/m2h)

• Tính Q :lượng nhiệt đi qua đáy lò
Q= K .F (t2 – t3) = 0,44.2,25.(1295 –78) = 1203,7 (kcal/m2h)
QN − Q

•

QN

=

1236,1 − 1203,7
1236,1

= 2,7% < 5% (giả thiết thoả mãn)

Vậy lượng nhiệt truyền qua thành lò là:

QH =

QN + Q
2

=

1236,1 + 1203,7
2

= 1219,92 (kcal/m2h)

* Mùa đông:
Chọn t3 = 65 oC, t4 = 21 oC
Xác định hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài :
 + 273  4  + 273  4 
 −  t4
 
. t 3
  100  
−
100


t 3 t 4 
 
 
C qd

α 3H

= L .( t3 – t4)0,25 +

L: Hệ số kích thước đặc trưng phụ thuộc vào kích thước lò, L = 2,8đối với bề mặt
đứng.
Cqd: hệ số bức xạ qui diễn của vật trong phòng, Cqd =4,2 (Kcal/m2.hoK)
α 3H

= 2,8.(65-21)0,25+

4
4
4,2  65 + 273   21 + 273  
.
 −
 
65 − 21  100   100  

= 12,54(Kcal/m2.hoC)

• Tính QN : lượng nhiệt tỏa ra từ bề mặt ngoài ra bên ngoài :
QN =αĐ3.F.(tĐ3 – tĐ4) =12,54.2,25.(65– 21) =1241,3 (kcal/m2h)

• Tính Q :lượng nhiệt đi qua đáy lò
Q= K .F (t2 – t3) = 0,44.2,25.(1295 –65) = 1214,6 (kcal/m2h)
QN − Q
⇒

QN

=

1241,3 − 1214,6
1241,3

= 2,2% < 5% (giả thiết thoả mãn)
Trang 21

GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN


Đồ án môn học: thông gió và xử lý khí thải
Vậy lượng nhiệt truyền qua đáy lò là:
QN + Q
2

QĐ =

=

1241,2 + 1214,6
2

= 1227,9 (kcal/m2h)

Vậy: QĐĐL = 0,7. QĐ = 0,7. 1227,9 = 859,52 (kcal/h)
QHĐL = 0,7 . QH = 0,7. = 1219,92 = 853,94 (kcal/h)

 Tỏa nhiệt qua noc lò
Cấu tạo của nóc lò giống như các lớp của tường lò nên lượng nhiệt tỏa ra tính cho
1m2 nóc lò là giống như thành lò. Tuy nhiên nóc lò là bề mặt nóng nằm ngang có
hướng tỏa nhiệt lên phía trên nên cường độ tỏa nhiệt mạnh hơn tường đứng và xấp xỉ
1,3 lần.
Qnóc = 1,3. q. Fnóc
QĐnóc = 1,3. qĐ .Fnóc = 1,3 . (1227,9 /2,25).2= 1418,9(kcal/h)
QHnóc = 1,3 . qH .Fnóc = 1,3 . (1219,92 /2,25).2 = 1409,69 (kcal/h)

b. Lò đúc đồng
 Tỏa nhiệt qua thành lò
QTL = nlò.q.FTL [kcal/h]
Trong đó:
FT diện tích thành lò (m2), F =1,5.1.4 = 6 m2
q cường độ dòng nhiệt truyền qua 1 m2 thành lò (kcal/m2.h)
Cấu tạo của lò:
Lớp 1: Chịu lửa, δ1 = 0,3m, λ1 = 1,2 kcal/m.h.0C
Lớp 2: Cách nhiệt, δ2 = 0,2m, λ2 = 0,1 kcal/m.h.0C
Lớp 3: Bảo vệ , δ3 = 0,02m, λ3 = 0,7 kcal/m.h.0C
Giả sử nhiệt độ bề mặt trong của thành lò nhỏ hơn nhiệt độ trong lò 5 oC
t2 = t1 – 5 oC = 1250 -5 = 1245 oC
Giả thiết : t
t

Đ

3

Đ
4

= 66oC ; t

H
3

=76 oC

= txq = 20oC ; t

H
4

= 33,6oC

Trang 22
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN


Đồ án môn học: thông gió và xử lý khí thải

K=

1
1
=

= 0,44
δ 1 δ 2 δ 3 0,3 0,2 0,02
+
+
+
+
λ1 λ 2 λ3 1,2 0,1 0,7

* Mùa he:
Chọn t3= 76oC, t4= 33,6oC

• Xác định hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài :
 + 273  4  + 273  4 
 −  t4
 
. t 3
  100  
−
100

t 3 t 4 
 
 
C qd

α 3H

= L .( t3 – t4)0,25 +

L: Hệ số kích thước đặc trưng phụ thuộc vào kích thước lò, a = 2,2 đối với bề mặt

đứng

Cqd: hệ số bức xạ qui diễn của vật trong phòng, C =4,2 (Kcal/m2.hoK)

→

α3

= 2,2.(76-33,6)0,25+

 76 + 273  4  33,6 + 273  4 
4,2
.
 −
 
76 − 33,6  100   100
 

= 11,56(Kcal/m2.hoC)

• Tính QN : lượng nhiệt tỏa ra trên thành lò
QN=

α 3H

H
3

.F.(t

H
4

– t )= 11,56.6.(76– 33,6) = 2939.88 (kcal/m2h)

• Tính Q :lượng nhiệt đi qua thành lò
Q= K .F (t2 – t3) = 0,44.6.(1245 –76) =2946,58 (kcal/m2h)
QN − Q
QN

=

2939,88 − 2946,58
2939,88

= 0,23% < 5% (giả thiết thoả mãn)
Vậy lượng nhiệt truyền qua thành lò là:

QH =

QN + Q
2

=

2939,88 + 2946,58
2

= 2943,23 (kcal/m2h)

* Mùa đông:
Chọn t3 = 66 oC, t4 = 20 oC

• Xác định hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài
Trang 23
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN


Đồ án môn học: thông gió và xử lý khí thải
 + 273  4  + 273  4 
t
 −  t4
 
. 3
 100  


−
100

t 3 t 4 

 

C qd

α 3H

= L .( t3 – t4)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)
α 3H

= 2,2.(66-20)0,25+

4
4
4,2  66 + 273   20 + 273  
.
 −
 
66 − 20  100   100  

= 11,06 (Kcal/m2.hoC)

• Tính QN : lượng nhiệt tỏa ra từ bề mặt ngoài ra bên ngoài :
QN =αĐ3.F.(tĐ3 – tĐ4) =11,06.6.(66– 20) =3052,20 (kcal/m2h)

• Tính Q :lượng nhiệt đi qua thành lò
Q= K .F (t2 – t3) = 0,44.6.(1245 –66) = 2972.9 (kcal/m2h)
QN − Q
QN

⇒

3052,20 + 2972,9
3052,20

=

= 2,66% < 5% (giả thiết thoả mãn)

Vậy lượng nhiệt truyền qua thành lò là:

QĐ =

QN + Q
2

=

3052,20 + 2972,9
2

= 3012,56 (kcal/m2h)

 Tỏa nhiệt qua đáy lò (Giả thiết có tấm kê)
Qđáy lò = 0,7.qđáy lò.Fđáy lò [kcal/h]
Trong đó: 0,7 : hệ số hiệu chỉnh kể đến sự bốc lên của nhiệt
qđáy : nhiệt tỏa ra từ đáy lò
Fđáy lò = 1,5 x 1,5= 2,25 m2
Cấu tạo của lò:
Lớp 1: chịu lửa :

δ 1 = 0,3 m, λ1 = 1,2

Lớp 2: cách nhiệt:
Lớp 3: thép,

(kcal/m.hoC)

δ 2 = 0,2 m, λ2 = 0,1

δ 3 = 0,02 mm, λ3 = 0,7

(kcal/m.hoC)

Trang 24
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN

(kcal/m.hoC)


Đồ án môn học: thông gió và xử lý khí thải
(Theo trang 39 giáo trình thông gió TS.Nguyễn Đình Huấn)
Giả thiết t2 = t1 – 5 oC = 1250-5 = 1245 oC
Đ
3

H
3

Giả thiết : t = 61oC ; t =73 oC
Đ
4

H
4

t = txq = 20oC ; t = 33,6 oC

K=

1
1
=
= 0,44
δ 1 δ 2 δ 3 0,3 0,2 0,02
+
+
+ +
λ1 λ 2 λ3 1,2 0,1 0,7

* Mùa he:
Chọn t3 = 73 oC, t4 = 33,6 oC

 Xác định hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài
 + 273  4  + 273  4 
 −  t4
 
. t 3
  100  
−
100

t 3 t 4 
 
 

C qd

α 3H

= L .( t3 – t4)0,25 +

L: Hệ số kích thước đặc trưng phụ thuộc vào kích thước lò, L = 2,8 đối với bề mặt
ngang.
Cqd: hệ số bức xạ qui diễn của vật trong phòng, Cqd =4,2 (Kcal/m2.hoK)
α 3H

= 2,8.(73-33,6)0,25+

 73 + 273  4  33,6 + 273  4 
4,2
.
 −
 
73 − 33,6  100   100
 

= 12,87 (Kcal/m2.hoC)

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

α 3H

H
3

H
4

.F.(t – t ) = 12,87.2,25.(73 – 33,6) =1141,19 (kcal/m2h)

 Tính Q :lượng nhiệt đi qua thành lò
Q= K .F (t2 – t3) = 0,44.2,25.(1245 –73) = 1107,93 (kcal/m2h)
QN − Q
⇒

QN

=

1141,19 − 1107,93
1141,19

= 3% < 5% (giả thiết thoả mãn)
Vậy lượng nhiệt truyền qua thành lò là

Trang 25
GVHD: NGUYỄN PHƯỚC QUÝ AN