ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ CHO PHÂN XƯỞNG NHIỆT LUYỆN (1)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP ĐÔNG ĐÔ
KHOA CÔNG NGHỆ VÀ MÔI TRƯỜNG
--------------*****--------------

XỬ LÝ KHÍ THẢI
ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ
Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ CHO PHÂN XƯỞNG NHIỆT LUYỆN

Giáo viên hướng dẫn chính : PGS.TS Nguyễn Thị Quỳnh Hương
Giáo viên hướng dẫn phụ : Nguyễn Đức Lượng
Sinh viên thực hiện
Lớp : CM14

: Nguyễn Anh Tuấn
Khóa : 14

Hà Nội 11 – 2012


Đồ á n xử lý khí thả i

GVHD: Nguyễ n Đức Lượng

MỤC LỤC
1. Lựa chọn thông số tính toán ................................................................................... 4
1.1 Lựa chọn thông số tính toán ngoài nhà vào mùa hè......................................... 4
1.2 Chọn thông số nhiệt độ tính toán trong nhà về mùa hè ................................... 4
1.3 Hướng gió chủ đạo vào mùa hè ....................................................................... 4
2. Chọn kết cấu bao che ............................................................................................. 4
2.1 Kết cấu tường ................................................................................................... 4

2.2. Kết cấu cửa ra vào ........................................................................................... 4
2.3. Kết cấu cửa sổ ................................................................................................. 4
2.4. Kết cấu mái...................................................................................................... 5
2.5. Kết cấu nền ...................................................................................................... 5
3. Tính toán hệ số truyền nhiệt K, tính diện tích truyền nhiệt F của kết cấu ............. 5
3.1. Hệ số truyền nhiệt K ....................................................................................... 5
3.2. Tính diện tích truyền nhiệt của các kết cấu tính toán ..................................... 6
4. Tính lượng nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che ....................................................... 7
5. Tính lượng nhiệt bức xạ qua kết cấu bao che ........................................................ 8
5.1 Lượng nhiệt bức xạ của mặt trời qua mái ........................................................ 8
5.1.1Tính bức xạ mặt trời do chênh lệch nhiệt độ ............................................. 8
5.1.2Bức xạ mặt trời do dao động nhiệt độ ........................................................ 9
5.2. Lượng bức xạ mặt trời truyền qua cửa kính .................................................. 11
6. tính lượng nhiệt tỏa .............................................................................................. 12
6.1. Tỏa nhiệt do người ........................................................................................ 12
6.2. Tỏa nhiệt do thắp sáng .................................................................................. 12
6.3. Tỏa nhiệt từ thiết bị, động cơ tiêu thụ điện ................................................... 13
6.4. Tỏa nhiệt do sản phẩm nung nóng để nguội ................................................. 13
6.4.1. Sản phẩm trong quá trình để nguội chuyển pha ..................................... 13
6.4.2. Sản phẩm trong quá trình để nguội không chuyển pha.......................... 15
Nguyễ n Anh Tuá n – CM14

1


Đồ á n xử lý khí thả i

GVHD: Nguyễ n Đức Lượng

6.5. Tỏa nhiệt từ lò nung ...................................................................................... 15

6.5.1 Tỏa nhiệt từ lò nấu gang .......................................................................... 15
6.5.2 Tỏa nhiệt từ lò nấu nhôm ........................................................................ 17
6.5.3. Lò nấu hàn the ........................................................................................ 19
6.5.4. Lò nấu đồng ............................................................................................ 20
6.5.5. Lò điện.................................................................................................... 22
6.5.6. Lò ủ vật đúc ............................................................................................ 24
7. Tính hút cục bộ ..................................................................................................... 25
7.1. Xác định lưu lượng hút cục bộ và kích thước miệng hút .............................. 25
7.2 Tính chụp hút trên nguồn tỏa nhiệt ................................................................ 26
7.2.1. Lò nấu gang ............................................................................................ 26
7.2.2. Lò nấu nhôm........................................................................................... 27
7.2.3. Lò nấu hàn the ........................................................................................ 28
7.2.4. Lò nấu đồng ............................................................................................ 30
7.3. Tính chụp hút mái đua tại cửa lò ................................................................... 31
7.3.1. Lò ủ vật đúc ............................................................................................ 31
7.3.2. Lò điện.................................................................................................... 33
8. Cân bằng lưu lượng và cân bằng nhiệt ................................................................. 36
8.1. Cân bằng lưu lượng ....................................................................................... 36
8.2. Cân bằng nhiệt lượng .................................................................................... 36
9. Tính toán thủy lực ................................................................................................ 36
9.1. Hệ thống thổi cơ khí chung cho toàn phân xưởng ........................................ 37
9.2. Hệ thống hút cục bộ cho tang quay và máy mài hai đá ................................ 38
9.3. Hệ thống hút cục bộ cho các lò ..................................................................... 39
10. Tính toán quạt cho hệ thống xử lý ..................................................................... 40
10.1. Quạt cho hệ thống thổi ................................................................................ 40
10.2. Quạt cho hệ thống hút lò ............................................................................. 41
Nguyễ n Anh Tuá n – CM14

2

Đồ á n xử lý khí thả i

GVHD: Nguyễ n Đức Lượng

10.3. Quạt cho hệ thống hút máy mài hai đá và tang quay .................................. 41
11. Tính toán thông gió tự nhiên cho phân xưởng ................................................... 41

Nguyễ n Anh Tuá n – CM14

3


Đồ á n xử lý khí thả i

GVHD: Nguyễ n Đức Lượng

THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ CHO
PHÂN XƯỞNG ĐÚC
Địa điểm : Phủ Liễn – Hải Phòng
Hướng gió: hướng Nam
1. Lựa chọn thông số tính toán
1.1 Lựa chọn thông số tính toán ngoài nhà vào mùa hè
Nhiệt độ cao nhất trung bình của không khí vào mùa hè đo tại Phủ Liễn theo
o
bảng N.2 TCVN 4088: 1985, ta có nhiệt độ cao nhất vào tháng 7: t 𝑡𝑡
𝑁 = 31,8 C
1.2 Chọn thông số nhiệt độ tính toán trong nhà về mùa hè
Chọn nhiệt độ tính toán trong nhà vào mùa hè cao hơn ngoài trời khoảng (2 ÷
3)oC

Để đảm bảo cảm giác thoải mái cho công nhân làm việc trong phân xưởng,
tránh độ cồng kềnh của hệ thống thông gió thì ta chọn nhiệt độ trong nhà
𝑡𝑡
o
t 𝑡𝑡
𝑇 = t 𝑁 + (2 ÷ 3) = 34 C
1.3 Hướng gió chủ đạo vào mùa hè
o
o
Hướng gió chủ đạo
t 𝑡𝑡
t 𝑡𝑡
𝑁 ( C)
𝑇 ( C)
31,8
34
Nam
2. Chọn kết cấu bao che
2.1 Kết cấu tường
Được chia làm 3 lớp
+ Lớp 1: Lớp vữa
δ = 15 (mm); λ = 0,55 (kcal/m2hoC)
+ Lớp 2: Gạch xây
δ = 220 (mm); λ = 0,6 (kcal/m2hoC)
+ Lớp 3: Lớp vữa
δ = 15 (mm); λ = 0,75 (kcal/m2hoC)
2.2. Kết cấu cửa ra vào
Chọn vật liệu gỗ
δ = 35 (mm); λ = 0,14 (kcal/m2hoC)
kích thước cửa ra vào: 3 × 3 (m)

2.3. Kết cấu cửa sổ
Chọn vật liệu kính
Nguyễ n Anh Tuá n – CM14

4


Đồ á n xử lý khí thả i

GVHD: Nguyễ n Đức Lượng

δ = 5 (mm); λ = 0,65 (kcal/m2hoC)
Kích thước cửa sổ: 3 × 2(m)
2.4. Kết cấu mái
Chọn mái tôn
δ = 2 (mm); λ = 50 (kcal/m2hoC)
2.5. Kết cấu nền
Là loại nền không cách nhiệt, kết cấu nền dưới là đất tự nhiên, bê tong gạch vỡ,
cát đen đầm, lớp bê tong trên cùng dày 15 mm
Nền nhà được chia làm 3 dải như sau
D¶i 1
D¶i 2
D¶i 3

3. Tính toán hệ số truyền nhiệt K, tính diện tích truyền nhiệt F của kết cấu
3.1. Hệ số truyền nhiệt K

K=

1

R0

1

=

1

T

i
1

N
i 1 i
n



Trong đó
𝛼 𝑇 : Hệ số trao đổi nhiệt bề mặt bên trong của kết cấu bao che (oC)
𝛼𝑁 : Hệ số trao đổi nhiệt bề mặt bên ngoài của kết cấu bao che (oC)
Tường đón gió : 𝛼𝑁 = 20
Tường khuất gió: 𝛼𝑁 =15
𝛿𝑖 : Bề dày của lớp vật liệu thứ i (m)
𝜆𝑖 : Hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i (Kcal/m2hoC)
n

STT
1

Tên kết cấu và cấu tạo
Tường
+ Tường đón gió ( Nam)
+ Tường khuất gió (Tây, Đông, Bắc)

Nguyễ n Anh Tuá n – CM14

𝛼𝑇
7,5
7,5

𝛼𝑁
20
15

i



K

0,41
0,41

1,685
1,64

i 1

i

5


Đồ á n xử lý khí thả i
2
3

4
5

Cửa ra vào
+ Khuất gió (Tây)
Cửa sổ kính
+ Tây
+ Đông
Mái
Nền chia làm 4 dải
+Dải 1
+Dải 2
+Dải 3

GVHD: Nguyễ n Đức Lượng

7,5

15

0,25

7,5
7,5

15
15

5 × 10−3 4,81
4,81
0,65

10

25

4 × 10−5 7,14
K I =0,4
K II =0,2
K III =0,1

3.2. Tính diện tích truyền nhiệt của các kết cấu tính toán
STT Tên kết cấu
F = a×b (m2)
1
Tường
+ Nam
12 × 7,2
+ Bắc
12 × 7,2
+ Đông

(20 × 7,2) − 3 × 3 × 2 − 3 × 2 × 2
+ Tây
(20 × 7,2) − 3 × 2 × 4
Tường khu đúc nhôm
đồng
+ Đông
10 × 7,2
+ Bắc
4 × 7,2
Tường khu chứa tang
quay
+ Bắc
5 × 7,2
+ Tây
5 × 7,2 − 3 × 2
2
Cửa sổ kính
+ Đông
3×2×4
+ Tây
3×2×2
3
Cửa ra vào
+ Tây
3×3×2
4
Mái
20 × 12
5
Nền

+ Dải 1
FI = (20 × 12 + 12 × 2) × 2
+ Dải 2
FII = ((20 − 8) × 2 + (12 − 4) × 2) × 2
+ Dải 3
FIII = (20 − 8) × (12 − 8)
6
Cửa sổ mái
20 × 4
Nguyễ n Anh Tuá n – CM14

2.22

Kết quả
86,4
86,4
114
120

72
28,8

36
30
24
18
18
240
128
80

48
80
6


Đồ á n xử lý khí thả i

GVHD: Nguyễ n Đức Lượng

4. Tính lượng nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che
Lượng nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che được tính theo công thức
𝑡𝑡
Q𝑖𝑇𝑇 = k 𝑖 × F𝑖 × (t 𝑡𝑡
(kcal/h)
𝑇 − t𝑁 ) × 𝛹
Trong đó
Q𝑖𝑇𝑇 : Lượng nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che (kcal/h)
F𝑖 : Diện tích truyền nhiệt của kết cấu bao che (m2)
k 𝑖 : Hệ số truyền nhiệt qua kết cấu bao che (Kcal/m2hoC)
𝑡𝑡
o
t 𝑡𝑡
𝑇 : Nhiệt độ tính toán của không khí bên trong, t 𝑇 = 34 C
𝑡𝑡
o
t 𝑡𝑡
𝑁 : Nhiệt độ tính toán của không khí bên ngoài, t 𝑁 = 31,8 C
𝛹 : Hệ số kể đếnvị trí tương đối của kết cấu bao che so với bên ngoài.
K
F

𝛹
t 𝑡𝑡
t 𝑡𝑡
Q𝑖𝑇𝑇
𝑇
𝑁
STT
Tên kết cấu
(Kcal/m2hoC) (m2) (oC) (oC)
(kcal/h)
1
Tường
+ Nam
1,685
86,4 34
31,8 1 320,28
+ Bắc
1,64
86,4 34
31,8 1 311,73
+ Đông
1,64
114
34
31,8 1 411,31
+ Tây
1,64
120
34
31,8 1 432,96

Tường khu đúc nhôm
đồng
+ Đông
1,64
72
34
31,8 1 103,91
+ Bắc
1,64
28,8 34
31,8 1 41,56
Tường khu chứa tang
quay
+ Bắc
1,64
36
34
31,8 1 51,96
+ Tây
1,64
30
34
31,8 1 43,29
2
Cửa sổ kính
+ Đông
4,81
24
34
31,8 1 253,96

+ Tây
4,81
18
34
31,8 1 190,47
3
Cửa ra vào
+ Tây
2,22
18
34
31,8 1 87,91
4
Mái
7,14
240
34
31,8 1 3769,92
5
Nền
+ Dải 1
0,4
128
34
31,8 1 45,06
+ Dải 2
0,2
80
34
31,8 1 35,2

+ Dải 3
0,1
48
34
31,8 1 10,56
6
Cửa sổ mái
4,81
80
34
31,8 1 846,56
∑ Q 𝑡ổ𝑛 𝑡ℎấ𝑡 = 6956,64 (Kcal/h)
7
Tổng
Nguyễ n Anh Tuá n – CM14

7


Đồ á n xử lý khí thả i

GVHD: Nguyễ n Đức Lượng

5. Tính lượng nhiệt bức xạ qua kết cấu bao che
Lượng nhiệt bức xạ qua kết cấu bao che gồm nhiệt bức xạ qua mái và qua kính
𝑘í𝑛ℎ
∑ Q 𝑏𝑥 = Q𝑚á𝑖
𝑏𝑥 + Q 𝑏𝑥 (kcal/h)
Trong đó
Q𝑚á𝑖

𝑏𝑥 : Lượng nhiệt bức xạ của mặt trời qua mái
Q𝑘í𝑛ℎ
𝑏𝑥 : Lượng nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính
5.1 Lượng nhiệt bức xạ của mặt trời qua mái
Bức xạ mặt trời qua tường và mái được tính theo công thức
𝐴𝜏
Q 𝑏𝑥 = Q𝛥𝑡
𝑏𝑥 + Q 𝑏𝑥 (kcal/h)
Trong đó
Q𝛥𝑡
𝑏𝑥 : Bức xạ mặt trời do chênh lệch nhiệt độ (kcal/h)
Q𝐴𝜏
𝑏𝑥 : Bức xạ mặt trời do dao động nhiệt độ (kcal/h)
5.1.1Tính bức xạ mặt trời do chênh lệch nhiệt độ
𝑡𝑏
Q𝛥𝑡
𝑏𝑥 = K 𝑚 × F𝑚 (t 𝑡ổ𝑛𝑔 − t T ) (kcal/h)
Trong đó
K 𝑚 : Hệ số truyền nhiệt qua mái. K 𝑚 = 7,14
F𝑚 : diện tích mái. F𝑚 = 240(m2)
t T : nhiệt độ bên trong tính toán. 34oC
t 𝑡𝑏
𝑡ổ𝑛𝑔 : nhiệt độ trung bình của không khí bên ngoài.
𝑡𝑏
𝑡𝑏
t 𝑡𝑏
(oC)
𝑡ổ𝑛𝑔 = t 𝑁 + t 𝑡𝑑
Trong đó
𝑡𝑏

o
t 𝑡𝑏
𝑁 : Nhiệt độ trung bình của không khí bên ngoài t 𝑁 = 31,8 C
t 𝑡𝑏
𝑡𝑑 : Nhiệt độ trung bình tương đương của không khí

t 𝑡𝑏
𝑡𝑑 =

ρq𝑡𝑏
𝑏𝑥
α𝑛

(oC)

Trong đó
ρ: Hệ số hấp thụ bức xạ của bề mặt kết cấu bao che.
Mái tôn tráng kẽm, ρ = 0,65
α𝑛 : Cường độ hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài kết cấu bao che
α𝑛 = 25 (kcal/m2hoC)
q𝑡𝑏
𝑏𝑥 : Cường độ bức xạ trung bình trên mặt phẳng kết cấu
∑ q𝑚
𝑡𝑏
q𝑏𝑥 =
24
Nguyễ n Anh Tuá n – CM14

8

Đồ á n xử lý khí thả i

GVHD: Nguyễ n Đức Lượng

Hướng mặt chính : Hướng Nam
∑ q = 5956 (kcal/m2h) (TCVN 4088 – 1995 )
𝑚

 q𝑡𝑏
𝑏𝑥 =
 t 𝑡𝑏
𝑡𝑑 =



∑ q𝑚

24
ρq𝑡𝑏
𝑏𝑥

=

=

5956

= 248,2 (kcal/m2h)

24
0,65×248,2

= 6,45 (oC)

α𝑛
25
𝑡𝑏
𝑡𝑏
𝑡𝑏
t 𝑡ổ𝑛𝑔 = t 𝑁 + t 𝑡𝑑 = 31,8 + 6,45
𝑡𝑏
Q𝛥𝑡
𝑏𝑥 = K 𝑚 × F𝑚 (t 𝑡ổ𝑛𝑔 − t T )

= 38,25 (oC)

= 7,14 × 240(38,25 − 35)
= 5569,2 (kcal/h)
5.1.2Bức xạ mặt trời do dao động nhiệt độ
Để xác định biên độ dao động của nhiệt độ tổng ta phải xét biên độ của nhiệt độ
tương đương do bức xạ gây ra và biên độ của nhiệt độ không khí ngoài trời.
Q𝐴𝜏
𝑏𝑥 =

A𝑡𝑡𝑔
𝑣

× 𝛼 𝑇 × F𝑚 (kcal/h)

Trong đó
𝛼 𝑇 = 10
F𝑚 = 240 m2
A𝑡𝑡𝑔 : Biên độ dao động tổng
A𝑡𝑡𝑔 = (A𝑡𝑡𝑑 + A𝑡𝑛 )𝛹
Trong đó
Ψ: Hệ số lệch pha phụ thuộc vào độ lệch pha ΔZ và tỉ số giữa biên độ
dao động tương đương và nhiệt độ bên ngoài

A𝑡𝑡𝑑
A𝑡𝑛

Biên độ dao động của cường độ bức xạ có thể xác định như hiệu số giữa
cường độ cực đại và cường độ trung bình trong ngày đêm (24h).
𝑡𝑏
A𝑞 = q𝑚𝑎𝑥
𝑏𝑥 − q 𝑏𝑥
2
q𝑚𝑎𝑥
𝑏𝑥 = 824 kcal/m h (TCVN 4088 – 1995)
2
q𝑡𝑏
𝑏𝑥 = 248,2 kcal/m h
 A𝑞 = 824 − 248,2 = 575,8
Ứng với biên độ dao động này, nhiệt độ tương đương sẽ có biên độ dao
động
A𝑡𝑡𝑑 =

ρ×A𝑞
α𝑛

=

0,65×575,8

Nguyễ n Anh Tuá n – CM14

25

= 14,97 (oC)
9


Đồ á n xử lý khí thả i

GVHD: Nguyễ n Đức Lượng

Nhiệt độ không khí bên ngoài cũng dao động theo thời gian với chu kì 24
giờ với biên độ
A𝑡𝑛 = t13 − t 𝑡𝑏
𝑛
Trong đó
t13 : Nhiệt độ trung bình đo lúc 13h của tháng nóng nhất.
t13 = 31,8oC
t 𝑡𝑏
𝑛 : Nhiệt độ trung bình tháng của tháng nóng nhất
o
t 𝑡𝑏
𝑛 = 28,2 C (N.1 TCVN 4088 - 1995)
 A𝑡𝑛 = 31,8 − 28,2 = 3,6 oC

A𝑡𝑡𝑑 14,97
=
= 4,16
A 𝑡𝑛
3,6
𝑚𝑎𝑥
q𝑚𝑎𝑥
𝑏𝑥 vào lúc 12h; q 𝑡ℎá𝑛𝑔 7 vào lúc 13h.
 Δt = 13 – 12 = 1
Tra bảng 3 – 10 sách kĩ thuật thông gió (trang 111); ta có Ψ = 0,99
Vậy
A𝑡𝑡𝑔 = (A𝑡𝑡𝑑 + A𝑡𝑛 )𝛹 = (14,97 + 3,6) × 0,99 = 18,38
v: Hệ số tắt dần phụ thuộc vào cấu tạo của vật liệu
𝑣 =𝜑×𝑒

𝐷
√2

∑

∑𝑅

𝜑 = 0,83 + 3 ∑

𝐷

Trong đó
𝛿

∑ 𝑅 = ∑ : Tổng các nhiệt trở của các vật liệu trong kết cấu bao che

𝜆

Mái tôn: ∑ 𝑅 =

2×103
50

= 4 × 10−5 (kcal/m2h)
𝑛

∑ 𝐷 = ∑ 𝑅𝑖 𝑆𝑖
1

Trong đó
𝑆𝑖 : Hệ số hàm nhiệt của lớp vật liệu
Tôn: S = 108 (kcal/m2hoC)
∑ 𝐷 = 4 × 10−5 × 108 = 4,32 × 10−3
4 × 10−5
𝜑 = 0,83 + 3
= 0,9
4,32 × 10−3
Nguyễ n Anh Tuá n – CM14

10


Đồ á n xử lý khí thả i
 𝑣 =𝜑×𝑒


Q𝐴𝜏
𝑏𝑥 =
=

GVHD: Nguyễ n Đức Lượng
∑

A𝑡𝑡𝑔

𝐷
√2

= 0,9 × 𝑒

4,32×10−3
√2

= 0,903

× 𝛼 𝑇 × F𝑚

𝑣
18,38
0,903

10 × 240 = 48850,5 (kcal/h)

Vậy
𝐴𝜏
Q 𝑏𝑥 = Q𝛥𝑡

𝑏𝑥 + Q 𝑏𝑥 = 5569,2 + 48850,5 = 54419,7 (kcal/h)

Q𝑚á𝑖
𝑏𝑥 = 54419,7

(kcal/h)

5.2. Lượng bức xạ mặt trời truyền qua cửa kính
Q𝑘í𝑛ℎ
𝑏𝑥 = 𝜏1 × 𝜏2 × 𝜏3 × 𝜏4 × q 𝑏𝑥 × F𝑘í𝑛ℎ (kcal/h)
Trong đó
𝜏1 : Hệ số trong suốt cửa kính. Cửa kính 1 lớp 𝜏1 = 0,9
𝜏2 : Hệ số mức bẩn mặt kính. Mặt kính đứng 1 lớp 𝜏2 = 0,8
𝜏3 : Hệ số che khuất bởi khung cửa. Cửa sổ 1 lớp kính thẳng đứng khung
thép 𝜏3 = 0,75÷0,79
𝜏4 : Hệ số che khuất bởi các hệ thống che nắng. Ô văng che nắng 𝜏4 = 0,95
q𝑏𝑥 : Cường độ bức xạ mặt trời trên mặt phẳng chiếu bức xạ tại thời điểm
tính toán (kcal/m2h)
F𝑘í𝑛ℎ : Diện tích cửa kính chiếu bức xạ tại thời điểm tính toán (m2)
STT Hướng 𝜏1 , 𝜏2 , 𝜏3 , 𝜏4 F𝑘í𝑛ℎ (m2)
q𝑏𝑥 (kcal/m2h) Q𝑘í𝑛ℎ
𝑏𝑥 (kcal/h)
𝜏1 = 0,9
𝜏2 = 0,8
1
Đông
0
0
3 × 2 × 4 + 40 = 64
𝜏3 = 0,79

𝜏4 = 0,95
𝜏1 = 0,9
𝜏2 = 0,8
2
Tây
102
2715,22
3 × 2 × 2 + 40 = 52
𝜏3 = 0,79
𝜏4 = 0,95
∑ Q𝑘í𝑛ℎ
𝑏𝑥 = 2715,22 (kcal/h)

Nguyễ n Anh Tuá n – CM14

11


Đồ á n xử lý khí thả i

GVHD: Nguyễ n Đức Lượng

Vậy
𝑘í𝑛ℎ
∑ Q 𝑏𝑥 = Q𝑚á𝑖
(kcal/h)
𝑏𝑥 + Q 𝑏𝑥
= 54419,7 + 2715,22
= 57134,92 (kcal/h)
Bảng thu nhiệt do bức xạ mặt trời

Q𝑘í𝑛ℎ
𝑏𝑥 (kcal/h)

Q𝑚á𝑖
𝑏𝑥 (kcal/h)

∑ Q 𝑏𝑥 (kcal/h)

2715,22

54419,7

57134,92

6. tính lượng nhiệt tỏa
6.1. Tỏa nhiệt do người
Q𝑡ỏ𝑎
𝑛𝑔ườ𝑖 = N × q (kcal/h)
Trong đó
q: Lượng nhiệt do một người tỏa ra trong 1h
q=10(kcal/h/người). Theo bảng 2-2 trang 56 sách kĩ thuật thông gió
N: Số người có trong phân xưởng
1 thiết bị: 1 người ; 1 lò: 2 người
 N1 = 20 người
Số người phục vụ trong phân xưởng (N2 )
N2 = 30% × N1 = 30% × 20 = 6 𝑛𝑔ườ𝑖
Số người lao động gián tiếp. N3 = 4 người
 N = 20 + 6 + 4 = 30 người
 Q𝑡ỏ𝑎
𝑛𝑔ườ𝑖 = 30 × 10 = 300 (kcal/h)

Q𝑡ỏ𝑎
𝑛𝑔ườ𝑖 = 300 (kcal/h)
6.2. Tỏa nhiệt do thắp sáng
Q𝑡ỏ𝑎
𝑡𝑠 = 860 × ∑ N (kcal/h)
Trong đó
∑ N = a × F : Tổng công suất các thiết bị chiếu sang
Nguyễ n Anh Tuá n – CM14

12


Đồ á n xử lý khí thả i

GVHD: Nguyễ n Đức Lượng

860: Hệ số chuyển điện năng sang nhiệt năng
a: tiêu chuẩn chiếu sang. a= 18 (w/m2) =18× 10−3 (kw/m2)
F: diên tích chiếu sang (m2) ( diện tích phân xưởng)
F = 20 × 12 = 240 (m2)
−3
Q𝑡ỏ𝑎
× 240 = 3715,2 (kcal/h)
𝑡𝑠 = 860 × 18 × 10
Q𝑡ỏ𝑎
𝑡𝑠 = 3715,2 (kcal/h)
6.3. Tỏa nhiệt từ thiết bị, động cơ tiêu thụ điện
Q𝑡ỏ𝑎
𝑡ℎ𝑖ế𝑡 𝑏ị = 860 × ∑ N × 𝜑1 × 𝜑2 × 𝜑3 × 𝜑4 (kcal/h)

Trong đó
𝜑1 = 0,7÷ 0,9 : Hệ số sử dụng công suất đặt máy. Chọn 𝜑1 = 0,8
𝜑2 = 0,5 ÷ 0,8 : Hệ số phụ tải. Chọn 𝜑2 = 0,6
𝜑3 = 0,5 ÷ 1 : Hệ số kể đến sự làm việc đồng thời của các dộng cơ điện.
Chọn 𝜑3 = 0,8
𝜑4 = 0,1 ÷ 1 : Hệ số chuyển biến cơ năng thành nhiệt năng tỏa vào không
khí xung quanh. Chọn 𝜑4 = 0,8
∑ N: Tổng công suất tiêu chuẩn của thiết bị
(∑ N = số lượng máy × công suất máy )
STT
Tên gọi
Tổng công suất điện (KW)
Q (kcal/h)
1
Lò nấu gang
3
792,576
2
Lò nấu hàn the
2,2
581,222
3
Lò nấu nhôm
3,6
951,091
4
Lò nấu đồng
1,2
317,030
5

Lò ủ vật đúc
1,2
317,030
6
Lò điện
5,8
1532,313
7
Q𝑡ỏ𝑎
𝑡ℎ𝑖ế𝑡 𝑏ị = 4491,262 (kcal/h)
6.4. Tỏa nhiệt do sản phẩm nung nóng để nguội
6.4.1. Sản phẩm trong quá trình để nguội chuyển pha
Tính theo công thức
Q = G𝑠𝑝 × 𝛽[C𝑙 (t1 + t 𝑛𝑐 ) + r + C𝑟 (t 𝑛𝑐 − t 2 )] (kcal/h)
Trong đó
Nguyễ n Anh Tuá n – CM14

13


Đồ á n xử lý khí thả i

GVHD: Nguyễ n Đức Lượng

2

G𝑠𝑝 = × V𝑙ò × 500 (kg/h)
3

𝛽: hệ số kể đến cường độ tỏa nhiệt theo thời gian (𝛽 = 3)

C𝑙 : tỉ nhiệt của vật liệu ở thể lỏng, kcal/kgoC
C𝑟 : tỉ nhiệt của vật liệu ở thể rắn, kcal/kgoC
C𝑟 = a + b(273 + t) (KJ/kgoC)
a: Tỉ nhiệt ở nhiệt độ 0oC (KJ/kgoC)
b: hệ số tỉ lệ
(tra a,b theo bảng 2.16 trang 52 sách thiết kế thong gió công nghệp)
𝑔𝑎𝑛𝑔
C𝑟
= 0,53 + 0,000179(273 + 100) = 0,6 KJ/kgoC =0,14 kcal/kgoC
𝑡ℎ𝑒
Cℎà𝑛
= 0,46 + 0,000193(273 + 100) = 0,53KJ/kgoC= 0,13kcal/kgoC
𝑟
C𝑟𝑛ℎô𝑚 = 4,8 + 0,003(273 + 100) = 5,929 KJ/kgoC= 1,42 kcal/kgoC
đồ𝑛𝑔

C𝑟
= 5,41 + 0,0015(273 + 100) = 5,97 KJ/kgoC= 1,43 kcal/kgoC
Theo sách thiết kế thông gió công nghiệp. Bảng đặc trưng của các vật liệu
(trang 52); ta có lấy các số liệu tính toán
𝑔𝑎𝑛𝑔
C𝑙
= 1,05 KJ/kgoC= 0,251 kcal/kgoC
𝑡ℎ𝑒
Cℎà𝑛
= 1,17 KJ/kgoC= 0,279 kcal/kgoC
𝑙
C𝑙𝑛ℎô𝑚 = 7,6 KJ/kgoC= 1,82 kcal/kgoC
đồ𝑛𝑔

C𝑙
= 7,44 KJ/kgoC= 7,8 kcal/kgoC
1 KJ/kgoC= 0,239 kcal/kgoC
t1 : nhiệt độ ban đầu của vật liệu trước khi bắt đầu nguội; oC
t1 : Nhiệt độ sau khi nguội (trường hợp giới hạn là bằng nhiệt độ không khí
trong nhà; oC)
t 𝑛𝑐 : Nhiệt độ nóng chảy của vật liệu; (kcal/kg)
STT
1
2
3
4

Tên lò
Lò nấu
gang
Lò nấu
hàn the
Lò nấu
nhôm
Lò nấu
đồng

G𝑠𝑝
2423,3

C𝑙
0,251

C𝑟

0,14

t1
1340

t2
34

r
Q(kcal/h)
t 𝑛𝑐
1000 25,52 177458,24

32,71

0,28

0,13

1050

34

1000 23,01 1595,5

71,86

1,82

1,42

1350

34

1000 95,46 45361,91

43,53

1,78

1,43

1200

34

1000 43,02 23250,24

5

Nguyễ n Anh Tuá n – CM14

∑ Q = 294623,32 kcal/h
14


Đồ á n xử lý khí thả i

GVHD: Nguyễ n Đức Lượng

6.4.2. Sản phẩm trong quá trình để nguội không chuyển pha
Q 𝑠𝑝 = Gvl × Cvl × β × (t đ − t 𝑐 ) (kcal/h)
Trong đó
Cvl : tỉ nhiệt của vật liệu ở trạng thái đang xét, KJ/kgoC
t đ : nhiệt độ ban đầu của vật liệu trước khi bắt đầu nguội (oC)
t 𝑐 : nhiệt độ sau khi nguội (lấy bằng nhiệt độ không khí trong nhà t 𝑐 = 34oC
Gvl : trọng lượng vật liệu chuyển đến trong 1h (kg/h)
2

Gvl = × V𝑙ò × 500 (kg/h)
3

500: lượng nhiên liệu trên 1m3
V𝑙ò : thể tích của lò
β: hệ số kể đến cường độ tỏa nhiệt theo thời gian (β = 3)
STT

Tên lò

Cvl
(KJ/kgoC)

Gvl
(kg/h)

t đ (oC)

t 𝑐 (oC)

β

Q (KJ/h)

1

Lò ủ vật đúc

0,13

3240

165

34

0,3

16553,16

2

Lò điện

0,13

650

1500

34

0,3

37163,1

3

∑ Q = 53716,26 KJ/h = 12838,19 kcal/h

Vậy tổng nhiệt lượng tỏa ra do sản phẩm nung nóng để nguội

∑ Q 𝑠𝑝 = 294623,32 + 12838,19 = 307461,51 (kcal/h)

6.5. Tỏa nhiệt từ lò nung
6.5.1 Tỏa nhiệt từ lò nấu gang
Kích thước lò: D = 2100 mm
H = D = 2100 mm
Diện tích thành lò
F𝑙ò 𝑛ấ𝑢 𝑔𝑎𝑛𝑔 = 2 × 𝜋(r + bề dầy thành lò) × (H + đáy +

nóc
)
2

Bề dầy thành lò = đáy = nóc
Nguyễ n Anh Tuá n – CM14

15

Đồ á n xử lý khí thả i

GVHD: Nguyễ n Đức Lượng

Bề dầy thành lò = 0,45m do nhiệt độ lò >1000oC
 F𝑙ò 𝑛ấ𝑢 𝑔𝑎𝑛𝑔 = 2 × 3,14(1,05 + 0,45) (2,1 + 0,45 +

0,45
2

)

= 26,14 (m2)
Nhiệt độ lò: t = 1340oC
Nhiệt độ bên ngoài lò: t 4 = t 𝑣𝑙𝑣 = 34 oC
Nhiệt độ bề mặt trong thành lò: t 2 = 1340 − 5 = 1335 oC
Giả thiết nhiệt độ bên ngoài thành lò: t 3 = t 𝑏𝑚𝑛 = 90 oC
a. Xác định lượng nhiệt tỏa ra do thành lò
Bề dày và hệ số dẫn nhiệt của các lớp vật liệu thành lò
Cấu tạo: Gồm 2 lớp
+ Lớp 1: gạch đỏ và gạch samot 𝛿1 = 0,25 m
𝜆1 = 1,1 (kcal/mhoC)
+ Lớp 2: lớp cách nhiệt diatomit 𝛿1 = 0,2 m
𝜆1 = 1,17 (kcal/mhoC)
α4 = l(t 3 − t 4 )0,25 +

C𝑞𝑑
t3 −t4

273+t3 4

[(

100

273+t4 4

) −(

100

) ] (kcal/m2hoC)

Trong đó
l: hệ số kích thước đặc trưng, phụ thuộc vào vị trí thành lò
đối với bề mặt đứng: l = 2,2
C𝑞𝑑 : hệ số bức xạ quy diễn (C𝑞𝑑 = 4,2 kcal/m2hK4 )
 α4 = 2,2 × (90 − 34)0,25 +

4,2

273+90 4

[(
90−34

100

273+34 4

) −(

100

) ]

= 12,38
(kcal/m2hoC)
Lượng nhiệt tỏa ra trên 1m2 bề mặt ngoài của lò trong 1h
Q 𝑙ò 𝑛ấ𝑢 𝑔𝑎𝑛𝑔 = α4 (t 3 − t 4 ) × F𝑙ò 𝑛ấ𝑢 𝑔𝑎𝑛𝑔
= 12,38(90 − 34) × 26,14 = 18136,2
(kcal/m2h)
(không kể sức cản trao đổi nhiệt bề mặt)
b. Xác định lượng nhiệt tỏa ra lúc mở cửa lò
Trong mỗi giờ cánh cửa lò chỉ mở ra 10 phút
Lượng nhiệt của cửa lò tỏa ra lúc mở được tính theo công thức
Q 𝑚ở 𝑐ử𝑎 = q𝑏𝑥 × F𝑐ử𝑎 × K (kcal/h)
Trong đó
q𝑏𝑥 : cường độ bức xạ
Với t = 1340oC, tra biểu đồ 3.16 (KTTG trang 101)
Nguyễ n Anh Tuá n – CM14

16


Đồ á n xử lý khí thả i

GVHD: Nguyễ n Đức Lượng

=> q𝑏𝑥 = 32000 (kcal/m2h)
Chọn cửa lò là cửa tròn (trên nóc) : D = 500 ÷ 900mm. Chọn D = 700 mm
700×10−3

F𝑐ử𝑎 : diện tích cánh cửa: F = π (

2

2

) = 0,385 (m2)

K : hệ số truyền nhiệt khi kể đến hiện tượng nhiễu xạ
K=
A
𝛿

=

B
𝛿

=

70
45

K1 +K2
2

(kcal/mhoC) (tra đồ thị trang 101 – KTTG)

= 1,56 ; tra đồ thị được K1 = K 2 = 0,68

𝛿 : bề dày thành lò; 𝛿 = 45 (cm)
 K=

K1 +K2
2

= 0,68 (kcal/mhoC)

Lưu lượng nhiệt cửa lò tỏa ra trong 1h
Q 𝑚ở 𝑐ử𝑎 = q𝑏𝑥 × F𝑐ử𝑎 × K = 32000 × 0,68 × 0,385 ×

10
60

= 1396,3 (kcal/h)

Vậy tổng lượng nhiệt tỏa ra của lò nấu gang
∑ Q𝑔𝑎𝑛𝑔
𝑡ỏ𝑎 = 18136,2 + 1396,3 = 19532,5 (kcal/h)
6.5.2 Tỏa nhiệt từ lò nấu nhôm
Kích thước lò: D = 650 mm
H = D = 650 mm
Diện tích thành lò
F𝑙ò 𝑛ấ𝑢 𝑛ℎô𝑚 = 2 × 𝜋(r + bề dày thành lò) × (H + đáy +

𝑛ó𝑐

)
2

Bề dày thành lò = đáy = nóc
Bề dầy thành lò = 0,45m do nhiệt độ lò > 1000oC
 F𝑙ò 𝑛ấ𝑢 𝑛ℎô𝑚 = 2 × 3,14(0,325 + 0,45) (0,65 + 0,45 +

0,45
2

)

= 6,45 (m2)
Nhiệt độ lò: t = 1350 oC
Nhiệt độ bên ngoài lò: t 4 = t 𝑣𝑙𝑣 = 34oC
Nhiệt độ bề mặt trong thành lò: t 2 = 1350 − 5 = 1345 oC
Giả thiết nhiệt độ bên ngoài thành lò: t 3 = t 𝑏𝑚𝑛 = 90 oC
a. Xác định lượng nhiệt tỏa ra do thành lò
Bề dày và hệ số dẫn nhiệt của các lớp vật liệu thành lò
Cấu tạo: gồm 2 lớp
+ Lớp 1: gạch đỏ và gạch samot 𝛿1 = 0,25 m
𝜆1 = 1,1 (kcal/mhoC)
Nguyễ n Anh Tuá n – CM14

17


Đồ á n xử lý khí thả i

GVHD: Nguyễ n Đức Lượng

+ Lớp 2: lớp cách nhiệt diatomit bọt 𝛿1 = 0,2 m
𝜆1 = 1,17 (kcal/mhoC)
α4 = l(t 3 − t 4 )0,25 +

C𝑞𝑑
t3 −t4

273+t3 4

[(

100

273+t4 4

) −(

100

) ] (kcal/m2hoC)

Trong đó
l: hệ số kích thước đặc trưng, phụ thuộc vào vị trí thành lò
đối với bề mặt đứng: l = 2,2
C𝑞𝑑 : hệ số bức xạ quy diễn (C𝑞𝑑 = 4,2 kcal/m2hK4 )
 α4 = 2,2 × (90 − 34)0,25 +

273+90 4

4,2

[(
90−34

100

273+34 4

) −(

100

) ]

= 12,38
(kcal/m2hoC)
Lượng nhiệt tỏa ra trên 1m2 bề mặt ngoài của lò trong 1h
Q 𝑙ò 𝑛ấ𝑢 𝑛ℎô𝑚 = α4 (t 3 − t 4 ) × F𝑙ò 𝑛ấ𝑢 𝑛ℎô𝑚
= 12,38(90 − 34) × 6,45 = 4471,66
(kcal/m2h)
(không kể sức cản trao đổi nhiệt bề mặt)
b. Xác định lượng nhiệt tỏa ra lúc mở cửa lò
Trong mỗi giờ cánh cửa lò chỉ mở ra 10 phút
Lượng nhiệt của cửa lò tỏa ra lúc mở được tính theo công thức
Q 𝑚ở 𝑐ử𝑎 = q𝑏𝑥 × F𝑐ử𝑎 × K (kcal/h)
Trong đó
q𝑏𝑥 : cường độ bức xạ
Với t = 1350oC, tra biểu đồ 3.16 (KTTG trang 101)
=> q𝑏𝑥 = 32000 (kcal/m2h)

Chọn cửa lò là cửa tròn (trên nóc) : D = 500 ÷ 900mm. Chọn D = 700 mm
700×10−3

F𝑐ử𝑎 : diện tích cánh cửa: F = π (

2

2

) = 0,385 (m2)

K : hệ số truyền nhiệt khi kể đến hiện tượng nhiễu xạ
K=
A
𝛿

=

B
𝛿

=

70
45

K1 +K2
2

(kcal/mhoC) (tra đồ thị trang 101 – KTTG)

= 1,56 ; tra đồ thị được K1 = K 2 = 0,68

𝛿 : bề dày thành lò; 𝛿 = 45 (cm)
 K=

K1 +K2
2

= 0,68 (kcal/mhoC)

Lưu lượng nhiệt cửa lò tỏa ra trong 1h
Q 𝑚ở 𝑐ử𝑎 = q𝑏𝑥 × F𝑐ử𝑎 × K = 32000 × 0,68 × 0,385 ×
Nguyễ n Anh Tuá n – CM14

10
60

= 1396,3 (kcal/h)
18


Đồ á n xử lý khí thả i

GVHD: Nguyễ n Đức Lượng

Vậy tổng lượng nhiệt tỏa ra của lò nấu gang
∑ Q𝑛ℎô𝑚
= 4471,66 + 1396,3 = 5867,96 (kcal/h)
𝑡ỏ𝑎

6.5.3. Lò nấu hàn the
Kích thước lò: D = 500 mm
H = D = 500 mm
Diện tích thành lò
F𝑙ò 𝑛ấ𝑢 ℎà𝑛 𝑡ℎ𝑒 = 2 × 𝜋(r + bề dày thành lò) × (H + đáy +

𝑛ó𝑐
)
2

Bề dày thành lò = đáy = nóc
Bề dầy thành lò = 0,45m do nhiệt độ lò > 1000oC
 F𝑙ò 𝑛ấ𝑢 ℎà𝑛 𝑡ℎ𝑒 = 2 × 3,14(0,25 + 0,45) (0,5 + 0,45 +

0,45
2

)

= 5,17 (m2)
Nhiệt độ lò: t = 1050 oC
Nhiệt độ bên ngoài lò: t 4 = t 𝑣𝑙𝑣 = 34oC
Nhiệt độ bề mặt trong thành lò: t 2 = 1050 − 5 = 1045 oC
Giả thiết nhiệt độ bên ngoài thành lò: t 3 = t 𝑏𝑚𝑛 = 90 oC
a. Xác định lượng nhiệt tỏa ra do thành lò
Bề dày và hệ số dẫn nhiệt của các lớp vật liệu thành lò
Cấu tạo: gồm 2 lớp
+ Lớp 1: gạch đỏ và gạch samot 𝛿1 = 0,25 m
𝜆1 = 1,1 (kcal/mhoC)
+ Lớp 2: lớp cách nhiệt diatomit bọt 𝛿1 = 0,2 m

𝜆1 = 1,17 (kcal/mhoC)
α4 = l(t 3 − t 4 )0,25 +

C𝑞𝑑
t3 −t4

273+t3 4

[(

100

273+t4 4

) −(

100

) ] (kcal/m2hoC)

Trong đó
l: hệ số kích thước đặc trưng, phụ thuộc vào vị trí thành lò
đối với bề mặt đứng: l = 2,2
C𝑞𝑑 : hệ số bức xạ quy diễn (C𝑞𝑑 = 4,2 kcal/m2hK4 )
 α4 = 2,2 × (90 − 34)0,25 +

4,2

273+90 4

[(
90−34

100

273+34 4

) −(

100

) ]

= 12,38
(kcal/m2hoC)
Lượng nhiệt tỏa ra trên 1m2 bề mặt ngoài của lò trong 1h
Q 𝑙ò 𝑛ấ𝑢 ℎà𝑛 𝑡ℎ𝑒 = α4 (t 3 − t 4 ) × F𝑙ò 𝑛ấ𝑢 ℎà𝑛 𝑡ℎ𝑒
Nguyễ n Anh Tuá n – CM14

19


Đồ á n xử lý khí thả i

GVHD: Nguyễ n Đức Lượng

= 12,38(90 − 34) × 5,17 = 3584,26
(kcal/m2h)
(không kể sức cản trao đổi nhiệt bề mặt)
b. Xác định lượng nhiệt tỏa ra lúc mở cửa lò

Trong mỗi giờ cánh cửa lò chỉ mở ra 10 phút
Lượng nhiệt của cửa lò tỏa ra lúc mở được tính theo công thức
Q 𝑚ở 𝑐ử𝑎 = q𝑏𝑥 × F𝑐ử𝑎 × K (kcal/h)
Trong đó
q𝑏𝑥 : cường độ bức xạ
Với t = 1050oC, tra biểu đồ 3.16 (KTTG trang 101)
=> q𝑏𝑥 = 11000 (kcal/m2h)
Chọn cửa lò là cửa tròn (trên nóc) : D = 500 ÷ 900mm. Chọn D = 700 mm
700×10−3

F𝑐ử𝑎 : diện tích cánh cửa: F = π (

2

2

) = 0,385 (m2)

K : hệ số truyền nhiệt khi kể đến hiện tượng nhiễu xạ
K=
A
𝛿

=

B
𝛿

=

70
45

K1 +K2
2

(kcal/mhoC) (tra đồ thị trang 101 – KTTG)

= 1,56 ; tra đồ thị được K1 = K 2 = 0,68

𝛿 : bề dày thành lò; 𝛿 = 45 (cm)
 K=

K1 +K2
2

= 0,68 (kcal/mhoC)

Lưu lượng nhiệt cửa lò tỏa ra trong 1h
Q 𝑚ở 𝑐ử𝑎 = q𝑏𝑥 × F𝑐ử𝑎 × K = 11000 × 0,68 × 0,385 ×

10
60

= 479,97 (kcal/h)

Vậy tổng lượng nhiệt tỏa ra của lò nấu gang
𝑡ℎ𝑒
∑ Qℎà𝑛
= 3584,26 + 479,97 = 4064,23 (kcal/h)

𝑡ỏ𝑎
6.5.4. Lò nấu đồng
Kích thước lò: D = 550 mm
H = D = 550 mm
Diện tích thành lò
F𝑙ò 𝑛ấ𝑢 đồ𝑛𝑔 = 2 × 𝜋(r + bề dày thành lò) × (H + đáy +

𝑛ó𝑐
)
2

Bề dày thành lò = đáy = nóc
Bề dầy thành lò = 0,45m do nhiệt độ lò > 1000oC
 F𝑙ò 𝑛ấ𝑢 đồ𝑛𝑔 = 2 × 3,14(0,275 + 0,45) (0,55 + 0,45 +

0,45
2

)

= 5,58 (m2)
Nguyễ n Anh Tuá n – CM14

20


Đồ á n xử lý khí thả i

GVHD: Nguyễ n Đức Lượng

Nhiệt độ lò: t = 1200 oC
Nhiệt độ bên ngoài lò: t 4 = t 𝑣𝑙𝑣 = 34oC
Nhiệt độ bề mặt trong thành lò: t 2 = 1200 − 5 = 1195 oC
Giả thiết nhiệt độ bên ngoài thành lò: t 3 = t 𝑏𝑚𝑛 = 90 oC
a. Xác định lượng nhiệt tỏa ra do thành lò
Bề dày và hệ số dẫn nhiệt của các lớp vật liệu thành lò
Cấu tạo: gồm 2 lớp
+ Lớp 1: gạch đỏ và gạch samot 𝛿1 = 0,25 m
𝜆1 = 1,1 (kcal/mhoC)
+ Lớp 2: lớp cách nhiệt diatomit bọt 𝛿1 = 0,2 m
𝜆1 = 1,17 (kcal/mhoC)
α4 = l(t 3 − t 4 )0,25 +

C𝑞𝑑
t3 −t4

273+t3 4

[(

100

273+t4 4

) −(

100

) ] (kcal/m2hoC)

Trong đó
l: hệ số kích thước đặc trưng, phụ thuộc vào vị trí thành lò
đối với bề mặt đứng: l = 2,2
C𝑞𝑑 : hệ số bức xạ quy diễn (C𝑞𝑑 = 4,2 kcal/m2hK4 )
 α4 = 2,2 × (90 − 34)0,25 +

4,2

273+90 4

[(
90−34

100

273+34 4

) −(

100

) ]

= 12,38
(kcal/m2hoC)
Lượng nhiệt tỏa ra trên 1m2 bề mặt ngoài của lò trong 1h
Q 𝑙ò 𝑛ấ𝑢 đồ𝑛𝑔 = α4 (t 3 − t 4 ) × F𝑙ò 𝑛ấ𝑢 đồ𝑛𝑔
= 12,38(90 − 34) × 5,58 = 3868,5
(kcal/m2h)
(không kể sức cản trao đổi nhiệt bề mặt)

b. Xác định lượng nhiệt tỏa ra lúc mở cửa lò
Trong mỗi giờ cánh cửa lò chỉ mở ra 10 phút
Lượng nhiệt của cửa lò tỏa ra lúc mở được tính theo công thức
Q 𝑚ở 𝑐ử𝑎 = q𝑏𝑥 × F𝑐ử𝑎 × K (kcal/h)
Trong đó
q𝑏𝑥 : cường độ bức xạ
Với t = 1200oC, tra biểu đồ 3.16 (KTTG trang 101)
=> q𝑏𝑥 = 21000 (kcal/m2h)
Chọn cửa lò là cửa tròn (trên nóc) : D = 500 ÷ 900mm. Chọn D = 700 mm

Nguyễ n Anh Tuá n – CM14

21


Đồ á n xử lý khí thả i

GVHD: Nguyễ n Đức Lượng
700×10−3

F𝑐ử𝑎 : diện tích cánh cửa: F = π (

2

2

) = 0,385 (m2)

K : hệ số truyền nhiệt khi kể đến hiện tượng nhiễu xạ
K=

A
𝛿

=

B
𝛿

=

70
45

K1 +K2
2

(kcal/mhoC) (tra đồ thị trang 101 – KTTG)

= 1,56 ; tra đồ thị được K1 = K 2 = 0,68

𝛿 : bề dày thành lò; 𝛿 = 45 (cm)
 K=

K1 +K2
2

= 0,68 (kcal/mhoC)

Lưu lượng nhiệt cửa lò tỏa ra trong 1h
Q 𝑚ở 𝑐ử𝑎 = q𝑏𝑥 × F𝑐ử𝑎 × K = 21000 × 0,68 × 0,385 ×

10
60

= 916,3 (kcal/h)

Vậy tổng lượng nhiệt tỏa ra của lò nấu gang
𝑡ℎ𝑒
∑ Qℎà𝑛
= 3868,5 + 916,3 = 4784,8 (kcal/h)
𝑡ỏ𝑎
6.5.5. Lò điện
Kích thước lò: 1,5 × 1 × 1,3 (m)
Nhiệt độ của lò: t1 = 1500 oC
Nhiệt độ bề mặt trong thành lò: t 2 = 1500 − 5 = 1495 oC
F𝑐ử𝑎 : diên tích cánh cửaa × b = 70 × 40 = 2800 (cm2) = 0,28 (m2)
Diện tích của lò
𝑛ó𝑐
F𝑙ò đ𝑖ệ𝑛 = 2[(a + bề dày thành lò ) + (b + bề dày thành lò)] (c +
+ đáy)
2
− F𝑐ử𝑎
Trong đó
Bề dày thành lò = nóc lò = đáy lò = 0,45 m
0,35
F𝑙ò đ𝑖ệ𝑛 = 2[(1,5 + 0,35) + (1 + 0,35)] (1,3 +
+ 0,35) − 0,28
2
= 11,4 (m2)
Giả thiết nhiệt độ bên ngoài thành lò: t 3 = t 𝑏𝑚𝑛 = 90 oC

a. Xác định lượng nhiệt tỏa ra do thành lò
Bề dày và hệ số dẫn nhiệt của các lớp vật liệu thành lò
Cấu tạo: gồm 2 lớp
+ Lớp 1: thành lò dày 𝛿1 = 0,25 m
𝜆1 = 1,1 (kcal/mhoC)
+ Lớp 2: lớp cách nhiệt diatomit bọt 𝛿1 = 0,2 m
𝜆1 = 1,17 (kcal/mhoC)
Nguyễ n Anh Tuá n – CM14

22


Đồ á n xử lý khí thả i

GVHD: Nguyễ n Đức Lượng

Xác định hệ số bức xạ α
α = l(t 3 − t 4 )0,25 +

C𝑞𝑑
t3 −t4

[(

273+t3 4

273+t4 4

) −(

100

100

) ] (kcal/m2hoC)

Trong đó
l: hệ số kích thước đặc trưng, phụ thuộc vào vị trí thành lò
đối với bề mặt đứng: l = 2,2
C𝑞𝑑 : hệ số bức xạ quy diễn (C𝑞𝑑 = 4,2 kcal/m2hK4 )
 α4 = 2,2 × (90 − 34)0,25 +

4,2

273+90 4

[(
90−34

100

273+34 4

) −(

100

) ]

= 12,38

(kcal/m2hoC)
Lượng nhiệt tỏa ra trên 1m2 bề mặt ngoài của lò trong 1h
Q 𝑙ò đ𝑖ệ𝑛 = α4 (t 3 − t 4 ) × F𝑙ò đ𝑖ệ𝑛
= 12,38(90 − 34) × 11,4 = 7903,39
(kcal/m2h)
(không kể sức cản trao đổi nhiệt bề mặt)
b. Xác định lượng nhiệt tỏa ra do nóc lò, đáy lò
Đối với bề mặt ngang trong công thức tính toán hệ số trao đổi nhiệt α ; lấy hệ
số l = 2,8
Giả sử nhiệt độ mặt ngoài của nóc và đáy lò là t 3 = 90 oC
𝛼 = l(t 3 − t 4 )0,25 +

C𝑞𝑑
t3 −t4

273+t3 4

[(

100

273+t4 4

) −(

100

) ] (kcal/m2hoC)

4,2

273 + 90 4
273 + 34 4
= 2,8 × (90 − 34)
+
[(
) −(
) ] = 14,02
90 − 34
100
100
F𝑛ó𝑐 = Fđá𝑦 = a × b = 1,5 × 1 = 1,5 (m2)
Q 𝑛ó𝑐 = Q đá𝑦 = 𝛼 × (90 − 34) × F = 14,02 × (90 − 34) × 1,5
= 1177,68 (kcal/h)
c. Xác định lượng nhiệt tỏa ra lúc mở cửa lò
Trong mỗi giờ cánh cửa lò chỉ mở ra 10 phút
Lượng nhiệt của cửa lò tỏa ra lúc mở được tính theo công thức
Q 𝑚ở 𝑐ử𝑎 = q𝑏𝑥 × F𝑐ử𝑎 × K (kcal/h)
Trong đó
q𝑏𝑥 : cường độ bức xạ
Với t = 1500oC, tra biểu đồ 3.16 (KTTG trang 101)
=> q𝑏𝑥 = 48000 (kcal/m2h)
F𝑐ử𝑎 : diện tích cánh cửa: F = a × b = 70 × 40 (m2)
0,25

Nguyễ n Anh Tuá n – CM14

23


Đồ á n xử lý khí thả i

GVHD: Nguyễ n Đức Lượng

K : hệ số truyền nhiệt khi kể đến hiện tượng nhiễu xạ
K=
A
𝛿
B
𝛿

=
=

70
45
40
45

K1 +K2

(kcal/mhoC) (tra đồ thị trang 101 – KTTG)

2

= 1,56 ; tra đồ thị được K1 = 0,68
= 0,9 ; tra đồ thị được K 2 = 0,57

𝛿 : bề dày thành lò; 𝛿 = 45 (cm)
 K=

K1 +K2
2

=

0,68+0,57
2

= 0,625 (kcal/mhoC)

Lưu lượng nhiệt cửa lò tỏa ra trong 1h
Q 𝑚ở 𝑐ử𝑎 = q𝑏𝑥 × F𝑐ử𝑎 × K = 48000 × 0,625 × 0,7 × 0,4 ×

10
60

= 1400 (kcal/h)
Vậy tổng lượng nhiệt tỏa ra của lò điên
∑ Q𝐿Đ
𝑡ỏ𝑎 = 7903,39 + 1177,68 × 2 + 1400 = 11658,75 (kcal/h)
6.5.6. Lò ủ vật đúc
Vì nhiệt độ làm việc của lò ủ vật đúc là 65oC nên ta tính nhiệt tỏa ra do lò ủ vật
đúc theo công thức
𝑙ò ủ 𝑣ậ𝑡 đú𝑐

Q 𝑡ỏ𝑎

= K × F(t T − t N )

Trong đó

K: hệ số truyền nhiệt
Kết cấu của thành lò gồm 3 lớp
+ Lớp 1: lớp vữa
𝛿 = 15 (mm); 𝜆 = 0,75 (kcal/m2hoC)
+ Lớp 1: gạch xây
𝛿 = 320 (mm); 𝜆 = 0,7 (kcal/m2hoC)
+ Lớp 1: lớp vữa
𝛿 = 15 (mm); 𝜆 = 0,6 (kcal/m2hoC)
K=

1
1 𝛿 1 𝛿2 𝛿3 1
+ + + +
αT 𝜆1 𝜆2 𝜆3 αN

=

1
1 0,015 0,32 0,015 1
+
+
+
+
7,5 0,75 0,7
0,6 15

= 1,424

F: diện tích lò. Kích thước lò là 1,8 × 3 × 1,8
 F = F𝑥𝑞 + F2 đá𝑦 = 2 × (1,8 + 0,25 × 2 + 3 + 0,25 × 2)(1,8 +

0,25 × 2) + 2(1,8 + 0,25 × 2)(3 + 0,25 × 2)
= 42,78 (m2)

Nguyễ n Anh Tuá n – CM14

24