Đồ án môn học thông gió và xử lý khí thải

ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THÔNG GIÓ VÀ XỬ LÝ KHÍ THẢI
Phần 1: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÓI THẢI
Chương 1: THIẾT KẾ THÔNG GIÓ CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ
Địa điểm công trình: Sơn La.
I . Chọn thông số tính toán ngoài công trình
Các thông số tính toán bên ngoài công trình được lấy theo hai mùa: mùa hè và mùa
đông
a.Nhiệt độ của không khí: (Dựa vào bảng 2.3 và bảng 2.4/QCVN 02:2009/BXD)
-

Mùa hè: nhiệt độ tính toán bên ngoài là nhiệt tối cao trung bình ( đo lúc 13h) của
tháng nóng nhất
Dựa vào bảng 2.3 : Nhiệt độ không khí cao nhất trung bình tháng và năm của

-

QCVN 02:2009/BXD ta được = 30.5 ( tháng 5)
Mùa đông: nhiệt độ tính toán bên ngoài được lấy bằng nhiệt độ tối thấp trung
bình của tháng lạnh nhất
Dựa vào bảng 2.4 : Nhiệt độ không khí thấp nhất trung bình tháng năm của
QCVN 02:2009/BXD ta được = 10.8 (tháng 1)

b.Độ ẩm của không khí: (Dựa vào bảng 2.10/QCVN 02:09/BXD)
-Mùa hè: φH = 77.8% (tháng 5)
-Mùa đông: φĐ =78.6% (tháng 1)
c.Vận tốc gió: (Dựa vào bảng 2.16/QCVN 02:09/BXD)
-Mùa hè: VH = 2.7 m/s (tháng 5)
-Mùa đông: VĐ = 3.1 m/s (tháng 1)
d.Hướng gió: (Dựa vào bảng 2.16/QCVN 02:09/BXD- theo trạm Sơn la)
-Mùa hè công trình có gió Đông Nam
-Mùa đông công trình có gió Đông Nam

e.Bức xạ mặt trời:( Dựa vào bảng 2.18/QCVN 02:2009/BXD)

II.

- Mùa hè: tổng bức xạ trên mặt bằng là 6207 W/m2/ngày
- Mùa đông : tổng bức xạ trên mặt bằng là 3811 W/m2/ngày
Lựa Chọn Thông Số Tính Toán Bên Trong Công Trình:


- Nhiệt độ tính toán bên trong công trình vào mùa hè (thT) được lấy bằng nhiệt độ tính
toán bên ngoài cộng thêm 1 ÷3 0C ( không quá 34). Còn nhiệt độ tính toán bên trong
công trình về mùa đông (tđT) được lấy từ 20 ÷ 220C. Vậy ta lấy nhiệt độ bên trong công
trình như sau:
thT = 30.5 oC + 2=32.5oC
tđT =20 oC
Bảng tính toán khí hậu ngoài nhà, trong nhà
Mùa

Nhiệt độ
bên ngoài

Nhiệt độ
bên trong

Độ ẩm

Mùa hè

30.5

32.5

77.8%

Mùa
đông

10.8

20

78.6%

III.

Hướng
gió
Đông
Nam
Đông
Nam

Tính toán nhiệt thừa bên trong công trình:

Công thức tính nhiệt thừa:
= +
1.1.Tính toán tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che:
1.1.1Chọn kết cấu bao che:
a. Tường ngoài, tường trong: tường chịu lực, gồm có ba lớp

•

Lớp 1: vữa trát mặt ngoài
Dày:

δ = 15 mm
1
λ1 = 0.75 Kcal/mh o C

Hệ số dẩn nhiệt:
• Lớp 2: gạch phổ thông xây với vữa nặng
Dày:

δ 2 = 220 mm
λ 2 = 0.7 Kcal/mh o C

•

Hệ số dẫn nhiệt:
Lớp 3: vữa trát mặt trong

Vận tốc
gió

Bức xạ nhiệt

2.7 m/s

6207W/m2/ng

3.1m/s

3811W/m2/ng


Dày:

δ 3 = 15 mm
λ3 = 0.6 Kcal/mh o C

Hệ số dẩn nhiệt:
(Theo phụ lục 2:Bảng thông số vật lý của vật liệu xây dựng/[2])
b. Cửa sổ và cửa mái: cửa kính
δ = 5 mm
Dày:
λ = 0.65 Kcal/mh o C

Hệ số dẩn nhiệt:
c. Cửa chính: cửa tôn
δ = 2 mm
Dày:

λ = 50 Kcal/mh o C
Hệ số dẩn nhiệt:
d. Mái che: mái tôn
Lớp 1: tôn
Dày: = 5mm
Hệ số dẩn nhiệt: λ1 = 50 kcal/m.h.0C
Lớp 2: cách nhiệt
Dày: = 50mm

Hệ số dẩn nhiệt: λ2 = 0.04 kcal/m.h.0C
e. Nền: nền không cách nhiệt

2m×3

2m×3

Nền không có lớp cách nhiệt. Chia dải tính toán: chia làm 4 dải, mỗi dải 2m


1.1.2 Hệ số truyền nhiệt K:
K=

1
1
δ
1
+∑ i +
αT
λi α N

Trong đó:

δi

αT
αN

- hệ số trao đổi nhiệt mặt bên trong,

αT

- hệ số trao đổi nhiệt mặt bên ngoài ,

Kcal/m 2 h o C

=7.5

αN

Kcal/m 2 h o C

=20

- độ dày kết cấu thứ i(m)

λi

T
T

(Kcal/m2.h.0C)

- hệ số dẩn nhiệt của kết cấu thứ i , Kcal/m2.h.0C
Bảng - Tính toán hệ số truyền nhiệt
Công thức tính K
1
K=
Tên kết cấu
1

δ
1
+∑ i +
αT
λi α N

Kết quả
(Kcal/m2.h.0C
)

Tường

δ 1 = 15mm
λ1 = 0.75 Kcal/mh o C

01

δ 2 = 220 mm
λ2 = 0.7 Kcal/mh o C
δ 3 = 15mm
λ3 = 0.6 Kcal/mh o C

KT =

1
1 0.015 0.22 0.015 1
+
+
+
+

7.5 0.75
0 .7
0.6
20

1.843


02

03

04

Cửa sổ
= 5mm

5.235

1
1
0.002 1
+
+
7.5
50
20

5.453

1
1 0.005 1
+
+
7.5 0.65 20

5.235

1
1 0.005 0.05 1
+
+
+
7 .5
50
0.04 20

0.698

λ = 0.65 Kcal/mh o C

Cửa chính
= 2mm
λ = 50 Kcal/mho C

K CC =

Cửa mái
= 5mm
λ = 0.65 Kcal/mh o C

K CM =

Mái che
= 5mm
05

1
1 0.005 1
+
+
7.5 0.65 20

K CS =

λ1= 50Kcal/m.h.0C
= 50mm

KM =

λ1=0.04Kcal/m.h.0
C
Nền
Dải 1
06
Dải 2
Dải 3
Dải 4
1.1.3

Tra bảng
Tra bảng
Tra bảng
Tra bảng

0.4
0.2
0.1
0.06

Diện tích kết cấu:

Bảng - Tính toán diện tích kết cấu
TT

1

2

Tên kết cấu
Phía Bắc
Cửa sổ
PhíaNam
F=dài x cao x số cửa Phía Tây
Phía Đông
Phía Bắc
PhíaNam
Cửa chính
F= dài x cao x số cửa Phía Tây
Phía Đông

Công thức tính
F= 3.5 x 2 x 6
F= 3.5 x 2 x 6
F= 3.5 x 2 x 2
F= 3.5 x 2 x 2
F= 3.5 x 3 x 1
F= 3.5 x 3 x 1
F= 0
F= 0

Kết
quả
(m2)
42
42
14
14
10.5
10.5
0
0


3
4

5

6

Phía Bắc
Phía Nam

F= 39 x 1
F= 39 x 1

39
39

F= 42 x(2.91 + 3.32)x 2

523.32

Phía Đông

F= [(12 + 0.25)x 11.5]- 0 - 14

126.88

Phía Tây

F= [(12 + 0.25)x 11.5]- 0 - 14

126.88

Phía Nam

F=[(42 +0.25)x 11.5]- 10.5 – 42

433.38

Phía Bắc

F=[(42 +0.25)x 11.5]- 10.5 – 42

433.38

F1 = 4.(a+b)

Dải 1

F1=(42+12).4

216

F2 = (F1 48)

Dải 2

F2=(216 – 48)

168

F3 = (F1 80)

Dải 3

F3= (216-80)

136

F4 = (a.b +128 3F1)

Dải4

F4=(36x18+128-3x216)

128

Cửa mái
F= dài x cao
Mái che
F= dài x rộng
Tường
F = [(dài +0.25)x
cao] - Fcửa chính Fcửa sổ

1.1.4 Tính toán tổn thất nhiệt qua kết cấu:
Công thức tính toán:
tt
Q KC
(Kcal/h)
t/th = K × F × ∆t

Trongđó:
K: hằng số truyền nhiệt
F:Diện tích kết cấu (m2)
∆t tt

ψ

= ( tđT – tđN)

ψ =1

ψ :

Số hiệu chỉnh kể đến kết cấu bao che,
Trong công thức tính toán này, đối với các tường ngoài và cửa ta cần phải bổ sung
thêm lượng nhiệt mất mát do sự trao đổi nhiệt bên ngoài tăng lên ở các hướng khác
nhau, nó làm tăng các trị số tổn thất nhiệt đã tính toán.
Hình vẽ thể hiện các hướng tổn thất bổ sung

B

10%

Ñ

5%

10%

T

N

0%

Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che về mùa hè:
Về mùa hè không tính đến tổn thất nhiệt qua mái vì vào mùa hè hướng dòng nhiệt qua
kết cấu mái không phải từ trong ra ngoài mà 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 .


Bảng - Tính toán tổn thất nhiệt qua kết cấu về mùa hè
S
T
T

Tên kết cấu

K

2

3

4

ψ

Tường

Tây
Nam

Cửa sổ

Cửa
mái

1.843

Nền

6

126.88

2

Q BS

Q t/th

(Kcal/h)

(Kcal/h)

(Kcal/h)

467.68

46.768

514.45

467.68

1597.44

23.394

491.07
1597.44
1757.184

Bắc

433.38

1597.44

Đông

14

146.58

14.658

161.24

Tây

14

146.58

7.329

153.91

439.74

0

439.74
483.714

5.235

433.38

1

Q ttt/th

0
159.744

Nam

Cửa
chính

126.88

2

42

1

Bắc
Đông

42
0

439.74
0

43.974
0

Tây

0

0

0

0

114.53

0

114.53

Nam

5.453

2

10.5

1

10.5

114.513

11.4513

12.96

Đông

0

0

0

0

0

0

0

408.33

40.833

449.163

39

408.33

40.833

449.2

172.8

0

172.8

67.2

0

67.2

Tây
Nam

5.235

0

2

39

1

Dải 1

0.4

216

Dải 2

0.2

168

Dải 3

0.1

136

27.2

0

27.2

Dải 4

0.06

128

15.36

0

15.36

2

1

Tổng

Tổng tổn thất nhiệt qua kết cấu vào mùa hè là: 6907.161 Kcal/h
•

0

Bắc

Bắc

5

F(m2)

(oC)
Đông

1

∆t tt

Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che về mùa đông:

Bảng - Tính toán tổn thất nhiệt qua kết cấu về mùa đông

6907.161


ST
T

Tên kết cấu

K

2

3

4

Tường

Cửa sổ

Cửa
chính

Cửa mái

Tây
Nam
Bắc
Đông
Tây
Nam
Bắc
Đông

126.88
1.843

126.88

433.38

5.235

433.38
14
14
42
42
0

Tây
Nam

5

Nền

Mái che

9.2

1

5.453

10.5

Q ttt/th

Q BS

Q t/th

(Kcal/h)

(Kcal/h)

(Kcal/h)

2151.32

215.132

2366.46

2151.32
7348.22

107.57
0
734.822

2258.88
7348.22

7348.22
9.2

1

0
9.2

1

674.27
674.27
2000.82
2000.82
0

67.427
33.7
0
200.082
0

741.7
707.97
2000.82
2200.9
0

0

0

0

526.76

0

526.76

10.5

526.76

52.676

579.44

Đông

0

0

0

0

Tây

0

0

0

0

1878.32

0

1878.32

39

1878.32

187.832

2066.152

Nam

5.235

39

9.2

1

Dải 1

0.4

216

794.88

0

794.88

Dải 2

0.2

168

309.12

0

309.12

Dải 3

0.1

136

125.12

0

125.12

Dải 4

0.06

128

70.66

0

70.66

0.698

523.32

3360.55

0

3360.55

9.2

9.2

1

1

Tổng
Tổng tổn thất nhiệt qua kết cấu vào mùa đông là: 35419 (Kcal/h)
1.1.5.

8083.042

Bắc

Bắc

6

ψ

(oC)
Đông

1

F(m2)

∆t tt

Tổn thất nhiệt do rò gió vào nhà:
Qrò = CK Ggió.( tT tN )
Trong đó: Ck = 0.24 là tỉ nhiệt của không khí ( kcal/kg0C)

35419


G = ∑(g × l × a) Kg/h
là lượng không khí lọt vào nhà qua khe cửa.
g: là lượng không khí lọt vào nhà qua 1m chiều dài khe hở cùng loại
(m3/h.m), lấy theo bảng 2.4: bảng xác định lượng gió lùa qua cửa- Giáo trình thông
gió TS.Nguyễn Đình Huấn.
a là hệ số phụ thuộc vào loại cửa.
Đối với cửa 1 lớp khung kim loại thì: cửa sổ,cửa mái: a = 0.65; cửa ra vào: a = 2.
l: tổng chiều dài của khe cửa mà gió lọt qua (chỉ tính cho hướng đón gió).
Bảng - Tính toán chiều dài khe cửa mà gió lọt qua
Chiều dài khe cửa mà gió lọt qua (m)
Loại cửa
Mùa hè
Mùa đông
Hướng Đông Nam
Hướng Đông Nam
Cửa sổ
203.5
203.5
Cửa mái
100
100
Hình vẽ thể hiện hướng tác dụng của gió về mùa Hè: hướng Đông Nam . Hướng
gió chính mùa hè của phân xưởng là hướng đông nam, tính tổn thất nhiệt do rò gió cho
mùa đông, cửa chịu tác động của gió tường Đông Nam. Với vị trí này thì các cửa trên
tường Đông nam đón gió 65% diện tích thực.

65%

Hình vẽ thể hiện hướng tác dụng của gió về mùa Đông : hướng Đông Nam.
Hướng gió chính mùa đông của phân xưởng là hướng đông nam, tính tổn thất nhiệt do
rò gió cho mùa đông, cửa chịu tác động của gió tường Đông Nam. Với vị trí này thì
các cửa trên tường Đông nam đón gió 65% diện tích thực.

65%
a. Mùa hè:
tt(H)
t Ttt(H) t N
∆ttt(H) =
= 32.5 – 30.5 = 2(oC)
Tra bảng với vgió(H) = 2.7 m/s => g = 6.98 kg/h.m
(Bảng 2.4 – thông gió - Nguyễn Đình Huấn)
a = 0.65 (cửa sổ, cửa mái)
a = 2.0 (cửa chính)


Bảng – Tính toán tổn thất nhiệt do rò gió mùa hè
Hướng

Cửa

Ck
(kcal/kg0C)

∆τττ(H)
(0C)

g
(kg/h)

a

l (m)

Kếtquả(kcal/h)

Đông
Nam

Cửa sổ

0.24

2

6.98

0.65

203.5

443.174

6.98

0.65

100

217.78

Cửa
mái
Tổng cộng

660.95

b. Mùa đông:

t Ttt(D) t tt(D)
N
∆ttt(D) =
= 20 – 10.8 = 9.2 (oC)

Tra bảng với vgió(H) = 3.1 m/s => g = 7.5 kg/h.m
(Bảng 2.4 – thông gió - Nguyễn Đình Huấn)
a = 0.65 (cửa sổ, cửa mái)
a = 2.0 (cửa chính)

Bảng – Tính toán tổn thất nhiệt do rò gió mùa đông

Hướng
Đông
Nam

Cửa
Cửa

sổ

Ck
(kcal/kg0C)

∆τ ττ(Đ)
( 0C)

g
(kg/h)

a

l (m)

Kếtquả(kcal/h
)

0.24

9.2

7.5

0.65

203.5

2190.5

7.5

0.65

100

1076.4

Cửa
mái
Tổng cộng

3266.9

Tổn thất nhiệt do vật liệu đưa vào nhà:
Vật liệu trước khi đưa vào phòng thường có nhiệt độ bằng nhiệt độ không khí ngoài
trời, nên cần tổn hao một phần nhiệt để nung nóng vật liệu này
QVL = Cv . Gv.(tc – tđ). , ( kcal/h)
1.1.4


Trong đó :
Cv : nhiệt dung riêng của vật , C = 0.092 Kcal/kgoC
Gv : trọng lượng của vật đưa vào phòng (kg/h)
tđ : nhiệt độ đầu của vật bằng nhiệt độ ngoài của không khí, (0C)
tc : Nhiệt độ cuối của vật bằng nhiệt độ trong nhà, (0C)
= 0.5 : hệ số kể đến khả năng nhận nhiệt của vật liệu
Cv
Gv
tđ

tc
STT
Mùa
(Kcal/kgoC)
(kg/h)
(0C)
(0C)
1
Mùa hè
0.092
300
30.5
32.5
0.5
2

Mùa đông

0.092

300

10.8

20

(kcal/h)
27.2

0.5

126.96

1.1.6 Kết quả tính toán tổng tổn thất nhiệt:
Bảng - Tổng tổn thất nhiệt
Mùa
Mùa Hè
Mùa Đông

(Kcal/h)

(Kcal/h)

(kcal/h)

(Kcal/h)

6907.161

660.95

27.2

7595.311

35419

3266.9

126.96

38812.86

1.2 Tính toán tỏa nhiệt trong phòng:
1.2.1 Tỏa nhiệt do người:

Q nguoi
= q × n (Kcal/h)
t

Trong đó: n - là số người, n = 41 người
q ( kcal/ người): lượng nhiệt hiện do một người toả vào không khí trong phòng
trong 1 giờ. (Tra bảng 2.5: Giáo trình Thông gió - Nguyễn Đình Huấn)
Mùa đông (200C): q = 110 Kcal/h
Mùa hè (32.50C): q = 67.5 Kcal/h
Bảng - Tính toán toả nhiệt do người

1.2.2

Mùa

q (Kcal/h)

n (người)

(Kcal/h)

Mùa Hè

67.5

41

2767.5

Mùa Đông

110

41

4510

Tỏa nhiệt do chiếu sáng:
ang
Q Cs
= 860 × ∑ N (kcal/h)
t


Trong đó:

∑N

∑N

- tổng công suất phát sáng nhà công nghiệp.

= a . F (KW)

a – công suất phát nhiệt do các thiết bị chiếu sáng nhà công nghiệp, a = 18 ÷ 24
W/m2. Chọn a = 20 W/m2
F – Diện tích nền nhà, F = (42 – 0.25) x(12 – 0.25) = 490.56(m2)
⇒ ∑N

= 20x490.56= 9811.25(W) =9.81125 (KW)

860 - hệ số hoán đổi đơn vị từ KW sang Kcal
Q cst = 860 × 9.81125
1.2.3

= 8437.675 (Kcal/h)

Toả nhiệt do đông cơ điện:
Q TĐC = 860 ⋅ ϕ1 ⋅ ϕ 2 ⋅ ϕ 3 ⋅ ϕ 4 ⋅ ∑ N (kcal/h)

Trong đó:

ϕ1

ϕ2

- là hệ số sử dụng công suất lắp đặt máy,

ϕ1 = 0.7 ÷ 0.9

- hệ số tải trọng, tỉ số giữa công suất yêu cầu với công suất cực đại,

ϕ 2 = 0. 5 ÷ 0. 8

ϕ 3 = 0. 5 ÷ 1

ϕ3

- hệ số làm việc không đồng thời của động cơ điện,

ϕ4

- hệ số kể đến cường độ nhận nhiệt của môi trường không khí,

ϕ 4 = 0.85 ÷ 1

ϕ1.ϕ 2 .ϕ 3 .ϕ 4

Lấy

= 0.27

860 - hệ số hoán đổi đơn vị từ KW sang Kcal.
∑N

: tổng công suất của động cơ điện.
Bảng - Công suất của động cơ dùng điện
Kí hiệu

Tên động cơ

Công suất

Số lượng

1

Thiết bị số 1

4.0

2

Tổng công
suất
8


2

Thiết bị số 2

3.0

2

6

3

Máy phay đứng BH11

6.2

2

12.4

4

Máy tiện rèn 1615M

3.0

3

9

6

Thiết bị số 6

2.0

3

6

7

Máy xọc 7412

1.5

6

9

9

Máy bào ngang M30

2.7

3

8.1

10

Máy cưa 872A

2.0

6

12

11

Thiết bị số 11

2.0

3

6

13
14

Máy hàn điện
Máy cắt tấm N475

11
10

3
2

33
20

15

Máy khoan để bàn

0.5

3

1.5

Tổng cộng

⇒
1.2.4

Q

dc
TN

131(KW)

= 860×0.27×131=30418.2 (Kcal/h)

Toả nhiệt do quá trình làm nguội sản phẩm:
Đối với sản phẩm nguội dần nhưng có thay đổi trạng thái: (lò đúc: 1 lò)

sp

Q TN = Gsp x [Cl(tđ – tnc) + r + Cr(tnc - tc)]. (kcal/h)
Trong đó: Gsp = 300 là lượng vật liệu đưa vào gia công
Trong đó: Cl , Cr : nhiệt dung riêng của vật liệu lỏng, rắn
tđ: nhiệt độ ban đầu của sản phẩm bằng nhiệt độ bên trong của lò đúc
tc: nhiệt độ cuối cùng của sản phẩm bằng nhiệt độ của trong nhà của phân xưởng
r: nhiệt nóng chảy của vật liệu
tnc: nhiệt độ nóng chảy của vật liệu
Sản phẩm làm nguội là đồng .Tra sách Thông gió vật liệu đồng có những tính chất:
Đồng :
tnc = 1083oC
r = 43 Kcal/kg
Cr = 0.092 Kcal/kgoC
Cl = 0.118 Kcal/kgoC

tđ = 1200
Mùa đông tC= 20oC
Mùa hè

tC = 32.5oC


Bảng Tính toán toả nhiệt do quá trình làm nguội sản phẩm của lò đúc
Mùa

Gsp

Cl

Cr

(kg/h)

(kcal/kgoC
)

(kcal/kgoC
)

Đôn
g

300

0.118

Hè

300

0.118

tđ

tnc

tc

r
(kcal/kg
)

Số
lượn
g lò

(oC) (oC)

(oC
)

0.092

120
0

108
3

0.092

120
0

108
3

(kcal/h)

20

43

1

46380.6

32.5

43

1

46035.6

Toả nhiệt từ lò:
1.2.5.1 .Lò nấu: 1 lò
1.2.5

Kích thước lò: BxLxH = 1.5m x 1.5m x 2m.
a.Tỏa nhiệt qua thành lò
QTL = q . FT (kcal/h)
FT: diện tích thành lò (m2), F = 1.5x2x4 = 12 (m2)
q :cường độ dòng nhiệt truyền qua 1 m2 thành lò (kcal/m2.h)
Cấu tạo của lò:
+Lớp chịu lửa : 1 = 0.3m , λ1 = 1.2 (kcal/m.h.0C)
+ Lớp cách nhiệt : 2 = 0.2m , λ2 = 0.1 (kcal/m.h.0C)
+ Lớp bảo vệ : 3 = 0.02m , λ3 = 0.7 (kcal/m.h.0C)
→ R = + + = 2.28
K = = = 0.439 ( kcal/m2.h0C)
Giả thiết: t2 = t1 – 5 oC = 1200 - 5 = 1195 oC
Đ
3

t = 95oC ; t3H = 105 oC
t4Đ = txq = 20oC ; t4H = 32.5 oC
Mùa

t1 (oC)

t2 (oC)

T3(oC)

T4(oC)

Hè

1200

1195

76

32.5

Đông

1200

1195

66

20

* Mùa hè:
Chọn t3 = 76 oC, t4 = 32.5 oC

Qsp


- Tính qk: lượng nhiệt đi qua 1m2 bề dày thành lò
qk = K . (t2 – t3) = 0.439 x (1195-76) = 491.241(kcal/m2h)
- Tính q

α

q =

α 5H

α

.(t3H – t4H)
 + 273  4  + 273  4 
 −  t4
 
. t 3
t 3 − t 4  100   100  
C qd

α 5H

= a.( t3 – t4)0.25 +

a: 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)
→ α5

=2.2 x (76-32.5)

0.25

+

 76 + 273  4  32.5 + 273  4 
4.2
.
 −
 
76 − 32.5  100   100
 

=11.56 (Kcal/m2.hoC)
→

α

q = 11.56 x (76 – 32.5) = 503.02 (kcal/h)

qα − q K
503.02 − 491.241
=
qα
503.02
⇒

qh =

q k + qα
2

=

= 0.023 < 5% (giả thiết thoả mãn)

491.241 + 503.02
2

= 497.13 (kcal/m2h)

* Mùa đông:
Chọn t3 = 66 oC, t4 = 20 oC
- Tính qk :lượng nhiệt đi qua 1m2 bề dày thành lò
qk = K . (t2 – t3) = 0.439x (1195-66) = 495.63 (kcal/m2h)
- Tính q
α

q =

α 5Đ

α

.(t3Đ – t4Đ)
 + 273  4  + 273  4 
 −  t4
 
. t 3
  100  
−
100

t 3 t 4 

 
 
C qd

α 5Đ

= a.( t3 – t4)0.25 +

a: 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)


→ α5

=2.2 x (66-20)0,25+
=11.06 (Kcal/m2.hoC)
→

4
4
4.2  66 + 273   20 + 273  
.
 −
 
66 − 20  100   100  

α

q = 11.06 x (66-20) = 508.7 (kcal/h)

qα − q K
508.7 − 495.63
=
qα
508.7
⇒

q k + qα
2

= 0.025 < 5% (giả thiết thoả mãn)

495.63 + 508.7
2

qĐ =
=
= 502.165 (kcal/m2h)
Vậy nhiệt truyền qua thành lò
H
TL

Q = qH x FTl = 749.13 x 12 = 8989.56(kcal/h)
Đ
TL

Q = qĐ x FTl = 502.165 x12 = 6025.98 (kcal/h)
b. Tỏa nhiệt qua nóc lò
Vì cửa lò đặt trên nóc lò nên:

Diện tích nóc lò: Fnóc = (1.5 x 1.5)-Fc= 2.25-0.12=2.13 m2
Gỉa sử nhiệt độ bề mặt ngoài lò là 72
a: Hệ số kích thước đặc trưng phụ thuộc vào kích thước lò, a = 2.8 đối với bề mặt
ngang
Mùa hè:
Nhiệt độ không khí bên ngoài lò: tN=32.5
α N = 2.8 × (72 − 32.5)

0 , 25

 273 + 72  4  273 + 32.5  4 
4 .2
+
× 
 −
  = 12.82 (kcal/m2.h.0C)
72 − 32.5  100   100
 

Nhiệt truyền từ bề mặt ngoài ra bên ngoài:
q nóc = α N (t 3 − t 4 ) = 12.82 × (72 − 32.5) = 506.44

Hệ số truyền nhiệt của lò:
K=

1
= 0.44
0.3 0.2 0.02
+
+

1.2 0.2 0.7

Tính lượng nhiệt toả qua 1m2 nóc lò:

(kcal/m2h)


q=K.(t2- t3)= (1195-72)=494.12 kcal/h
η=

q nóc − q 506.44 − 494.12
=
= 0.024
q nóc
506.44

Qnóc=

q nóc + q 506.44 + 494.12
=
= 500.28
2
2

Nhiệt truyền qua nóc lò:
QnH = 1.3×qnóc×Fn (kcal/h) = 1.3 × 500.28× 2.13=1385.3 (kcal/h)
Mùa đông:
Nhiệt độ không khí bên ngoài lò: t4=20
Gỉa sử nhiệt độ bề mặt ngoài lò là 61
α N = 2.8 × (61 − 20) 0, 25 +

 273 + 61  4  273 + 20  4 
4 .2
× 
 −
  = 12.28(kcal/m2.h.0C)
61 − 20  100   100  

Nhiệt truyền từ bề mặt ngoài ra bên ngoài:
q nóc = α N (t 3 − t 4 ) = 12.28 × (61 − 20) = 503.63

(kcal/m2h)

Hệ số truyền nhiệt của lò:
K=

1
= 0.44
0.3 0.2 0.02
+
+
1.2 0.2 0.7

Tính lượng nhiệt toả qua 1m2 nóc lò:
Q=K.(t2 – t3)=0.44* (1195-61)=498.96 kcal/h
η=

q nóc − q 503.63 − 498.96
=
= 0.0092

q nóc
503.63

Qnóc=

q nóc + q 503.63 + 498.96
=
= 501.3
2
2

Nhiệt truyền qua nóc lò:
QnĐ = 1.3×qnóc×Fn (kcal/h) = 1.3 × 503.3 × 2.13= 1393.6 (kcal/h)

c. Tỏa nhiệt qua đáy lò
Diện tích đáy lò: Fđáy =

1.5 × 1.5

=2.25 m2


Gỉa sử nhiệt độ bề mặt ngoài lò là 72
Mùa hè:
Nhiệt độ không khí bên ngoài lò: t3=32.5
α N = 2.8 × (72 − 32.5) 0, 25 +

 273 + 72  4  273 + 32.5  4 
4 .2
× 

 −
  = 12.82 (kcal/m2.h.0C)
72 − 32.5  100   100
 

Nhiệt truyền từ bề mặt ngoài ra bên ngoài:
q đáy = α N (t 3 − t 4 ) = 12.82 × (72 − 32.5) = 506.44

(kcal/m2h)
Hệ số truyền nhiệt của lò:
K=

1
= 0.44
0.3 0.2 0.02
+
+
1.2 0.2 0.7

Tính lượng nhiệt toả qua 1m2 nóc lò:
Q=K.(t2 – t3)=0.44* (1195-72)=494.12 kcal/h
η=

q đáy − q
q đáy

=

506.44 − 494.12
= 0.024

506.44

q đáy + q

Qnóc=

2

=

506.44 + 494.12
= 500.28
2

Nhiệt truyền qua đáy lò:
Qđ(H) = 0.7×qđáy×Fđáy (kcal/h) = 0.7 × 500.28× 2.25=787.941 (kcal/h)
Mùa đông:
Nhiệt độ không khí bên ngoài lò: t4=20
Gỉa sử nhiệt độ bề mặt ngoài của lò là t3 = 61 oC
α N = 2.8 × (61 − 20)

0, 25

 273 + 61  4  273 + 20  4 
4 .2
+
× 
 −
  = 12.28(kcal/m2.h.0C)
61 − 20  100   100  

Nhiệt truyền từ bề mặt ngoài ra bên ngoài:
q đáy = α N (t 3 − t 4) = 12.28 × (61 − 20) = 503.63

(kcal/m2h)
Hệ số truyền nhiệt của lò:


K=

1
= 0.44
0.3 0.2 0.02
+
+
1.2 0.2 0.7

Tính lượng nhiệt toả qua 1m2 nóc lò:
Q=K.(t2 – t3)=0.44* (1195-62)=498.96 kcal/h
η=

q đáy − q
q đáy

=

503.63 − 498.96
= 0.0092
503.63

q đáy + q
2

Qnóc=

=

503.63 + 498.96
= 501.3
2

Nhiệt truyền qua đáy lò:
Qđ(Đ) = 0.7×qđáy×Fđáy (kcal/h) = 0.7 × 501.3 × 2.25= 789.54 (kcal/h)
d. Tỏa nhiệt qua cửa lò :
QC = QC đóng + QC mở
Cửa lò được đặt ở nóc lò.
Cấu tạo của cửa lò:
Lớp gạch chịu nhiệt: δ1=250mm, λ1=0.9
Lớp gang: δ2=15mm, λ2=43
Diện tích cửa lò: Fc =0.3 x 0.4 =0.12 m2
* Trường hợp cửa đóng
Giả thiết t2 = t1 – 5 oC = 1200 -5 = 1195 oC
T3Đ = 199oC ; t3H = 205 oC
T4Đ = txq = 20oC ; t4H = 32.5 oC
⇒K=

1
δ
∑ i
λi

1

=

δ1 δ 2
+
λ1 λ 2

=

* Mùa hè:

1
0.25 0.015
+
0 .9
43

= 3 .6


Chọn t3 = 205 oC, t4= 32.5o C
- Tính qk :lượng nhiệt đi qua 1m2 bề dày thành lò
qk = K x (t2 – t3) = 3.6x (1195 –205) = 3564 (kcal/m2h)
- Tính q

α

α

q =αN.(t3 – t4)
a: Hệ số kích thước đặc trưng phụ thuộc vào kích thước lò, a = 2.8 đối với bề mặt
ngang
Cqd: hệ số bức xạ qui diễn của vật trong phòng, C =4,2 (Kcal/m2.hoK)
→ α5

=2.8x(205 -32.5)0.25+
=20.74 (Kcal/m2.hoC)
→

 205 + 273  4  32.5 + 273  4 
4 .2
.
 −
 
89 − 26.8  100   100
 

α

q = 20.74x (205 – 32.5) = 3577.2 (kcal/h)

qα − q K
3577.2 − 3564
=
qα
3577.2
⇒

qh =

q k + qα
2

=

= 0.0037 < 5% (giả thiết thoả mãn)

3564 + 3577.2
2

= 3570.6 (kcal/m2h)

* Mùa đông:
- Tính qk :lượng nhiệt đi qua 1m2 bề dày thành lò
qk = K . (t2 – t4) = 3.6x (1195-199) = 3585.6 (kcal/m2h)
- Tính q

α

α

q =α.(t3 – t )
4
 t 3 + 273  4  t 4 + 273  4 
.
 −
 
t 4 − t 5  100   100  

C qd

α= a x ( t3 – t4)0.25 +

a: Hệ số kích thước đặc trưng phụ thuộc vào kích thước lò, a = 2.8 đối với bề mặt
ngang
Cqd: hệ số bức xạ qui diễn của vật trong phòng, C =4,2 (Kcal/m2.hoK)


4
4
4.2  199 + 273   20 + 273  
.
 −
 
199 − 20  100   100  

α=2.8x(199-20)0,25+
=20.16 (Kcal/m2.hoC)
→

α

q = 20.16x (199-20) = 3608.3(kcal/h)

qα − q K
3608.3 − 3585 .6
=
qα
3608.3

⇒
q k + qα
2

qĐ =

=

= 0.0062 < 5% (giả thiết thoả mãn)

3585 .6 + 3608.3
2

= 3596.95 (kcal/m2h

Vì thời gian mở cửa lò trong 1 giờ là 10 phút nên thời gian đóng cửa lò trong 1 giờ là
50 phút nên ta có:
Nhiệt truyền qua cửa lò khi đóng
Đ
C

Q đóng= qĐđóng x FC = 3596 x (0.3x 0.4)x

50
60

H
C

Q đóng= qH đóng x FC = 3570.6 x (0.3x 0.4)x

= 360 (kcal/h)
50
60

= 357.1 (kcal/h)

* Trường hợp cửa mở

Q

đóng

2

Qm =

+q .
bx

10
.K.
60 F C

* Mùa hè:
H
C

Q mở=

357.1
2

+ 233071 x

10
60

x 0.5x 0.12= 4840(kcal/h)

* Mùa đông:
Đ
C

Q mở=

360
2

+ 233137.55 x

10
60

Trong đó
H
bx

q =Cx

 T1  4  Tx q  4 
 
 −

 100   100  

x 0.5x 0.12 = 2511.4 (kcal/h)


 1200 + 273  4  32.5 + 273  4 
 −
 

100
  100
 


= 4.96 x
= 233071

Đ
bx

q = Cx

 T1  4  Tx q  4 
 −
 


 100   100  
 1200 + 273  4  20 + 273  4 
 −
 

100
  100  


= 4.96 x
= 233137.55

Với: C= 4.96 (kcal/m2.h.K4) hệ số bức xạ của vật đen tuyệt đối
K : Hệ số nhiễu xạ khi mở cửa lò, được tra từ đồ thị xác định hệ số nhiễu xạ K.
K phụ thuộc vào kích thước cửa lò và bề dày của thành lò δ = 475 mm và kiểu lò hình
chữ nhật, tra biểu đồ hệ số nhiễu xạ K .nên K=0.5
Vậy nhiệt truyền qua cửa lò :
H
C

H
C

H
C

Q =Q đóng + Q mở =357.1 + 4840= 5200 (kcal/h)
Đ
C

Đ
C

Đ
C

Q = Q đóng+ Q mở = 360 + 2511.4= 2871.4 (kcal/h)

Bảng : Tổng nhiệt tỏa của lò nấu
Mùa

QTL

Hè
Đông

Qn

Qđáy

QC

Qtổng

8989.56 1385.3

787.981

5200

16362.8

6025.98 1393.6

789.54

2871.4

11081

2.4.2.Lò đúc đồng : 1 lò
Kích thước lò: BxLxH = 1.5m x 1.5m x 1m.
a.Tỏa nhiệt qua thành lò
QTL = q . FT (kcal/h)
FT: diện tích thành lò (m2), F = 1.5x 1 x 4 = 6 (m2)
q :cường độ dòng nhiệt truyền qua 1 m2 thành lò (kcal/m2.h)
Cấu tạo của lò:
+ chịu lửa: δ=0.3m

λ=1.2kcal/m2h


+ cách nhiệt: δ=0.2m

λ=0.1kcal/m2h

+ bảo vệ: δ=0.02m

λ=0.7kcal/m2h

Giả thiết t2 = t1 – 5 oC = 1150 - 5 = 1145 oC
T3Đ = 66oC ; t3H = 76 oC
T4Đ = txq = 20oC ; t4H = 32.5 oC

Mùa

t1 (oC)

t2 (oC)

t3(oC)

t4(oC)

Hè

1150

1145

76

32.5

Đông
Hệ số truyền nhiệt của lò:

1150

1145

66

20

K=

1
= 0.44
0.3 0.2 0.02
+
+
1.2 0.1 0.7

* Mùa hè:
Chọn t3 = 76 oC, t4 = 32.5 oC
- Tính qk: lượng nhiệt đi qua 1m2 bề dày thành lò
qk = K . (t2 – t3) = 0.44 x (1145-76) = 492.36 (kcal/m2h)
- Tính q

α

α

q =α.(t3 – t4)
 + 273  4  + 273  4 
 −  t4
 
. t 3
  100  

−
100

t 3 t 4 
 
 
C qd

α= a.( t3– t4)0,25 +
a: 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)
→ α5

=2.2x (76-32.5)0.25+
=11.56 (Kcal/m2.hoC)
→

α

 76 + 273  4  32.5 + 273  4 
4 .2
.
 −
 
76 − 32.5  100   100
 

q = 11.56x (76 – 32.5) = 503 (kcal/h)

qα − q K
503 − 492.46
=
qα
503
⇒

qh =

q k + qα
2

=

= 0.021< 5% (giả thiết thoả mãn)

492.46 + 503
2

= 497.73(kcal/m2h)

* Mùa đông:
- Tính qk :lượng nhiệt đi qua 1m2 bề dày thành lò
qk = K . (t2 – t3) = 0.44 x (1145-66) = 496.76 (kcal/m2h)
- Tính q

α

α

q =α.(t3 – t4)
 + 273  4  + 273  4 
 −  t4
 
. t 3
t 3 − t 4  100   100  
C qd

α= a.( t3– t4)0.25 +

a: 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)
→

α=2.2 x (66-20)0.25+

4
4
4.2  66 + 273   20 + 273  
.
−
 
 
66 − 20  100   100  

=11.06(Kcal/m2.hoC)
→

α

q = 11.06 x (66-20) = 508.7 (kcal/h)

qα − q K
508.7 − 496.76
=
qα
508.7
⇒
q k + qα
2

= 0.023 < 5% (giả thiết thoả mãn)

496.76 + 508.7
2

qĐ =
=
Vậy nhiệt truyền qua thành lò

= 502.73(kcal/m2h

H
TL

Q = qH x FTl = 497.73 x 6 = 2986.38 (kcal/h)
Đ
TL

Q = qĐ x FTl = 502.73 x 6 = 3016.38 (kcal/h)

b. Tỏa nhiệt qua nóc lò
Vì cửa lò đặt trên nóc lò nên:
Diện tích nóc lò: Fnóc = (1.5 x 1.5)-Fc= 2.25-0.12=2.13 m2


Gỉa sử nhiệt độ bề mặt ngoài lò là 70
Mùa hè:
Nhiệt độ không khí bên ngoài lò: tN=32.5
α N = 2.8 × (70 − 32.5) 0, 25 +

 273 + 70  4  273 + 32.5  4 
4 .2
× 
 −
  = 12.67(kcal/m2.h.0C)
70 − 32.5  100   100
 

Nhiệt truyền từ bề mặt ngoài ra bên ngoài:
q nóc = α N (t 3 − t 4 ) = 12.67 × (70 − 32.5) = 475.32

(kcal/m2h)

Hệ số truyền nhiệt của lò:
K=

1
= 0.44
0.3 0.2 0.02
+

+
1.2 0.2 0.7

Tính lượng nhiệt toả qua 1m2 nóc lò:
q=K.(t2- t3)= (1145-70)=473 kcal/h
η=

q nóc − q 475.32 − 473
=
= 0.0049
q nóc
475.32

Qnóc=

q nóc + q 475.32 + 473
=
= 474.16
2
2

Nhiệt truyền qua nóc lò:
QnH = 1.3×qnóc×Fn (kcal/h) = 1.3 × 474.16× 2.13=1313 (kcal/h)
Mùa đông:
Nhiệt độ không khí bên ngoài lò: t4=20
Gỉa sử nhiệt độ bề mặt ngoài lò là 60
α N = 2.8 × (60 − 20)

0, 25

 273 + 60  4  273 + 20  4 
4 .2
+
× 
 −
  = 12.21(kcal/m2.h.0C)
60 − 20  100   100  

Nhiệt truyền từ bề mặt ngoài ra bên ngoài:
q nóc = α N (t 3 − t 4 ) = 12.21 × (60 − 20) = 488.57

Hệ số truyền nhiệt của lò:

(kcal/m2h)