Đồ án môn học: Xử lý khí thải

Đồ án môn học: Xử lý khí thải
LỜI MỞ ĐẦU
Môi trường không khí là một yếu tố ảnh hưởng 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. Vì vậy mà ngày nay các chủ doanh nghiệp, cơ sở sản xuất đã hiểu biết và
quan tâm đến rất nhiều về vấn đề này do nó liên quan đến tính hiệu quả hoạt động khinh
doanh của họ. Đặc biệt đối với những đơn vị sản xuất nghành cơ khí, trong quá trình sản
xuất có phát sinh nhiều nhiệt, các loại khí độc hại, chất ô nhiễm thì đây cũng chính là vấn
đề sống còn.
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. Vì vậy, môn học “Xử lý khí thải” được hình thành, với ý
nghĩa là một công cụ khoa học, kỹ thuật và biện pháp xử lý một cách tốt nhất.
Sau khi học môn học “ Xử lý khí thải”, để cho chúng em hiểu rõ hơn các vấn đề thì
các thầy cô giáo đã cho chúng em thực hiện đồ án môn học này.
Được sự giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của các thầy cô giáo cùng với sự nổ lực cố gắng
của bản thân, em đã hoàn thành xong đồ án môn học này. Tuy nhiên, trong quá trình thực
hiện đồ án với lượng kiến thức khá lớn và thực tế còn hạn chế chắc chắn không tránh
khỏi những thiếu xót. Vì vậy, em kính mong nhận được sự góp ý của các thầy cô để đồ án
của em được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn, đặc biệt là cô
giáo Nguyễn Phước Quý An đã nhiệt tình giúp đỡ em hoàn thành xong đồ án này.

1


Đồ án môn học: Xử lý khí thải

PHẦN I: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG THÔNG GIÓ PHÂN XƯỞNG
CƠ KHÍ
CHƯƠNG I: CHỌN CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN

1.1.Địa điểm xây dựng công trình
Phân xưởng cơ khí tại thị trấn Sa Pa.
1.2.Chọn các thông số tính toán
1.2.1. Chọn thông số tính toán ngoài công trình
a.Nhiệt độ của không khí: (Dựa vào bảng 2.3 và bảng 2.4/QCVN 02:2009/BXD)(trạm
Tân Sơn Nhất)
H
o
-Mùa hè: t N = 19.9 C (tháng 7)

-Mùa đông: (tháng 1)
b.Độ ẩm của không khí: (Dựa vào bảng 2.10/QCVN 02:09/BXD)
-Mùa hè: φH = 88 % (tháng 7)
-Mùa đông: (tháng 1)
c.Vận tốc gió: (Dựa vào bảng 2.15/QCVN 02:09/BXD)
-Mùa hè: VH = 2.1 m/s (tháng 7)
-Mùa đông: VĐ = 2.1 m/s (tháng 1)
d.Hướng gió: (Dựa vào bảng 2.16/QCVN 02:09/BXD)
-Mùa hè công trình có gió Tây Bắc.
-Mùa đông công trình có gió Đông Bắc.
1.2.2. Chọn thông số tính toán trong công trình
-Nhiệt độ không khí bên trong công trình mùa hè thường lấy cao hơn nhiệt độ
không khí bên ngoài công trình (1÷3 oC); chọn t = 3 oC
2


Đồ án môn học: Xử lý khí thải
t TH = 19.9 + 3 = 22.9 o C

- 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 TD =20oC
Bảng1: Các thông số nhiệt độ, vận tốc gió và độ ẩm
Mùa hè

H o
N

t ( C)

19.9

H o
T

t ( C)

22.9

VH
(m/s)
2.1

Mùa đông

Đ o
N

ΦH (%)

t ( C)

88

8.7

3

t TĐ (oC

VĐ

)

(m/s)

20

2.1

φĐ (%)

87.9


Đồ án môn học: Xử lý khí thải

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN NHIỆT THỪA
2.1.Tính toán tổn thất nhiệt
2.1.1.Tính toán tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che

Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che được xác định theo công thức:
tt
Q KC
(Kcal/h)
t/th = K × F × ∆t

Trong đó:
F :Diện tích kết cấu (m2)
K :Hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che (Kcal/m 2hoC)
∆t tt :Hiệu số nhiệt độ tính toán (oC)

2.1.1.1.Chọn kết cấu bao che
a.Tường ngoài: Tường chịu lực, gồm có ba lớp:
 Lớp 1: lớp vữa vôi trát mặt ngoài
Dày: δ1 = 20 mm
Hệ số trao đổi nhiệt: α1 = 7,5 Kcal/m2h0C
Hệ số dẫn nhiệt: λ1 = 0,75 Kcal/mh0C
 Lớp 2: lớp gạch phổ thông xây với vữa nặng
Dày: δ 2 = 220 mm
Hệ số dẫn nhiệt: λ2 = 0,7 Kcal/mh0C
 Lớp 3: lớp vữa vôi trát mặt trong
Dày: δ 3 = 20 mm
Hệ số trao đổi nhiệt: α 3 = 20 Kcal/m2h0C
Hệ số dẩn nhiệt: λ3 = 0,6 Kcal/mh0C

4


Đồ án môn học: Xử lý khí thải
Hình 2.1: Kết cấu tường ngoài

Lớp vữa
Lớp gạch chịu lực
Lớp vữa

b.Cửa sổ và cửa mái: có kết cấu giống nhau, làm bằng kính khung thép.
Dày: δ 3 = 5 mm
Hệ số dẫn nhiệt: λ = 0,65 Kcal/mh0C
c.Cửa chính: Làm bằng tôn
Dày: δ = 2 mm
Hệ số dẩn nhiệt: λ = 50 Kcal/mh0C
d.Mái che: Làm bằng tôn cách nhiệt.
Dày: δ = 0,8 mm
Hệ số dẩn nhiệt: λ = 50 Kcal/mh0C
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
4444

30m

5

Đồ án môn học: Xử lý khí thải
2.1.1.2. Hệ số truyền nhiệt K
Hệ số truyền nhiệt qua kết cấu được tính theo công thức
K=

1
δ
1
1
+∑ i +
αT
λi α N

Trong đó:
-

K: Hệ số truyền nhiệt (Kcal/m2h0C)

-

α T : Hệ số trao đổi nhiệt mặt bên trong công trình của tường; α T = 7,5
kcal/m2.h.oC

-

α N : Hệ số trao đổi nhiệt mặt bên ngoài của tường; α N = 20 kcal/m2.h.oC

-

δ i : Độ dày lớp kết cấu thứ I (mm)

-

λi : Hệ số dẫn nhiệt của kết cấu thứ I (Kcal/mh0C)

(Mục 3.2.2 – Kĩ thuật thông gió – GS Trần Ngọc Chấn)

6


Đồ án môn học: Xử lý khí thải
Bảng 2: Tính toán hệ số truyền nhiệt

TT

01

02

03

Tên kết cấu

Tường

Hệ số truyền nhiệt

KT =

1.793

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

5.235

1
1 0.002 1
+
+
7 .5
50
20

5.453

K CC =

Cửa chính

(Kcal/m2h0C)

1
1 0.02 0.22 0.02 1
+
+
+

+
7.5 0.75 0.7
0.6 20

KK =

Cửa sổ

Kết quả

Nền

04

Dải 1

Tra bảng

0.4

Dải 2

Tra bảng

0.2

Dải 3

Tra bảng

0.1

Dải 4

Tra bảng

0.06

2.1.1.3. Tính diện tích kết cấu bao che
Bảng 3: Tính toán diện tích kết cấu của phân xưởng

Tên kết cấu

Hướng

01

Cửa

Đ

F= 3.5×1.3×6

27.3

sổ=dài×cao×số

T

F= 3.5×1.3×8

36.4

N

F= 3.5×1.3×4

18.2

cửa

Công thức tính

F(m2)

TT

7


Đồ án môn học: Xử lý khí thải

02

B

F= 3.5×1.3×9

40.95

N

F= 3.5×3

10.5

B

F= 3.5×3

10.5

Đ

F=3.5×3

10.5

Tường

Đ

F= ((24+0.25)×7.5)- (10.5+27.3)

144.075

FB=FN=[(dài

T

F= ((24+0.25)×7.5)- (0+36.4)

145.475

+0.25)x cao]- Fcửa

N

F= ((30+0.25)×7.5)-(10.5+18.2)

198.175

B

F= ((30+0.25)×7.5)-( 10.5+40.95)

175.425

Cửa
chính=dài×cao×s
ố cửa

03

chính

04

- Fcửa sổ

Nền

Dải 1

F1=4×(24+30)

216

Dải 2

F2=F1-48

168

Dải 3

F3=F1-80

136

Dải 4

F4=(24×30+128-3×F1)+16

216

8


Đồ án môn học: Xử lý khí thải

2.1.1.4. Xác định hiệu số nhiệt độ tính toán
∆t tt = ( t Ttt − t ttN ) ×ψ ( )
t Ttt :Nhiệt độ tính toán của không khí bên trong nhà (oC)

t ttN :Nhiệt độ tính toán của không khí bên ngoài nhà (oC)

ψ :Hệ số kể đến vị trí của kết cấu bao che đối với không khí ngoài trời, ψ = 1 , (Mục

3.2.1/tr 75.KTTG).
-Đối với mùa Đông: ∆t ttĐ = t Ttt − t Ntt = 20 − 8.7 = 11.3 o C
-Đối với mùa Hè:
2.1.1.5. Tổn thất nhiệt bổ sung theo phương hướng
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, nó làm tăng các trị số tổn thất nhiệt
đã tính toán.

Hình 2.2: nhiệt tổn thất bổ sung theo phương hướng

9


Đồ án môn học: Xử lý khí thải
Bảng 4: Tính toán tổn thất nhiệt qua kết cấu về mùa hè
tt
Q KC
t/th = K × F × ∆t

Tên kết

Hướng

K

2

F(m )

∆ttt
(0C)

Cấu

Qbs
(kcal/h)

Qt/th

(kcal/h) (kcal/h)

Đ

1.793

144.075

3

775.0

77.5

852.5

T

1.793

145.475

3

782.5

39.1

821.6

N

1.793

198.175

3

1066.0

0.00

1066.0

B

1.793

175.425

3

943.6

94.4

1038.0

Đ

5.235

27.3

3

428.7

42.9

471.6

T

5.235

36.4

3

571.7

28.6

600.3

2.Cửa

N

5.235

18.2

3

285.8

0.00

285.8

sổ

B

5.235

40.95

3

643.1

64.3

707.4

N

5.453

10.5

3

171.8

0.00

171.8

B

5.453

10.5

3

171.8

17.2

189.0

Đ

5.453

10.5

3

171.8

17.2

189.0

Dải1

0.4

216

3

259.2

0.00

259.2

Dải2

0.2

168

3

100.8

0.00

100.8

Dải3

0.1

136

3

81.6

0.00

81.6

Dải4

0.06

216

3

259.2

0.00

259.2

1.Tường

3.Cửa
chính

4.Nền

Tổng

7093.8
Bảng 5: Tính toán tổn thất nhiệt qua kết cấu về mùa đông

tt
Q KC
t/th = K × F × ∆t

Tên kết
Cấu

Hướng

K

2

F(m )

∆ttt
(0C)
10

(kcal/h)

Qbs

Qt/th

(kcal/h)

(kcal/h)


Đồ án môn học: Xử lý khí thải
Đ

1.793

144.075

11.3

2919.1

291.9

3211.0

T

1.793

145.475

11.3

2947.5

147.375

3094.9

N

1.793

198.175

11.3

4015.2

0.00

4015.2

B

1.793

175.425

11.3

3554.3

355.4

3909.7

Đ

5.235

27.3

11.3

1614.9

161.5

1776.4

2.Cửa

T

5.235

36.4

11.3

2153.3

107.7

2261.0

sổ

N

5.235

18.2

11.3

1076.6

0.00

1076.6

B

5.235

40.95

11.3

2422.4

242.2

2664.6

N

5.453

10.5

11.3

647.0

0.00

647.0

B

5.453

10.5

11.3

647.0

64.7

711.7

Đ

5.453

10.5

11.3

647.0

64.7

711.7

Dải1

0.4

216

11.3

976.3

0.00

976.3

Dải2

0.2

168

11.3

759.4

0.00

759.4

Dải3

0.1

136

11.3

614.7

0.00

614.7

Dải4

0.06

216

11.3

976.3

0.00

976.3

1.Tường

3.Cửa
chính

4.Nền

Tổng

27406.5

2.1.2. Tính tổn thất nhiệt do gió rò vào
Đối với mùa Hè: Hướng gió chính ca mùa hè là hướng Tây Bắc. Do đó tính tổn
thất nhiệt do rò gió cho mùa hè, cửa chịu tác động của gió là cửa ở tường hướng Tây và
Bắc, ở vị trí này các cửa trên tường Tây và Bắc sẽ đón gió 65%.

11


Đồ án môn học: Xử lý khí thải

Đối với mùa Đông: Hướng gió chính của mùa hè là hướng Đông Bắc. Do đó tính tổn
thất nhiệt do rò gió cho mùa đông, cửa chịu tác động của gió là cửa ở tường Đông và
Bắc, ở vị trí này các cửa trên tường Đông và Bắc sẽ đón gió 65%.

Tổn thất nhiệt do gió rò vào nhà được tính theo công thức sau:
tt
Qgió = Ggió.0.24 .( t Ttt - t N ) (kcal/h)

Trong đó:
-

Ggió: Lượng gió rò vào nhà qua các khe cửa (kg/h)
Mùa hè:
Tra bảng với vgió(h) = 2.1 m/s =>g = 6.14 kg/hm (cửa sổ và cửa chính) Mùa
đông:
Tra bảng với vgió(D) = 2.1 m/s =>g = 6.14kg/hm (cửa sổ và cửa chính)
a = 0.65 (cửa sổ, cửa mái)

12


Đồ án môn học: Xử lý khí thải
a = 2.0 (cửa chính)
(Bảng 2.4 – tr34- Thông gió - Nguyễn Đình Huấn)
-Mùa Hè:
Tổng chiều dài của khe cửa sổ mà không khí lọt vào (m):
Hướng Bắc:
∑lcửa sổ B=0.65 x 22 x 6=85.8 (m)
Hướng Tây:

∑lcửa sổ T=0.65 x 22 x 6=85.8 (m)
Vậy: ∑lcửa sổ H =71.5+85.8=171.6(m)
∑lcửa chính = 2x(3+3.5)= 13 (m)
-

C: Tỉ nhiệt của không khí, C = 0.24 (kcal/kg0C)

-

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

-

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

QRGH = 0.24× (0.65×6.14×171.6+2×6.14×13) ×3 = 608.04(kcal/h)
-Mùa Đông:
Tổng chiều dài của khe cửa sổ mà không khí lọt vào (m):
Hướng Bắc:
∑lcửa sổ B=0.65 x 22 x 5=71.5 (m)
∑lcửa chính=2x(3+3.5)= 13 (m)
Hướng Đông:
∑lcửa sổ Đ=0.65 x 22 x 5=71.5 (m)
∑lcửa chính=2x(3+3.5)= 13 (m)

13


Đồ án môn học: Xử lý khí thải
QRGĐ = 0.24× (0.65×6.14×143+2×6.14×26) ×11.3 = 2413.66 (kcal/h)

2.1.3 Tổn thất nhiệt do nung nóng vật liệu đưa vào nhà
VL
QTT
= G ×C ×(t C − t D ) γ (Kcal/h)
Với: G: là lượng đồng đưa vào nhà trong một giờ.
G = 500kg/h
tC : là nhiệt độ của đồng sau khi đưa vào phòng. tC = tTtt
tD : là nhiệt độ của đồng trước khi đưa vào phòng. tD= tNtt
γ = 0,7 – hệ số kể đến khả năng nhận nhiệt của vật liệu.
C: tỉ nhiệt (nhiệt dung riêng của vật liệu cần làm nóng).
Đối với đồng ta có C = 0,38 KJ/Kg0C = 0,093 (kcal/kg.0C)
 QvlH= 500×0,093×3×0,7 = 105,462 (Kcal/h)
QvlĐ = 500×0,093×11,3×0,7 = 397.24 (Kcal/h)
Bảng6: Bảng tổng kết tổn thất nhiệt
ΣQTT(kcal/h)

Mùa

QKC(kcal/h)

Qgió(kcal/h)

Qvl(kcal/h)

Hè

7093.8

608.04

105.462

7807.3

Đông

27406.5

2413.66

397.24

30217.4

2.2. Tính toán tỏa nhiệt
2.2.1. Tính toán tỏa nhiệt do người
Qngười = N × qh

(Kcal/h)

Trong đó
- N: Số người làm việc trong phân xưởng, N = 47 (người)
- qh: Lượng nhiệt hiện do một người tỏa ra trong một giờ, kcal/h.người.
Với trạng thái lao động trung bình và nhiệt độ trong phòng là:
+ Mùa đông (20oC) thì qh = 90(kcal/h).
+ Mùa hè ( 22.90C) thì qh = 80 (kcal/h).

14

Đồ án môn học: Xử lý khí thải
(Bảng 2.2 – Kỹ thuật thông gió – Nguyễn Đình Huấn)
Tỏa nhiệt do người trong mùa đông: Qngười = 47×90 = 4230 (Kcal/h)
Tỏa nhiệt do người về mùa hè:

Qngườ

i = 47 × 80 = 3760 (Kcal/h)

2.2.2.Tỏa nhiệt do thắp sáng
Tỏa nhiệt do thắp sáng được xác định theo công thức sau:
QTS = 860 × a × F

(Kcal/h)

Trong đó :
-860: Là đương lượng nhiệt của công suất điện 1 KW = 860 (kcal/h)
-F: Diện tích của phân xưởng, m2, F = 24×30 = 720(m2)
- Đối với nhà công nghiệp công suất phát nhiệt a = 18 ÷ 24 w/m2 sàn,( chọn a =
22 w/m2 sàn).
QTS =

860
× 22 × 720 = 13622.4(kcal / h)
1000

2.2.3.Tỏa nhiệt từ động cơ điện
Qđc = 860×ϕ1 ×ϕ2 × ϕ3 ×ϕ4. ∑N

(Kcal/h)

Trong đó :
-

ϕ1: Hệ số sử dụng công suất lắp đặt máy, ϕ1 = (0.75 ÷ 0.9). Chọn ϕ1 = 0.8

-

ϕ2: Hệ số tải trọng, ϕ2 =(0.5 ÷ 0.8). Chọn ϕ2 = 0.7

-

ϕ3: Hệ số làm việc không đồng thời của các động cơ điện, ϕ3 = (0.5 – 1.0),
Chọn ϕ3 = 0.8

-

ϕ4: Hệ số kể đến cường độ nhận nhiệt của môi trường kk, ϕ4 = (0.65 – 1). Chọn ϕ4
= 0.8

-

860 : Hệ số hoán đổi đơn vị từ Kw sang Kcal/h.
: Tổng công suất của động cơ điện (Kw)

15


Đồ án môn học: Xử lý khí thải
Trong phân xưởng gồm có các động cơ với công suất như sau:

Bảng 7: Công suất động cơ điện
Kí hiệu

Tên gọi

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

Máy mài tròn
Máy mài phẳng
Máy phay đứng BH 11
Máy tiện rèn 1615M
Máy mài sắc
Máy xọc 7412
Máy bào ngang M30
Máy cưa 872A
Tang đánh bóng
Máy hàn điện
Máy cắt tấm N475
Máy khoan để bàn

Công suất

Số lượng

Tổng công

(kW)

(cái)

suất ΣN (kW)

3.5
2.5
6.5
3.0
2.0
1.5
2.8
2.0
2.0
10.0
10.0
0.5

2
3
4
4

4
4
2
4
2
4
2
2

7
7.5
26
12
8.0
6.0
5.6
8.0
4.0
40
20
1.0

Tổng cộng

145.1

Vậy: Qđc = 860 × 0.8× 0.75 × 0.8 × 0.8 × 145.1= 47917.8(kcal/h)

2.2.4. Toả nhiệt do sản phẩm nóng để nguội
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 :
sp
Q TN
= Gsp× [Cl× (t1 – tnc) + inc + Cr.(tnc – t2)] (Kcal/h)

- Gsp = 500 (kg/h) là lượng vật liệu đưa vào gia công đối với lò
- Cl: tỉ nhiệt của vật liệu ở trạng thái lỏng, Cl = 0,118 ( kcal/kgoC)

16


Đồ án môn học: Xử lý khí thải
- inc: nhiệt nóng chảy của vật liệu, i = 43 ( kcal/kg )
- Cr: tỉ nhiệt của vật liệu ở trạng thái rắn, Cr = 0,092(kcal/kgoC)
- tnc : nhiệt độ nóng chảy của Đồng , tnc = 1080oC.
- t1, t2: nhiệt độ ban đầu và nhiệt độ cuối cùng của vật liệu khi đưa ra khỏi lò.
t1 = tlò (oC)
t2 =tTtt , Mùa đông : t2=20oC ;Mùa hè : t2= 22.9oC

Bảng 8 : Tính toán toả nhiệt do quá trình làm nguội sản phẩm của lò đúc Đồng
Gsp

Cl

Cr

t1

tnc

t2

inc

Qsp

(kg/h)

(Kcal/kgoC)

(Kcal/kgoC)

(oC)

(oC)

(oC)

(Kcal/kg)

(Kcal/h)

Đông 500

0,118

0,092

1250

1080

20

43

80290

Hè

0,118

0,092

1250

1080

22.9

43

80156.6

Mùa

500

Vậy, nhiệt tỏa do quá trình làm nguội sản phẩm là :

sp
Mùa Đông : Q TN
= 80290 (Kcal/h)

Mùa Hè

sp
: Q TN
= 80156.6 (Kcal/h)

2.2.5. Tính toán tỏa nhiệt từ các lò
Bảng 9: Thống kê lò
STT

Tên thiết bị

1
2

Lò nấu đồng
Lò đúc đồng

Chiều dài

Chiều rộng

Chiều cao

Số lượng

(mm)
1500
1500

(mm)
1500
1500

(mm)
2000
2000

(lò)
1
1

17


Đồ án môn học: Xử lý khí thải
2.2.5.1.Lò nấu đồng: 1 lò
Kích thước lò: BxLxH = 1.5m x 1.5m x 2m.
Lò nấu đồng có:
- Diện tích nóc lò: Fđỉnh = 1,5×1,5-0.25 = 2 (m2)
- Diện tích đáy lò: Fđáy = 1,5×1,5-0.25 = 2 (m2)
- Diện tích thành lò:
FT = (1,5 x 2 x 4)- (0,5 x 0,5)= 11,75 (m2)
- Diện tích cửa lò: Fcửa = 0,5×0,5 = 0,25 (m2)
a.Tỏa nhiệt qua thành lò
QTL = q . FT (kcal/h)

q :cường độ dòng nhiệt truyền qua 1 m2 thành lò (kcal/m2.h)
Cấu tạo của lò:
- Lớp1: 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
(Theo trang 39 – [4] )
1
1
=
= 0,44
K = δ 1 + δ 2 + δ 3 0,3 + 0,2 + 0,02
λ1 λ 2 λ3 1,2 0,1 0,7

* Mùa hè:
Giả sử :Chọn t5 = 70 oC, t6 = 22.9 oC
- Tính qk: lượng nhiệt đi qua 1m2 bề dày thành lò
qk = K × (t2 – t5) = 0,44× (1295-70) = 539 (kcal/m2h)
- Tính q α
H
H
H
q α = α 5 × (t 5 – t 6 )

α = a× ( t5 – t6)
H
5

0,25

 + 273  4  + 273  4 

 −  t6
 
×  t 5
+
  100  
−
100

t 5 t 6 
 
 
C qd

-a: Hệ số kích thước đặc trưng phụ thuộc vào kích thước lò, a = 2,2 đối với bề mặt đứng
18


Đồ án môn học: Xử lý khí thải
-Cqd: hệ số bức xạ qui diễn của vật trong phòng, C =4,2 (Kcal/m2.hoK)
→ α 5 =2,2× (70-22,9)

0,25

 70 + 273  4  22.9 + 273  4 
4,2
× 
 −
 
+
70 − 22,9  100   100

 

=11,27(Kcal/m2.hoC)
→ q α = 11,27 × (70 – 22,9) = 530,8(kcal/h)
⇒

qα − q K
530,8 − 539
× 100% =
× 00% = 1,5%< 5% (giả thiết thoả mãn)
qα
530,8

qh =

q k + qα
539 + 530,8
=
= 534,9 (kcal/m2h)
2
2

* Mùa đông:
Giả sử :Chọn t5 = 70 oC, t6 = 20oC
- Tính qk :lượng nhiệt đi qua 1m2 bề dày thành lò
qk = K × (t2 – t5) = 0,44× (1295-70) = 539 (kcal/m2h)
- Tính q α
Đ
Đ
Đ

q α = α 5 × (t 5 – t 6 )

α = a× ( t5 – t6)
Đ
5

0,25

 + 273  4  + 273  4 
 −  t6
 
×  t 5
+

  100  
−
100

t 5 t 6 
 
 
C qd

-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 5 =2,2× (70-20)

0,25

 70 + 273  4  20 + 273  4 

4,2
× 
 −
 
+
70 − 20  100   100  

=11,28 (Kcal/m2.hoC)
→ q α = 11,28× (70-20) = 564 (kcal/h)
⇒

qα − q K
564 − 539 = 4,4% < 5% (giả thiết thoả mãn)
=
qα
564

19


Đồ án môn học: Xử lý khí thải
qĐ =

q k + qα
564 + 539
=
= 551,5 (kcal/m2h)
2
2

Vậy nhiệt truyền qua thành lò
H
Q TL

=

Đ
Q TL

=

qH x FTl = 534,9×11,75 = 6285.075 (kcal/h)
qĐ x FTl = 551,5 × 11,75 = 6480,125 (kcal/h)

b.Toả nhiệt qua nóc lò
Cấu tạo của nóc lò giống như các lớp của tường lò nên lượng nhiệt tỏa ra tính cho 1m 2
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 tảo nhiệt mạnh hơn tường đứng và xấp xỉ 1,3 lần
QNL = 1,3× q×FNL
Trong đó:
-FNL diện tích nóc lò (m2), FNL = 1,5×1,5-0.25 = 2 (m2)
-q cường độ dòng nhiệt truyền qua 1 m2 nóc lò (kcal/m2.h)
qH = 534,9 (kcal/m2.h)
qĐ =551,5 (kcal/m2.h)
QNLH = 1,3×534,9×2= 1390.74 (kcal/h)
QNLĐ = 1,3×551,5×2= 1433,9 (kcal/h)
c.Toả nhiệt qua đáy lò
QĐL = 0,7×q×FĐL
QĐlH =0,7×534,9×2 =748,86(kcal/h)
QĐlH =0,7×551,5×2 =772,1(kcal/h)

d. Tỏa nhiệt qua cửa lò
QC = QC đóng + QC mở
Cấu tạo cửa 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
-

20


Đồ án môn học: Xử lý khí thải
1

1

K = δ δ = 0,3 0,2 = 0,4444
1
+
+ 2
λ1 λ2 1,2 0,1
*Trường hợp cửa đóng:
1

K = δ1 + δ 2
λ1 λ2

1

=

0,3 0,2
+
1,2 0,1

= 0,4444

* Mùa hè:
Giả sử :Chọn t5 = 70 oC, t6 = 22.9 oC
- Tính qk: lượng nhiệt đi qua 1m2 bề dày thành lò
qk = K× (t2 – t5) = 0,4444× (1295-70) = 544,39 (kcal/m2h)
- Tính q α
H
H
H
q α = α 5 × (t 5 – t 6 )

α = a× ( t5 – t6)
H
5

0,25

 + 273  4  + 273  4 
 −  t6
 
×  t 5
+
  100  
−
100

t 5 t 6 
 
 
C qd

-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 5 =2,2× (70-22,9)

0,25

 70 + 273  4  22.9 + 273  4 
4,2
× 
 −
 
+
70 − 22,9  100   100
 

=11,27 (Kcal/m2.hoC)
→ q α = 11,27 × (70 – 22,9) = 530,8(kcal/h)
⇒

qα − q K
530,8 − 544,39
× 100% =
× 100% = 2,6%< 5% (giả thiết thoả mãn)
qα
530,8

qh =

q k + qα
544,39 + 530,8
=
= 537,6 (kcal/m2h)
2
2

* Mùa đông:
Giả sử :Chọn t5 = 70oC, t6 = 20oC
21


Đồ án môn học: Xử lý khí thải
- Tính qk :lượng nhiệt đi qua 1m2 bề dày thành lò
qk = K × (t2 – t5) = 0,4444× (1295-70) = 544,39(kcal/m2h)
- Tính q α
Đ
Đ
Đ
q α = α 5 × (t 5 – t 6 )

α = a× ( t5 – t6)
Đ
5

0,25

 + 273  4  + 273  4 
 −  t6
 
×  t 5
+

  100  
−
100

t 5 t 6 
 
 
C qd

-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 5 =2,2.(70-20)

0,25

4
4
4,2  70 + 273   20 + 273  
.
 −
 
+
70 − 20  100   100  

=11,28(Kcal/m2.hoC)
→ q α = 11,28× (70-20) = 564 (kcal/h)
⇒

qĐ =

qα − q K
564 − 544,39 = 3,5%< 5% (giả thiết thoả mãn)
=
qα
564

q k + qα
564 + 544,39
=
= 554,2(kcal/m2h)
2
2

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
Q Đ đóng qĐđóng x FC = 554,2 x (0.5x 0.5)x 50 = 115,5 (kcal/h)
=
C
60
Q H đóng qH đóng x FC = 537,6 x (0.5x 0.5)x 50 = 112 (kcal/h)
=
C
60

* Trường hợp cửa mở

22


Đồ án môn học: Xử lý khí thải
Qm =

Q

đóng

2

+q .
bx

10
.K.
60 F C

Trong đó:
K: Hệ số nhiễu xạ khi mở cửa lò. K phụ thuộc vào kích thước của lò và bề dày cửa
lò δ =0,5m và cửa lò hình vuông
Hình 6: Biểu đồ nhiễu xạ

Cửa có kích thước: A x B = 0.5m x 0.5m
=> Diện tích cửa lò Fc=0,5x0,5=0.25 m2
A 0,5
=

B 0,5
=
Dựa vào các tỷ số: δ 0,5 ,
δ 0,5

Dùng biểu đồ trên ta tìm được:
=> K =

K1 = 0,52 ; K2 = 0.52

0.52 + 0.52
= 0.52
2

* Mùa hè:
Ta có :
q bxH =

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

23


Đồ án môn học: Xử lý khí thải
Với: C= 4.96 (kcal/m2.h.K4) hệ số bức xạ của vật đen tuyệt đối
Vậy q

H =
bx

 1300 + 273  4  22,9 + 273  4 
 −
 
= 4.96 x 
100
  100
 


=303286(kcal/m2h)
H

Q C mở=

10
112
+ 303286x
x 0,4444x 0,25 = 5671,85 (kcal/h)
2
60

* Mùa đông:
Ta có :
q

H =

bx

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

 1300 + 273  4  20 + 273  4 
 −
 
= 4.96 x 
100
  100  

2

= 303300 (Kcal/m h)
QĐC mở

=

115,5
10
+ 303300x
x 0,4444x 0,25 = 5673,9 (kcal/h)
2
60

Vậy nhiệt truyền qua cửa lò :

Q CH Q CH đóng Q CH mở =112+ 5671,85= 5783,85 (kcal/h)
=
+
Q CĐ = Q CĐ đóng Q CĐ mở 115,5 + 5673,9 = 5789,4 (kcal/h)
+
=

Bảng 10: Tổng nhiệt tỏa của lò nấu
Mùa

Q

TL

Q

NL

Q

24

đáy

Q

C

Q

tổng


Đồ án môn học: Xử lý khí thải

Hè
Đông

6285,075

1390,74

748,86

5783,85

6480,125

1433,9

772,1

5789,4

14208,525
14475,525

2.2.5.2.Lò đúc đồng : 1 lò
Kích thước lò: BxLxH = 1.5m x 1.5m x 2.0m.
- Diện tích nóc lò: Fđỉnh = 1,5×1,5-0.25 = 2 (m2)

- Diện tích đáy lò: Fđáy = 1,5×1,5 -0,25 = 2 (m2)
- Diện tích thành lò: Fthành = (1,5 x 2 x 4) - (0,5 x 0,5)= 11,75 (m2)
- Diện tích cửa lò: Fcửa = 0,5×0,5 = 0,25 (m2)
a.Tỏa nhiệt qua thành lò
QTL = q×FT (kcal/h)
FT: diện tích thành lò (m2), F = 11,75 (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
1
1
=
= 0,44
K = δ 1 + δ 2 + δ 3 0,3 + 0,2 + 0,02
λ1 λ 2 λ3 1,2 0,1 0,7
`

* Mùa hè:
`Giả sử :Chọn t5 = 70 oC, t6 = 22.9 oC
- Tính qk: lượng nhiệt đi qua 1m2 bề dày thành lò
25