Đồ án thông gió và xử lý khí thải

Đồ án thông gió và xử lý khí thải
MỤC LỤC
PHẦN I THIẾT KẾ HỆ THỐNG THÔNG GIÓ CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHI.............1
CHƯƠNG 1: TINH NHIỆT THỪA BÊN TRONG CÔNG TRÌNH...................................1
1. Chọn thông số tính toán bên ngoài và bên trong công trình........................................1
1.1. Chọn thông số tính toán bên ngoài công trình......................................................1
1.2. Chọn thông số tính toán bên trong công trình......................................................1
2. Tính toán tổn thất nhiệt...............................................................................................1
2.1. Tính tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che................................................................1
2.1.1. Chọn kết cấu bao che....................................................................................1
2.1.2. Hệ số truyền nhiệt K......................................................................................3
2.1.3. Xác định hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che...........................................3
2.1.4. Diện tích của kết cấu bao che........................................................................4
2.1.5. Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che................................................................5
2.2. Tính tổn thất nhiệt do rò gio.................................................................................7
2.3. Tính tổng tổn thất nhiệt........................................................................................9
3. Tính toán tỏa nhiệt......................................................................................................9
3.1. Tỏa nhiệt do thắp sáng.........................................................................................9
3.2. Tỏa nhiệt do động cơ điện....................................................................................9
3.3. Tỏa nhiệt từ quá trình nguội dần của sản phẩm..................................................10
3.4. Tỏa nhiệt do người.............................................................................................10
3.5 Toả nhiệt do lò nung:..........................................................................................11
3.6. Tính toán tổng nhiệt tỏa.....................................................................................19
4. Tính toán thu nhiệt do bức xạ mặt trời......................................................................19
4.1. Bức xạ mặt trời qua cửa kính.............................................................................19
CHƯƠNG 2: TINH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG THÔNG GIÓ BÊN TRONG CÔNG
TRÌNH CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHI..........................................................................23
1. Tính toán lưu lượng thông gio..................................................................................23
2. Sơ đồ không gian......................................................................................................24
3. Bảng tính thủy lực thông gio....................................................................................24
3.1 Tuyến chính......................................................................................................24

3.2 Tuyến phụ.........................................................................................................25
3.3 Tuyến nhánh.....................................................................................................26
4. Chọn quạt và động cơ cho hệ thống hút............................................................28
PHẦN II TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG KIỂM SOÁT ÔNMTKK.......31
CHƯƠNG 1: TÍNH SẢN PHẨM CHÁY.....................................................................31
1. Thông số tính toán..................................................................................................31
2. Tính toán sản phẩm cháy.......................................................................................31
CHƯƠNG II: TÍNH KHUẾCH TÁN...........................................................................36
1. Tra số liệu khí tượng:.............................................................................................36
2. Tính chiều cao hiệu quả:........................................................................................36
3. Xác định nồng độ cực đại, nồng độ trên mặt đất.................................................37
GVHD: TS. Nguyễn Đình Huấn


Đồ án thông gió và xử lý khí thải
3.1 Xác định nồng độ lớn nhất Cmax.......................................................................37
3.2 Xác định nồng độ Cx ,Cxy của nguồn theo từng mùa và biểu đồ thể hiện mối
quan hệ giữa nồng độ chất thải theo chiều cao và khoảng cách tính toán..........40
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ SO2....................................................49
1. Lựa chọn sơ đồ hệ thống xử lý SO2.......................................................................49
2. Tính toán thiết bị....................................................................................................50
2.1. Tính toán tháp hấp thụ....................................................................................50
2.2 Tính đường ống................................................................................................50
2.3 Tính toán tổn thất.............................................................................................51
2.4 Lựa chọn quạt.......................................................................................................51
3. Tính lượng vôi sử dụng..........................................................................................52
KẾT LUẬN.................................................................................................................... 55
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................56

GVHD: TS. Nguyễn Đình Huấn

Đồ án thông gió và xử lý khí thải

LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, môi trường là vấn đề được quan tâm hàng đầu. Với sự phát triển mạnh mẽ
của khoa học kĩ thuật cộng thêm quá trình đô thị hoá ngày càng nhanh làm cho tình hình ô
nhiễm môi trường noi chung và ô nhiễm không khí noi riêng ngày càng trầm trọng.
Tuy nhiên, môi trường không khí ở nước ta hiện nay, đặt biệt là ở các khu công
nghiệp và các đô thị lớn vẫn tồn tại dấu hiệu ô nhiễm đáng lo ngại, phần lớn các nhà máy
xí nghiệp chưa được trang bị các hệ thống xử lý bụi và khí thải độc hại. Hàng ngày hàng
giờ vẫn đang thải vào khí quyển một lượng lớn các chất độc hại làm cho bầu khí quyển
xung quanh các nhà máy trở nên ngột ngạt kho chịu.
Còn ở các đô thị, do tốc độ phát triển nhanh cộng với thiếu quy hoạch hợp lý nên
khu vực cách ly của khu công nghiệp ngày càng bị lấn chiếm hình thành các khu dân cư
làm cho môi trường ở đây thêm phần phức tạp và kho được cải thiện.
Trên cơ sở những kiến thức đã được học và được thầy cô giáo hướng dẫn, em đã
hoàn thành đồ án thông gio và xử lý khí thải.
Nội dung đồ án gồm các vấn đề: tính toán sự khuếch tán ô nhiễm từ ống khoi, thiết
kế hệ thống xử lý khí thải (bụi) đạt yêu cầu cho phép, tính toán thông gio cho nhà công
nghiệp và các bản vẽ kèm theo. Sau một thời gian được sự hướng dẫn của thầy cô bộ
môn, đồ án về cơ bản đã được hoàn thành.
Trong quá trình thực hiện đồ án do sự chưa hoàn thiện về kiến thức và thiếu các
kinh nghiệm thực tế, nên đồ án cũng không thể tránh khỏi sai sot. Em kính mong
thầy cô thông cảm và giúp em chỉ ra những thiếu sot để đồ án của em được hoàn
thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn.
Đà Nẵng, ngày 27 tháng 5 năm 2017
Sinh viên thực hiện

GVHD: TS. Nguyễn Đình Huấn

Đồ án thông gió và xử lý khí thải

DANH MỤC BẢNG

GVHD: TS. Nguyễn Đình Huấn


Đồ án thông gió và xử lý khí thải

GVHD: TS. Nguyễn Đình Huấn


Đồ án thông gió và xử lý khí thải

GVHD: TS. Nguyễn Đình Huấn


Đồ án thông gió và xử lý khí thải

GVHD: TS. Nguyễn Đình Huấn


Đồ án thông gió và xử lý khí thải

PHẦN I THIẾT KẾ HỆ THỐNG THÔNG GIÓ CHO PHÂN
XƯỞNG CƠ KHÍ
CHƯƠNG 1: TÍNH NHIỆT THỪA BÊN TRONG CÔNG TRÌNH
1. Chọn thông số tính toán bên ngoài và bên trong công trình

1.1. Chọn thông số tính toán bên ngoài công trình
a. Mùa hè
- Nhiệt độ ngoài công trình vào mùa hè: t = 23,10C (Nhiệt độ không khí cao nhất trung
bình tháng 8 ở Sa Pa, Bảng 2.3 – QCVN 02:2009/BXD)
- Độ ẩm: φ = 88% (Độ ẩm tương đối trung bình vào tháng 8 ở Sa Pa, Bảng 2.10)
- Hướng gio chủ đạo: Tây Bắc (Lấy theo tỉnh – Bảng 2.16)
- Vận tốc gio mùa hè: V = 3,4 (m/s) (Vận tốc gio trung bình tháng 8 ở , Bảng 2.16)
b. Mùa đông
- Nhiệt độ ngoài công trình vào mùa đông: t = 6,2 0C (Nhiệt độ không khí thấp nhất
trung bình tháng 1 ở Sa Pa, Bảng 2.4)
- Độ ẩm: φ = 87,9% (Độ ẩm tương đối trung bình vào tháng 1 ở , Bảng 2.10)
- Hướng gio chủ đạo: Đông Bắc (Lấy theo tỉnh Sa Pa – Bảng 2.16)
- Vận tốc gio mùa đông: V= 2,1 (m/s) (Vận tốc gio trung bình tháng 1 ở Sa Pa, Bảng
2.16)
1.2. Chọn thông số tính toán bên trong công trình
Để đạt được điều kiện tối ưu, nhiệt độ không khí tính toán bên trong nhà cần cao
hơn bên ngoài nhà từ 1-3oC (Giáo trình thiết kế thông gio công nghiệp trang 30-Hoàng
Thị Hiền). Vậy ở đây ta chọn nhiệt độ này là t = 23,1+1=24,1oC
Nhiệt độ trong công trình vào mùa đông t=18 ÷ 200C Chọn : t= 200C
Bảng 1. 1: Thông số tính toán bên trong và bên ngoài nhà
Mùa hè
Mùa đông
t(0C)

t(0C)

V(m/
s)

Hướng gio

t(0C)

t(0C)

23,1
24,1
3,4
Tây Bắc
6,2
20
2. Tính toán tổn thất nhiệt
2.1. Tính tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che
2.1.1. Chọn kết cấu bao che
a. Tường ngoài: Tường chịu lực, gồm ba lớp

GVHD: TS. Nguyễn Đình Huấn

Trang 1

V (m/s)

Hướng gio

2,1

Đông Bắc


Đồ án thông gió và xử lý khí thải

Hình 1.1: Cấu tạo của tường
Lớp 1: Vữa vôi trát mặt ngoài với các thông số
Dày:
Hệ số dẫn nhiệt:
Lớp 2: gạch phỗ thông xây với vữa nặng với các thông số
Dày:
Hệ số dẫn nhiệt:
Lớp 3: Vữa vôi trát mặt trong với các thông số
Dày:
Hệ số dẫn nhiệt:
(Theo phụ lục 2:Bảng thông số vật lý của vật liệu xây dựng/[2])
b. Cửa sổ và cửa mái: Bề mặt tường và cửa sổ mái là giống nhau, kết cấu
là cửa bằng kính co song chắn bằng thép, co các thông số là:
Dày:
Hệ số dẫn nhiệt: .
c. Cửa chính: Cửa tôn:
Dày:
Hệ số dẫn nhiệt:
d. Mái che: Mái tôn:
Dày:
Hệ số dẫn nhiệt:
e. Nền: Lựa chọn là loại nền không cách nhiệt, với các lớp vật liệu đặc
trưng. Ta chia nền ra làm 4 lớp như sau:

1200

GVHD: TS. Nguyễn Đình Huấn

Trang 2

Đồ án thông gió và xử lý khí thải

3600

Hình 1.2: Chia dải tính toán
2.1.2. Hệ số truyền nhiệt K
1
K
( kcal / m 2 .h. 0C )
i 1
1
� 

T

i

N

Trong đo: - hệ số trao đổi nhiệt mặt bên trong,=7,5
- hệ số trao đổi nhiệt mặt bên ngoài ,=20
- độ dày kết cấu thứ i
- hệ số dẫn nhiệt của kết cấu thứ i ( kcal/m.h.oC)
2.1.3. Xác định hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che

TT

Tên kết cấu

Bảng 1. 2: Tính toán hệ số truyền nhiệt
Công thức tính K

Kết quả
(Kcal/m2.h.0C)

Tường ngoài
1

1,843
Cửa sổ

2

5,235

Cửa chính
3

5,453
Cửa mái

4
5

5,235
Mái che

0,785

Lớp cách nhiệt:
GVHD: TS. Nguyễn Đình Huấn

Trang 3


Đồ án thông gió và xử lý khí thải

Nền
Tra bảng
Tra bảng
Tra bảng
Tra bảng

- Dải 1
6
- Dải 2
- Dải 3
- Dải 4
2.1.4. Diện tích của kết cấu bao che

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

Bảng 1. 3: Tính toán diện tích kết cấu
STT

Kết cấu

bao che

a
(mm)

h, b
s (cái/bộ)
(mm)

1

Cửa sổ

4000

1500

2

Cửa
chính

4000

4000

36250

8000

5 (Bắc)
6 (Nam)
2 (Tây)
2 (Đông)
1 (Bắc)
0 (Nam)
1 (Tây)
1 (Đông)
-

36250

8000

-

18250

8000

-

18250

8000

-

5

6

Tường

Nền

36000

18000

-

Diện tích truyền nhiệt F (m2)
Công thức tính F
FCS(m2) = a.h.s

FCC(m2) = a.h.s

FT(m2)
= (a.h) - Fcs - Fcc

Trang 4

30
36
12
12
16
0
16

16
244
254
118
118

FN1(m2) = 4(a+b)

216

FN2(m2) = FN1 - 48

168

2

FN3(m ) = FN1 - 80
FN4(m2) = a.b +128-3FN1

2.1.5. Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che
Công thức tính toán:
(Kcal/h)
Trong đo:
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
GVHD: TS. Nguyễn Đình Huấn

Kết quả

136
128


Đồ án thông gió và xử lý khí thải
Ψ: Hệ số kể đến vi trí của kết cấu bao che đối với không khí ngoài trời, ψ = 1
- Trong công thức tính toán này, đối với các tường ngoài, 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,
no làm tăng các trị số tổn thất nhiệt đã tính toán.
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 đo
khi tính tổn thất nhiệt qua kết cấu nhiệt ngăn che về mùa hè ta không tính lượng nhiệt
truyền qua mái.

B + 10%

T + 5%

Đ + 10%

N + 0%
Hình 1.3: Tổn thất nhiệt theo phương hướng
Bảng 1. 4: Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che vào mùa hè

T
T

Loại kết cấu
Tên kết

cấu

1

Cửa sổ

2

Cửa
chính

3

Tường

Hướng

K
(kcal/m2
hoC)

Bắc
Nam
Tây
Đông
Bắc
Nam
Tây
Đông
Bắc

GVHD: TS. Nguyễn Đình Huấn

5,23

5,45
1,84

Δt
F (m ) o tt
( C)
2

30
36
12
12
16
0
16
16
244
Trang 5

1
1
1
1
1
1

1
1
1

(kcal/h)

Tổn
thất
(%)

(kcal/h)

156,90
188,28
62,76
62,76
87,20
0,00
87,20
87,20
448,96

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

10%

15,69
0,00
3,14
6,28
8,72
0,00
4,36
8,72
44,90


Đồ án thông gió và xử lý khí thải

4

Nền

Nam

254

1

467,36

0%

0,00

Tây

118

1

217,12

5%

10,86

Đông

118

1

217,12

10%

21,71

Dải 1

0,4

216

1

86,40

-

-

Dải 2
Dải 3

0,2
0,1

168
136

1
1

33,60
13,60

-

-

Dải 4

0,06

128

1

7,68

-

-

Tổng cộng

2224,14

124,38

Bảng 1. 5: Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che vào mùa đông
Loại kết cấu
TT

Tên kết
cấu

1

Cửa sổ

2

Cửa
chính

3

Tường

Hướng

K
(kcal/m2
hoC)

Bắc
Nam
Tây
Đông
Bắc
Nam
Tây
Đông
Bắc
Nam
Tây

5,23

5,45

1,84

Đông

4

Nền

(kcal/h)

Tổn
thất
(%)

(kcal/h)

13,8
13,8
13,8
13,8
13,8
13,8
13,8
13,8
13,8

2165,22
2598,26
866,09
866,09

1203,36
0,00
1203,36
1203,36
6195,65

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

216,52
0,00
43,30
86,61
120,34
0,00
60,17
120,34
619,56

254

13,8

6449,57

0%

0,00

118

13,8

2996,26

5%

149,81

118

13,8

2996,26

10%

299,63

F (m )

Δttt
o

( C)

30
36
12
12
16
0
16
16
244

2

Dải 1

0,4

216

13,8

1192,32

-

-

Dải 2

0,2

168

13,8

463,68

-

-

Dải 3
Dải 4

0,1
0,06

136
128

13,8
13,8

187,68
105,98

-

-

Tổng cộng
30693,13
1716,28
2.2. Tính tổn thất nhiệt do rò gio
- Hướng gio chính mùa hè là hướng Tây Bắc, tính tổn thất nhiệt do rò gio, cửa chịu
tác động của gio là cửa tường Tây Bắc. Với vị trí này thì các cửa trên tường Tây và Bắc
đon gio 65% diện tích thực.
GVHD: TS. Nguyễn Đình Huấn

Trang 6


Đồ án thông gió và xử lý khí thải

Hướng Tây Bắc

65%

65%

Hình 1.4: Phạm vi mặt đón gió Tây Bắc

- Hướng gio chính mùa đông là hướng Đông Bắc, tính tổn thất nhiệt do rò gio, cửa chịu
tác động của gio là cửa tường Đông Bắc. Với vị trí này thì các cửa trên tường Đông và
Bắc đon gio 65% diện tích thực.
65%
Hướng Đông Bắc

65%

Hình 1.5: Phạm vi mặt đón gió Đông Bắc

- Lượng nhiệt tiêu hao cho việc làm nong không khí lạnh rò vào nhà được tính theo công
thức:

Qrògio  Ck .Ggio .ttt (kcal / h)

Ck: tỉ nhiệt của không khí, Ck = 0,24 kcal/kg.0C
Ggio: lượng gio rò vào nhà
Ggio  �a.g.l ( kg / h)
g (kg/h.m) : là lượng không khí lọt vào nhà qua 1m chiều dài khe hở cùng loại (Bảng 2.4:
Lượng không khí lọt vào nhà qua 1m cửa - Kỹ thuật thông gio - TS Nguyễn Đình Huấn)
Đối với mùa hè: vgioH = 3,4 m/s => gh= 7,78 kg/h.m.
Đối với mùa đông: vgioĐ = 2,1 m/s => gđ= 6,13 kg/h.m.
(Áp dụng cho khe cửa bằng kim loại)
a là hệ số phụ thuộc vào loại cửa.
Trong đo:

GVHD: TS. Nguyễn Đình Huấn

Trang 7


Đồ án thông gió và xử lý khí thải
Đối với hầm mái, cửa sổ 1 lớp, khung thép: a = 0,65
Đối với cửa đi, cổng ra vào: a = 2
l (m): tổng chiều dài của khe cửa mà gio lọt qua (chỉ tính cho hướng đon gio).
: Nhiệt độ tính toán của không khí trong nhà tùy mùa đang tính toán (oC)
: Nhiệt độ tính toán của không khí ngoài nhà tùy mùa đang tính toán (oC)

Tên kết
cấu
Cửa sổ
Cửa
chính

Bảng 1. 6: Tổn thất nhiệt do rò gio vào mùa hè
Ck
g
Δt
Σl (m) a
GH(kg/h) 0 tt
(kcal/kg.0C)
(kg/m.h)
( C)
0,24
58,5
0,65 7,78
295,83
1

Qrògió
(kcal/h)
71,00

0,24

59,75

16

2

7,78

248,96

1

Bảng 1. 7: Tổn thất nhiệt do rò gio vào mùa đông
Ck
g
Δt
Σl (m) a
GH(kg/h) 0 tt
(kcal/kg.0C)
(kg/m.h)
( C)
0,24
19,5
0,65 6,13
77,70
13,8

Tên kết
cấu
Cửa sổ
Cửa
0,24
16

chính
2.3. Tính tổng tổn thất nhiệt.

2

6,13

196,16

13,8

Qrògió
(kcal/h)
257,34
649,68

Bảng 1. 8: Tổng tổn thất nhiệt
Mùa

(kcal/h)

(kcal/h)

Qrògio
(kcal/h)

Tổng Qtổn thất
(kcal/h)

Hè

2224,14
124,38
130,75
2479,27
Đông
30693,13
1716,28 907,02
33316,43
3. Tính toán tỏa nhiệt
3.1. Tỏa nhiệt do thắp sáng
QTNCS = 0,86.a.F (kcal/h)
Trong đo:
- 0,86: hệ số hoán đổi đơn vị từ W sang Kcal
- a: tiêu chuẩn chiếu sáng (W/m2)
- F: diện tích mặt phòng (m2)
Với:
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 sàn, F = (36 - 0,25).(18 - 0,25) = 634,56 m2
QTNCS = 0,860. a. F = 0,86.20.634,56 = 10914,43 kcal/h
3.2. Tỏa nhiệt do động cơ điện
Trong đo
GVHD: TS. Nguyễn Đình Huấn

Trang 8


Đồ án thông gió và xử lý khí thải
- 860: hệ số hoán đổi đơn vị từ KW sang Kcal.
- η1: là hệ số sử dụng công suất lắp đặt máy, η1 = 0,7 – 0,9

- η2: hệ số tải trọng, tỉ số giữa công suất yêu cầu với công suất cực đại, η2 = 0,5 – 0,8
- η3: hệ số làm việc không đồng thời của động cơ điện, η3 = 0,5 – 1,0
- η4 :hệ số kể đến cường độ nhận nhiệt của môi trường không khí, η4 = 0,85 – 1,0
Lấy η1 .η2 .η3 .η4 = 0,25
- ΣN: tổng công suất của động cơ điện
Bảng 1. 9: Tỏa nhiệt do động cơ điện
Công
Tổng công
Số lượng
Kí hiệu
Tên gọi
suất
suất ΣN
(cái)
(kW)
(kW)
1
Máy mài tròn
5
6
30
2
Máy mài phẳng
3
6
18
3
Máy phay đứng BH 11
6,8
2

13,6
4
Máy tiện rèn 1615M
2,8
2
5,6
6
Máy mài sắc
3
2
6
7
Máy xọc 7412
1,7
4
6,8
8
Máy khoan để bàn
0,5
4
2
9
Máy bào ngang M30
2,5
1
2,5
10
Máy cưa 872A
2,5
2

5
11
Tang đánh bong
2
2
4
13
Máy cắt tâm N745
15
1
15
Tổng cộng
108,5
ĐC
QTN (kcal/h) = η1.η2.η3.η4*860*ΣN = 0,25*860*ΣN
23327,5
3.3. Tỏa nhiệt từ quá trình nguội dần của sản phẩm
Sản phẩm nguội dần không thay đổi trạng thái
Q = G.C.( tđ – tc) , (Kcal/h)
C: nhiệt dung riêng của vật ở trạng thái đang xét, đối với thép ta co C = 0,48KJ/Kg 0k =
0,115(kcal/kg.0C) (Tra bảng phụ lục 5 - GIÁO TRÌNH THÔNG GIÓ – HOÀNG THỊ
HIỀN và TS.BÙI SỸ LÝ )
G: khối lượng của vật nung trong 1 giờ, G = 600 Kg/h
tđ , tc : nhiệt độ đầu và cuối của vật, nhiệt độ cuối tc thường bằng nhiệt độ bên trong nhà:
Lò nung tđ = 7450C
Mùa đông tc =20 oC
Mùa hè
tc =24,1 oC
Bảng 1. 10: Tính toán toả nhiệt do quá trình làm nguội sản phẩm
Mùa

G
C
tđ
tc
Q
o
o
o
(kg/h)
(kcal/kg C)
( C)
( C)
(kcal/h)
Đông
600
0,115
745
20
50025
GVHD: TS. Nguyễn Đình Huấn

Trang 9


Đồ án thông gió và xử lý khí thải
Hè

600

0,115

745
24,1
49742,1
Toả nhiệt sản phẩm tính cho cả 2 lò nung thép (giả thiết)
3.4. 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 gio trong phòng, cường độ làm việc
và tính chất quần áo mặc. Khi nhiệt độ môi trường thấp thì người tỏa nhiệt hiện lớn, nhiệt
ẩn nhỏ. Khi nhiệt độ trong phòng cao lượng nhiệt hiện tỏa ra giảm đi, người tỏa mồ hôi
nhiều.
Lượng nhiệt tỏa ra do người chỉ tính phần nhiệt hiện bởi phần nhiệt hiện tỏa ra làm
tăng nhiệt độ không khí trong phòng còn nhiệt ẩn làm tăng quá trình bốc mồ hôi và tính
theo công thức:
Qtnguoi = q.n (Kcal/h)
Trong đo: n - là số người trong phân xưởng, n = 36 người
q (kcal/ người): lượng nhiệt hiện do một người toả vào không khí trong phòng trong 1
giờ.
Lấy theo bảng 2-1 số lượng nhiệt , ẩm tỏa ra do người (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 (24,10C): qh = 85,4 Kcal/h
Bảng 1. 11: Tính toán tỏa nhiệt do người
TT
Mùa qh (Kcal/h)
n (người)
(Kcal/h)
1

Đông
110
36
3960
2
Hè
85,4
36
3074,4
3.5 Toả nhiệt do lò nung:
Tính toán tỏa nhiệt qua lò là rất phức tạp bởi vì tường lò co cấu tạo co nhiều lớp vật
liệu co sức kháng nhiệt đáng kể. Lượng nhiệt tỏa vào phòng qua thành lò, noc lò, đáy lò
qua của cửa lò lúc đong và mở. Giả thiết cấu tạo của thành lò, noc lò và đáy lò là như
nhau. Cửa lò để dễ dàng mở ra nên cấu tạo gồm 2 lớp khác với thành lò.
Bảng 1. 12: Thống kê lò
STT
1

Tên thiết bị

Chiều dài (mm)

Chiều rộng
(mm)
1700

Chiều cao
(mm)
1700

Lò nung thép
1700
Lò nung thép co:
 Diện tích noc lò: Fđỉnh = 1,7.1,7 = 2,89 (m2)
 Diện tích đáy lò: Fđáy = 1,7.1,7 = 2,89 (m2)
 Diện tích thành lò: Fthành = 4.1,7.1,7– 0,5.0,5 = 11,31 (m2)

GVHD: TS. Nguyễn Đình Huấn

Trang 10

Số lượng
(lò)
2


Đồ án thông gió và xử lý khí thải
 Diện tích cửa lò: Fcửa = 0,5.0,5 = 0,25 (m2)
a. Tỏa nhiệt qua thành lò
QTL = K.FTL., (kcal/h)
Trong đo :
- FTL diện tích thành lò (m2), FTL = 11,31(m2)
- K: hệ số truyền nhiệt của thành lò (kcal/m2.h. oC)
Cấu tạo của lò:
Lớp 1: chịu lửa : (kcal/m.hoC)
Lớp 2: cách nhiệt: (kcal/m.hoC)
Lớp 3: thép, (kcal/m.hoC)
( Theo trang 39 sách THÔNG GIÓ - TS.NGUYỄN ĐÌNH HUẤN )

tT

t
N

Giả thiết : = tT – 5 oC = 745- 5 = 740 oC
: nhiệt độ bề mặt bên trong lò
t T: nhiệt độ bên trong lò
Giả thiết : = 54 oC, = 50.5 oC
: nhiệt độ bề mặt bên ngoài lò vào mùa hè
: nhiệt độ bề mặt bên ngoài lò vào mùa đông
H
Ta co : t N = 24,1 oC ( nhiệt độ trong nhà vào mùa hè)
tĐN = 20 oC (nhiệt độ trong nhà vào mùa đông)
K=

 Mùa hè
Chọn : = 54 oC , : tHN = 24,1 oC
- Xác định hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài
= L.( – tHN)0,25 +
GVHD: TS. Nguyễn Đình Huấn

Trang 11


Đồ án thông gió và xử lý khí thải
L: Hệ số kích thước đặc trưng phụ thuộc vào kích thước lò, L = 2,2 đối với bề mặt
đứng
Cqd: hệ số bức xạ qui diễn của vật trong phòng, Cqd =4,2 (Kcal/m2.hoK)
(theo mục 2.2.6 sách THÔNG GIÓ – TS. NGUYỄN ĐÌNH HUẤN)
= 2,2.(54-24,1)0,25+

= 10,26 (Kcal/m2.hoC)
- Tính QN : lượng nhiệt tỏa ra từ bề mặt ngoài ra bên ngoài :
QN = .(– tHN)
QN = 10,26.(54 – 24,1) = 306,77 (kcal/m2h)
- Tính Q: lượng nhiệt đi qua 1m2 bề dày thành lò
Q = K. (– ) = 0,44.(740 –54) = 301,84 (kcal/m2h)
= 1,63% < 2% (giả thiết thoả mãn)
- Vậy lượng nhiệt truyền qua thành lò là:
QHTL = F.= 11,31. =3441,69 (kcal/m2h)
 Mùa đông
Chọn = 50,5 oC, tĐN = 20 oC
Xác định hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài
= L.( –tĐN)0,25 +
L: Hệ số kích thước đặc trưng phụ thuộc vào kích thước lò, L = 2,2 đối với bề mặt
đứng
Cqd: hệ số bức xạ qui diễn của vật trong phòng, Cqd =4,2 (Kcal/m2.hoK)
(theo mục 2.2.6 sách THÔNG GIÓ – TS. NGUYỄN ĐÌNH HUẤN)
= 2,2.(50,5-20)0,25+
= 10,10 (Kcal/m2.hoC)
- Tính QN : lượng nhiệt tỏa ra từ bề mặt ngoài ra bên ngoài :
QN = .F.( – tĐN)
QN = 10,10.(50,5 – 20) = 308,05 (kcal/m2h)
- Tính Q:lượng nhiệt đi qua 1m2 bề dày thành lò
Q= K. (– ) = 0,44.(740 –50,5) = 303,38 (kcal/m2h)
= 1,52% < 2% (giả thiết thoả mãn)
- Vậy lượng nhiệt truyền qua thành lò là
QĐTL = F.= 11,31. = 3457,64 (kcal/m2h)
b. Tỏa nhiệt qua đáy lò
Qđáy lò = 0,7 .K.Fđáy lò., (kcal/h)
Trong đo:

 0,7 : hệ số hiệu chỉnh kể đến sự bốc lên của nhiệt
 Fđáy lò : diện tích đáy lò , Fđáy lò =1,7.1,7 = 2,89m2
 K: hệ số truyền nhiệt của thành lò (kcal/m2.h. oC)
Cấu tạo của đáy lò:
Lớp 1: chịu lửa : (kcal/m.hoC)
Lớp 2: cách nhiệt: (kcal/m.hoC)
Lớp 3: thép, (kcal/m.hoC)
GVHD: TS. Nguyễn Đình Huấn

Trang 12


Đồ án thông gió và xử lý khí thải
( Theo trang 39 sách THÔNG GIÓ - TS.NGUYỄN ĐÌNH HUẤN )
Giả thiết : = tT – 5 oC = 745 - 5 = 740 oC
: nhiệt độ bề mặt bên trong lò
t T: nhiệt độ bên trong lò
Giả thiết : = 57oC, = 53oC
: nhiệt độ bề mặt bên ngoài lò vào mùa
: nhiệt độ bề mặt bên ngoài lò vào mùa đông
H
Ta co: t N = 24,1oC ( nhiệt độ trong phòng vào mùa hè)
tĐN =20 oC (nhiệt độ trong nhà vào mùa đông)
K=

 Mùa hè
Chọn : = 57oC ; tHN = 24,1oC
- Xác định hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài
= L.( – tHN)0,25 +
L: Hệ số kích thước đặc trưng phụ thuộc vào kích thước lò, L == 1,7 đối với bề

mặt ngang
Cqd: hệ số bức xạ qui diễn của vật trong phòng, Cqd =4,2 (Kcal/m2.hoK)
(theo mục 2.2.6 sách THÔNG GIÓ – TS. NGUYỄN ĐÌNH HUẤN)
= 1,7.(57-24,1)0,25+
= 9,26 (Kcal/m2.hoC)
- Tính QN : lượng nhiệt tỏa ra từ bề mặt ngoài ra bên ngoài :
QN’= .(– tHN)
QN’ = 9,26.(57 – 24,1) = 304,65(kcal/m2h)
- Tính Q: lượng nhiệt đi qua 1m2 bề dày đáy lò
Q’= K . (– ) = 0,44.(740 –57) = 300,52 (kcal/m2h)
= 1,36%< 2% (giả thiết thoả mãn)
- Vậy lượng nhiệt truyền qua đáy lò là:
QHđáy lò= 0,7.F.= 0,7.2,89. = 612,13(kcal/m2h)
 Mùa đông
Chọn = 53oC, tĐN = 20oC
- Xác định hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài
= L.( –tĐN)0,25 +
L: Hệ số kích thước đặc trưng phụ thuộc vào kích thước lò, L = 1,7 đối với bề mặt
ngang
Cqd: hệ số bức xạ qui diễn của vật trong phòng, Cqd =4,2 (Kcal/m2.hoK)
(theo mục 2.2.6 sách THÔNG GIÓ – TS. NGUYỄN ĐÌNH HUẤN)
= 1,7.(53-20)0,25+
= 9,07 (Kcal/m2.hoC)
- Tính QN : lượng nhiệt tỏa ra từ bề mặt ngoài ra bên ngoài:
QN’ = .( – tĐN)
QN’ = 9,07.(53– 20) = 299,31 (kcal/m2h)
GVHD: TS. Nguyễn Đình Huấn

Trang 13

Đồ án thông gió và xử lý khí thải
- Tính Q: lượng nhiệt đi qua bề dày đáy lò
Q’= K.(– ) = 0,44.(740 –53) = 302,28(kcal/m2h)
= 0,99% < 2% (giả thiết thoả mãn)
- Vậy lượng nhiệt truyền qua đáy lò
QĐđáy lò = 0,7.F.=0,7.2,89. = 608,51 (kcal/m2h)
c. Tỏa nhiệt qua nóc lò
Cấu tạo của noc lò giống như các lớp của thành lò nên lượng nhiệt tỏa ra tính cho 1m 2 noc
lò là giống như thành lò. Tuy nhiên noc lò là bề mặt nong nằm ngang co hướng tỏa nhiệt
lên phía trên nên cường độ tỏa nhiệt mạnh hơn thành đứng và xấp xỉ 1,3 lần.
FNL=FĐL=2,89(m2)
Nên tỏa nhiệt qua noc lò được tính như sau:
QHnoc lò= 1,3.F= 1,3.2,89. = 1143,27 (kcal/m2h)
QĐnoc lò = 1,3.F=1,3.2,89. = 1148,57 (kcal/m2h)
d. Tỏa nhiệt qua cửa lò
Cấu tạo cửa lò thường co 2 lớp, lớp chịu lực bằng gang và lớp cách nhiệt bằng vật liệu
chịu lửa. Chọn cấu tạo cửa lò như sau:
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
 Trường hợp cửa đóng
Khi cửa lò đong thì lượng nhiệt truyền qua của lò tính toán tương tự như qua thành lò
Giả thiết: t2 = t1 – 5 oC = 745 - 5 = 740 oC
t = 54 oC ; t = 50 oC
t = txq = 20oC ; t = 24,1 oC
Hệ số truyền nhiệt qua cửa lò :
K=
 Mùa hè
Chọn t3 = oC, t4 = 24,1 oC
- Tính qk :lượng nhiệt đi qua 1m2 bề dày cửa lò

qk = K.(t2 –t3) = 0,44. (740 –54) = 301,84 (kcal/m2h)
- Tính q
q= .(t – t)
= 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)
= 2,2.( 54– 24,1)0,25+
= 10,26 (Kcal/m2.hoC)
q= 10,26.(54– 24,1) = 306,77 (kcal/h)
= 1,6% < 2% (giả thiết thoả mãn)
QH đong = = = 304,31 (kcal/m2h)
 Mùa đông
- Tính qk :lượng nhiệt đi qua 1m2 bề dày cửa lò
GVHD: TS. Nguyễn Đình Huấn

Trang 14


Đồ án thông gió và xử lý khí thải
qk = K . (t2 – t3) = 0,44. (740 - 50) = 303,6 (kcal/m2h)
- Tính q
q= .(t – t)
= a.( t3 – t )0,25 +
4
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)
= 2,2.(50 - 20)0,25+
= 10,07 (Kcal/m2.hoC)

q= 10,07.(50 – 20) = 302,1 (kcal/h)
= 0,5% <2% (giả thiết thoả mãn)
qĐđong = = = 302,85 (kcal/m2h)
Vì thời gian mở cửa lò trong 1 giờ là 10 phút nên thời gian đong cửa lò trong 1 giờ là
50 phút nên ta co:
Nhiệt truyền qua cửa lò khi đong:
Q
qĐ . F = 302,85. (0,25.) = 63,09 (kcal/h)
đong= đong C
Q
qH
. F = 304,31.(0,25.) = 63,40 (kcal/h)
đong= đong C
 Trường hợp cửa mở:
Khi đưa nguyên liệu vào lò ta phải mở cửa lò trong một thời gian ( thường là 10p)
nhiệt sẽ tỏa ra phòng bằng bức xạ. Ngoài lượng nhiệt này lượng nhiệt do bản thân của lò
tích lũy tiếp tục tỏa nhiệt vào phòng. Ta coi lượng nhiệt này Qm = ½ Qd
Vậy tổng nhiệt lượng nhiệt khi của lò mở là :
Qm =
 Mùa đông
Qmở= (kcal/h)
 Mùa hè
Qmở= 1154,98 (kcal/h)
Trong đo:
Q
=
C= 4,96 (kcal/m2.h.K4) hệ số bức xạ của vật đen tuyệt đối
Q
=
Cửa co kích thước: A x B = 0.5m x 0.5m

=> Diện tích cửa lò Fc=0,5x0,5=0.25 m2
Dựa vào các tỷ số: ,
Dùng biểu đồ hình 2.11 ( Sách Thông gio – Nguyễn Đình Huấn ) ta tìm được:
K1 = 0,52 ; K2 = 0.52
=> K =

GVHD: TS. Nguyễn Đình Huấn

Trang 15


Đồ án thông gió và xử lý khí thải

Hình 1.6: Hệ số hiệu chỉnh K do nhiễu xạ
Nhiệt truyền qua cửa lò
Q= Qđong+ Qmở = 63,09+1155,27=1218,36 (kcal/h)
Q=Qđong + Qmở = 63,40+1154,98=1218,38 (kcal/h)
Mùa
Đông

Bảng 1. 13: Tổng nhiệt tỏa của lò nấu thép
QTL
Qnóc
Qđáy
QC
3457,64

1143,27

608,51

Hè

3441,69
1148,57
612,13
Vậy tổng nhiệt tỏa của lò nung thép (2 lò):
Q Đ = 2.6418,78= 12837,56 (kcal/h)
Q H = 2.6420,77 = 12841,54 (kcal/h)
3.6. Tính toán tổng nhiệt tỏa
Bảng 1. 14: Tính tổng nhiệt tỏa
Q thắp sáng Q động cơ 20%Q nguội sp
Q người
Mùa
(kcal/h) (kcal/h)
(kcal/h)
(kcal/h)
10914,4 23327,
Hè
10005
3960
3
5
10914,4 23327,
Đông
9948,42
3074,4
3
5
4. Tính toán thu nhiệt do bức xạ mặt trời

GVHD: TS. Nguyễn Đình Huấn

Trang 16

1218,36
1218,38

Qtổng (kcal/h)
6418,78
6420,77

30%Q lò
(kcal/h)

∑QTN
(kcal/h)

3851,27

52058,2

3852,46

51117,21


Đồ án thông gió và xử lý khí thải
Bức xạ mặt trời bao gồm trực xạ và tán xạ. Các tia bức xạ mặt trời chiếu trực tiếp
vào bề mặt chịu bức xạ thì gọi là trực xạ. Còn tán xạ là sự phản xạ ánh sáng từ mặt đất,

công trình, nhà cửa,...
Vào mùa hè, khi nắng chiếu trên bề mặt một kết cấu bao che với cường độ xác định
thì lượng cường độ bức xạ ấy truyền vào nhà nhiều hay ít là phụ thuộc vào kết cấu bao
che. Cửa kính trong suốt nên hầu hết năng lượng của nắng xuyên qua được và đi vào
phòng, bị hấp thụ kết quả là nhiệt độ trong phòng tăng cao.
Kết cấu bao che là mái thì tia nắng phản chiếu một phần và bị hấp thụ một phần. Do
mái co thời gian tiếp xúc với mặt trời với thời gian lớn nên ta phải tính thu nhiệt qua mái.
Tính toán thu nhiệt chỉ tính cho mùa hè và tính cho các kết cấu bao che là mái và
cửa kính.
4.1. Bức xạ mặt trời qua cửa kính

Qbx(K)   1 � 2 � 3 � 4 �qbx �F (Kcal/h)

Trong đo:
- : là hệ số kể đến độ trong suốt
- : là hệ số kể đến độ bẩn của mặt kính
- : là hệ số kể đến độ che khuất của cửa kính
- : là hệ số kể đến độ che khuất của hệ thống che nắng
- qbx: cường độ bức xạ mặt trời cho 1m2 mặt phẳng bị bức xạ tại thời điểm tính toán.
Tra bảng 2.20 QCVN 02-2009/BXD vào tháng 8 thời điểm 13h tại trạm Hà Nội
Bảng 1. 15: Tính nhiệt thu do bức xạ mặt trời qua cửa kính
ΣFkính (m2)
Mùa hè
=Fcs+Fcm
Hướng τ1 τ2
τ3
τ4
Qbxkính
(kcal/h)
qbxmax

Fcs
Fcm
=
(kcal/m2.h)
τ1.τ2.τ3.τ4.qbx.Fkính
Tây
12
0
213,37
1313,51
Đông
12
0
0
0
0,9 0,8 0,75 0,95
Bắc
20
42,9 0
0
Nam
20
42,9 117,73
3798,88
Tổng
5112,39
2
1W/m =0.85984523 kcal
Qbxmái (kcal/h) = [Km.(ttgTB - tTTB) + αT.AτT].Fmái

GVHD: TS. Nguyễn Đình Huấn

Trang 17


Đồ án thông gió và xử lý khí thải

Hình 1.7: Bức xạ mặt trời qua mái
Trong đo:
- Km: hệ số truyền nhiệt của mái, Km = 0,785 kcal/m2h
- Fmái: diện tích mái, Fmái = 360.2 = 720 m2
-

tTTB : nhiệt độ trong nhà, tTTB = 23,10C
ttgTB

: nhiệt độ trung bình tổng của tháng nong nhất
TB
 �qbx
ttgTB t NTB
=
+ N

t NTB : Nhiệt độ trung bình của không khí ngoài nhà, t NTB = 19,6 0C (Tra bảng 2.2 - Nhiệt
độ trung bình của không khí TCVN 02:2009 của Sa Pa)
  0, 65 : hệ số hấp thụ nhiệt bức xạ của bề mặt kết cấu bao che, phụ thộc vào tính chất,
màu sắc của lớp vật liệu ngoài cùng => chọn mái tôn tráng kẽm (Tra bảng 2.6 giáo trình
Thông Gio - Nguyễn Đình Huấn)
TB
qbx

: cường độ bức xạ mặt trời trung bình trong ngày đêm.

TB
qbx
= 146,04 (kcal/m2.h)

qnăm= 3505 W/m2.ngày. (Tra bảng 2.18 - Tổng xạ trên mặt bằng W/m 2.ngày TCVN
02:2009 của Sa Pa)
= 20: hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài của kết cấu (kcal/m2.h.0C)
ttgTB
= 19,6 + = 24,35 0C

Bảng 1. 16: Tính nhiệt độ trung bình tổng
qbx (kcal/m2.h)
αN
ttgTB (0C)
tNTB (0C)
Ρ
= qnăm/24
(kcal/m2.h.0C)
= tNTB + (ρ.qbxTB/αN)
19,6
146,04
0,65
20
24,35
tg
- At : Biên độ dao động của nhiệt độ tổng hợp ngoài nhà
TB

GVHD: TS. Nguyễn Đình Huấn

Trang 18