Đồ án môn học : Xử lý khí thải GVHD: Th.S Hồ Thị Hồng Quyên
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 khíkhông đảm bảo thì hiệu quả cũng như chất lượng công việc của người
công nhân không đạt yêu cầu. 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 sót. 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 Hồ Thị Hồng Quyên đã nhiệt tình giúp đỡ em hoàn thành xong đồ án này.
Sinh viên thực hiện
Nguy ễn Th ị Thu
Hương
SVTH: Nguyễn Thu Hương 09MT1
1
Đồ án môn học : Xử lý khí thải GVHD: Th.S Hồ Thị Hồng Quyên
PHẦN I: THIẾT KẾ HỆ THỐNG THÔNG GIÓ CHO PHÂN
XƯỞNG CƠ KHÍ
CHƯƠNG 1: CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN TRONG NHÀ
1.Thông số tính toán ngoài công trình của tỉnh Lạng Sơn:
Lấy theo quy chuẩn Việt Nam 02:2009/Bộ xây dựng.( QCVN02:2009/BXD)
1.1 Mùa hè (lấy vào tháng 7)
+ Nhiệt độ tính toán bên ngoài công trình:
= 27,2°C ( Tra bảng 2.3 QCVN
02:2009/BXD)
+ Vận tốc gió: V = 1,3 m/s (Tra bảng 2.15 QCVN 02:2009/BXD).
+Độ ẩm: = 85,4 (Tra bảng 2.10QCVN 02:2009/BXD).
+Bức xạ mặt trời:BXMT=6134W/m³/ngày (Tra bảng 2.18QCVN 02:2009/BXD).
1.2 Mùa đông (lấy vào tháng 1)
+ Nhiệt độ tính toán bên ngoài công trình:
= 10,1°C ( Tra bảng 2.4 QCVN
02:2009/BXD)
+ Vận tốc gió : V = 2,6 m/s (Tra bảng 2.15 QCVN 02:2009/BXD).
+Độ ẩm: Đ =79,6(Tra bảng 2.10 QCVN 02:2009/BXD).
2.Chọn thông số trong nhà
Nhiệt độ không khí bên trong công trình mùa hè: ttt(H) =27,2 +(2 3) = 29,2°C
Nhiệt độ không khí bên trong công trình mùa đông lấy từ ttt(H) = 2024°C
chọn ttt(Đ) =20 °C
Bảng 1: Các thông số nhiệt độ, vận tốc gió và độ ẩm.
Mùa đông
Mùa hè
t tt(D)
(oC)
N
t Ttt(D) (oC)
vD(m/s)
φD (%)
t tt(H)
(oC)
N
t Ttt(H) (oC)
vH (m/s)
φH (%)
10,1
20
2,6
79,6
27,2
29,2
1,3
85,4
SVTH: Nguyễn Thu Hương 09MT1
2
Đồ án môn học : Xử lý khí thải GVHD: Th.S Hồ Thị Hồng Quyên
Chương II:
TÍNH TỔN THẤT NHIỆT, TỎA NHIỆT VÀ THU NHIỆT
2.1. Tính toán tổn thất nhiệt
2.1.1. Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che
a. Chọn kết cấu bao che
Tường ngoài: tường chịu lực, gồm có ba lớp:
Lớp vữa.
Lớp gạch chịu lực.
Lớp vữa.
+ Lớp 1: Dày:
15 mm
1
Hệ số trao đổi nhiệt:
Hệ số dẩn nhiệt:
+ Lớp 2: Dày:
2
3
7,5
1
= 0,7 Kcal/mh0C
2
= 0,65 Kcal/mh0C
220 mm
Hệ số dẩn nhiệt:
+ Lớp 3: dày:
1
15 mm
Hệ số trao đổi nhiệt:
Hệ số dẩn nhiệt:
3
3
20
= 0,7 Kcal/mh0C
(Phụ lục 2 – Kĩ thuật thông gió – GS Trần Ngọc Chấn)
Cửa sổ và cửa mái : làm bằng kính khung thép
Dày:
3
=5 mm
Hệ số dẩn nhiệt:
= 0,65 Kcal/mh0C
Cửa chính: làm bằng tôn
Dày:
2 mm
Hệ số dẩn nhiệt:
= 50 Kcal/mh0C
SVTH: Nguyễn Thu Hương 09MT1
3
Đồ án môn học : Xử lý khí thải GVHD: Th.S Hồ Thị Hồng Quyên
Mái che: mái 1 lớp làm bằng tôn
0,8 mm
Dày:
Hệ số dẩn nhiệt:
= 50 Kcal/mh0C
(Phụ lục 2 – Kĩ thuật thông gió – GS Trần Ngọc Chấn)
Nền: nền không cách nhiệt.
Chia làm 4 dải tính toán:
Dải1:KN1=0,4
Dải 2: KN2 = 0,2
Dải 3: KN3 = 0,1
Dải 4: KN4 = 0,06
b.. Hệ số truyền nhiệt K
Hệ số truyền nhiệt qua kết cấu được tính theo công thức
1
K
1
i
T
i
1
N
Trong đó:
K: Hệ số truyền nhiệt (Kcal/m2h0C)
T
N
: Hệ số trao đổi nhiệt mặt bên trong công trình của tường (Kcal/m2h0C)
: Hệ số trao đổi nhiệt mặt bên ngoài của tường (Kcal/m2h0C)
i
: Độ dày lớp kết cấu thứ I (mm)
i
: Hệ số dẫn nhiệt của kết cấu thứ I (Kcal/mh0C)
(Mục 3.2.2 – Kĩ thuật thông gió – GS Trần Ngọc Chấn).
SVTH: Nguyễn Thu Hương 09MT1
4
Đồ án môn học : Xử lý khí thải GVHD: Th.S Hồ Thị Hồng Quyên
Bảng 2: Tính toán hệ số truyền nhiệt
TT
Tên kết cấu
01
Tường
02
Cửa sổ
03
Cửa chính
04
Mái che
05
Hệ số truyền nhiệt
KT =
KK
K CC
KM
Nền
Dải 1
Dải 2
Dải 3
Dải 4
1
1 0.015 0.22 0.015 1
+
+
+
+
7.5 0.7
0.7
0.7
20
1
1 0,005 1
7,5 0,65 20
1
1 0.002 1
7.5
50
20
1
1 0.008 1
7 .5
50
20
Tra bảng
Tra bảng
Tra bảng
Tra bảng
Kết quả
(Kcal/m2h0C)
1.85
5.23
5.45
5.45
0.4
0.2
0.1
0.06
2.1.2. Tính diện tích kết cấu bao che
Bảng 3: Tính toán diện tích kết cấu của phân xưởng
TT
1
2
3
4
Tên kết cấu Hướng
N
Cửa mái
B
Đ
T
Của sổ
N
B
Cửa chính
Tường
Công thức tính
F= 0.9 x 28.5
F = 0.9 x 28.5
F= (1.2×3.6).6
F= (1.2×3.6).8
F= (1.2×3.6).9
F= (1.2×3.6).9
Kết quả (m2)
25.7
25.7
26
34.6
38.9
38.9
N
F= 3.5× 3.5
12.3
B
F= 3.5× 3.5
12.3
Đ
Đ
T
N
B
F= 3.5× 3.5
F= 24× 7.5 – (26+12.3)
F= 24× 7.5 26
F= 30×7.5 – (34.6+12.3)
F= 30× 7.5 – (34.6+12.3)
12.3
141.7
154
178.1
178.1
SVTH: Nguyễn Thu Hương 09MT1
5
Đồ án môn học : Xử lý khí thải GVHD: Th.S Hồ Thị Hồng Quyên
Nền
5
6
Dải 1
Dải 2
Dải 3
Dải 4
F=2x(2x30+2x24)
F=2x(2x26+2x20)
F=2x(2x22+2x16)
F= 18×12
N
F=
216
168
136
216
12
30
cos15
12
30
F=
cos15
Mái
B
372,7
372,7
2.1.3.Tính tổn thất nhiệt qua kết cấu
a.Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che về mùa hè.
Q KC
t/th
K F
t tt (Kcal/h)
Trong đó:
F: Diện tích kết cấu (m2)
K: Hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che (Kcal/m2hoC)
o
t tt : Hiệu số nhiệt độ tính toán ( C)
t tt
( t Ttt
t ttN )
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)
: Hệ số kể đến vị trí của kết cấu bao che đối với không khí ngoài trời,
1
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 vẽ mô tả nhiệt tổn thất bổ sung:
Bảng 4: Tính toán tổn thất nhiệt qua kết cấu về mùa hè.
1
2
Tên kết Hướn
cấ u
g
N
Cửa
mái
B
Cửa sổ
Đ
Q(bs)
Q(t/th)
(kcal/h) (kcal/h) (kcal/h)
268,8
0
268,82
268,8 26,8822 295,7
272
13,598 285,56
Q(tt)
K
5,23
5,23
5,23
2
F(m )
25,7
25,7
26
SVTH: Nguyễn Thu Hương 09MT1
o
t( C)
2
2
2
Ψ
1
1
1
6
Đồ án môn học : Xử lý khí thải GVHD: Th.S Hồ Thị Hồng Quyên
3
Cửa
chính
4
Tường
5
Nền
6
Mái
Tổng
T
N
B
T
Đ
B
Đ
T
N
B
Dải 1
Dải 2
Dải 3
Dải 4
N
B
5,23
5,23
5,23
5,45
5,45
5,45
1,87
1,87
1,87
1,87
0,4
0,2
0,1
0,06
5,45
5,45
34,6
38,9
38,9
12,3
12,3
12,3
141,7
154
178,1
178,1
216
168
136
216
372,7
372,7
2360
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
361,9
406,9
406,9
134,1
134,1
134,1
530
576
666,1
666,1
172,8
67,2
27,2
25,92
4062
4062
13244
36,1916
0
40,6894
0
13,407
13,407
52,9958
115,192
0
66,6094
0
0
0
0
0
0
378,972
398,11
406,89
447,58
134,07
147,48
147,48
582,95
691,15
666,09
732,7
172,8
67,2
27,2
25,92
4062,4
4062,4
13623
Q(tt)
Q(bs)
Q(t/th)
b. Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che về mùa đông.
Bảng 5: Tính toán tổn thất nhiệt qua kết cấu về mùa đông.
Thứ
tự
1
2
3
4
5
Tên kết Hướn
cấu
g
N
Cửa
mái
B
Đ
T
N
Cửa sổ
B
T
Cửa
Đ
chính
B
Đ
T
N
Tường
B
Nền
Dải 1
Dải 2
Dải 3
∆t(tt)
K
5,23
5,23
5,23
5,23
5,23
5,23
5,45
5,45
5,45
1,87
1,87
1,87
1,87
0,4
0,2
0,1
F(m2)
25,7
25,7
26
34,6
38,9
38,9
12,3
12,3
12,3
141,7
154
178,1
178,1
216
168
136
SVTH: Nguyễn Thu Hương 09MT1
(0C)
9,9
9,9
9,9
9,9
9,9
9,9
9,9
9,9
9,9
9,9
9,9
9,9
9,9
9,9
9,9
9,9
Ψ
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
(kcal/h)
1331
1331
1346
1791
2014
2014
663,6
663,6
663,6
2623
2851
3297
3297
855,4
332,6
134,6
(kcal/h) (kcal/h)
0
1330,7
133,067 1463,7
134,62 1480,8
89,5742 1881,1
0
2014,1
201,413 2215,5
33,1823 696,83
66,3647 730,01
66,3647 730,01
262,329 2885,6
142,55 2993,6
0
3297,2
329,717 3626,9
0
855,36
0
332,64
0
134,64
7
Đồ án môn học : Xử lý khí thải GVHD: Th.S Hồ Thị Hồng Quyên
6
Mái
Tổng
Dải 4
N
B
0,06
5,45
5,45
216
372,7
372,7
9,9
9,9
9,9
1
1
1
128,3
20109
20109
65556
0
0
0
1459,18
128,3
20109
20109
67015
2.1.4. Tính tổn thất nhiệt do gió rò vào
Hướng gió chính mùa Đông của phân xưởng là hướng Bắc, tính tổn thất nhiệt do rò
gió cho mùa Đông, cửa chịu tác động của gió là hướng Đông. Với vị trí này thì các
cửa trên tường Đông đón gió 100% diện tích thực.
Hướng Bắc
Hướng gió chính mùa hè của phân xưởng là hướng Đông Nam, tính tổn thất nhiệt
do rò gió cho mùa hè, cửa chịu tác động của gió là cửa tường Nam và Đông. Với vị
trí này thì các cửa trên tường Nam và tường Đông là 65% diện tích thực.
Hình vẽ thể hiện hướng tác dụng của gió vào mùa Hè :
Hướng Đông Nam
Lượng nhiệt tiêu hao cho việc làm nóng không khí lạnh rò vào nhà được tính theo
công thức:
Qgió = Ggió.0.24 .( t Ttt t ttN ) (kcal/h)
Trong đó:
Ggio: Lượng gió rò vào nhà qua các khe cửa (kg/h)
SVTH: Nguyễn Thu Hương 09MT1
8
Đồ án môn học : Xử lý khí thải GVHD: Th.S Hồ Thị Hồng Quyên
Ggio=∑(g×l×a)
g: lượng không khí lọt vào nhà qua 1m chiều dài khe hở cùng loại (kg/h)
Mùa đông:
Tra bảng với vgió(D) = 5.1 m/s => g= 8.13 kg/hm (cửa sổ)
g= 25 kg/h.m (cửa chính)
Mùa hè:
Tra bảng với vgió(H) = 2.6 m/s => g = 4.81 kg/h.m (cửa sổ)
g= 14.8 kg/h.m (cửa chính)
(3.2.5.2 Nhiệt tổn thất do hiện tượng gió rò Trang 91 kỹ thuật thông gió
G.s Trần Ngọc Chấn)
a: Hệ số phụ thuộc vào loại cửa. Đối với cửa một lớp khung kim loại thì
cửa sổ và cửa mái a=0,65; cửa ra vào a= 2
l: Tổng chiều dài của khe cửa mà không khí lọt vào
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)
Bảng 6: Tính toán tổn thất nhiệt qua kết cấu do rò gió
Hướn
Mùa
Cửa
k
C
∆t
g(kg/h)
g
Cửa sổ
1
0,24
2
4,75
Mùa
Bắc
hè
Cửa chính
1
0,24
2
4,75
Cửa sổ
0,65
0,24
9,9
7,4
Đông
Cửa chính
0,65
0,24
9,9
7,4
Mùa
Cửa sổ
0,65
0,24
9,9
7,4
đông
Nam Cửa chính
0,65
0,24
9,9
7,4
Cửa mái
0,65
0,24
9,9
7,4
Tổng tổn thất nhiệt do gió rò vào mùa Đông : 3165,57(kcal/h)
a
l(m)
0,5
2
0,5
2
0,5
2
0,65
190,8
15
127,2
15
190,8
15
88
Kết quả
(kcal/h)
217,512
68,4
726,856
342,857
1090,28
342,857
653,714
Tổng tổn thất nhiệt do gió rò vào mùa Hè: 285,91 kcal/h)
2.1.5. Tính tổn thất nhiệt do vật liệu nung nóng mang vào nhà
Tốn thất nhiệt được tính theo công thức sau:
Qvl = 0,278G. Cvl.(tc – td). (kcal/h)
Trong đó:
SVTH: Nguyễn Thu Hương 09MT1
9
Đồ án môn học : Xử lý khí thải GVHD: Th.S Hồ Thị Hồng Quyên
G (kg/h) : Lượng vật liệu từ ngoài đưa vào trong phân xưởng. G = 620 (kg/h)
Cvl : Tỷ nhiệt của vật liệu cần nung nóng. (Thông gió và kỹ thuật xử lý khí
thải Nguyễn Duy Động) (kcal/kg0C)
tc: Nhiệt độ cuối cùng của vật liệu đưa vào phân xưởng chính là t Ttt (0C)
tđ: Nhiệt độ ban đầu của vật liệu đưa vào phân xưởng chính là t ttN (0C)
Ta có : (tc – td) = ( t Ttt t ttN )
: Hệ số kể đến cường độ nhận nhiệt không đều của nhiệt độ theo thời
gian, đối với vật thể rời dạng khối đều = 0.6÷0.8 lấy = 0.6 (Mục 3.1.2.1.
Sách TG – Hoàng Thị Hiền&Bùi Duy Động)
Bảng 7: Tổn thất nhiệt do nung nóng vật liệu mang vào nhà
Loại lò
Lò nấu
đồng
Mùa
Cvl
Gvl
tctđ
Q(kcal/h)
Đông
0,28
620
9,9
286,67
Hè
0,28
620
2
57,91
Bảng 8: Tổng tổn thất nhiệt
Qttketcau (kcal/h)
Mùa
Đông
67015
Hè
13623
2.2. Tính tỏa nhiệt
Qttgio (kcal/h)
Qttvatlieu (kcal/h)
3165,57
285,91
286,67
88,73
Qtt (kcal/h)
70539,24
13966,82
2.2.1. Toả nhiệt do người
Nhiệt tỏa ra do người được tính theo công thức:
Qng = 1 . 2 .( 2,5 0,3 v xq (35 t xq ) N.qh (kcal/h)
Trong đó:
N: Số người làm việc trong phân xưởng, người, N = 50 (người)
1
2
1,15 : Hệ số kể đến cường độ lao động nặng.
0,65 : Hệ số kể đến mức độ giữ nhiệt của quần áo,
Mùa hè :
2
1 , mùa đông
2
0,4
SVTH: Nguyễn Thu Hương 09MT1
10
Đồ án môn học : Xử lý khí thải GVHD: Th.S Hồ Thị Hồng Quyên
qh: Lượng nhiệt hiện do một người tỏa ra trong một giờ, kcal/h.người. Với
trạng thái lao động nặng vừa và nhiệt độ trong phòng là:
Mùa đông (20oC) thì q= 77,4(kcal/h.người).
Mùa hè (29,2oC) thì q= 36,12 (kcal/h.người).
(Bảng 2.9 – Thiết kế thông gió công nghiệp Hoàng Thị Hiền).
Tính toán toả nhiệt do người:
Mùa hè: Qng =1,15x0,4(2,5+0,3 0,5 (3529,2))x50x36,12=112,650 kcal/h
Mùa đông: Qng =1,15x1(2,5+0,3 0,5 (3520))x50x42=280,689 kcal/h
2.2.2. Tỏa nhiệt do thắp sáng (tính chung cho cả mùa đông và mùa hè)
Công thức tính:
Qts= 0.86µ1.a. F(kcal/h)
Trong đó:
a: Tiêu chuẩn thắp sang tính theo m2 của sàn. Đối với nhà công nghiệp a = 18
24 w/m2 sàn,( chọn a = 20 w/m2 sàn), xưởng có diện tích
F: Diện tích của xưởng F = 30x24 = 720 (m2).
µ1=0,7: hệ số kể đến phần tỏa nhiệt vào phòng.
Qts =0.86. 0,7.24.720=10402,56 (kcal / h)
2.2.3. Tỏa nhiệt từ động cơ (tính chung cho cả mùa đông và mùa hè)
Nhiệt tỏa ra do động cơ được tính theo công thức:
Qđc = 860.
. 2 . 3 . 4. N (kcal/h)
1
Trong đó:
860: Hệ số hoán đổi đơn vị, 1Kw = 860 Kcal/h
Hệ số sử dụng công suất lắp đặt máy,
= (0.75 ÷ 0.9). Chọn
1:
2
: Hệ số tải trọng,
3
: Hệ số làm việc không đồng thời của các động cơ điện,
Chọn
3
2
=(0.5 ÷ 0.8). Chọn
1
2
1
= 0.75.
= 0.6.
3
= (0.5 – 1.0),
= 0.75
SVTH: Nguyễn Thu Hương 09MT1
11
Đồ án môn học : Xử lý khí thải GVHD: Th.S Hồ Thị Hồng Quyên
4
: Hệ số kể đến cường độ nhận nhiệt của môi trường kk,
Chọn
4
4
= (0.65 – 1).
= 0.8.
N: tổng công suất của các động cơ (kw).
Trong phân xưởng gồm có các động cơ với công suất như sau:
Bảng 10 : Công suất động cơ điện
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Tên thiết bị
Máy mài tròn
Máy mài phẳng
Máy phay dứng
BH11
Máy tiện rèn 1615M
Lò nấu đồng
Máy mài sắc
Máy xọc 7412
Máy hàn điện
Máy bào ngang M30
Cưa máy 872 A
Tang đánh bóng
Bể mạ
Lò đúc đồng
Máy cắt tấm N475
Máy khoan để bàn
Tổng cộng
Số
lượng
4
4
Tổng công
Công suất suất
3,5
14
2,5
10
2
1
1
4
6
2
1
3
2
8
1
4
2
6,5
3
30
2,5
1,7
12
2,8
2
2
13
3
12
0,5
48
1
148
50
10
10,2
24
2,8
6
4
Vậy: Qđc = 860 x 0.75 x 0.6 x 0.75×0.8×148= 34365,6(kcal/h)
2.2.4. Tính toả nhiệt từ các lò.
2.2.4.1 Tỏa nhiệt từ lò nấu đồng.
2.2.3.1.1. Toả nhiệt từ các bề mặt xung quanh của lò nấu đồng.
Giả thiết kết cấu của lò nấu đồng :
Lớp I: gạch samot;
220 mm,
1
Lớp II: gạch diatomic;
Lớp III: thép mỏng;
3
2
0,65 0,55.10 3 t tb (Kcal/m.h.0C)
1
250 mm,
5 mm,
3
2
0,1 0,1.10 3 t tb (Kcal/m.h.0C)
= 50 (Kcal/m.h.0C)
Bảng 11 Nhiệt độ lò được giả thiết
SVTH: Nguyễn Thu Hương 09MT1
12
Đồ án môn học : Xử lý khí thải GVHD: Th.S Hồ Thị Hồng Quyên
Loại lò
tL (oC)
1250
1250
Mùa
Đông
Hè
Lò nấu đồng
t1 (oC)
1245
1245
t2 (oC)
800
800
t3 (oC)
100
100
t4 (oC)
77
80
tT (oC)
20
29,2
Tính toán nhiệt truyền qua kết cấu lò nấu đồng:
Tính toán hệ số truyền nhiệt:
1
0.65 0.55 10
2
0.1 0.1 10
(t 1
3
t2 )
2
= 0.65 0.55 10
3
1245 800
2
1,121
1,157
1
k
i
= 0,22
i
1,21
1
0,25
0,145
3
t 2 t3
= 0.1 0.1 10
2
1,145
0,525
0,005
50
q kĐ
k (t1
t4)
0.525 (1245 73)
614,71 (Kcal/h)
H
k (t 1
t4)
0.525 (1245 80)
611,03 (Kcal/h)
q k
Tính toán nhiệt truyền qua 1 m2 thành lò: q
bx
800 100
2
3
(t 4
tT )
dl
l.(t 4
tT )
C
0 , 25
t4
T4
.
tT 100
4
TT
100
4
l =2,2 (m): chiều dài thành lò.
C=4,2: hệ số bức xạ nhiệt.
Đ
H
2.2(73 20)
0 , 25
2.2(80 29,2) 0, 25
qĐ
11,45 (73 20)
qH
11,81 (82 29,2)
4 .2
73 20
4 .2
80 29,2
273 73
100
4
273 80
100
273 20
100
4
4
273 29,2
100
11,45
4
11,81
607 (Kcal/h)
600,23 (Kcal/h)
SVTH: Nguyễn Thu Hương 09MT1
13
Đồ án môn học : Xử lý khí thải GVHD: Th.S Hồ Thị Hồng Quyên
Kiểm tra:
qH
q kH
q
đ
qĐ
q kĐ
q
614,71 607
100%
614,71
d
2,3% 5%
611,03 600,23
100% 1,8% 5%
611,03
Bảng 12: Kích thước lò.
Kiểu lò
Lò nấu đồng
Dài
Rộng
Cao
Fđáy
Fnóc
Fth
Fcửa
(m)
1.5
(m)
1.5
(m)
2
(m2)
2.25
(m2)
2.25
(m2)
16
(m2)
0.2
● Nhiệt truyền qua thành lò:
Qth =qα × Fth (kcal/h).
● Nhiệt truyền qua đáy lò:
Qđáy =0.7×qα × Fđáy (kcal/h)
● Nhiệt truyền qua nóc lò:
Qnóc =1.3×qα × Fnóc (kcal/h).
Bảng 13: Nhiệt truyền qua thành lò, đáy lò, nóc lò.
Loại lò
Mùa
Lò nấu Đ
đồng
H
qα
kcal/h
Fth
kcal/h
614,71
16
611.03
16
Qth
kcal/h
9835,3
6
9776,4
8
Fđáy
kcal/h
Qđáy
kcal/h
Fnóc
kcal/h
Qnóc
kcal/h
2,25
968,17
2,25
1798,03
2,25
962,37
2,25
1787,26
Tính toả nhiệt khi mở cửa lò:
Qc,mở = η×qbx×Fc×z ( kcal/h).
Trong đó:
q c ,bx
qbx : Nhiệt bức xạ
C td
273 t l
100
4
273 t N
100
4
(kcal/h.m2)
Đối với lò nấu đồng:
(kcal/h.m2)
SVTH: Nguyễn Thu Hương 09MT1
14
Đồ án môn học : Xử lý khí thải GVHD: Th.S Hồ Thị Hồng Quyên
q
Đ
c ,bx
q H c ,bx
273 1245
4,96
100
4
273 1245
100
4
4,96
273 20
100
4
273 29,2
100
= 53464,65 (kcal/h.m2)
4
=53512,77 (kcal/h.m2)
η : 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 = 475 mm và
kiểu lò hình chữ nhật, tra biểu đồ hệ số nhiễu xạ K hình 2.3– tr49 Thiết
kế thông gió – Hoàng Thị Hiền η= 0.56
Fcua : Diện tích cửa (m2), F=0.2 m2
Z : Thời gian mở cửa, chọn 10 phút
Đối với lò nấu đồng
10
= 4990,1 (kcal/h)
60
10
Qc,mở = 0.56× 53512,77 ×0.2× =4994,53(kcal/h)
60
Mùa đông : Qc,mở = 0.56× 53464,65 ×0.2×
Mùa hè:
Tỏa Nhiệt khi đóng cửa lò:
Cấu tạo của cửa lò giống với thành lò cho nên ta xem như nhiệt truyền qua cửa lò
giống như thành lò:
Mùa đông: Qc,đóng =qαH.Fcửa=614,71 × 0,2 × (50:60) =106,98 (kcal/h)
Mùa hè: Qc,đóng = qαH.Fcửa=611, 03 × 0,2 ×(50:60) =101,84(kcal/h)
Bảng 14: Lượng nhiệt toả ra từ lò nấu đồng:
Loại
lò
Lò
nấu
đồng
Mùa
Qth
Qđáy(kcal/h) Qnóc(kcal/h) Qmcửa(kcal/h) Qlo(kcal/h)
(kcal/h)
Đông
9835,3
6
968,17
1798,03
5097,08
17698,64
Hè
9776,4
8
962,37
1787,26
5096,37
17622,48
2.2.4.2.Tỏa nhiệt từ lò đúc đồng.
2.2.3.1.2. Toả nhiệt từ các bề mặt xung quanh của lò đúc đồng.
Giả thiết kết cấu của lò đúc đồng :
SVTH: Nguyễn Thu Hương 09MT1
15
Đồ án môn học : Xử lý khí thải GVHD: Th.S Hồ Thị Hồng Quyên
Lớp I: gạch samot;
220 mm,
1
Lớp II: gạch diatomic;
Lớp III: thép mỏng;
250 mm,
2
5 mm,
3
0,65 0,55.10 3 t tb (Kcal/m.h.0C)
1
3
0,1 0,1.10 3 t tb (Kcal/m.h.0C)
2
= 50 (Kcal/m.h.0C)
Bảng 11 Nhiệt độ lò được giả thiết
Loại lò
Lò đúc
đồng
tL (oC)
t1 (oC)
t2 (oC)
t3 (oC)
t4 (oC)
tT (oC)
1200
1195
800
100
71
20
1200
1195
800
100
78
29.2
Mùa
Đông
Hè
Tính toán nhiệt truyền qua kết cấu lò đúc đồng:
Tính toán hệ số truyền nhiệt:
1
0.65 0.55 10
2
0.1 0.1 10
1
k
i
= 0,22
i
1,198
1
0,25
0,145
3
(t 1
3
t2 )
2
= 0.65 0.55 10
t 2 t3
= 0.1 0.1 10
2
1195 800
2
800 100
2
3
1,198
1,145
0,523
0,005
50
q kĐ
k (t1
t4)
0.523 (1245 71)
588,89 (Kcal/h)
H
k (t1
t2)
0.523 (1245 78)
585,22 (Kcal/h)
q k
Tính toán nhiệt truyền qua 1 m2 thành lò: q
bx
3
(t 4
tT )
dl
l.(t 4
tT )
C
0 , 25
t4
T4
.
tT 100
4
TT
100
4
l =2,2 (m): chiều dài thành lò.
C=4,2: hệ số bức xạ nhiệt.
Đ
H
2.2(71 20)
0 , 25
2.2(78 29,2)
0 , 25
4 .2
71 20
4 .2
78 29,2
SVTH: Nguyễn Thu Hương 09MT1
273 71
100
4
273 78
100
273 20
100
4
4
273 29,2
100
11,34
4
11,7
16
Đồ án môn học : Xử lý khí thải GVHD: Th.S Hồ Thị Hồng Quyên
qĐ
11,34 (71 20)
578,43 (Kcal/h)
qH
11,7 (82 29,2)
570 (Kcal/h)
Kiểm tra:
qH
q kH
q
đ
qĐ
q kĐ
q
588,89 578,43
100% 1,78% 5%
588,89
d
585,22 570
100%
585,22
2,6% 5%
Bảng 12: Kích thước lò.
Kiểu lò
Lò đúc đồng
Dài
Rộng
Cao
Fđáy
Fnóc
Fth
Fcửa
(m)
1.5
(m)
1.5
(m)
2
(m2)
2.25
(m2)
2.25
(m2)
16
(m2)
0.2
● Nhiệt truyền qua thành lò:
Qth =qα × Fth (kcal/h).
● Nhiệt truyền qua đáy lò:
Qđáy =0.7×qα × Fđáy (kcal/h)
● Nhiệt truyền qua nóc lò:
Qnóc =1.3×qα × Fnóc (kcal/h).
Bảng 13: Nhiệt truyền qua thành lò, đáy lò, nóc lò.
Loại lò
Mùa
qα
kcal/h
Fth
kcal/h
Lò đúc
đồng
Đ
588.89
16
H
585,22
16
Qth
kcal/h
9422,2
4
9363,5
2
Fđáy
kcal/h
Qđáy
kcal/h
Fnóc
kcal/h
Qnóc
kcal/h
2,25
927,55
2,25
1722,5
2,25
921,73
2,25
1711,76
Tính toả nhiệt khi mở cửa lò:
Qc,mở = η×qbx×Fc×z ( kcal/h).
Trong đó:
q c ,bx
qbx : Nhiệt bức xạ
C td
273 t l
100
4
273 t N
100
4
SVTH: Nguyễn Thu Hương 09MT1
(kcal/h.m2)
17
Đồ án môn học : Xử lý khí thải GVHD: Th.S Hồ Thị Hồng Quyên
Đối với lò đúc đồng:
(kcal/h.m2)
q
Đ
q
H
4
c ,bx
273 1195
4,96
100
4
c ,bx
273 1195
4,96
100
273 20
100
4
273 29,2
100
= 230714,33 (kcal/h.m2)
4
=230751,5 (kcal/h.m2)
η : 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 = 475 mm và
kiểu lò hình chữ nhật, tra biểu đồ hệ số nhiễu xạ K hình 2.3– tr49 Thiết
kế thông gió – Hoàng Thị Hiền η= 0.56
Fcua : Diện tích cửa (m2), F=0.2 m2
Z : Thời gian mở cửa, chọn 10 phút
Đối với lò nấu đồng
10
=4307,36(kcal/h)
60
10
Qc,mở = 0.56× 230714,33 ×0.2× = 4306,67 (kcal/h)
60
Mùa đông : Qc,mở = 0.56× 230751,5 ×0.2×
Mùa hè:
Tỏa Nhiệt khi đóng cửa lò:
Cấu tạo của cửa lò giống với thành lò cho nên ta xem như nhiệt truyền qua cửa lò
giống như thành lò:
Mùa đông: Qc,đóng =qαĐ.Fcửa=588,89 × 0,2 × (50:60) = 98,15 (kcal/h)
Mùa hè: Qc,đóng = qαH.Fcửa=585,22 × 0,2 ×(50:60) = 97,54 (kcal/h)
Tổng lượng nhiệt toả ra từ lò nấu đồng và đúc đồng
Loại
lò
Lò
nấu
đồng
Lò
đúc
đồng
Mùa
Qth
(kcal/h)
Đông
9835,36
968,17
1798,03
5097,08
17698,64
Hè
Đông
9776,48
9422,24
962,37
927,55
1787,26
1722,5
5096,37
4405,51
17622,48 35321,1
16477,8
Hè
9363,52
921,73
1711,76
4404,21
16401,22 32879,3
Qđáy(kcal/h) Qnóc(kcal/h) Qmcửa(kcal/h) Qlo(kcal/h)
Tổng
Qlohè = 35221,1(kcal/h).
SVTH: Nguyễn Thu Hương 09MT1
18
Đồ án môn học : Xử lý khí thải GVHD: Th.S Hồ Thị Hồng Quyên
Qlođông = 32879,3(kcal/h) .
2.2.5. Toả nhiệt do quá trình nguội dần của các vật thể nung nóng.
● Lò đúc đồng:
Nhiệt do sản phẩm nóng để nguội từ lỏng chuyển sang rắn, nhiệt toả ra được
tính theo công thức:
Qsp =0,278Gsp.B.[c1(tđtnc)+i+cr(tnctc)] , (kcal/h)
Trong đó:
B : cường độ toả nhiệt của vật liệu, B=0,8 .
td, tc, tnc nhiệt độ đầu, nhiệt độ cuối, nhiệt độ nóng chảy của vật liệu
làm nguội trong phòng (oC).
cl,cr, tỉ nhiệt trung bình của sản phẩm ở thể lỏng và thể rắn,
với cr=0,092 ; cl=0,85 ( bảng 2.16 Thiết kế thông gió công nghiệp
Hoàng Thị Hiền).
Gsp Lượng vật liệu được làm nguội,G=620kg/h
i : nhiệt hàm nóng chảy,i=180kj/kg ( bảng 2.16 Thiết kế thông gió
công nghiệp Hoàng Thị Hiền).
Mùa đông tC=20oC .
QĐsp=0,278x620x0,8 [0,092(12001083)+180+0,85(108320)]= 150982,78 (kcal/h)
Mùa hè tC=29,2oC
QHsp=0,278x620x0,8x(0,092(12001083)+180+0,085(108329,2))=149814,49(kcal/h)
. Tỏa nhiệt từ bề mặt thoáng của bể mạ:
QT,bm = 0.86 x (5.7 + 4.07 x v ) x (tmt – tT) x F ( Kcal/h)
Trong đó:
+ v vận tốc không khí trên bề mặt nước, v = 0,3÷0,4 m/s
+ tmt nhiệt độ bề mặt nước, tdd = 80oC
tmt= 70 oC
+ tT nhiệt độ không khí phòng
+ F diện tích bề mặt thoáng. F = 0.5 x 1 = 0.5 m2
QĐbr = 0.86 x (5,7+4,07 x0,3) x(7022) x0,5 x4 =580 Kcal/h.
SVTH: Nguyễn Thu Hương 09MT1
19
Đồ án môn học : Xử lý khí thải GVHD: Th.S Hồ Thị Hồng Quyên
Qhbr = 0.86 x (5,7+4,07 x0,3) x(7029,2) x0,5 x 4=415 Kcal/h.
Bảng 16: Tổng kết toả nhiệt
Qngười
Qđc
QTS
Qsp
Qbm
(kcal/h)
(kcal/h)
(kcal/h)
(kcal/h) (kcal/h)
(kcal/h)
Đông
280.69
34265,6
10402,56
(kcal/h)
150982,7
580
35321,1
231832,73
Hè
112,65
34265,6
10402,56
32879,3
415
9
2.3. Tính thu nhiệt bức xạ mặt trời (Chỉ tính cho mùa hè)
225889,51
Mùa
8
149814,4
Qlo
QT
2.3.1. Thu nhiệt qua cửa kính
Kính là một kết cấu trong suốt nên hầu hết năng lượng tia nắng xuyên qua được
vào phòng và nó được phản xạ nhiều lần qua các kết cấu trong phòng và bị hấp thụ
gần như hoàn toàn, làm tăng nhiệt độ phòng.
Nhiệt bức xạ qua kính được tính theo công thức:
Qhbx = 1.2.3.4.qbx..F (kcal/h)
Trong đó:
1: Hệ số kể đến độ trong suốt kính, chọn 1 = 0.9 (kính một lớp)
2 : Hệ số kể đến độ bẩn của mặt kính, chọn 2 = 0.8 (cửa kính 1 lớp đặt
đứng)
3: Hệ số kể tới mức độ che khuất kính, chọn 3 = 0.75 (khung kim loại)
4: Hệ số kể tới mức độ che nắng của hệ thống, chọn 4 = 0.95 (kính nhám)
qbx : Cường độ bức xạ, dựa vào bảng 2.20 bảng cường độ trực xạ trên mặt
đứng trên 8 hướng vào 1213 giờ tháng 7
Ta có: qĐbx = 0 kcal/m2.h
qTbx =244.6 kcal/m2.h,
qNbx = 0 kcal/m2.h qBbx = 4.3 kcal/m2.h
F: Diện tích kính của cửa sổ và cửa mái
Bảng 17: Thu nhiệt qua cửa kính
Hướng τ1
Đông
0.9
Tây
0.9
τ2
0.8
0.8
τ3
0.75
0.75
Fcm
τ4
0.95 0
0.95 0
SVTH: Nguyễn Thu Hương 09MT1
Fcs
26
34.6
ΣF
26
34.6
qbx
4
108
Qbx,kính
104
3736,8
20
Đồ án môn học : Xử lý khí thải GVHD: Th.S Hồ Thị Hồng Quyên
Nam
Bắc
Tổng
0.9
0.9
0.8
0.8
0.75
0.75
0.95 25.7
0.95 25.7
34.6
34.6
60.3
60.3
122
0
7356,6
0
11197,4
2.3.2. Bức xạ nhiệt qua mái
Bức xạ nhiệt qua mái được chia thành 2 thành phần: bức xạ truyền vào nhà do
chênh lệch nhiệt độ và bức xạ truyền vào nhà do dao động nhiệt:
Qbxmt = [kmái.(ttbtổng tt)+αT.ATtổng]fmái (kcal/h)
Trong đó:
t td
kmái: hệ số truyền nhiệt của mái, kmái = 5,45 ( theo bảng 2.1)
fmái: Diện tích mái, fmái = 625,95 m2
ttbtổng : Nhiệt độ tổng trung bình, ttbtổng = ttd + ttb
ttb : Nhiệt độ trung bình tháng tính toán, mùa hè ttb = 26,6 0C
ttd : Nhiệt độ tương đương:
tb
q bx
( o C)
N
SVTH: Nguyễn Thu Hương 09MT1
21
Đồ án môn học : Xử lý khí thải GVHD: Th.S Hồ Thị Hồng Quyên
tb
q bx
t td
( o C)
N
0,45 214,64
4,83 ( o C)
20
t td
: Hệ số hấp thụ bề mặt kết cấu, = 0,45 ( Bảng 39, KTTG Trần
Ngọc Chấn )
t tbtong
n
: Hệ số trao đổi nhiệt bên ngoài,
n
= 20
qbxtb : Nhiệt bức xạ trung bình: qbxtb =5151,4:24=214,64
qbxng : Tổng cường độ BXMT của các giờ có nắng lớn nhất trong ngày
qbxng = 4541 w/m2/ngày = 5151,4 (kcal/hm2)
qbxmax = 6299 w/m2/ngày = 5417 (kcal/hm2)
t tb = 4,83+ 26,6 = 31,43 oC
t td
t
: Hệ số trao đổi nhiệt bên trong nhà (kcal/m2h0c), t = 7.5
Atổng: Biên độ dao động nhiệt không khí bên trong nhà :Atổng =
At t ong
Với: Attổng = (Attđ + AtN).
Trong đó:
AtN: biên độ dao động nhiệt độ bên ngoài
AtN = t tbmax t tb = 27,2 – 26,6 = 0,6(0C)
t tbmax : Nhiệt độ trung bình ngày vào buổi trưa mùa hè, t tbmax h =27,20C
ttb: Nhiệt độ trung bình tháng tính toán mùa hè, ttb = 26,60C
Attđ: Biên độ dao động nhiệt tương đương:
Attđ =
. Aq
n
=
0.45 63
= 1.42 (0C)
20
Trong đó:
: Hệ số hấp thụ bề mặt kết cấu, = 0.45
n
: Hệ số trao đổi nhiệt bên ngoài nhà (kcal/m2h0C ), n = 20
Aq: Biên độ bức xạ, được tính theo:
SVTH: Nguyễn Thu Hương 09MT1
22
Đồ án môn học : Xử lý khí thải GVHD: Th.S Hồ Thị Hồng Quyên
tb
2
Aq = q max
bx − q bx = 225.7 − 162.7 = 63 Kcal/m h
2
qbxmax : Cường độ bức xạ cực đại, mùa hè : q max
bx = 225.7 kcal/m h tra
bảng
tb
qbxtb : Cường độ bức xạ trung bình, q bx
= 162.7 Kcal/hm 2
max
: Hệ số lệch pha phụ thuộc vào độ lệch pha z = Z t
Z tmax và tỉ số biên
n
độ dao động của nhiệt độ tương đương và nhiệt độ bên ngoài Z tmax 15 h, Z tmax
td
n
12 h
z =15 12 = 3h. bảng 310. KTTGTNC. = 0,99
Vậy At tn
Aτ Tong =
A
A
tn
( At td
At tong
υ
tn
At N ).
=
(1,42+0,6).0,99=1,010C
7.25
= 7.25
1.0
1,01
1
1
(: Độ tắt dần của dao động truyền vào nhà, khi đi qua bề dày kết cấu thì nó bị
giảm đi lần, vì mái tôn có bề dày mỏng nên có thể chọn = 1)
Tổng nhiệt thu vào mùa hè là
Qbxmt
[5,45(31,4329.2)+1.7,5.].625,95=15173 kcal/h
SVTH: Nguyễn Thu Hương 09MT1
23
Đồ án môn học : Xử lý khí thải GVHD: Th.S Hồ Thị Hồng Quyên
Chương III: THÔNG GIÓ CỤC BỘ
3.1. Hút tại các thiết bị toả nhiệt
Trong phân xưởng có thiết bị tỏa nhiệt là lò đúc đồng và lò nấu đồng nên ta
sẽ hút bớt nhiệt tỏa ra từ lò bằng cách sử dụng chụp hút mái đua được bố trí phía
trên miệng cửa lo và ta tận dụng sức hút tự nhiên do chênh lệch nhiệt độ cao để
thải nhiệt và khí ra ngoài
(Chụp hút trên nguồn toả nhiệt/tr80 TKTGHoàng Thị Hiền)
Chụp hút của Lò nấu đồng :
Do miệng lò : 0,4 × 0,5 m và cao H = 0.8 m
Nên chiều rộng của chụp: 0,4+ 2×0,4(1.8 – 0,8) = 1,2 m
Chiều dài của chụp: 0,5 + 2×0,4(1,80,8) = 1,3 m
Lưu lượng hút của chụp:
L
Ldl .
Fc
, m3/h`
Fn
SVTH: Nguyễn Thu Hương 09MT1
24
Đồ án môn học : Xử lý khí thải GVHD: Th.S Hồ Thị Hồng Quyên
Trong đó:
Fc, Fn Diện tích tiết diện miệng chụp (Fc) và nguồn nhiệt (Fn), m2
Fc=1,56 (m2), Fn=0,2 (m2)
Ldl : lưu lượng dòng đối lưu, Ldl
Z : khoảng cách từ bề mặt nguồn nhiệt đến miệng chụp, m
Qdl : nhiệt đối lưu bên trên nguồn nhiệt, W
Qdl
dl
.Fn . t n
2
64.3 Qdl .Fn .Z (m 3 / h)
t xq
tn, txq Nhiệt độ bề mặt nguồn nhiệt (tn =1250), và không khí xung quanh
(txq=29,2), oC
dl
: hệ số trao đổi nhiệt đối lưu, W/m2.0 C
dl
1,5.3 t n
t xq
dl
1,5.3 1250 29,2
10,69 (W/m2oC).
Qdl= 10,69 x 0,2 x(125029,2)=2610,07W
Ldl= 64
3
2610,07 0,8 0,2 2
279,76
Vậy L=279,76 x (1,56:0,2) =2182,16 (m3/h)
Tổng lưu lượng hút của 2 lò nấu đồng và đúc đồng là: 2×2182,16= 4364,32
(kcal/hm2)
Chọn đường kinh chụp hút cho mỗi lò là : D = 350 mm
Vận tốc của khí là
v=
L
F
4367,32
3.14 0,35 2 3600
3.15 m/s
3.2. Hút tại Bể mạ
Tính toán lưu lượng hút
Lưu lượng hút tại bể mạ được tính theo công thức:
LBcb
K d Kt A
Tdd
Tp
3T p
1/ 2
gB 3
l.3600 ( m3/h)
Trong đó:
Kd : Hệ số dự trữ, Kd = 1,5 ÷ 1,75, chọn Kd = 1,5
SVTH: Nguyễn Thu Hương 09MT1
25