Giáo trình lò công nghiệp

- - 0 - -
AI HOĩC Aè NễNG
TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA








PHAM THANH


GIAẽO TRầNH LOè CNG NGHIP

aỡ Nụng 2007




- - 1 - -

LÅÌI NỌI ÂÁƯU


Giạo trçnh L cäng nghiãûp ( LCN ) trçnh by nhỉỵng nẹt cå bn vãư :
- Cạc âàûc trỉng cå bn ca LCN;
- Cạc váún âãư truưn nhiãût, cå hc cháút khê trong LCN;
- K thût âäút nhiãn liãûu v thiãút bë âäút nhiãn liãûu;
- Váût liãûu xáy l v kãút cáúu cạc thãø xáy;
- Hãû thäúng cáúp giọ v thoạt khọi ca l;
- Phỉång phạp tênh toạn cán bàòng nhiãût v xạc âënh lỉåüng tiãu hao nhiãn liãûu
- Mäüt säú dảng l cå bn âỉåüc dng phäø biãún trong cäng nghiãûp.
Våïi näüi dung trãn, sạch âỉåüc lm giạo trçnh ging dảy cho sinh viãn âải hc, cao
âàóng, hc sinh trung cáúp cạc ngnh: K thût nhiãût v
mạy lảnh, Luûn kim, Silicat,
Cå khê rn dáûp v cạc ngnh cọ liãn quan.
Giạo trçnh chàõc khäng trạnh khi sai sọt.Ráút mong nháûn âỉåüc nhỉỵng kiãún âọng
gọp ca cạc âäưng nghiãûp v bản âc âãø këp thåìi chènh l bäø sung trong nhỉỵng láưn tại
bn sau.Thỉ tỉì gọp xin gỉíi vãư âëa chè: Khoa Cäng nghãû nhiãût âiãûn lảnh-Trỉåìng Âải
hc Bạch khoa-Âải hc  Nàòng.Xin chán thnh cạm ån.

TẠC GI

- - 2 - -
Chỉång 1: CẠC ÂÀÛC TRỈNG CÅ BN CA L CÄNG NGHIÃÛP

1.1. PHÁN LOẢI L CÄNG NGHIÃÛP
1.1.1 KHẠI NIÃÛM
L cäng nghiãûp ( LCN ) l thiãút bë nhiãût tảo ra mäi trỉåìng cọ nhiãût âäü cao âãø thỉûc
hiãûn cạc quạ trçnh cäng nghãû nung nọng, náúu chy, sáúy Trong sn xút, LCN thỉåìng
gàûp nhỉ:l cao, l nung, l luûn thẹp âãø cạn, rn dáûp, l náúu thu tinh, l äúng quay
sn xút ximàng, l sáúy, l âiãûn.
Trong LCN, lỉåüng nhiãût cáúp cho l l nhiãût nàng to ra khi âäút chạy nhiãn liãûu
hồûc nhiãût to ra tỉì váût liãûu âỉåüc gia cäng nhiãût hồûc âiãûn nàng biãún âäøi thnh nhiãût
nàng.Sỉû trao âäøi nhiãût, cáúu trục l, viãûc sỉí dủng nhiãn liãûu våïi thiãút bë âäút cng nhỉ
chãú
âäü nhiãût v nhiãût âäü ph håüp u cáưu cäng nghãû l nhỉỵng nhán täú cọ nh hỉåíng
nhiãưu tåïi:
- Cháút lỉåüng sn pháøm;
- Nàng sút ca l cng våïi cạc thiãút bë liãn quan tåïi l;

- Gim t lãû phãú pháøm, chi phê váût liãûu, sút tiãu hao nhiãn liãûu;
- Khäng lm ä nhiãùm mäi trỉåìng.
1.1.2 PHÁN LOẢI LCN
Ngỉåìi ta chia LCN thnh 4 nhọm l theo cạc âàûc âiãøm sau :
1.1.2.1. LCN theo âàûc âiãøm ngưn nhiãût. Dỉûa vo cạc dảng nàng lỉåüng cọ thãø
biãún âäøi thnh nhiãût nàng LCN âüc phán lm 3 loải:
a - Cạc l nhiãn liãûu. Âáy l cạc l cọ sỉí dủng nhiãn liãûu. Nhiãût lỉåüng sinh ra
trong cạc l ny l do quạ trçnh âäút chạy nhiãn liãûu vç thãú chụng cn âỉåüc gi l l cọ
ngn lỉía.
b- Cạc l âiãûn. Âáy l cạc l sỉí dủng âiãûn nàng. Theo ngun l biãún âäøi âiãûn
nàng thnh nhiãût nàng, cạc l âiãûn âỉåüc phán thnh l âiãûn tråí, l âiãûn häư quang, l
âiãûn cm ỉïng, l nung âiãûn mäi v l Plazma.(Pháưn ny s âỉåüc trçnh by k trong
chỉång 8 )
c - Cạc l tỉû phạt nhiãût. Âáy l cạc l khäng cáưn cung cáúp nàng lỉåüng tỉì bãn
ngoi. Trong cạc l ny nhiãût âỉåüc to ra tỉì bn thán váût liãûu âỉåüc gia cäng nhiãût. Vê




- - 3 - -
dủ nhỉ l luûn thẹp LD, trong quạ trçnh cäng nghãû, ngỉåìi ta rọt vo l gang lng cọ
chỉïa tỉì 2 âãún 4 % cạcbon. Khi thäøi giọ vo gang lng s xy ra cạc phn ỉïng hoạ hc
cọ to nhiãût giỉỵa oxy våïi cacbon :
[ C ] + O
2
= CO
2
+ Q
1.1.2.2 LCN theo âàûc âiãøm cäng nghãû. Phủ thüc vo tênh cháút quạ trçnh gia
cäng nhiãût váût liãûu ngỉåìi ta phán thnh 2 loải :

a - Cạc l náúu chy. Trong cạc l ny váût liãûu gia cäng âỉåüc náúu chy.Vê dủ nhỉ
l náúu thu tinh, l náúu chy men, l náúu chy kim loải âen âãø âục hoảc håüp kim hoạ
b - Cạc l nung. Trong cạc l ny váût liãûu gia cäng âỉåüc nung nọng nhỉng
khäng hoạ lng. Vê dủ nhỉ l nung thẹp âãø rn, âãø cạn; cạc l nhiãût luûn kim loải ( l
täi, , ram )
1.1.2.3 LCN theo chãú âäü nhiãût. Theo âàûc âiãøm quạ trçnh trao âäøi nhiãût tỉì ngưn
nhiãût tåïi bãư màût váût gia cäng, cọ sỉû tham gia trao âäøi nhiãût ca tỉåìng l, ngỉåìi ta phán
LCN thnh 3 nhọm:
a - Cạc l lm viãûc åí chãú âäü bỉïc xả nhiãût. Trong cạc l ny sỉû trao âäøi nhiãût ch
úu bàòng bỉïc xả nhiãût, nhiãût âäü l thỉåìng
≥ 600
0
C. Cạc l ny lải âỉåüc chia thnh 3
nhọm : bỉïc xả phán bäú âãưu, bỉïc xả trỉûc tiãúp v bỉïc xả giạn tiãúp. Thê dủ nhỉ cạc l
nung nhiãût luûn, l nung trong xỉåíng cạn v rn.
b- Cạc l lm viãûc åí chãú âäü âäúi lỉu. Trong cạc l ny sỉû trao âäøi nhiãût ch úu
bàòng trao âäøi nhiãût âäúi lỉu, nhiãût âäü l nh hån 600
0
C. Thê dủ nhỉ cạc l sáúy, l
múi, l nung giọ
c - Cạc l lm viãûc åí chãú âäü theo låïp. Trong cạc l ny váût liãûu âỉåüc gia cäng
nhiãût åí dảng củc, dảng hảt hồûc bủi v âỉåüc cháút trong khäng gian lm viãûc ca l. Khê
nọng chuøn âäüng giỉỵa cạc hảt liãûu v täưn tải âäưng thåìi c ba dảng trao âäøi nhiãût : dáùn
nhiãût, âäúi lỉu, bỉïc xả. ÅÍ chãú âäü theo låïp cọ 3 dảng :
- Låïp chàût : åí âáy váût liãûu nàòm thnh låïp, cháút âáưy trong khäng gian l v chuøn
âäüng tỉì trãn xúng. Khê nọng âỉåüc thäøi tỉì dỉåïi lãn, chuøn âäüng qua khe håí giỉỵa cạ
c
hảt liãûu. Vê dủ: l cao luûn gang, l âỉïng náúu gang.
- Låïp säi : åí âáy cạc hảt liãûu âỉåüc xạo träün mảnh m trong trảng thại giäúng nhỉ
sỉû säi dỉåïi tạc âäüng ca dng khê cọ täúc âäü cao. Vê dủ:cạc l nung manhãdit, oxyt km.

- - 4 - -
- Låïp lå lỉỵng : åí âáy váût liãûu âỉåüc nghiãưn nh v lå lỉíng trong khäng gian l
dỉåïi tạc âäüng thäøi ca dng khê. Vê dủ: cạc l nung qûng sunfua, l nung dung dëch
cä ca sunfua km.
1.1.2.4 LCN theo âàûc âiãøm cáúu trục. Dỉûa vo hçnh dảng, cáúu trục cọ cạc loải l
nhỉ: l bưng, l bãø, l äúng quay, l háưm, l nung liãn tủc.

1.2. CẠC ÂÀÛC TRỈNG CÅ BN CA LCN
Âãø âạnh giạ, so sạnh vãư cáúu tảo, chãú âäü nhiãût, cháút lỉåüng thiãút bë cáưn xẹt âãún cạc
thäng säú k thût v kinh tãú âàûc trỉng nháút. Âäúi våïi LCN cọ cạc thäng säú sau :
1.2.1. CHÃÚ ÂÄÜ NHIÃÛT ÂÄÜ CA L
1.2.1.1.Nhiãût âäü l. Âáy l nhiãût âäü trung bçnh trong khäng gian lm viãûc ca l.
Nhiãût âäü ny mang tênh quy ỉåïc, thỉåìng nh hån nhiãût âäü ca ngưn nhiãû
t v låïn hån
nhiãût âäü ca tỉåìng, nọc l; k hiãûu :t
k
hồûc T
k
; t
l
hồûc T
l
.
Nhiãût âäü l phủ thüc vo nhiãût âäü chạy l thuút ca nhiãn liãûu, phủ ti nhiãût,
cáúu trục v cạch nhiãût ca l; âỉåüc xạc âënh gáưn âụng theo cäng thỉïc :
t

l
=
η
. t
lt
,
o
C ( 1- 1 )
åí âáy: - t
lt
: nhiãût âäü chạy l thuút ca nhiãn liãûu,
o
C
-
η
:hãû säú nhiãût âäü, phủ thüc vo cáúu trục v cháút lỉåüng cạch nhiãût ca l;
thỉåìng cọ giạ trë tỉì 0, 65 âãún 0, 85 tu thüc vo kiãøu l [ 1 ]
1.2.1.2.Chãú âäü nhiãût âäü ca l
. Phủ thüc vo cäng nghãû gia cäng váût liãûu,
nhiãût âäü ca l cọ thãø thay âäøi theo thåìi gian, theo khäng gian lm viãûc ca l.
Sỉû thay âäøi nhiãût âäü l theo thåìi gian gi l chãú âäü nhiãût âäü ca l: t
l
= f ( τ )
Khi nhiãût âäü khäng thay âäøi, ta cọ chãú âäü nhiãût âäü l äøn âënh. Khi nhiãût âäü l
thay âäøi theo thåìi gian l chãú âäü nhiãût âäü khäng äøn âënh.
1.2.2. CHÃÚ ÂÄÜ NHIÃÛT CA L
Trong quạ trçnh gia cäng váût liãûu, phủ thüc vo cäng nghãû m lỉåüng nhiãût cung
cáúp cho l cọ thãø thay âäøi åí cạc thåìi âiãøm khạc nhau ( cn gi l phủ ti nhiãût ).Sỉû thay
âäøi phủ ti nhiãût theo thåìi gian âỉåüc gi l chãú âäü nhiãût ca l.
Q = f ( τ )

- - 5 - -
Khi phủ ti nhiãût khäng thay âäøi ta cọ chãú âäü nhiãût äøn âënh; cn khi phủ ti nhiãût
thay âäøi l chãú âäü nhiãût khäng äøn âënh.
Chãú âäü nhiãût cọ quan hãû máût thiãút våïi chãú âäü nhiãût âäü ca l. Âãø âm bo âụng
chãú âäü nhiãût âäü theo u cáưu cäng nghãû, cáưn tiãún hnh tênh toạn cáúp nhiãût dỉûa trãn cå
såí tênh cán bàòng nhiãût.
1.2.3. CÄNG SÚT NHIÃÛT CA L
Cäng sút nhiãût ca l l phủ ti nhiãût låïn nháút m l cọ thãø tiãúp nháûn âỉåüc trong
mäüt âån vë thåìi gian; âỉåüc k hiãûu bàòng Q hồûc P, âån vë âo kW.
1.2.4. NÀNG SÚT CA L
Âáy l lỉåüng váût liãûu âỉåü
c gia cäng nhiãût ca l tênh trong mäüt âån vë thåìi gian,
k hiãûu l G ; âån vë âo : t / h hồûc kg / h hay t / ngy hồûc kg / ngy.
Nàng sút l phủ thüc vo nhiãût âäü bưng l, nhiãût âäü khọi ra khi l, cỉåìng âäü,
âàûc âiãøm quạ trçnh truưn nhiãût tỉì khê l tåïi váût liãûu v cáúu trục ca l.
Khi so sạnh cạc l khạc nhau cn cọ khại niãûm nàng sút riãng ca l ( cỉåìng âäü
âạy l ). Âáy l lỉåüng sn pháøm gia cäng âỉåüc tênh trãn mäüt mẹt vng diãûn têch âạy
l trong mäüt âån vë thåìi gian; k hiãûu l “ h “ ; âån vë kg / m
2
.h
1.2.5. CẠC HIÃÛU SÚT
1.2.5.1. Hiãûu sút sỉí dủng nhiãût cọ êch
. Âáy l t säú giỉỵa lỉåüng nhiãût cọ êch âãø
gia cäng váût liãûu v ton bäü lỉåüng nhiãût cung cáúp cho l.

η

cọ êch
= 100.
cáp
coich
Q
Q
∑
% ( 1 - 2 )
åí âáy : - Q
coich
bao gäưm nhiãût âãø gia cäng váût liãûu Q
VL
, kJ/h ; nhiãût âãø gia cäng
cho xè khi cäng nghãû cọ tảo xè Q
X,
kJ/h ; nhiãût ca cạc phn ỉïng hoạ hc Q
PUHH,
kJ/h .
- Q
Σ
cap

bao gäưm lỉåüng nhiãût to ra khi âäút chạy nhiãn liãûu Q
C,
kJ/h ; lỉåüng nhiãût
váût l ca khäng khê âỉåüc nung nọng Q
KK,
kJ/h ; lỉåüng nhiãût váût l ca nhiãn liãûu âỉåüc

nung nọng ( thỉåìng chè tênh âäúi våïi nhiãn liãûu l cháút khê ) Q
NL,
kJ/h.
Củ thãø cạc lỉåüng nhiãût ny âỉåüc trçnh by trong chỉång 6 .
1.2.5.2. Hiãûu sút sỉí dủng nhiãût. Âáy l t säú giỉỵa täøng lỉåüng nhiãût cọ êch v
lỉåüng nhiãût täøn tháút trong khu vỉûc l våïi ton bäü lỉåüng nhiãût cung cáúp cho l.




- - 6 - -


q
=
cap
tonthatcoich
Q
QQ

+
. 100 % ( 1 - 3 )
ồớ õỏy : -
tonthat
Q laỡ lổồỹng nhióỷt tọứn thỏỳt dổồùi tỏỳt caớ caùc daỷng ( dỏựn nhióỷt qua tổồỡng,
bổùc xaỷ qua cổớa mồớ, do nổồùc laỡm maùt ), kJ/h.
1.2.5.3. Hióỷu suỏỳt sổớ duỷng nhión lióỷu. ỏy laỡ tyớ sọỳ giổợa lổồỹng nhióỷt coù ờch õóứ
gia cọng vỏỷt lióỷu
coich
Q vaỡ lổồỹng nhióỷt toaớ ra khi õọỳt chaùy nhión lióỷu Q

C.

nl

=
c
coich
Q
Q
. 100 % ( 1 - 4 )
So saùnh cọng thổùc (1-2) vaỡ (1-4) ta thỏỳy : khi khọng nung noùng trổồùc khọng khờ,
Q
KK
= 0 vaỡ khọng nung noùng trổồùc nhión lióỷu, Q
NL
=0 thỗ


coù ờch
=
nl

.
1.2.6. SUT TIU HAO NHIN LIU TIU CHUỉN
Do vióỷc sổớ duỷng caùc loaỷi nhión lióỷu khaùc nhau hoỷc tuy cuỡng mọỹt daỷng nhổng
nhión lióỷu laỷi coù nhióỷt trở khaùc nhau nón õóứ õaùnh giaù vaỡ so saùnh caùc LCN vóử phổồng
dióỷn sổớ duỷng nhióỷt ngổồỡi ta duỡng mọỹt õỷc trổng cồ baớn : suỏỳt tióu hao nhión lióỷu tióu
chuỏứn, kyù hióỷu : b .ỏy chờnh laỡ lổồỹng nhión lióỷu tióu chuỏứn õóứ gia cọng mọỹt õồn vở
khọỳi lổồỹng vỏỷt lióỷu.
b =

G
QB
T
.29300
.
, kg nhión lióỷu tióu chuỏứn / kg vỏỷt lióỷu ( 1 - 5 )
ồớ õỏy : - B laỡ lổồỹng tióu hao nhión lióỷu , kg / h hoỷc m
3
/ h ;
- Q
T
laỡ nhióỷt trở thỏỳp cuớa nhión lióỷu, kJ / kg hoỷc kJ / m
3

- 29300 laỡ nhióỷt trở cuớa 1 kg nhión lióỷu tióu chuỏứn ( quy ổồùc ), kJ / kg
- G laỡ nng suỏỳt cuớa loỡ, kg / h .
Theo [ 1 ], giaù trở caùc hióỷu suỏỳt sổớ duỷng nhión lióỷu vaỡ giaù trở suỏỳt tióu hao nhión
lióỷu tióu chuỏứn cuớa LCN hióỷn nay nhổ sau :

Loaỷi loỡ
nl

, % b , kg / kg
Loỡ nung lión tuỷc
Loỡ buọửng õóứ caùn vaỡ reỡn
Loỡ buọửng õóứ nhióỷt luyóỷn
30 ữ 50
15 ữ 30
5 ữ 20
0, 05 ữ 0, 15

0, 1 ữ 0, 25
0, 1 ữ 0, 50





- - 7 - -
Chỉång 2 - CẠC CHÃÚ ÂÄÜ LM VIÃÛC CA LCN

Quạ trçnh trao âäøi nhiãût (
QTTÂN ) trong khäng gian lm viãûc ca l âỉåüc chia
lm 2 thnh pháưn :
- QTTÂN bãn ngoi : giỉỵa ngn lỉía, khê l v bãư màût trong ca tỉåìng, nọc l våïi
bãư màût váût liãûu âỉåüc gia cäng nhiãût.
- QTTÂN bãn trong : tỉì bãư màût ngoi vo trong tám ca váût liãûu.
Phủ thüc vo cäng nghãû, âäúi våïi LCN cọ 3 chãú âäü lm viãûc : chãú âäü lm viãûc
bỉïc xả (CÂLVBX), chãú âäü lm viãûc âäúi lỉu (CÂLVÂL) v chãú âäü lm viãûc åí trảng
thại låïp (CÂLVÅTTL).

2.1. CHÃÚ ÂÄÜ LM VIÃÛC BỈÏC XẢ
Âäúi våïi nhỉỵng l lm viãûc åí nhiãût âäü cao ( hån 600
O
C) thç QTTÂN bãn ngoi
bàòng bỉïc xả nhiãût âọng vai tr quút âënh. Cỉåìng âäü trao âäøi nhiãût phủ thüc nhiãưu
vo cạc úu täú : tênh cháút ca ngn lỉía, säú lỉåüng v cạch bäú trê cạc m âäút cng nhỉ
miãûng kãnh khọi. Bãư màût trong ca tỉåìng l nháûn nhiãût bỉïc xả tỉì ngn lỉía sau âọ bỉïc
xả tåïi váût liãûu âỉåüc gia cäng.
ÅÍ chãú âäü nhiãût äøn âënh, cho cạc hãû säú gọc bỉïc xả tỉång häù ϕ =1, gii hãû cạc
phỉång trçnh trao âäøi nhiãût giỉỵa : ngn lỉía - váût liãûu - tỉåìng l, ta cọ cạc phỉång trçnh

cán bàòng sau :
q
V
= Q
V
N
+ Q
T
( 1-ε
N
) - Q
V
(2-1)
q
T
= Q
T
N
+ Q
V
( 1-ε
N
) - Q
T
(2-2)
åí âáy : - q
V
, q
T
l cạc dng nhiãût täøng håüp ca váût liãûu v tỉåìng l;

- Q
V
N
, Q
T
N
l cạc dng nhiãût tỉì ngn lỉía tåïi váût liãûu v tỉåìng l;
- Q
V
, Q
T
l cạc dng nhiãût hiãûu qu ỉïng våïi bãư màût váût liãûu v tỉåìng l ;
- ε
N
l âäü âen ngn lỉía.
Phủ thüc tỉång quan giỉỵa Q
V
N
v Q
T
N
ngỉåìi ta chia CÂLVBX lm 3 chãú âäü:
a - Chãú âäü bỉïc xả phán bäú âãưu khi : Q
V
N
= Q
T
N

b - Chãú âäü bỉïc xả trỉûc tiãúp khi : Q

V
N
> Q
T
N





- - 8 - -
c - Chãú âäü bỉïc xả giạn tiãúp khi : Q
V
N
< Q
T
N
.
2.1.1. CHÃÚ ÂÄÜ BỈÏC XẢ PHÁN BÄÚ ÂÃƯU (CÂBXPBÂ)
2.1.1.1. Sỉû truưn nhiãût.
ÅÍ CÂBXPBÂ Q
V
N
= Q
T
N
, trỉåìng nhiãût âäü v âäü âen
ngn lỉía phán bäú âãưu hồûc âäúi xỉïng vãư phêa váût liãûu v tỉåìng l.Âäü âen ngn lỉía âọng
vai tr quan trng vç nọ xạc âënh kh nàng bỉïc xả cng nhỉ háúp thủ ca ngn lỉía. Âãø
tàng cỉåìng trao âäøi nhiãût cho bãư màût váût liãûu cáưn phi tàng âäü âen ngn lỉía, tàng nhiãût

âäü tỉåìng l.
2.1.1.2.Chn nhiãn liãûu v phỉång phạp âäút. Âãø tảo
CÂBXPBÂ cáưn chn phỉång
phạp âäút nhiãn liãûu tảo nhiãût âäü, âäü sạng ca ngn lỉía (ε
N
) cọ giạ trë cao v âäưng âãưu.
Cacbua hydro (CH
4
, C
n
H
m
) cọ trong nhiãn liãûu cng nhiãưu thç ε
N
cng cao vç
trong quạ trçnh chạy tảo ra cạc hảt cacbon cọ âäü sạng cao. Cng nhỉ nhiãn liãûu bủi,
nhiãn liãûu lng thêch håüp våïi
CÂBXPBÂ ( trỉì dáưu mazut cọ âäü chỉïa áøm låïn ).
Cáưn tảo ra sỉû cacbon hoạ tỉû nhiãn ca ngn lỉía trong quạ trçnh chạy nhiãn liãûu.
Âiãưu ny âỉåüc thỉûc hiãûn bàòng viãûc nung nọng trỉåïc khê âäút v khäng khê. Chụ khäng
tiãún hnh häùn håüp trỉïåc khê âäút v khäng khê, vç âiãưu ny lải ngàn chàûn quạ trçnh
cacbon hoạ. Cho nãn khäng sỉí dủng cạc loải m âäút cọ häùn håüp trỉåïc. Trong thỉûc tãú
thỉåìng dng m âäút läưng äúng v äúng phun tháúp ạp. Cạc m âäút cọ cäng sút nh våïi
säú lỉåüng nhiãưu âỉåüc bäú trê thnh nhiãưu hng; åí hng dỉåïi cọ säú lỉåüng m âäút hồû
c
cäng sút låïn hån hng trãn.
Cáưn âm bo trỉåìng nhiãût âäü âäưng âãưu trong khäng gian lm viãûc ca l, trạnh
tảo ra cạc vng khäng cọ khê l ln chuøn. Cạc miãûng kãnh khọi khäng nãn âàût âäúi
diãûn våïi m âäút ( cọ thãø âỉåüc khi khong cạch giỉỵa miãûng kãnh khọi v m âäút låïn
hån chiãưu di ngn lỉía ). Miãûng kãnh khọi cọ thãø âàût phêa trãn hồûc phêa dỉåïi bưng l

v thỉng âàût åí gáưn âạy l trong trỉåìng håüp khi cỉía thao tạc âàût åí dỉåïi ( âãø khäng khê
lảnh lt vo l thoạt ra dãù dng).
2.1.1.3. Lénh vỉûc sỉí dủng
. CÂBXPBÂ ph håüp khi cáưn nung váût dy våïi täúc âäü
cao v nung âãưu (nung cạc thi thẹp trong l giãúng).





- - 9 - -
2.1.2. CHÃÚ ÂÄÜ BỈÏC XẢ TRỈÛC TIÃÚP (CÂBXTT).
2.1.2.1. Sỉû truưn nhiãût. ÅÍ CÂBXTT
Q
V
N
> Q
T
N
, ngưn nhiãût v trỉåìng nhiãût âäü
âỉåüc phán bäú gáưn vãư phêa váût liãûu hån so våïi tỉåìng l, ngn lỉía hỉåïng sạt bãư màût váût
nung.Nhiãût âäü v âäü âen ca ngn lỉía âọng vai tr låïn trong quạ trçnh trao âäøi nhiãût,
cáưn cọ giạ trë cao.Ngoi ra phi tàng âäü âen ca låïp khê giỉỵa ngn lỉía våïi bãư màût váût
nung.Khäng tảo vng khê chuøn âäüng tưn hon vç nọ lm gim täúc âäü ca dng
chênh, tàng âäü tri räüng v lm âäưng âãưu âàûc tênh quang hc ca ngn lỉía (âäü âen,
nhiãût âäü). Chỉïc nàng cäng tạc nhiãût ca tỉåìng l khäng âọng vai tr quan trng.
2.1.2.2. Ch
n nhiãn liãûu v phỉång phạp âäút . Viãûc chn nhiãn liãûu cng giäúng
nhỉ åí
CÂBXPBÂ. Cáưn phi tảo cho nhiãn liãûu chạy hon ton hồûc chạy pháưn låïn åí

vng ngn lỉía phêa váût nung. Ngn lỉía thỉåìng l ngn lỉía phun. Mún duy trç ngn
lỉía sạt bãư màût váût cáưn sỉí dủng thiãút bë âäút nhiãn liãûu tảo nãn dng nhiãn liãûu v khäng
khê cọ täúc âäü cao, hỉåïng tåïi váût nung mäüt gọc α .Âäúi våïi nhiãn liãûu lng thỉåìng dng
m phun cao ạp vç chụng tảo ra ngn lỉía gn v di.
Säú lỉåüng m âäút åí l lm viãûc theo
CÂBXTT khäng nhiãưu nhỉng cọ cäng sút låïn
v âỉåüc bäú trê vãư mäüt phêa âãø trạnh phạ hng ngn lỉía phun. Do tênh cháút chuøn âäüng
thàóng ca khê cọ låüi åí
CÂBXTT nãn cạc miãûng kãnh khọi bäú trê âäúi diãûn våïi m âäút.
2.1.2.3. Lénh vỉûc sỉí dủng.
Thỉåìng âỉåüc ỉïng dủng trong cạc l âiãûn häư quang, l
náúu chy, l nung, luûn thẹp. Chãú âäü ny âỉåüc sỉí dủng âãø nung cạc váût mng cng
nhỉ váût dy.
Âäúi våïi cạc váût mng, cáưn cọ mäüt khong cạch nháút âënh giỉỵa ngn lỉía våïi bãư
màût váût liãûu âãø váût khäng bë quạ nhiãût. Âäúi våïi cạc váût dy, nãn cọ mäüt gọc thêch håüp
giỉỵa ngn lỉía våïi bãư màût váût v chè nãn ạp dủng âäúi våïi váût khäng dãù dng bë quạ
nhiãût, khäng cọ u cáưu nung âãưu.
2.1.3. CHÃÚ ÂÄÜ BỈÏC XẢ GIẠN TIÃÚP (CÂBXGT).
2.1.3.1.
Sỉû truưn nhiãût. ÅÍ CÂBXGT Q
V
N
< Q
T
N
, vng nhiãût âäüü cỉûc âải nàòm sạt
nọc v tỉåìng l vç váûy nọc, tỉåìng l cáưn cọ âäü âen låïn, âäü bãưn nhiãût cao. Âãø cỉåìng hoạ
quạ trçnh truưn nhiãût tỉì tỉåìng l cọ thãø ph lãn tỉåìng mäüt låïp váût liãûu âàûc biãût tảo kh
nàng bỉïc xả cao. Cọ 3 dảng bỉïc xả giạn tiãúp :

- - 10 - -
- Khi ngn lỉía nàòm åí gáưn tỉåìng, nọc l. Nhiãût âäü v âäü sạng ca ngn lỉía åí phêa
tỉåìng l cao hån åí phêa váût nung.
- Cáúp nhiãn liãûu khê qua m âäút âàût tải nọc l, nhiãn liãûu chạy tảo thnh låïp
mng sạt nọc l, lm cho thãø xáy nọc cọ nhiãût âäü cao nháút ; Hồûc sỉí dủng cạc m âäút
cọ bãư màût gäúm âàût åí nọc, vm l, khi cỉåìng hoạ thç bãư màût gäúm âỉåüc nung nọng tåïi
nhiãût âäü gáưn bàòng nhiãût âäü chạy ca nhiãn liãûu.
- Tỉåìng, nọc l âỉåüc thay bàòng cạc bãư màût phn xả cọ hãû säú phn xả låï
n ( 0, 95÷0, 97)
ÅÍ
CÂBXGT thç tỉåìng l cọ nhiãût âäü cao hån v âọng vai tr têch cỉûc trong quạ
trçnh trao âäøi nhiãût. Ngoi ra, khi âäü âen ca khọi l cng nh thç hiãûu qu trao âäøi
nhiãût cng cao.
2.1.3.2. Chn nhiãn liãûu v phỉång phạp âäút
. ÅÍ chãú âäü ny cáưn âạp ỉïng u cáưu
cå bn l tảo ra ngn lỉía cọ nhiãût âäü cao nháút åí gáưn nọc, tỉåìng l. Nhiãn liãûu phi cọ
nhiãût trë låïn, ngỉåìi ta thỉåìng dng nhiãn liãûu khê v nhiãn liãûu lng nhọm nhẻ; khäng
dng nhiãn liãûu lng loải nàûng v nhiãn liãûu khê giu cacbua hydro. Âãø cạc dng sn
pháøm chạy khäng quạ mảnh lm nh hỉåíng sỉû phán bäú nhiãût u cáưu trong bưng l
ngỉåìi ta thỉåìng dng loải m âäút cọ täúc âäü thäøi häùn håüp chạy nh : m phun tháúp ạp
hồûc m phun cọ sỉû biãún bủi cå hc.
Cạc thiãút bë âäút âỉåü
c bäú trê åí dỉåïi vm nọc l. Cạc miãûng kãnh khọi cáưn phán bäú
âãưu åí pháưn dỉåïi ca khäng gian l.
2.1.3.3. Lénh vỉûc sỉí dủng
. CÂBXGT âỉåüc sỉí dủng räüng ri âäúi våïi cạc váût liãûu
khäng âi hi nhiãût âäü cao; váût xãúp trong khäng gian l bo âm nhiãût bỉïc xả âãưu âãún

bãư màût váût. Hçnh 2-1 cho tháúy l nung kim loải mu lm viãûc åí chãú âäü ny.

Hçnh 2-1. L nung liãn tủc phäi kim loải mu lm viãûc åí CÂBXGT:
1. M âäút; 2. Miãûng cạc kãnh khọi ; 3. Phäi nung.




- - 11 - -
2.2. CH ĩ LAèM VIC I LặU
ọỳi vồùi caùc loỡ laỡm vióỷc ồớ nhióỷt õọỹ khọng cao ( nhoớ hồn 600
O
C ), lổồng nhióỷt trao
õọứi bũng bổùc xaỷ khọng lồùn, coù thóứ boớ qua thỗ coù thóứ coi loỡ laỡm vióỷc ồớ chóỳ õọỹ laỡm vióỷc
õọỳi lổu (CLVL) . Khi õoù sổỷ trao õọứi nhióỷt õọỳi lổu õoùng vai troỡ chuớ yóỳu.
Phổồng trỗnh cồ baớn õó ứtờnh lổồỹng nhióỷt trao õọứi bũng õọỳi lổu laỡ cọng thổùc
Newton :
Q =
õl
.t.F
V
, W (2-3)
ớ õỏy: - Q.lổồỹng nhióỷt trao õọứi bũng õọỳi lổu;
-
õl
.hóỷ sọỳ trao õọứi nhióỷt õọỳi lổu, W/m
2
.
O
C ;

- t = t
K
- t
V
. hióỷu nhióỷt õọỹ giổợa khờ loỡ vaỡ vỏỷt lióỷu,
O
C;
- F
V
. dión tờch bóử mỷt trao õọứi nhióỷt cuớa vỏỷt lióỷu, m
2
.
Hóỷ sọỳ trao õọứi nhióỷt õọỳi lổu (
õl
) phuỷ thuọỹc vaỡo rỏỳt nhióửu yóỳu tọỳ: tờnh chỏỳt chuyóứn
õọỹng cuớa doỡng khờ (tổỷ nhión hay cổồợng bổùc); tọỳc õọỹ vồùi caùc õaỷi lổồỹng vỏỷt lyù cuớa doỡng
chaớy; hỗnh daỷng, kờch thổồùc, tờnh chỏỳt bóử mỷt cuớa vỏỷt lióỷu vaỡ õổồỹc xaùc õởnh bũng
phổồng trỗnh tióu chuỏứn coù daỷng:
Nu = ARe
n
Gr
m
Pr
k
(2-4)
Phổồng phaùp xaùc õởnh
õl
õổồỹc trỗnh baỡy cuỷ thóứ trong [1], [2]; ồớ õỏy khọng õóử
cỏỷp õóỳn.
CLVL caùc doỡng chỏỳt mang nhióỷt thóứ loớng coù

õl
lồùn hồn so vồùi thóứ khờ .Vồùi
chỏỳt mang nhióỷt thóứ khờ thổồỡng sổớ duỷng laỡ saớn phỏứm chaùy, khọng khờ vaỡ caùc vuỡng cọng
nghóỷ, vuỡng sinh nhióỷt õổồỹc ngn caùch, nhión lióỷu chaùy ngoaỡi buọửng loỡ. Chỏỳt mang
nhióỷt thóứ loớng thổồỡng laỡ nổồùc, dỏửu hoỷc caùc muọỳi noùng chaớy.
2.2.1. TRAO ỉI NHIT I LặU TRONG CHT LONG.
2.2.1.1. Khaùi nióỷm.
Trong caùc nhaỡ maùy cồ khờ, luyóỷn kim vióỷc nung noùng hoỷc
laỡm nguọỹi caùc chi tióỳt kim loaỷi thổồỡng õổồỹc tióỳn haỡnh trong chỏỳt loớng, vồùi caùc ổu õióứm:
tọỳc õọỹ nung lồùn, õóửu vaỡ traùnh õổồỹc oxy hoaù. Quy luỏỷt trao õọứi nhióỷt õọỳi lổu trong chỏỳt loớng
cuợng giọỳng nhổ trong chỏỳt khờ. Caùc chỏỳt mang nhióỷt thóứ loớng õổồỹc chia thaỡnh 2 nhoùm:
- Caùc kim loaỷi hoỷc hồỹp kim noùng chaớy. Nhoùm naỡy coù õỷc tờnh dỏựn õióỷn, dỏựn
nhióỷt lồùn nhổng khi thay õọứi chóỳ õọỹ chuyóứn õọỹng chaớy tỏửng qua chaớy rọỳi thỗ cổồỡng õọỹ
trao õọứi nhióỷt õọỳi lổu thay õọứi khọng nhióửu.




- - 12 - -
- Nổồùc, dỏửu vaỡ caùc muọỳi hoỷc oxyt noùng chaớy. Caùc chỏỳt naỡy coù tờnh dỏựn nhióỷt
keùm vaỡ coù giaù trở nhổ tờnh dỏựn nhióỷt cuớa khọng khờ.
2.2.1.2. Hóỷ sọỳ trao õọứi nhióỷt õọỳi lổu
. Khi nung noùng hoỷc laỡm nguọỹi caùc vỏỷt coù
kờch thổồùc õuớ lồùn trong chỏỳt loớng, õaỷi lổồỹng naỡy õổồỹc xaùc õởnh theo cọng thổùc dổồùi
õỏy cuớa V.Nusselt :

õl
= B

tC
22
, W/m
2
.õọỹ (2-5)
õỏy: B - hóỷ sọỳ thổỷc nghióỷm;

- khọỳi lổồỹng rióng cuớa chỏỳt loớng, kg/m
3
;
- hóỷ sọỳ dỏựn nhióỷt cuớa chỏỳt loớng, W/m.õọỹ;
C - nhióỷt dung rióng cuớa chỏỳt loớng, kJ/kg.õọỹ
- hóỷ sọỳ giaợn nồớ thóứ tờch cuớa chỏỳt loớng, 1/õọỹ
- hóỷ sọỳ nhồùt õọỹng lổỷc hoỹc cuớa chỏỳt loớng, kg/m.s hoỷc Pa.s ;
t - õọỹ chónh nhióỷt õọỹ giổợa bóử mỷt vỏỷt vaỡ chỏỳt loớng,
O
C.
Tỏỳt caớ caùc thọng sọỳ vỏỷt lyù trong phổồng trỗnh trón õổồỹc tờnh theo nhióỷt õọỹ trung
bỗnh t
tb
giổợa nhióỷt õọỹ bóử mỷt vỏỷt t
W
vaỡ nhióỷt õọỹ cuớa chỏỳt loớng t
f
.
t
tb
=
2
fw

tt +
,
O
C
Hỗnh 2-2 bióứu thở quan hóỷ giổợa
õl
vaỡ õọỹ quaù nhióỷt cuớa chỏỳt loớng (so vồùi nhióỷt õọỹ
noùng chaớy) khi nung noùng cuợng nhổ laỡm nguọỹi caùc chi tióỳt bũng theùp trong caùc muọỳi
noùng chaớy.





- - 13 - -

Hỗnh 2-2. Hóỷ sọỳ trao õọứi nhióỷt õọỳi lổu
õl
khi nung noùng vaỡ laỡm nguọỹi caùc chi
tióỳt bũng theùp trong caùc muọỳi noùng chaớy.

2.2.1.3. Nhỏỷn xeùt
. Tổỡ õọử thở trón ta nhỏỷn thỏỳy rũng :
a- Hóỷ sọỳ trao õọứi nhióỷt khi laỡm nguọỹi vỏỷt trong muọỳi loớng lồùn hồn nhióửu so vồùi
khi nung noùng cuợng trong muọỳi õoù.Bồới vỗ khi nung noùng, ồớ giai õoaỷn õỏửu hỗnh thaỡnh
lồùp muọỳi kóỳt tinh trón bóử mỷt vỏỷt, laỡm giaớm khaớ nng trao õọứi nhióỷt giổợa muọỳi loớng vaỡ
vỏỷt. Coỡn khi laỡm nguọỹi, khọng nhổợng khọng coù hióỷn tổồỹng hỗnh thaỡnh lồùp muọỳi kóỳt
tinh maỡ coỡn coù nhổợng õióửu kióỷn thuỏỷn lồỹi thuùc õỏứy õọỳi lổu tổỷ nhión. Khi nhióỷt õọỹ cuớa
muọỳi loớng tng, õọỹ nhồùt cuớa noù giaớm, quaù trỗnh õọỳi lổu seợ tọỳt hồn.
b - Hóỷ sọỳ trao õọứi nhióỷt khi laỡm nguọỹi õaỷt giaù trở cổỷc õaỷ

i ồớ phaỷm vi õọỹ quaù nhióỷt
bũng 150 ữ 200
O
C, bồới vỗ ồớ õọỹ quaù nhióỷt õoù, tờch sọỳ (Gr.Pr) coù giaù trở lồùn nhỏỳt.
c - Hóỷ sọỳ trao õọứi nhióỷt khi nung noùng tng tuyóỳn tờnh vồùi õọỹ quaù nhióỷt.




- - 14 - -
Do cọ cáúu trục tinh thãø giäúng nhau, nãn khi nhiãût âäü gáưn våïi nhiãût âäü nọng chy
(âäü quạ nhiãût = 0), cạc múi âãưu cọ cng hãû säú trao âäøi nhiãût nhỉ nhau :
α
âl
≈ 200 ÷ 220 W/m
2
.âäü
2.2.2.QUẠ TRÇNH LM NGÜI VÁÛT TRONG KHÄNG KHÊ.
Trong sn xút, váût pháøm kim loải thỉåìng âỉåüc nung nọng âãún nhiãût âäü cao, sau
âọ âỉåüc lm ngüi trong khäng khê. Lỉåüng nhiãût trao âäøi giỉỵa váût v khäng khê âỉåüc
tênh theo cäng thỉïc Newton :
q
lng
= α
lng
( t
V
- t
KK
) = (α

bx
+ α
âl
) (t
V
- t
KK
) ( 2-6)
ÅÍ âáy: α
lng
- hãû säú lm ngüi ( c bỉïc xả v âäúi lỉu ), W/m
2
.âäü ;
α
bx
- hãû säú trao âäøi nhiãût bỉïc xả, W/m
2
.âäü ;
α
âl
- hãû säú trao âäøi nhiãût âäúi lỉu, W/m
2
.âäü ;
t
V
- nhiãût âäü bãư màût ca váût lm ngüi,
O
C;
t
KK

- nhiãût âäü ca khäng khê bao quanh váût,
O
C.
Gêa trë ca hãû säú lm ngüi α
lng
cọ thãø tênh gáưn âụng theo âäư thë sau :

Hçnh 2-3 . Hãû säú α
lng
phủ thüc vo nhiãût âäü bãư màût váût t
V

Mún chênh xạc ta tênh α
bx
v α
âl
theo cạc cäng thỉïc sau:
α
bx
=
KKV
bx
tt
q
−
, W/m
2
.âäü (2-7)
Âäúi våïi chãú âäü âäúi lỉu tỉû nhiãn thç α
âl

âỉåüc tênh tỉì phỉång trçnh tiãu chøn :
Nu = C. (Gr.Pr )
n
(2-8)




- - 15 - -
Vồùi : C= 0, 450 vaỡ n = 0 khi tờch sọỳ (Gr.Pr) < 10
-3

C= 1, 180 vaỡ n = 0, 125 khi tờch sọỳ (Gr.Pr) = 10
-3
ữ 5.10
2

C= 0, 540 vaỡ n = 0, 25 khi tờch sọỳ (Gr.Pr) = 5.10
2
ữ 2.10
7

C= 0, 135 vaỡ n = 0, 333 khi tờch sọỳ (Gr.Pr) >
2.10
7

Trong mọỹt sọỳ trổồỡng hồỹp ta coù thóứ sổớ duỷng cọng thổùc thổỷc nghióỷm sau :

õl

= D
4
KKV
tt , W/ m
2
.õọỹ (2-9)
Hóỷ sọỳ D = 2, 56 khi tỏỳm õỷt õổùng;
D = 3, 25 khi tỏỳm õỷt nũm ngang, mỷt laỡm nguọỹi hổồùng lón trón;
D = 1, 33 khi tỏỳm õỷt nũm ngang, mỷt laỡm nguọỹi hổồùng xuọỳng dổồùi;
D = 5, 65 khọỳi truỷ õỷt nũm ngang coù õổồỡng kờnh 5 mm ;
D = 4, 10 khọỳi truỷ õỷt nũm ngang coù õổồỡng kờnh 10 mm ;
D = 2, 25 khọỳi truỷ õỷt nũm ngang coù õổồỡng kờnh 50 mm ;
D = 2, 09 khọỳi truỷ õỷt nũm ngang coù õổồỡng kờnh 100 mm ;
D = 2, 01 khọỳi truỷ õỷt nũm ngang coù õổồỡng kờnh 200 mm ;
ọỳi vồùi chóỳ õọỹ õọỳi lổu cổồợng bổùc khi ồớ chóỳ õọỹ chaớy tỏửng, vỏỷt coù daỷng tỏỳm thỗ ta coù:

dl

=
5,0
0
1
.






l

A
OKK

, W/ m
2
.õọỹ (2-10)
khi ồớ chóỳ õọỹ chaớy rọỳi :

dl

=
8,0
0
2
.






l
A
OKK

, W/ m
2
.õọỹ (2-11)
vồùi : -
00

,


laỡ khọỳi lổồỹng rióng vaỡ tọỳc õọỹ cuớa khọng khờ ồớ õióửu kióỷn tióu chuỏứn
- l laỡ chióửu daỡi cuớa vỏỷt laỡm nguọỹi
- A
1
vaỡ A
2
laỡ caùc hóỷ sọỳ, õổồỹc choỹn theo baớng sau:
Nhióỷt õọỹ
Chóỳ õọỹ chaớy
0 50 100 200 300 500 1000
Chaớy tỏửng A
1
3, 42 3, 68 3, 93 4, 33 4, 71 5, 36 6, 47
Chaớy rọỳi A
2
4, 37 4, 52 4, 66 4, 88 5, 09 5, 41 6, 04






- - 16 - -
2.2.3.LÉNH VỈÛC SỈÍ DỦNG CHÃÚ ÂÄÜ TRAO ÂÄØI NHIÃÛT ÂÄÚI LỈU.
Sỉû trao âäøi nhiãût âäúi lỉu âỉåüc ỉïng dủng åí nhỉỵng l cọ nhiãût âäü khäng låïn hån
400
O

C, thê dủ nhỉ trong cạc l sáúy, l âiãûn tråí nhiãût âäü tháúp, pháưn trãn ca l cao . . .
ÅÍ nhỉỵng vng cọ nhiãût âäü cao hån thç vai tr trao âäøi nhiãût bỉïc xả l ch úu nhỉng
váùn cn nh hỉåíng ca trao âäøi nhiãût âäúi lỉu, âàûc biãût l khi khọi l chuøn âäüng våïi
váûn täúc låïn.
Âäúi våïi cạc l sỉí dủng chãú âäü trao âäøi nhiãût âäúi lỉu viãûc âäút nhiãn liãûu trong
bưng l l khäng cho phẹp vç åí nhiãût âäü tháúp thç khäng bo âm û äøn âënh quạ trçnh
chạy v sỉû âäưng âãưu trao âäøi nhiãût trong khäng gian l. Ngỉåìi ta thỉåìng âäút nhiãn liãûu
åí mäüt bưng riãng, âäüc láû
p våïi khäng gian bưng l, nãn cọ thãø âäút âỉåüc mi dảng
nhiãn liãûu. Sỉí dủng âiãûn nàng l thêch håüp nháút vç dãù dng âiãưu chènh v khäúng chãú
nhiãût âäü nhỉng nàng sút khäng låïn m giạ thnh sn pháøm lải cao. Âãø gim kêch
thỉåïc bưng âäút ngỉåìi ta thỉåìng sỉí dủng cạc m âäút cọ ngn lỉía ngàõn, m phun tháúp
ạp (khi âäút nhiãn liãûu lng ) v trạnh sỉû bỉïc xả tỉì bưng âäút sang bưng l. Âãø ï sỉû trao
âäøi nhiãût täút, u cáưu cháút mang nhiãût phi cọ täúc âäü låïn v chuøn âäüng bao quanh váût.
Sỉû tại tưn hon khê th
i âỉåüc sỉí dủng nhiãưu trong cạc l lm viãûc åí chãú âäü ny
do nhiãût âäü u cáưu ca cäng nghãû tháúp hån so våïi nhiãût âäü ca sn pháøm chạy. Khi âọ
ta cọ quạ trçnh häùn håüp giỉỵa sn pháøm chạy våïi khê thi tại tưn hon l :
V
K
C
K
t
K
+ V
th
C
th
t
th

= V
hh
C
hh
t
hh
(2-12)
Åí âáy:-V
K
, V
th,
V
hh
l thãø têch ca khọi(sạn pháøm chạy), khê thi tại tưn hon
v häùn håüp (tênh åí âiãưu kiãûn tiãu chøn), m
3
/ s ;
-C
K
, C
th
, C
hh
l nhiãût dung riãng ca khọi(sạn pháøm chạy), khê thi tại tưn ho
v häùn håüp, KJ / m
3
.âäü
-t
K, ,
t

th
, t
hh
l nhiãût âäü ca khọi(sạn pháøm chạy), khê thi tại tưn ho v häùn håüp,
0
C.

2.3.CHÃÚ ÂÄÜ LM VIÃÛC THEO LÅÏP
Âáy l chãú âäü lm viãûc åí cạc l nung nọng, náúu chy hồûc lm ngüi cạc váût liãûu
dảng hảt, dảng củc hồûc dảng bủi. Váût liãûu âỉåüc cháút âáưy hồûc mäüt pháưn trong khäng
gian lm viãûc ca l. Khê nọng chuøn âäüng qua låïp váût liãûu. L thỉåìng cọ cáúu tảo




- - 17 - -
thàóng âỉïng. Phủ thüc vo tênh cháút ca váût liãûu, sỉû chuøn âäüng tỉång âäúi giỉỵa váût
liãûu våïi dng khê, cäng nghãû sn xút ngỉåìi ta phán ra ba dảng låïp :
-1. Låïp chàût : váût liãûu cọ dảng củc, xãúp thnh låïp âỉåüc coi nhỉ khäng chuøn
âäüng tỉång âäúi våïi nhau. Khê l chuøn âäüng qua låïp váût liãûu tỉì dỉåïi lãn hồûc tỉì trãn
xúng. L cọ cáúu tảo dảng thàóng âỉïng.
-2. Låïp säi : váût liãûu cọ dảng hảt nh, âäưng âãưu åí trảng thại bë xạo träün giäúng nhỉ
“säi” båíi dng khê cọ täúc âäü låïn thäøi tỉì dỉåïi lãn. Thê dủ : cạc l thiãu qûng, l sáúy
táư
ng säi.
-3. Låïp lå lỉíng: váût liãûu ráút nh, åí dảng bủi bay lå lỉíng trong khäng gian l dỉåïi
tạc âäüng ca dng khê cọ täúc âäü låïn. Thê dủ cạc l dảng âi phun, xyclon
Chãú âäü lm viãûc theo låïp cọ hai âàûc âiãøm näøi báût :
-Bãư màût trao âäøi nhiãût ráút låïn nhỉng khäng äøn âënh
-Trong l täưn tải âäưng thåìi c ba dảng dáùn nhiãût, âäúi lỉu v bỉïc xả nhiãût.

2.3.1.CHÃÚ ÂÄÜ LÅÏP CHÀÛT
Khi nghiãn cỉïu vãư trao âäøi nhiãût trong låïp chàût ngỉåìi ta cọ khại niãûm hãû säú trao
âäøi nhiãût thãø têch
V
α
- lỉåüng nhiãût trao âäøi ỉïng våïi mäüt âån vë thãø têch l cọ chỉïa váût
liãûu -, W/m
3
.âäü :

1
.
.
0
F
V
F
V
α
α
α
== , W/m
3
.âäü (2-13)
ÅÍ âáy : α -hãû säú trao âäøi nhiãût bãư màût, W/m
2
.âäü
- V l thãø têch khäng gian l cọ chỉïa váût liãûu, m
3
;

- F l diãûn têch bãư màût ca váût liãûu, m
2
;
- F
0
l diãûn têch bãư màût ca váût liãûu ỉïng våïi 1 m
3
váût liãûu, m
2
;
- 1 cọ nghéa l xẹt khi V = 1 m
3

Hãû säú trao âäøi nhiãût thãø têch
V
α
phủ thüc vo tênh cháút ca váût liãûu m cọ thãø
âỉåüc tênh våïi cạc cäng thỉïc khạc nhau. Ngỉåìi ta chia váût liãûu lm hai loải : váût liãûu
mng v váût liãûu dy.
- Váût liãûu mng l loải cọ nhiãût tråí ca nọ gáưn bàòng khäng :
0→
λ
R





- - 18 - -
- Vỏỷt lióỷu daỡy laỡ loaỷi coù nhióỷt trồớ cuớa noù khaùc khọng :

0

R

õỏy - R : baùn kờnh cuớa vỏỷt lióỷu, m ;
-

: hóỷ sọỳ dỏựn nhióỷt cuớa vỏỷt lióỷu, W/m.õọỹ
ọỳi vồùi vỏỷt lióỷu moớng ta coù:
2
56,368,1
7,0
0
3,0
10.
.
ff
m
V
d
AT

=


, W/m
3
.õọỹ (2-14)
ọỳi vồùi vỏỷt lióỷu daỡy ta coù :
2

56,368,1
75,0
9,0
0
3,0
10.

ff
V
d
TB

=


, W/m
3
.õọỹ (2-15)
Trong caùc cọng thổùc trón:
T - nhióỷt õọỹ tuyóỷt õọỳi cuớa vỏỷt lióỷu, 0K;
0

- tọỳc õọỹ khờ ồớ õióửu kióỷn tióu chuỏứn khi loỡ hoaỡn toaỡn rọựng, m/s ;
d - õổồỡng kờnh cuớa vỏỷt lióỷu, m ;
f -õọỹ rọựng cuớa vỏỷt lióỷu, f = 0
ữ
1;
m = 1, 3 khi laỡm nguọỹi caùc cuỷc than cọỳc
m = 0, 9 caùc trổồỡng hồỹp khaùc
A - hóỷ sọỳ thổỷc nghióỷm, phuỷ thuọỹc vaỡo vỏỷt lióỷu vaỡ cọng nghóỷ theo baớng sau :

Vỏỷt lióỷu Nung noùng Laỡm nguọỹi
Quỷng sừt 115 135
aù vọi 65 75
Sa mọỳt 85 135
Kim loaỷi daỷng cỏửu 70 70

B - hóỷ sọỳ thổỷc nghióỷm, phuỷ thuọỹc vaỡo vỏỷt lióỷu khi nung noùng, coù caùc giaù trở sau:
Vồùi quỷng sừt B= 160
aù vọi B= 166
Sa mọỳt B= 135
Than cọỳc B= 170
Caùc loỡ laỡm vióỷc theo chóỳ õọỹ lồùp chỷt õổồỹc phỏn thaỡnh ba nhoùm õỷc trổng:




- - 19 - -
-Nhoùm thổù nhỏỳt bao gọửm nhổợng loỡ õổùng coù buọửng õọỳt rióng, trong loỡ khọng coù
caùc phaớn ổùng toaớ nhióỷt hoỷc thu nhióỷt. Thờ duỷ nhổ caùc loỡ õổùng nỏỳu chaớy quỷng õọửng,
gang vaỡ hồỹp kim, loỡ nung vỏỷt lióỷu sa mọỳt daỷng hat. . . ỷc trổng cuớa nhoùm naỡy laỡ loỡ
õổùng nỏỳu gang.
-Nhoùm thổù hai bao gọửm nhổợng loỡ coù buọửng õọỳt rióng hoỷc khọng gian õọỳt rióng
nhổng ồớ caùc vuỡng coỡn laỷi cuớa loỡ vỏựn xaớy ra caùc phaớn ổùng thu nhióỷt hoỷc toaớ nhióỷt mang
yù nghộa cọng nghóỷ. Thờ duỷ nhổ caùc loỡ nung õaù vọi, nung manhedit, loỡ cao luyóỷn gang.
ỷc trổng cuớa nhoùm naỡy laỡ loỡ cao
-Nhoùm thổù ba bao gọửm nhổợng loỡ maỡ quaù trỗnh õọỳ
t chaùy nhión lióỷu xaớy ra trong
toaỡn bọỹ khọng gian chổùa lióỷu vaỡ õọửng thồỡi coù caùc phaớn ổùng thu nhióỷt hoỷc toaớ nhióỷt
mang yù nghộa cọng nghóỷ. Thờ duỷ nhổ caùc loỡ nỏỳu chaớy tinh quỷng cuớa õọửng.
2.3.2. CH ĩ LẽP SI.

2.3.2.1.Mọỹt sọỳ õỷc tờnh cuớa lồùp sọi
chóỳ õọỹ lồùp sọi, caùc vỏỷt lióỷu coù kờch thổồùc nhoớ vaỡ tổồng õọỳi õọửng õóửu õổồỹc õỏứy
lón bồới doỡng khờ vồùi tọỳc õọỹ lồùn, coù giaù trở thờch hồỹp. Mỏỷt õọỹ haỷt trong lồùp sọi coù giaù trở
nhoớ, lổỷc ma saùt giổợa caùc haỷt yóỳu hồn nhióửu so vồùi lồùp chỷt. Bóử mỷt trao õọứi nhióỷt cuớa
vỏỷt lióỷu trong lồùp sọi lồùn hồn nhióửu so vồùi lồù
p chỷt vaỡ goỹi laỡ bóử mỷt hoaỷt tờnh S
ht
, õổồỹc
xaùc õởnh theo cọng thổùc :
S
ht
=



d
Hf
S
d
d
fSH
6
.
523,0

2
3
= , m
2
/m

2
.s (2-16)
Vồùi H - chióửu cao lồùp vỏỷt lióỷu, m ;
S - tióỳt dióỷn ngang cuớa loỡ, m
2
;
f - õọỹ rọựng cuớa lồùp vỏỷt lióỷu ;
d - õổồỡng kờnh cuớa haỷt vỏỷt lióỷu, m ;

- thồỡi gian vỏt lióỷu ồớ trong lồùp sọi, s
Tọỳc õọỹ cỏửn thióỳt õóứ hỗnh thaỡnh lồùp sọi phuỷ thuọỹc chuớ yóỳu vaỡo kờch thổồùc, khọỳi
lổồỹng cuớa haỷt vỏỷt lióỷu. ỏy laỡ tọỳc õọỹ doỡng khờ qua mỷt cừt ngang cuớa loỡ ( coi nhổ loỡ
hoaỡn toaỡn rọựng, khọng chổùa vỏỷt lióỷu.), kyù hióỷu laỡ
S

. Lồùp sọi tọửn taỷi khi :
min

<
S

<

max

min

- giaù trở tọỳc õọỹ tọỳi thióứu õóứ bừt õỏửu hỗnh thaỡnh lồùp sọi;

- - 20 - -

max
- giaù trở tọỳc õọỹ laỡm cho lồùp sọi bở phaù huyớ vaỡ chuyóứn sang traỷng thaùi lồùp
lồ lổớng.
Caùc giaù trở
min

vaỡ

max
õổồỹc tờnh theo tióu chuỏứn Re
min
vaỡ Re
max
nhổ sau :
Re
min
=
Ar
Ar
22,51400 +
(2-17)
Re
max
=
Ar
Ar

6,018 +
(2-18)
Trong õoù Ar laỡ tióu chuỏứn Archimed, õỷc trổng tyớ sọỳ ma saùt vaỡ lổỷc õỏứy Archimed
Ar =
K
KV
gd




.
2
3
(2-19)
vồùi g laỡ gia tọỳc troỹng trổồỡng; d- õổồỡng kờnh haỷt vỏỷt lióỷu ;

- õọỹ nhồùt õọỹng hoỹc ;
V

,
K

- khọỳi lổồỹng rióng cuớa vỏỷt lióỷu vaỡ doỡng khờ.
óứ õỷc trổng cho traỷng thaùi lồùp sọi coỡn coù thọng sọỳ m
s
goỹi laỡ sọỳ sọi :
m
s
=

min


S
(2-20)
Quaù trỗnh hỗnh thaỡnh lồùp sọi õổồỹc bừt õỏửu khi m
s
= 2, khi õoù thóứ tờch cuớa lồùp vỏỷt
lióỷu tng lón 15% so vồùi lồùp chỷt .Hỗnh 2-4 bióứu thở caùc traỷng thaùi cuớa lồùp sọi khi tọỳc
õọỹ gioù thay õọứi.

Hỗnh 2-4. Caùc traỷng thaùi cuớa lồùp sọi khi tọỳ õọỹ gioù thay õọứi
a-Thồỡi kyỡ bừt õỏửu hỗnh thaỡnh lồùp sọi, m
s
=1ữ 2; b-Thóứ tờch lồùp vỏỷt lióỷu tng 15%;
c- Sổỷ taỷo thaỡnh caùc bong boùng rọựng trong lồùp vỏỷt lióỷu; d- Hỗnh thaỡnh caùc lồùp vỏỷt lióỷu ồớ
traỷng thaùi lồ lổớng.




- - 21 - -
Khi tọỳc õọỹ gioù thay õọứi khọng nhổợng laỡm thay õọứi traỷng thaùi cuớa lồùp sọi maỡ coỡn
dỏựn õóỳn sổỷ thay õọứi trồớ lổỷc cuớa lồùp haỷt, tọỳc õọỹ thổỷc cuớa doỡng khờ, hỗnh 2.5 cho ta thỏỳy
nhổợng sổỷ thay õọứi õoù. Nóỳu loỡ coù tióỳt dióỷn troỡn thỗ trồớ lổỷc cuớa lồùp sọi õổồỹc tờnh theo
cọng thổùc :
()()
fgH
S
P

p
KV
td
== 1

, N / m
2
(2-21)
trong õoù : P - troỹng lổỷc cuớa vỏỷt lióỷu trong lồùp sọi, N ;
S
td
- dióỷn tờch tổỷ do cuớa ghi loỡ (dióỷn tờch caùc lọự thọng gioù), m
2
.
Thồỡi gian vỏỷt lióỷu ồớ trong traỷng thaùi sọi

õổồỹc tờnh :

=
()
kG
fSH
V
.
1
0


, h (2-22)
trong õoù : G

0
- nng suỏỳt cuớa thióỳt bở, kg/h ;
k - hóỷ sọỳ hióỷu chốnh sổỷ thay õọứi thóứ tờch cuớa vỏỷt lióỷu trong quaù trỗnh sọi

Hỗnh 2-5. A - Quan hóỷ trồớ lổỷc vaỡ tọỳc õọỹ gioù; B - Quan hóỷ tọỳc õọỹ thổỷc vaỡ tọỳc õọỹ
thọứi

thổỷc
= f (

s
); C - Quan hóỷ chióửu cao lồùp vỏỷt lióỷu H vaỡ tọỳc õọỹ thọứi

s





- - 22 - -
2.3.2.2.Sổỷ trao õọứi nhióỷt trong lồùp sọi
Sổỷ trao õọứi nhióỷt trong lồùp sọi õổồỹc I.M.Federov tờnh toaùn theo phổồng trỗnh tióu
chuỏứn vồùi caùc cọng thổùc thổỷc nghióỷm sau :
Tióu chuỏứn Federov : Fe = d
td
.
3
2
.
3

4
V
KV
g




(2-23)
trong õoù : d
td
- õổồỡng kờnh tổồng õổồng cuớa haỷt vỏỷt lióỷu, m
d
td
=
3

.6
V
n
G

, m (2-24)
G- khọỳi lổồỹng cuớa caùc haỷt vỏỷt lióỷu trong mọỹt thóứ tờch mỏựu thổớ nghióỷm, kg ;
n - sọỳ haỷt vỏỷt lióỷu cuớa thóứ tờch mỏựu thổớ nghióỷm
Khi Fe = 30
ữ
100 thỗ Nu = 0, 0151.Fe
0, 74
.Re

0, 65
.
34,0








õt
d
H
(2-25)
Khi Fe = 100
ữ 200 thỗ Nu = 0, 0283.Fe
0, 604
. Re

0, 65
.
34,0

õt
d
H
(2-26)
Sau khi tờnh õổồỹc giaù trở Nu ta seợ xaùc õởnh õổồỹc hóỷ sọỳ trao õọứi nhióỷt

nhổ õaợ
bióỳt. Ngoaỡi ra,

coù thóứ tờnh gỏửn õuùng theo cọng thổùc sau :
63,0
.21,425
S

+=
, W / m
2
.õọỹ. (2-27)
Khi coi quaù trỗnh trao õọứi nhióỷt giổợa doỡng khờ vồùi vỏỷt lióỷu laỡ ọứn õởnh (khọng tờnh
caùc tọứn thỏỳt nhióỷt ra mọi trổồỡng xung quanh vaỡ nhióỷt thu, hoỷc toaớ ra do phaớn ổùng hoaù
hoỹc bón trong ) ta coù phổồng trỗnh cỏn bũng nhióỷt laỡ :
Q =

.S
ht
.
()
120

3600
VV
V
tb
tt
C
Gt = = S
td
.
(
)
21

KKKOKtd
ttC



, W (2-28)
ớ õỏy: S
ht
- bóử mỷt hoaỷt tờnh cuớa vỏỷt lióỷu, m2 ;
G
0
- nng suỏỳt thióỳt bở, kg/h ;
C
V
- nhióỷt dung rióng trung bỗnh cuớa vỏỷt lióỷu, J/kg.õọỹ ;
C
K

- nhióỷt dung rióng trung bỗnh cuớa khờ, J/kg.õọỹ ;
ok

- khọỳi lổồỹng rióng cuớa khờ ồớ õióửu kióỷn tióu chuỏứn, kg/m
3
;
S
td
- dióỷn tờch thọng gioù cuớa ghi loỡ, m
2
;
td

- tọỳc õọỹ cuớa khờ qua dióỷn tờch thọng gioù, m/s ;




- - 23 - -
t
V1
, t
V2
- nhiãût âäü ban âáưu v nhiãût âäü cúi ca váût liãûu,
O
C ;
t
K1
t
K2

- nhiãût âäü ban âáưu v nhiãût âäü cúi ca khê ra khi låïp säi,
O
C ;
tb
∆ - hiãûu nhiãût âäü trung bçnh logarit giỉỵa khê våïi váût liãûu,
O
C.
2.3.2.3.Lénh vỉûc sỉí dủng ca låïp säi
Trong k thût ngỉåìi ta thỉåìng sỉí dủng låïp säi âãø sáúy v gia cäng váût liãûu. ÅÍ cạc
thiãút bë sáúy thç nàng lỉåüng l do dng khê mang vo, cn trong cäng nghãû gia cäng
qûng sunfua sàõt, km, âäưìng . . . nàng lỉåüng cáúp l nàng lỉåüng hoạ hc ca chênh bn
thán váût liãûu. L låïp säi lm viãûc våïi sỉû âäút chạy nhiãn liãûu ngay trong låïp, âỉåüc sỉí
dủng âãø nung âạ väi, âälämit. . .Ngỉåìi ta cn sỉí dủng låïp säi âãø nung nọng cạc váût
pháøm bàòng thẹp hồûc kim loải mu. Váût nung âỉåüc treo trong låïp säi, sỉû trao âäøi nhiãût
våïi
600500 ÷=
α
W / m
2
.âäü, låïn hån vi láưn so våïi nung åí cạc l bưng hồûc l nung
liãn tủc.
2.3.3.CHÃÚ ÂÄÜ LÅÏP LÅ LỈÍNG
Nhỉ â trçnh by åí pháưn trãn, khi
S
ω
>
ω
max
thç låïp säi bë phạ våỵ v chuøn
sang låïp lå lỉíng, hay khi säú säi m

s
= 50
÷
100 thç låïp lå lỉíng bàõt âáưu hçnh thnh.
Våïi chãú âäü låïp lå lỉíng, váût liãûu cọ kêch thỉåïc ráút nh v váûn täúc dng khê â låïn,
sao cho cán bàòng giỉỵa lỉûc trng trỉåìng tạc âäüng lãn hảt váût liãûu våïi lỉûc náng do dng
khê thäøi lãn, theo phỉång trçnh :
()
2
.
4

6
2
23
K
KKV
d
g
d
ω
ρ
π
ξρρ
π
=− (2-29)
ÅÍ âáy:
ξ
- hãû säú tråí lỉûc ;

K
ω
- váûn täúc ca dng khê
Phỉång trçnh cán bàòng nhiãût åí låïp lå lỉíng cọ thãø viãút :
α
(t
K
-t
V
)F
V
.d
τ
+C
1
(T
4
K
-T
4
V
)F
V
.d
τ
- C
2
( T
4
V

-T
4
T
)F
V
.d
τ
±
q.V
V
V
ρ
= 0 (2-30)
våïi:
α
- hãû säú trao âäøi nhiãût âäúi lỉu, W/m
2
.âäü ;
C
1
- hãû säú trao âäøi nhiãût giỉỵa khê v váût liãûu, W/m
2
.K
4

C
2 -
hãû säú trao âäøi nhiãût giỉỵa váût liãûu våïi tỉåìng l, W/m
2
.K

4

T
T
- nhiãût âäü ca tỉåìng l,
0
K ;
V
V
- thãø têch ca váût liãûu, m
3
;




- - 24 - -
F
V
- dióỷn tờch bóử mỷt cuớa vỏỷt lióỷu, m
2

Do tọỳc õọỹ doỡng khờ lồùn nón ta tờnh

theo chóỳ õọỹ õọỳi lổu cổồợng bổùc khi
Re = 20
400ữ
, khi õoù : Nu = 0, 2.Re
0, 83
(2-31)

Phuỷ thuọỹc vaỡo sổỷ chuyóứn õọỹng tổồng õọỳi giổợa vỏỷt lióỷu vaỡ doỡng khờ ta coù caùc chóỳ
õọỹ laỡm vióỷc theo lồùp lồ lổớng vồùi sổỷ chuyóứn õọỹng cuỡng chióửu thúng õổùng tổỡ dổồùi lón, tổỡ
trón xuọỳng, chuyóứn õọỹng ngổồỹc chióửu, chuyóứn õọỹng nũm ngang cuỡng chióửu.
Chóỳ õọỹ laỡm vióỷc theo lồùp lồ lổớng õổồỹc sổớ duỷng trong caùc loỡ nung hoỷc sỏỳy caùc
quỷng sunfua, dung dởch cọ cuớa sunfua keợm, õọửng . . . So saùnh vồùi caùc loỡ khaùc coù cuỡng
cọng nghóỷ thỗ loỡ laỡm vióỷc theo lồùp lồ lổớng coù nng suỏỳt tổồng õọỳi cao, thuỏỷn lồỹi hồn
nhióửu so vồùi caùc loỡ ọỳng quay, loỡ thióu nhióửu tỏửng.