Thuyết minh đồ án thông gió công nghiệp | Môn Đồ án Thông gió - Đại học Xây Dựng Hà Nội

lOMoAR cPSD| 58950985
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
KHOA KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
BỘ MÔN VI KHÍ HẬU - MTXD ------------
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÔNG GIÓ CÔNG NGHIỆP
Giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Huy Tiến Họ và tên sinh viên: Mã số sinh viên: Lớp: Ngày hoàn thành:
Hà Nội, Ngày 10 ,Tháng 7 , Năm 2022 lOMoAR cPSD| 58950985
Khoa KT Môi trường Bộ môn: Vi khí hậu - MTXD ĐỒ ÁN MÔN HỌC THÔNG GIÓ
THIẾT KẾ THÔNG GIÓ NHÀ CÔNG NGHIỆP Họ và tên: Mã số SV:
Đề số: 5 Địa điểm xây dựng: Vinh
1. Số liệu thiết kế
- Mặt bằng, mặt cắt kiến trúc công trình.
- Dây chuyền công nghệ và các số liệu liên quan.
2. Nội dung tính toán
- Tính toán thiết kế hệ thống thông gió cục bộ cho các máy móc thiết bị tỏa bụi, khí độc hại.
- Tính toán thiết kế hệ thống thông gió cơ khí chung kết hợp tự nhiên cho phân xưởng. 3. Bản vẽ
Số bản vẽ: 02 bản vẽ khổ A1 thể hiện đầy đủ, chi tiết:
- Mặt bằng, mặt cắt, sơ đồ không gian hệ thống - Mặt
bằng, mặt cắt chi tiết gian máy.
Ngày giao nhiệm vụ: 03/2022 Ngày bảo vệ: 06/2022 MỤC LỤC
CHƯƠNG 1. CHỌN THÔNG SỐ TÍNH TOÁN ................................................................ 4
1.1. Lựa chọn thông số khí hậu ........................................................................................... 4
1.1.1. Thông số khí hậu bên ngoài nhà ......................................................................... 4
1.1.2. Thông số khí hậu bên trong nhà ......................................................................... 4
1.2. Chọn kết cấu bao che .................................................................................................... 4
1.2.1. Cấu tạo các lớp của kết cấu nền ......................................................................... 4
1.2.2. Cấu tạo các lớp của kết cấu tường ...................................................................... 5
1.2.3. Cấu tạo các lớp của kết cấu mái ......................................................................... 5
1.2.4. Cấu tạo các lớp của kết cấu cửa sổ,cửa mái ....................................................... 5
1.2.5. Cấu tạo các lớp của kết cấu cửa đi ..................................................................... 5
CHƯƠNG 2. TÍNH TOÁN NHIỆT THỪA ........................................................................ 5 lOMoAR cPSD| 58950985
2.1. Nhiệt tổn thất ................................................................................................................ 5
2.1.1. Nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che ..................................................................... 5
2.1.2. Tổn thất nhiệt do nung nóng vật liệu mang vào ............................................... 10
2.1.3. Tổn thất nhiệt do rò gió .................................................................................... 10
2.2. Nhiệt tỏa ..................................................................................................................... 13
2.2.1. Nhiệt tỏa do người ............................................................................................ 13
2.2.2. Nhiệt tỏa do chiếu sáng .................................................................................... 13
2.2.3. Tỏa nhiệt do động cơ và thiết bị dùng điện ...................................................... 14
2.2.4. Tỏa nhiệt do sản phẩm nung nóng để nguội không thay đổi trạng thái ........... 16
2.2.5. Tỏa nhiệt do lò nung ......................................................................................... 16
2.2.6. Tỏa nhiệt từ bể .................................................................................................. 24
2.3. Nhiệt bức xạ (chỉ tính cho mùa hè) ............................................................................ 28
2.3.1.Nhiệt bức xạ qua cửa kính ................................................................................. 28
2.3.2 .Nhiệt bức xạ qua mái ........................................................................................ 28
2.4. Tổng kết nhiệt thừa ..................................................................................................... 33
2.4.1. Tổng kết nhiệt thừa về mùa Đông .................................................................... 33
2.4.2. Tổng kết nhiệt thừa về mùa Hè ........................................................................ 34
CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN THÔNG GIÓ CỤC BỘ ........................................................ 34
3.1. Hút cục bộ .................................................................................................................. 34
3.1.1. Tính toán chụp hút mái đua .............................................................................. 34
3.1.2. Tính toán chụp hút bên thành ........................................................................... 40
3.1.3. Tính toán hút bụi............................................................................................... 42
3.2. Tính toán thổi cục bộ ( hoa sen không khí) ................................................................ 43
3.3. Tính toán lưu lượng thông gió .................................................................................... 47
CHƯƠNG 4. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC HỆ THỐNG THÔNG GIÓ ....................... 50
4.1. Tính toán thiết kế hệ thống hút thành bể .................................................................... 50
4.1.1. Tính toán hút cho bể 1 ...................................................................................... 51
4.1.2. Tính toán hút cho bể 2 ...................................................................................... 55
4.2. Tính toán thiết kế hệ thống hút bụi ............................................................................. 57
4.2.1. Tính toán khí động hệ thống hút bụi 1 ............................................................. 57
4.2.2. Tính toán khí động hệ thống hút bụi 2 ............................................................. 60
4.3. Hệ thống thổi cục bộ ( Hoa sen không khí) ................................................................ 62
4.3.1. Tính toán tổn thất trên đường ống .................................................................... 62
4.3.2. Tính toán chọn quạt .......................................................................................... 62
4.4. Tính toán thiết kế hệ thống thông gió chung .............................................................. 65 lOMoAR cPSD| 58950985
4.2.1. Tính toán tổn thất trên đường ống .................................................................... 65
4.1.2. Tính toán chọn quạt .......................................................................................... 69
CHƯƠNG 1. CHỌN THÔNG SỐ TÍNH TOÁN
1.1. Lựa chọn thông số khí hậu
1.1.1. Thông số khí hậu bên ngoài nhà
a. Thông số khí hậu bên ngoài nhà mùa đông
Là nhiệt độ thấp trung bình của tháng lạnh nhất trong năm.
T ĐN =15,6℃(Tháng 1)
b. Thông số khí hậu bên ngoài nhà mùa hè
Là nhiệt độ cao trung bình của tháng nóng nhất trong năm.
T HN =34,2℃ (Tháng 7)
Số liệu được tra trong QCVN 02:2009/BXD - Số liệu điều kiện tự nhiên dùng trong xây
dựng tại địa điểm Vinh.
1.1.2. Thông số khí hậu bên trong nhà
a. Thông số khí hậu bên trong nhà mùa đông
Chọn theo điều kiện tiện nghi nhiệt: Lao động nặng
T ĐT =20℃; v = 0,5 m/s
b. Thông số khí hậu bên trong nhà mùa hèt H H
T = tN + (1-3)oC = 34,2 + 1,3 = 35,5 oC
Vận tốc: v = 0,5 – 2,0 m/s; Chọn v = 1 m/s
Bảng 1.1 Thông số khí hậu Mùa đông Mùa hè T ttN ℃ T ttT ℃ v,m/s T ttN ℃ T ttT ℃ v,m/s 15,6 20 0,5 34,2 35,5 1
1.2. Chọn kết cấu bao che
Lựa chọn cấu tạo các lớp của kết cấu điển hình: nền, tường, cửa đi, sửa sổ, cửa mái, mái
1.2.1. Cấu tạo các lớp của kết cấu nền
- Lớp 1 : Vữa xi măng dày 0,05m; λ =0,93 W/mK
- Lớp 2 : Bê tông dăm dày 0,3m; λ = 1,28 W/mK
- Lớp 3 : Bê tông gạch vỡ dày 0,6m; λ = 0,87 W/mK lOMoAR cPSD| 58950985
1.2.2. Cấu tạo các lớp của kết cấu tường
- Lớp 1 : Vữa xi măng dày 0,015m; λ =0,93 W/mK
- Lớp 2 : Gạch rỗng đất sét nung 0,22m; λ = 0,52 W/mK
- Lớp 3 : Vữa xi măng dày 0,015m; λ = 0,93 W/mK
1.2.3. Cấu tạo các lớp của kết cấu mái
- Tôn (Thép) dày 0,0004m; λ =58 W/mK
1.2.4. Cấu tạo các lớp của kết cấu cửa sổ,cửa mái
- Kính cửa sổ dày 0,005m; λ =0,76 W/mK
1.2.5. Cấu tạo các lớp của kết cấu cửa đi
- Tôn (Thép) dày 0,002m; λ =58 W/mK
CHƯƠNG 2. TÍNH TOÁN NHIỆT THỪA
Lượng nhiệt thừa trong công trình xác định như sau:
Qth = Qtỏa + Qbx - Qtt, W Trong đó:
Qtỏa - tổng lượng nhiệt tỏa,W
Qbx - Tổng lượng nhiệt bức xạ,W
Qtt - tổng lượng nhiệt tổn thất,W
2.1. Nhiệt tổn thất
2.1.1. Nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che
Lượng nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che xác định như sau: Qttk/c = k.F. t, W
Trong đó: k - hệ số truyền nhiệt, W/m2oC F - diện tích truyền nhiệt, m2
t - độ chênh lệc nhiệt độ, oC
2.1.1.1. Nhiệt tổn thất qua kết cấu về mùa đông
a. Xác định hệ số truyền nhiệt k
Hệ số truyền nhiệt k được tính theo công thức: 1 k= 1 ❑i 1 +∑ + α t λi α n Trong đó:
t - hệ số trao đổi nhiệt bên trong nhà. t = 8,72 ,W/m 2 0C; lOMoAR cPSD| 58950985
n - hệ số trao đổi nhiệt bên ngoài nhà. n = 23,26 ,W/m 2 0C;
i - chiều dày lớp vật liệu thứ i;
i - hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i. k STT Kết cấu bao che Công thức tính (W/m2oC) Tường: - Lớp 1 : Vữa xi măng 0,015; λ1 = 0,93 -
Lớp 2 : Gạch rỗng đất 1 1,63 xét nung 0,22; λ2 = 0,52 + - Lớp 3 : Vữa xi măng + + + = 0,015; λ3=0,93 8,72 0,93 0,52 0,93 23,26 Mái: 2 - Mái tôn: 6,34 m + + 8,72 58 23,26 Cửa sổ: 3 - Cửa kính: + + 6.09 8,72 0,76 23,26 Cửa đi: 4 - Cửa nhôm: + + 6,34 8,72 58 23,26 Cửa mái: 5 - Cửa kính: + + 6,09 8,72 0,76 23,26
Bảng 2-1: Bảng tính hệ số truyền nhiệt
b. Xác định hệ số truyền nhiệt k đối với kết cấu nền Hệ
số truyền nhiệt k’ được xác định theo công thức: k'i
R' iδ ' i (W /m2℃) Ri+∑ λ'i Trong đó:
Ri - nhiệt trở của dải nền không cách nhiệt thứ i (m2oC/W)
Ri’ - nhiệt trở của dải nền cách nhiệt thứ i (m2oC/W)
’i - chiều dày của các lớp vật liệu có λ<1,163
’i - hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu có λ<1,163. lOMoAR cPSD| 58950985
Nền có chiều rộng 13,5m và chiều dài 54m.
Ta chia nền làm 4 dải. Ba dải ngoài (dải I, dải II, dải III) mỗi dải rộng 2m còn lại là dải IV
Bảng 2-2: Bảng tính toán hệ số truyền nhiệt k của kết cấu nền STT Dải nền Công thức ki’ W/m2oC) 1 Dải nền I: 1 0,34 - Nhiệt trở: R 1=2,2 0,05 0,6
-Vữa xi măng: ’1= 0,05; ’1= 0,93 2,2+ + - Bê tông dăm: ’ 0,93 0,87 2= 0,3; ’2= 1,28
- Bê tông gạch vỡ: ’3= 0,6; ’3= 0,87 2 - Dải nền II: 1 0,2 - Nhiệt trở: R 2=4,3 0,05 0,6
- Vữa xi măng: ’1= 0,05; ’1= 0,93 4,3+ + - Bê tông dăm: ’ 0,93 0,87 2= 0,3; ’2= 1,28
- Bê tông gạch vỡ: ’3= 0,6; ’3= 0,87 3 Dải nền III: 0,1 - Nhiệt trở: R3=8,6 1
-Vữa xi măng: ’1= 0,05; ’1= 0,93
- Bê tông dăm: ’2= 0,3; ’2= 1,28 0,05 0,6 8,6+ +
- Bê tông gạch vỡ: ’3= 0,6; ’3= 0,87 0,93 0,87 4 Dải nền IV: 0,0067 - Nhiệt trở: R4=14,2 1 - Vữa xi măng: ’ 1= 0,05; ’1= 0,93 0,05 0,6
- Bê tông dăm: ’2= 0,3; ’2= 1,28 14,2+ + - Bê tông gạch vỡ: ’ 0,93 0,87 3= 0,6; ’3= 0,87
c. Xác định diện tích F
Bảng 2-3: Bảng tính diện tích kết cấu bao che STT Hướng và kết cấu Công thức tính F, m2 Hướng Bắc 1 Tường
6,2×54-17×(1,2×1,2)-3×(1,2×2,4) 301,68 Cửa sổ: 17 cái 17×(1,2×1,2) 24,48 lOMoAR cPSD| 58950985 Cửa đi: 3 cái 3×(1,2×2,4) 8,64 Cửa mái: 1 cửa 54×1 54 Hướng Nam Tường 6,2×54-31,68-8,64 291,48 2 Cửa sổ: 22 cái 22×(1,2×1,2) 31,68 Cửa mái 54×1 54 Hướng Tây 3 Tường 6,2×13,5-7,2 76,5 Cửa sổ:5 cái 5×(1,2×1,2) 7,2 Hướng Đông 4 Tường 6,2×13,5-5,67 77,94 Cửa sổ: 4 cái 4×(1,2×1,2) 5,76 Nền Dải I 54×13,5-222-190-63+2×2×4 270 5 Dải II 50×9,5-190-63 222 Dải III 5,5×46-63 190 Dải IV 1,5×42 63 6 Mái 54×13,5 729
d. Xác định hiệu số nhiệt độ tính toán t (oC).
Hiệu số nhiệt độ được xác định theo công thức:
t = (tT – tN)× (oC) Trong đó:
tT - Nhiệt độ không khí trong nhà (oC)
tN - Nhiệt độ không khí ngoài nhà (oC)
- hệ số phụ thuộc vào vị trí kết cấu bao che so với không khí bên ngoài
= 1: kết cấu truyền nhiệt tiếp xúc với không khí ngoài. = 0.7:
kết cấu truyền nhiệt tiếp xúc với phòng không thông gió, phòng
không thông gió tiếp xúc với không khí ngoài.
= 0.4: kết cấu truyền nhiệt tiếp xúc với phòng không thông gió,
phòng không thông gió không tiếp xúc với không khí ngoài. Do đó:
Hiệu số nhiệt độ vào mùa đông: tĐ = (20-15,6) × 1 = 4,4 oC
Hiệu số nhiệt độ vào mùa hè: tH = (35,5-33,2) × 1 = 1,2 oC
e. Nhiệt tổn thất qua kết cấu về mùa đông lOMoAR cPSD| 58950985
Bảng 2-4: Bảng tính tổn thất qua kết cấu về mùa đông Diện tích t T Qttk/c(Đ) STT Hướng,kết cấu T (Đ) N (Đ) (m2) k (W/mK) (W) 0C 0C Hướng Bắc Tường 301,68 1,63 20 15,6 2163,65 1 Cửa sổ 24,48 6,09 20 15,6 655,97 Cửa đi 8,64 6,34 20 15,6 241,03 Cửa mái 54 6,09 20 15,6 1447 Hướng Nam Tường 291,48 1,63 20 15,6 2090,5 2 Cửa sổ 31,68 6,09 20 15,6 848,9 Cửa đi 8,64 6,34 20 15,6 241,03 Cửa mái 54 6,09 20 15,6 1447 Hướng Tây 3 Tường 76,5 1,63 20 15,6 692,1 Cửa sổ 7,2 6,09 20 15,6 192,94 Hướng Đông 4 Tường 77,94 1,63 20 15,6 559 Cửa sổ 5,76 6,09 20 15,6 154,35 Nền Dải 1 270 0,34 20 15,6 403,92 5 Dải 2 222 0,2 20 15,6 195,36 Dải 3 190 0,1 20 15,6 83,6 Dải 4 63 0,067 20 15,6 18,57 6 Mái 729 6,34 20 15,6 20336,2
Tổng nhiệt tổn thất qua kết cấu về mùa đông 31771,12
2.1.1.2. Nhiệt tổn thất qua kết cấu về mùa hè
Lượng nhiệt tổn thất qua k/c về mùa hè được xác định gần đúng bằng công thức chuyển đổi sau:
(H) Qkctt (H)=(Qktt/c (Đ)−Qmáitt (Đ))× ∆t(Đ) ∆t Trong đó: Q k/c(H) tt
- nhiệt tổn thất qua k/c về mùa hè, W Q k/c(Đ) tt
- nhiệt tổn thất qua k/c về mùa đông, W lOMoAR cPSD| 58950985 Q mái(Đ) tt
- nhiệt tổn thất qua k/c mái về mùa đông, W
∆t(H)- độ chênh nhiệt độ mùa Hè, oC
∆t(Đ)- độ chênh nhiệt độ mùa Đông, oC Do đó: Q k/c(H) tt
= (31771,12 - 20336,2) × = 3378,5 (W)
2.1.2. Tổn thất nhiệt do nung nóng vật liệu mang vào
Tổn thất nhiệt do nung nóng nguyên vật liệu từ ngoài đưa vào nhà được tính theo công thức: Q VL tt
= 0,278 × GVL × CVL(tC -tĐ ) , W Trong đó:
GVL - Khối lượng vật liệu, kg/h; GVL = G’VL × F; G’VL= (300÷400 kg/m2.h); Lấy G’VL = 350 kg/m2.h F - diện tích các lò
+ Lò điện NN-31(2 cái): 2,72 m2 + Lò điện NN-30: 2,56 m2 GVL=350×5,28 = 1848 m2
CVL - tỉ nhiệt của vật liệu, kJ/kgoC ; C vật liệu của thép: C = 0,48(KJ/Kg. 0C)
tĐ , tC - nhiệt độ đầu và cuối oC tC (0C) : Nhiệt độ cuối cùng của vật liệu đưa
vào phân xưởng chính là . tTtt
tĐ (0C) : Nhiệt độ ban đầu của vật liệu đưa vào phân xưởng chính là tttN
. - hệ số kể đến sự nhận nhiệt không đều của vật liệu, =0,5 Do đó:
+ Tổn thất nhiệt do nung nóng vật liệu đem vào phân xưởng vào mùa đông: Q Đ= 0,278× vl
Gvl×cvl×(t c−t đ) ×β
= 0,278×350×(2,56+2,72×2)×0,48×(20-15,6)×0,5 = 822 (W)
+ Tổn thất nhiệt do nung nóng vật liệu đem vào phân xưởng vào mùa hè: Q H= 0,278× vl
Gvl×cvl×(t c−t đ) ×β
= 0,278×350×(2,56+2,72×2)×0,48×(35,5-34,2)×0,5 = 169,26 (W)
2.1.3. Tổn thất nhiệt do rò gió
Tổn thất nhiệt do rò gió được tính theo công thức: lOMoAR cPSD| 58950985 Q rg
tt = 0,278 × Grg.C (tT - tN ), W Trong đó:
C - Tỉ nhiệt của không khí: C=1,005
Grg - lượng gió rò lọt qua khe cửa, kg/h;
Grg = g × l × a × N , kg /h
l - chiều dài khe cửa, m;
a - hệ số phụ thuộc loại cửa: Lượng gió rò qua khe cửa trên 1m dài khung cửa
và hệ số phụ thuộc loại cửa lấy theo (GT kỹ thuật thông gió của Gs.Trần Ngọc Chấn T91)
N - mật độ không khí ngoài, kg/m3
g - lượng gió rò lọt qua 1m khe cửa, m3 /m.h ; g phụ thuộc vận tốc gió và
hướng gió thổi so với khe cửa
Ta chỉ tính tổn thất do rò gió qua cửa sổ và cửa đi còn cửa mái có nhiệm vụ thông gió tự
nhiên nên không tính”
Bảng 2.5:Lượng gió rò qua khe cửa trên 1m dài khung cửa Vận tốc (m/s) 1 2 3 4 5 g (m3/m.h) 4 6,5 8 9 12,5
2.1.3.1. Tính toán rò gió vào mùa hè.
Tháng nóng nhất là tháng 7. Vận tốc gió trung bình là v = 3,6 (m/s). Hướng gió chủ đạo
là Tây Nam (Bảng 2.16 QCVN 02-2019) , như vậy sẽ có tổn thất nhiệt do rò gió qua các
khe cửa của tường phía Tây Nam.
Từ bảng tra, ta có, với v = 3,6 (m/s) có g = 8,6 (m3/m.h)
Đối với cửa sổ 1 lớp khung thép chọn a = 0,65
Hướng Tây gồm: 4 cửa sổ
Hướng Nam gồm: 22 cửa sổ
Mật độ không khí ngoài nhà vào mùa hè:
1,205×293 ρn= 273+34,2 =1,15(kg/m3)
Bảng 2.6 : Chiều dài khe cửa ứng với hướng gió chủ đạo vào mùa hè Loại cửa Chiều dài khe cửa l(m ) lOMoAR cPSD| 58950985 Hướng gió Công thức Kết quả chính Tây Cửa sổ (4×1,2+1,2)×4 24 Nam Cửa sổ (4×1,2+1,2)×22 132
Bảng 2.7 :Lượng gió rò qua khe cửa vào mùa hè Loại cửa l(m) a g (m3/m.h) N (kg/m3) Grò ( kg/h) Cửa sổ 24 0,65 8,6 1.15 154,28 Cửa sổ 132 0,65 8,6 1,15 848,56 Tổng 1002,84
Nhưng do hướng gió thổi xiên so với khe cửa nên lượng rò gió bằng 65% so với hướng
gió thổi trực giao nên Grg =1063,89 ×0,65 = 651,85(kg/h). Do đó: Q rg
tt (H) = 0,278 × 651,85× 1,005 × (35,5 – 34,2 ) = 236,76(W)
2.1.3.2. Tính toán rò gió vào mùa đông.
Tháng lạnh nhất là tháng 1. Vận tốc gió trung bình là v = 2,9 (m/s). Hướng gió chủ đạo là
hướng Bắc (Bảng 2.16 QCVN 02-2019), như vậy sẽ có tổn thất nhiệt do rò gió qua các
khe cửa của tường phía Bắc.
Từ bảng tra, ta có, với v = 2,9 (m/s) có g = 8 (m3/m.h)
Đối với cửa sổ 1 lớp khung thép chọn a = 0.65, cửa đi a=2
Hướng Bắc gồm: 17 cửa sổ, 3 cửa đi;
Mật độ không khí ngoài nhà vào mùa đông:
1,205×293 ρn= 273+15,6 =1,22(kg/m 3)
Bảng 2-8: Chiều dài khe cửa ứng với hướng gió chủ đạo vào mùa đông Hướng gió Chiều dài khe cửa l(m ) chính Loại cửa Công thức Kết quả Cửa sổ (4×1,2+1,2)×17 102 Bắc Cửa đi [(1,2+2,4)×2+2,4]×3 28,8
Bảng 2.9 :Lượng gió rò qua khe cửa vào mùa đông Loại cửa L(m) a g (m3/m.h) N (kg/m3) Grò ( kg/h) Cửa sổ 102 0,65 8 1,22 647 Cửa đi 28,8 2 8 1,22 562,18 lOMoAR cPSD| 58950985 Tổng 1209,18 Do đó: Q rg
tt (Đ) = 0,278 × 1209,1× 1,005 × (20 – 15,6 ) = 1486,46(W) 2.2. Nhiệt tỏa
2.2.1. Nhiệt tỏa do người
Lượng nhiệt tỏa do người phát ra được xác định theo công thức: Q ng
tỏa = qh × n (W)
Trong đó: qh - Nhiệt hiện do 1 người tỏa ra trong 1h (W/người); Tra bảng 9.2 giáo trình
Thông gió của Thầy Bùi Sỹ Lý và cô Hoàng Thị Hiền với chế độ làm việc nặng
n - Số người (số vị trí thao tác); n = 100
Bảng 2-10: Nhiệt tỏa do người Trạng thái lao q Q Nhiệt độ xung quanh oC h tỏa động (W/người) (W) Mùa hè 20 130 13000 Nặng Mùa đông 35 12 1200
2.2.2. Nhiệt tỏa do chiếu sáng
Lượng nhiệt tỏa ra cho chiếu sáng được xác định theo công thức:
Qtỏacs = Ncs × 1× 2 (W) Trong đó:
Ncs - Công suất điện chiếu sáng, W;
Công suất điện chiếu sáng được xác định theo công thức:
Ncs = a × Fs (W)
a - Công suất chiếu sáng đơn vị (W/m2). a = 8-12; Lấy a = 12;
Fs - Diện tích sàn được chiếu sáng (m2); Fs = 13,5 × 54 = 729 m2;
Công suất điện chiếu sáng là: Ncs = a × Fs = 12 × 729 = 8748 (W)
1 - Hệ số phụ thuộc loại đèn.
• Đối với đèn huỳnh quang: 1 = 0.4 – 0.7
• Đối với đèn dây tóc: 1 = 0.8 – 0.9
2 - Hệ số sử dụng đèn. Khi sử dụng tất cả đèn, 2 = 1
“ Phân xưởng sử dụng toàn bộ đèn huỳnh quang để chiếu sáng”
Chọn hệ số phụ thuộc loại đèn 1 = 0.5 lOMoAR cPSD| 58950985
Nhiệt tỏa ra do chiếu sáng là : Q cs
tỏa = Ncs × 1 × 2 = 8748 × 0,5 × 1 = 4374 W
2.2.3. Tỏa nhiệt do động cơ và thiết bị dùng điện
Lượng nhiệt tỏa ra từ động cơ và thiết bị dùng điện được xác định theo công thức: Q đc
tỏa = Nđc × 1 × 2 × 3 × 4 (W) Trong đó:
Nđc - tổng công suất lắp đặt của đông cơ (W)
1 - hệ số sử dụng công suất lắp đặt.
2 - hệ số tải trọng của động cơ.
3 - hệ số hoạt động không đồng thời.
4 - hệ số kể đến độ nhận nhiệt của môi trường không khí.
Khi tính toán có thể nhận 1 × 2 × 3 × 4 = 0,25
Bảng 2.11 :Thống kê công suất điện của các động cơ STT Tên động cơ Số lượng Công suất(KW) 1 Máy kéo dây 1 2 2 Máy Cắt Tâm 1 7 3 Máy cắt kiểu con lăn 1 3,4 4 Máy dập trục khuỷa 2 3,7 × 2 (Lực ép 20 tấn) 5 Lò điện NN-31 1 24 Máy dập trục khuỷa 6 2 3,4 (Lực ép 18 tấn) × 2 Máy dập trục khuỷa 7 2 2,2 (Lực ép 30 tấn) × 2 8 Búa hơi NM-50 2 5 × 2 9 Lò điện NN-30 2 30 × 2 Máy dập trục khuỷa 10 1 1,7 (Lực ép 25 tấn) Máy dập ma sát 11 2 4,5 (lực ép 63 tấn) × 2 Máy dập ma sát 12 1 7 (lực ép 60 tấn) lOMoAR cPSD| 58950985 Máy dập ma sát 13 1 4,5 (lực ép 40 tấn) 14 Máy dập ma sát K-231A 1 0,85 15 Máy cắt ống TC - 3 1 2,8 16 Máy uốn ống TN - 25 1 4,8 Máy dập trục khuỷa 17 1 1,2 (Lực ép 20 tấn) 18
Máy tiện đầu revonve 1325 1 2,8 19 Máy tiện đầu revonve 1 1,3 20 Máy tiện 1 2,2 21 Máy phay chuyên dùng 1 1,5 22 Máy tiện rèn CNRI – 200 1 7 23 Máy tiện để bàn 1 0,25 24 Máy cuộn lò xo 1 1,8 25 Máy khoan dể bàn HC -12A 2 0,65 × 2 26 Máy mài sắc 3 1,7 × 3 27 Máy cát 866 1 5,8 28 Tang quay 1 1,2 29 Tủ sấy 2 0,5 × 2 30 Động cơ máy phát ADH 4 12 × 4 31 Máy nén 3K3-5 1 20 32 Máy mài sắc 5 1,7 × 5 33 Tang quay 1 1,2 34 Máy mài sắc 1 1,7 35 Máy mài vạn năng 1 2,2 36 Máy mài phẳng 1 2,7 37 Máy tiện ren CNRI-200 1 7 38 Máy khoan đứng 1 2,8 39 Máy phay đứng 1 6,4 40 Máy phay vạn năng 1 6,4 41 Máy bào ngang 1 11 42 Máy tiện ren IA62 1 7,5 43 Máy tiện ren 1 2 ∑ N đc 315,5 Do đó: lOMoAR cPSD| 58950985
Lượng nhiệt tỏa ra từ động cơ và thiết bị dùng điện là: Q đc
tỏa = Nđc × 1 × 2 × 3 × 4 = 315500 × 0,25 = 78875 (W)
2.2.4. Tỏa nhiệt do sản phẩm nung nóng để nguội không thay đổi trạng thái Q SP tỏa
= 0,278.Gsp .Csp.( tđ – tc). ,W
Trong đó: c : Tỉ nhiệt trung bình của vật liệu t sp
c,tđ : nhiệt độ cuối cùng
và nhiệt độ ban đầu của vật liệu (0C).
: hệ số kể đến sự tỏa nhiệt đều theo thời gian = 0,5
G : lượng sản phẩm cùng loại để nguội (kg/h). sp G = x F sp G 'sp
Với G ' = 300 - 400 (kg/ = 350 (kg/ sp
m2¿đáy tủ do đó chọnG 'sp m2¿, F: là diện tích của lò
Vật liệu được chọn rèn là Thép
Bảng 2-1: Tổn thất nhiệt do nung nóng vật liệu để nguội không thay đổi trạng thái: Lò điện NN-31 F β tđ tc TT Mùa (m2) Gsp(kg) (oC) (oC) (kJ/kg.oC) (W) 1 Đông 2,72 952 0.5 0,63 1200 20 98372,64 2 Hè 2,72 952 0.5 0,632 1200 35,5 97388,64 Lò điện NN -30 F β tđ tc TT Mùa (m2) Gsp(kg) (oC) (oC) (kJ/kg.oC) (W) 1 Đông 2,56 896 0.5 0,63 1200 20 92586 2 Hè 2,56 896 0.5 0,632 1200 35,5 91369,8 Do đó: Q SP
tỏa (Đông) = 2 × 98372,64+92586 = 289331,3,W Q SP
tỏa (Hè) 2 × 97388,64 + 91369,8 = 286147,1,W
2.2.5. Tỏa nhiệt do lò nung
Tính cho lò điện NN-31 có nhiệt độ trong lò là 1200 oC, lò hình chữ nhật có kích thước 1,7 x 1,6 x 1,8 m.
Bảng 2-11: Cấu tạo của lò lOMoAR cPSD| 58950985 Thứ tự Hệ số dẫn nhiệt λ Các lớp (W/moC) Thành
Lớp 1: Gạch Magezit : 1 = 200 mm
6,16+2,9×10-3×t lò,nóc
Lớp 2: Gạch điatomit: 2 = 200 mm
0,116+0,23×10-3×t lò
Lớp 3: Gạch điatomit bọt: 3 = 200 mm
0,093+0,23×10-3×t Cửa lò
Lớp gạch samốt nặng: 1 = 200 mm
0,837+0,58×10-3×t Lớp gang: 2 = 12 mm. 50 Đáy tủ Gạch Magezit: = 300 mm
6,16+2,9×10-3×t
Kích thước cửa lò tự cấu tạo + Chiều cao: 0,4m + Chiều rộng: 0,4m
2.2.5.1. Tính toán nhiệt tỏa ra lò vào mùa đông
a. Toả nhiệt qua thành lò và nóc lò.
Nhiệt độ bên trong của thành lò là: tlò = 1200oC
Nhiệt độ của vùng làm việc là: txq = 20oC
Ta nhận nhiệt độ trên bề mặt bên trong của thành lò là:
τT =t l−5℃=1200−5=1195℃ Giả thiết:
• Nhiệt độ trên bề mặt ngoài của thành lò là: τ N =68℃
• Nhiệt độ giữa lớp 1 và lớp 2 là: τ1=800℃
• Nhiệt độ giữa lớp 2 và lớp 3 là: τ 2=650℃
Xác định hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài α [( ) ) ]
N =l(τ¿¿N−t xq)0,25+τ NC−qdt xq
273100+τ N 4−(273100+t xq 4 ,W /m2 ℃¿ Trong đó:
αN - Hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài tủ sấy, (W/m2oC)
l - kích thước đặc trưng, W/m2oC5/4. Bề mặt nằm ngang l=3,26; B.mặt đứng l=2,56;
Cqd - hệ số BX quy diễn, W/m2oC4. Cqd = 4,9 Do đó: lOMoAR cPSD| 58950985 α [
N =2,56× (68−20)0,25+
684−,920 (273100+68)4−(273100+20 )4]
¿13,01(W /m2 ℃)
Xác định q=αN (τ¿¿ N−txq)=¿¿ 624 W
Xác định hệ số truyền nhiệt qua kết cấu thành lò:
Hệ số dẫn nhiệt của lớp Gạch Magezit là:
1 = 6,16 + 2,9×10-3 × (1195+800)/2 = 9,05 W/moC
Hệ số dẫn nhiệt của lớp Diatomit là:
2 = 0,116 + 0,23 ×10-3 × (800+650)/2 = 0,282 W/mo
Hệ số dẫn nhiệt của lớp cách nhiệt Diatamit bọt là: 3
= 0,093 + 0,23 ×10-3 × (650+68)/2 = 0,175 W/moC
Hệ số dẫn nhiệt của thành lò là: k
n(W /m2℃) ❑ i=1 λi Xác
định q'=k (τ¿¿T−τN )=599(W )¿ Sai số : ∆
q=q−q '|=|624−599|=4%<5%(thỏamãn sai số ) q 624
+ Diện tích thành lò: Fthànhlò=(1,7+1,6) ×2×1,8−0,4×0,4=11,72 Do đó
lượng nhiệt toả ra từ thành lò :
Q= (q+q') F= (624+599)×11,72=7166,8(W )
+ Diện tích nóc lò: Fnóclò= 1,7×1,6= 2,72 (m2) Do
đó lượng nhiệt toả ra từ nóc lò :
Q= (q+q') F= (624+599)×2,72=1663,3(W ) lOMoAR cPSD| 58950985
b. Lượng nhiệt tỏa ra từ đáy lò
Lượng nhiệt tỏa ra từ đáy lò được tính theo công thức: Qđ=mf F¿¿ Trong đó:
m - hệ số kể đến phần nhiệt đi vào phòng, m = 0,5-0,7; Lấy m=0,6; f - hệ
số phụ thuộc hình dạng đáy lò. Đáy: tròn f = 4,1; vuông f = 4,6; chữ nhật
f = 3,9; Đáy có dạng hình chữ nhật f = 3,9; tl - Nhiệt độ của lò; t4: nhiệt độ k.khí xung quanh (oC ).
F - diện tích đáy, m2; Fđáylò=1,7×1,6=2,72(m2).
D - đường kính tương đương theo diện tích của đáy lò, m D
- hệ số dẫn nhiệt của vật liệu đáy lò, W/moC
¿6,16+2,9×10−3 × 1195+800=9,05(W /m2℃) 2
Lượng nhiệt tỏa ra từ đáy lò là:
Qđáylò=0,6×3,9× =36542,9(W )
c. Lượng nhiệt tỏa ra từ cửa lò
Nhiệt tỏa từ cửa lò Qcửa lò bao gồm 2 phần:
- Nhiệt tỏa từ cửa lò khi đóng (Qđc )
- Nhiệt tỏa từ cửa lò khi mở (Qmc )
Tổng nhiệt tỏa ra từ cửa lò: Q = cửa lò Qđc + Qmc (W) Khi cửa lò đóng.
Lượng nhiệt tỏa ra khi cửa lò đóng được xác định theo công thức:
Qđc =α N ×Fcửalò × (τ N−t N )× 60Z =k ×Fcửalò ×(τT−τN )× 60Z (W ) Trong đó:
α - Hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài của cửa lò (W/m2 N ℃) τ
- Nhiệt độ bề mặt ngoài và trong của cửa lò ( N ,τT ℃) t N -
Nhiệt độ không khí xung quanh của lò (℃), t N=ttt . T lOMoAR cPSD| 58950985
K - Hệ số truyền nhiệt qua kết cấu cửa lò (W/m2℃)
Fcửa lò - Diện tích của cửa lò (m2)
Nhiệt tỏa ra từ mặt ngoài của cửa lò xét trên 1m2 và trong 1h được xác định theo công thức:
Qđ❑=α N ×(τ N−t N )(W )
- Xác định hệ số α N: α [( ) ) ]
N =l(τ¿¿N−txq)0,25+ τ NC−qdt xq
273100+τ N 4−(273100+t xq 4 (W /m2 ℃)¿
- Giả thiết nhiệt độ tính toán. t T (℃) τT (℃) τ1 (℃) τ N (℃) txq(℃) 1200 1195 600 29 20
- Xác định hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài cửa lò: 4 4
α N =2,56(270−20)0,25+
2704−,920 [(273100+270 ) −(273100+20) ]=25,77(W /m2)
- Xác định hệ số dẫn nhiệt của các lớp kết cấu:
1=0,837+0.58×10−3 × 1195+600=1,36(W /m℃) 2 2 = 50 (W/m℃).
- Xác định hệ số truyền nhiệt qua kết cấu cửa lò: k nW /m2℃ ❑ i=1 λi
- Nhiệt tỏa ra từ mặt ngoài cửa lò trên 1m2 và trong 1h là:
q= α N×(τ N −t xq) = 25,77×(270 – 20) = 6442 (W) -
Nhiệt truyền qua kết cấu cửa lò trên 1m2 và trong 1h là:
q’=k×(τT −t N ) = 6,79×(1195 – 275) = 6680,75 (W) - Sai số: