Tính toán và thiết kế hệ thống thông gió | Môn Đồ án Thông gió - Đại học Xây Dựng Hà Nội

lOMoAR cPSD| 58950985 ĐỒ ÁN THÔNG GIÓ
PHẦN 1: GIỚI THIỆU CHUNG, CHỌN THÔNG SỐ TÍNH TOÁN .................. 4
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG:.........................................................................................4
1.2. LỰA CHỌN THÔNG SỐ KHÍ HẬU MÙA HÈ..........................................................4
1.2.1. THÔNG SỐ KHÍ HẬU BÊN NGOÀI NHÀ XƯỞNG......................................................4
1.2.2. THÔNG SỐ KHÍ HẬU BÊN TRONG NHÀ XƯỞNG.....................................................5
1.3 CHỌN KẾT CẤU, TÍNH TOÁN HỆ SỐ TRUYỀN NHIỆT K........................................5
1.3.1 CHỌN KẾT CẤU....................................................................................................5
1.3.2 TÍNH TOÁN HỆ SỐ TRUYỀN NHIỆT k.....................................................................6
PHẦN 2: TÍNH TOÁN NHIỆT THỪA
................................................................. 8
2.1. NHIỆT TỔN THẤT.............................................................................................8
2.1.1. NHIỆT TỔN THẤT QUA KẾT CẤU..........................................................................8
2.1.1.1. Công thức tổng quát:........................................................................................8
2.1.1.2 Tính diện tích các kết cấu..................................................................................8
2.1.1.3. Tổn thất nhiệt về mùa hè................................................................................10
2.1.2. NHIỆT TỔN THẤT DO RÒ GIÓ.............................................................................10
2.1.2.1. Công thức tổng quát.......................................................................................10
2.1.2.2. Dữ liệu tính toán tổn thất nhiệt do rò gió vào mùa
hè....................................11 2.1.2.4. Tính toán tổn thất nhiệt do rò gió trong mùa
hè.............................................11
2.1.3. NHIỆT TỔN THẤT DO NUNG NÓNG VẬT LIỆU ĐEM VÀO PHÂN XƯỞNG...............12
2.1.4. TỔNG KẾT TỔN THẤT NHIỆT..............................................................................13
2.2. NHIỆT TỎA....................................................................................................14
2.2.1. NHIỆT TỎA DO NGƯỜI.......................................................................................14
2.2.2. NHIỆT TỎA DO CHIẾU SÁNG..............................................................................14
2.2.3. NHIỆT TỎA TỪ ĐỘNG CƠ VÀ CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN...............................................15
2.2.4. NHIỆT TỎA DO SẢN PHẨM NUNG NÓNG ĐỂ NGUỘI............................................16
2.2.4.1. Trường hợp sản phẩm trong quá trình nguội dần không thay đổi trạng thái..16
2.2.4.2. Trường hợp sản phẩn trong quá trình nguội dần có thay đổi trạng thái.........17 lOMoAR cPSD| 58950985 ĐỒ ÁN THÔNG GIÓ
2.2.5. NHIỆT TỎA TỪ LÒ NUNG...................................................................................18
2.2.5.1. Tính tỏa nhiệt cho một lò nung.......................................................................18
2.2.5.1.1. Nhiệt truyền qua thành, nóc và đáy lò.........................................................18
a. Cấu tạo của thành, nóc và đáy lò.............................................................................18
b. Nhiệt tỏa từ mặt ngoài của thành, nóc lò.................................................................19
c. Nhiệt truyền qua kết cấu thành, nóc lò....................................................................19
d. Tính toán tỏa nhiệt từ thành, nóc lò trong mùa hè (tính cho lò có nhiệt độ cao nhất)
.....................................................................................................................................2 0 e. Tính toán tỏa nhiệt từ đáy lò trong mùa
hè..............................................................21 2.2.5.1.2. Nhiệt tỏa ra từ cửa
lò...................................................................................22 a. Cấu tạo của cửa
lò....................................................................................................22
b. Nhiệt tỏa từ cửa lò khi đóng....................................................................................22 b.1. Nhiệt tỏa từ mặt ngoài cửa lò khi
đóng................................................................22 b.2. Nhiệt truyền qua kết cấu cửa
lò............................................................................23
b.3. Tính toán tỏa nhiệt từ cửa lò khi đóng trong mùa
hè...........................................23
c. Nhiệt tỏa từ cửa lò khi mở.......................................................................................24
2.2.5.1.3. Tổng kết tỏa nhiệt cho một lò nung.............................................................26
2.2.5.2. Tính tỏa nhiệt cho các lò nung còn lại............................................................26
2.2.5.2.1. Công thức chuyển đổi giữa các lò...............................................................26 2.2.5. NHIỆT TỎA TỪ MẶT
THOÁNG.............................................................................26 2.2.6. TỔNG KẾT NHIỆT
TỎA.......................................................................................27
2.3. THU NHIỆT DO BỨC XẠ MẶT TRỜI..................................................................27
2.3.1. NHIỆT BỨC XẠ MẶT TRỜI TRUYỀN VÀO NHÀ QUA CỬA KÍNH............................27
2.3.2 NHIỆT BỨC XẠ TRUYỀN VÀO NHÀ QUA MÁI.......................................................28 2.3.2.1.
Nhiệt bức xạ truyền vào qua mái do chênh lệch nhiệt
độ...............................28 2.3.2.2.
Nhiệt bức xạ truyền vào qua mái do dao động nhiệt
độ.................................29 2.3.2.2.1. Xác định biên độ dao động của nhiệt độ
trên bề mặt trong của kết cấu ngăn lOMoAR cPSD| 58950985 ĐỒ ÁN THÔNG GIÓ
che AτT..........................................................................................................................30
a. Biên độ dao động của nhiệt độ tổng........................................................................30
b. Độ tắt dần của dao động nhiệt độv..........................................................................31
2.3.2.2.2. Tính toán nhiệt bức xạ truyền vào nhà do dao động nhiệt độ.....................31
2.3.3. TỔNG KẾT THU NHIỆT DO BỨC XẠ MẶT TRỜI....................................................32
2.4. TỔNG KẾT NHIỆT THỪA.................................................................................32
PHẦN 3: TÍNH TOÁN THÔNG GIÓ CỤC BỘ
.................................................. 33
3.1. TÍNH TOÁN CHỤP HÚT MÁI ĐUA TRÊN CỬA LÒ...............................................33
3.1.0. CÁCH TÍNH CHỤP HÚP MÁI ĐUA........................................................................33
3.1.1. TÍNH TOÁN CHỤP HÚP MÁI ĐUA – LÒ THẤM CÁC BON U25.............................36
3.1.2. TÍNH TOÁN CHỤP HÚP MÁI ĐUA – LÒ BUỒNG H-30..........................................39
3.2. TÍNH TOÁN HÚT BỤI......................................................................................41
3.3. TÍNH TOÁN HÚT BỂ.........................................................................................41
3.3. TÍNH TOÁN MIỆNG THỔI HOA SEN KHÔNG KHÍ..............................................43
3.3.1. CƠ SỞ CÔNG THỨC XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ BỨC XẠ.............................................43
3.3.2. TÍNH TOÁN CƯỜNG ĐỘ BỨC XẠ.........................................................................43
3.3.3. TÍNH TOÁN HOA SEN KHÔNG KHÍ......................................................................44
PHẦN 4: TÍNH TOÁN THÔNG GIÓ CHUNG, CÂN BẰNG LƯU LƯỢNG, CHỌN THIẾT BỊ
................................................................................................. 47
4.1. CÂN BẰNG NHIỆT VÀ CÂN BẰNG LƯU LƯỢNG – XÁC ĐỊNH LƯU LƯỢNG THÔNG
GIÓ CHUNG..........................................................................................................47
4.1.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT.............................................................................................47
4.1.2. CÂN BẰNG LƯU LƯỢNG....................................................................................48
4.2. GIẢI PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT VÀ CÂN BẰNG LƯU LƯỢNG, XÁC ĐỊNH
LƯU LƯỢNG THÔNG GIÓ CHUNG VÀ THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN...................................48
4.2.1. LƯU LƯỢNG KHÔNG KHÍ RA NHỜ CHỤP HÚT MÁI ĐUA TẠI LÒ...........................49
4.2.2. LƯU LƯỢNG KHÔNG KHÍ RA NHỜ HỆ THỐNG HÚT BỤI.......................................49
4.2.3. LƯU LƯỢNG KHÔNG KHÍ RA NHỜ HỆ THỐNG BỂ................................................50 lOMoAR cPSD| 58950985 ĐỒ ÁN THÔNG GIÓ
4.3. KIỂM TRA THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN...................................................................51
PHẦN 5: TÍNH TOÁN THỦY LỰC, CHỌN QUẠT VÀ CÁC THIẾT BỊ ......... 56
5.1. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THỦY LỰC, CHỌN QUẠT.......................................56
5.1.1. TÍNH TOÁN THỦY LỰC ĐƯỜNG ỐNG THỔI CHUNG.............................................56
5.1.1. TÍNH TOÁN THỦY LỰC ĐƯỜNG ỐNG THỔI CHUNG.............................................58
5.1.1.1. Miệng gió khuếch tán tròn..............................................................................58
5.1.1.2. Bảng tính toán thủy lực hệ thống thổi
chung..................................................60
5.1.2. TÍNH TOÁN THỦY LỰC ĐƯỜNG ỐNG THỔI KẾT HỢP ( TRƯỚC QUẠT ).................63
5.1.3. TÍNH TOÁN THỦY LỰC ĐƯỜNG ỐNG HÚT BỤI 1.................................................64
5.1.4. TÍNH TOÁN THỦY LỰC ĐƯỜNG ỐNG HÚT BỤI 2.................................................66
5.1.5. TÍNH TOÁN THỦY LỰC ĐƯỜNG ỐNG HÚT BỤI 3.................................................68
5.1.6. TÍNH TOÁN THỦY LỰC ĐƯỜNG ỐNG HÚT BỤI 4.................................................70
5.1.7. TÍNH TOÁN THỦY LỰC ĐƯỜNG ỐNG HÚT BỂ......................................................72
5.1.8. TÍNH TOÁN THỦY LỰC ĐƯỜNG ỐNG HỆ THỐNG HOA SEN KHÔNG KHÍ...............74
Phần 1: Giới thiệu chung, chọn thông số tính toán
1.1. Giới thiệu chung: -
Khái quát công trình: Phân xưởng đúc có kết cấu là nhà công nghiệp (phân
xưởng rèn, dập và sửa chữa) 1 tầng với kích thước: 41x14 (m) được đặt tại Phù Liễn (Thành phố Hải Phòng) -
Số liệu cho trước: Mặt bằng, mặt cắt kiến trúc của phân xưởng rèn, dập và sửa
chữa;dây chuyền công nghệ và các số liệu liên quan -
Nhiệm vụ thiết kế: Tính toán thiết kế hệ thống thông gió cục bộ cho các thiết bị
máymóc tỏa khí, bụi độc hại, nhiệt và thông gió cơ khí chung kết hợp tự nhiên cho
phân xưởng rèn, dập và sửa chữa - Tài liệu tham khảo:
+ Giáo trình “Thông gió” – GVC. HOÀNG THỊ HIỀN - TS. BÙI SỸ LÝ;
+ Giáo trình “Kỹ thuật thông gió” – GS. TRẦN NGỌC CHẤN;
+ QCVN 02:2022/BXD Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia số liệu điều kiện tự nhiên dùng trong xây dựng; lOMoAR cPSD| 58950985 ĐỒ ÁN THÔNG GIÓ
+ QCVN 09:2013/BXD Quy chuẩn xây dựng quốc gia các công trình xây dựng sử
dụng năng lượng hiệu quả.
1.2. Lựa chọn thông số khí hậu mùa hè
1.2.1. Thông số khí hậu bên ngoài nhà xưởng -
Từ QCVN 02-2022 BXD, tra theo bảng A.8 Biến trình ngày của nhiệt độ
không khí (Trạm Phú Liễn - trang 151), ta tra được nhiệt độ tính toán ngoài nhà về
mùa hè là giá trị nhiệt độ trung bình lớn nhất của tháng nóng nhất:
→ Số liệu được lấy vào lúc 14h của tháng 6: tttN(H)=31,4°C -
Vận tốc gió và hướng gió chủ đạo mùa hè bên ngoài phân xưởng lấy theo
tháng đã chọn, tra theo Bảng A.16 – trang 290 – QCVN 02:2022/BXD + Vận tốc gió: 3,6 m/s + Tháng: 4
+ Hướng chủ đạo: Đông Nam + Tần suất gió: 35%
1.2.2. Thông số khí hậu bên trong nhà xưởng
Ta chọn nhiệt độ tính toán trong nhà mùa hè là nhiệt độ có giá trị bằng nhiệt độ tính
toán ngoài phân xưởng mùa hè cộng thêm 2 đến 3°C nhưng không vượt quá 35,5°C. Từ đó ta chọn:
tttT(H)=tttN( H)+2,1=31,4+2,6=34 °C
1.3 Chọn kết cấu, tính toán hệ số truyền nhiệt k
1.3.1 Chọn kết cấu
Bảng 1.2: Chi tiết các kết cấu bao che phân xưởng: Loại kết Chi tiết cấu
Tường bao 3 lớp có tiếp xúc với không khí bên ngoài:
-3 lớp lần lượt là lớp vữa xi măng, lớp tường chịu lực và tiếp một lớp Tường bao vữa xi măng lOMoAR cPSD| 58950985 ĐỒ ÁN THÔNG GIÓ Vữa xi măng (trong)
Tường chịu lực (trung Vữa xi măng (ngoài) tâm) Độ dày: δ = 15mm Độ dày: δ = 220mm Độ dày: δ = 15mm = 0,015m Hệ số dẫn = 0,22m Hệ số dẫn = 0,015m Hệ số dẫn nhiệt: λ1 = 0,93 nhiệt: λ2 = 0,81 nhiệt: λ3 = 0,93 W/mK W/mK W/mK Chất liệu: tôn Mái
Độ dày: δ = 0,4mm = 0,0004m
Hệ số dẫn nhiệt: λ = 58 W/mK Chất liệu: tôn Cửa ra Độ dày: δ = 3mm = 0,003m vào
Hệ số dẫn nhiệt: λ = 58 W/mK Chất liệu: kính
Cửa sổ, Độ dày: δ = 5mm = 0,005m
cửa mái Hệ số dẫn nhiệt: λ = 0,76 W/mK Nền
Nền cách nhiệt (có bao gồm các lớp vật liệu có hệ số dẫn nhiệt λ < 1,163W/m)
1.3.2 Tính toán hệ số truyền nhiệt k Công thức tổng quát:
k(W /m2 °C) N Trong đó:
R0: tổng nhiệt trở của kết cấu ngăn che (m2.°C/W)
αT ;αN: hệ số trao đổi nhiệt trong và ngoài của kết cấu ngăn che (W/m2.°C) tra theo
Bảng 3.1: “Hệ số trao đổi bề mặt trong và ngoài của kết cấu ngăn che” trang 82-83
giáo trình Thông gió δi: chiều dày lớp vật liệu thứ i (m)
λi: hệ số dẫn nhiệt của vật liệu thứ i (W/m.°C) tra ở trong Phụ lục 5: “Các chỉ tiêu vật lOMoAR cPSD| 58950985 ĐỒ ÁN THÔNG GIÓ
lí của vật liệu xây dựng” trang 353 giáo trình Thông gió
Bảng 1.3: Hệ số truyền nhiệt được của các kết cấu bao che Tên kết Nhiệ Hệ số ST cấu bao α α t trở truyền T T N che α R T i=1 λi αN 0 nhiệt k Tường 8,7 23,2 1 0,015 0,22 0,015 1 1 bao 2 6 + + + + 0,46 2,17 8,72 0,93 0,81 0,93 23,26 Cửa ra 8,7 23,2 1 0,003 1 0,15 2 vào 2 6 + + 8 6,34 8,72 58 23,26 Cửa sổ, 8,7 23,2 1 0,005 1 0,16 3 cửa mái 2 6 + + 4 6,09 8,72 0,76 23,26 8,7 23,2 1 0,0004 1 0,15 4 Mái tôn 2 6 + + 8 6,34 8,72 58 23,26 *Đối với nền:
Bảng 1.4: Hệ số truyền nhiệt của nền cách nhiệt Dải nền Nhiệt trở Ri Hệ số truyền nhiệt k I 2,2 0,455 II 4,3 0,233 III 8,6 0,116 IV 14,2 0,070 lOMoAR cPSD| 58950985 ĐỒ ÁN THÔNG GIÓ
Phần 2: Tính toán nhiệt thừa
- Lượng nhiệt thừa trong công trình xác định như sau:
∑Qt h=∑Qtỏ a+∑Qbx−∑Qtt (W ) Trong đó:
∑Qt ỏa - 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
2.1.1.1. Công thức tổng quát:
Qkc=k .F .∆ttt(W) Trong đó:
Q : là nhiệt lượng truyền qua kết cấu ngăn che (W) kc k:
là hệ số truyền nhiệt của kết cấu ngăn che (W/m2.°C)
F: là diện tích truyền nhiệt của kết cấu ngăn che (m2)
∆t : là hiệu số nhiệt độ tính toán giữa không khí bên trong và bên ngoài nhà (°C) tt
được xác định theo công thức:
∆t=(tttT −t ttN ).ψ(°C)
Trong đó: tttT ,tttN là nhiệt độ tính toán bên trong và bên ngoài nhà (°C); ψ là hệ số
đối với một số loại kết cấu ngăn che được tra trong bảng 3.3, trang 84 sách giáo trình Thông gió.
2.1.1.2 Tính diện tích các kết cấu -
Đối với nền, nguyên tắc xác định các dải như sau:
+ Với diện tích xưởng ban đầu, ta lùi vào mỗi cạnh 2m thì sẽ xác định được
diện tích các dải, tối đa đến dải 4
+ Diện tích dải 1 sẽ cộng thêm diện tích 4 góc (mỗi góc có diện tích là 4m2)
- Chiều cao các kết cấu: + Cửa đi: 2.2m lOMoAR cPSD| 58950985 ĐỒ ÁN THÔNG GIÓ + Cửa sổ: 1.5m + Cửa mái: 0.6m -
Ta có bảng thống kê diện tích các kết cấu:
Bảng 2.1.1: Thống kê diện tích các kết cấu: Chiều rộng Số Tổng diện tích Hướng Loại kết cấu Chiều cao (m) (m) lượng (m2) Tường 6 41 1 207.75 - 0 0 0 Cửa đi - 0 0 0 0 - 0 0 0 Bắc Loại 1 1.5 3 7 Cửa sổ Loại 2 1.5 1.5 2 38.25 Loại 3 1.5 0.75 2 Cửa mái 0.6 41 1 24.6 Tường 6 41 1 210.2 Loại 2 2.2 1.2 2 Cửa đi Loại 3 2.2 0.8 2 8.8 - 0 0 0 Nam Loại 1 1.5 3 6 Cửa sổ - 0 0 0 27 - 0 0 0 Cửa mái 0.6 41 1 24.6 Tường 6 14 1 77.84 Loại 2 2.2 1.2 1 Cửa đi Loại 3 2.2 0.8 2 6.16 Đông - 0 0 0 - 0 0 0 Cửa sổ - 0 0 0 0 - 0 0 0 Tường 6 14 1 76.96 Loại 1 2.2 2 1 Cửa đi Loại 2 2.2 1.2 1 7.04 Tây - 0 0 0 Loại 1 1.5 3 0 Cửa sổ Loại 2 1.5 1.5 0 0 - 0 0 0 - Mái - - - 602.7 lOMoAR cPSD| 58950985 ĐỒ ÁN THÔNG GIÓ Dải nền I - - - 204 - Nền Dải nền II - - - 172 Dải nền - - - 140 lOMoAR cPSD| 58950985 ĐỒ ÁN THÔNG GIÓ III Dải nền IV - - - 58
2.1.1.3. Tổn thất nhiệt về mùa hè - Hiệu nhiệt độ:
∆t=34−31.4=2.6° C -
Dựa vào công thức tổng quát và các số liệu đã xác định được ở trên, kết quả
tính toán tổn thất nhiệt về mùa hè được ta đưa vào bảng 2.2 dưới đây:
Bảng 2.2: Tổn thất nhiệt qua các kết cấu bao che theo các hướng vào mùa hè Hệ số k Diện tích Hướng Loại kết cấu Δt (°C) Qbc (W) (W/m2.°C) (m2) Tường 2.17 207.75 2.6 1170.34 Cửa đi 6.34 0.00 2.6 0.00 Bắc Cửa sổ 6.09 38.25 2.6 605.48 Cửa mái 6.09 24.60 2.6 389.41 Tường 2.17 210.20 2.6 1184.14 Cửa đi 6.34 8.80 2.6 145.03 Nam Cửa sổ 6.09 27.00 2.6 427.40 Cửa mái 6.09 24.60 2.6 389.41 Tường 2.17 77.84 2.6 438.50 Cửa đi 6.34 6.16 2.6 101.52 Đông Cửa sổ 6.09 0.00 2.6 0.00 Cửa mái 6.09 0.00 2.6 0.00 Tường 2.17 76.96 2.6 433.55 Cửa đi 6.34 7.04 2.6 116.03 Tây Cửa sổ 6.09 0.00 2.6 0.00 Cửa mái 6.09 0.00 2.6 0.00 - Mái 6.34 602.70 2.6 9933.10 - Dải nền I 0.45 204.00 2.6 241.09 - Dải nền II 0.23 172.00 2.6 104.00 Nền - Dải nền III 0.12 140.00 2.6 42.33 - Dải nền IV 0.07 58.00 2.6 10.62 - Tổng nhiệt tổn thất 15731.93
2.1.2. Nhiệt tổn thất do rò gió
2.1.2.1. Công thức tổng quát lOMoAR cPSD| 58950985 ĐỒ ÁN THÔNG GIÓ
Lượng nhiệt tiêu hao cho việc làm nóng không khí lạnh rò vào nhà theo công thức: Q tt
rò=0,24. Lrò . yN .(t T −tttN )(kcal/h) Trong đó:
Lrò: là lượng gió rò tổng cộng (m3/h) y N: là trọng lượng
tiêng của không khí bên ngoài (kg/m3)
0,24: là tỉ nhiệt của không khí (kcal/kg°C)
tttT và tttN: là nhiệt độ tính toán bên trong và bên ngoài nhà (°C)
2.1.2.2. Dữ liệu tính toán tổn thất nhiệt do rò gió vào mùa hè -
Xác định Lrò(1m): Lượng gió rò vào nhà qua các khe cổng lớn, cửa đi, cửa sổ,
cửa mái… trên 1m dai của khe cửa phụ thuộc vào vận tốc gió:
+ Khi vận tốc gió là 1m/s: Lrò(1m)=4,0m3/h.m
+ Khi vận tốc gió là 2m/s: Lrò(1m)=6,5m3/h.m
+ Khi vận tốc gió là 3m/s: Lrò(1m)=8,0m3/h.m
→ Vậy với v = 3,6m/s theo Bảng 1.1: Tổng kết các thông số nhiệt độ tính toán và
gió, ta nội suy được giá trị Lrò(1m)=9,6m3/h.m
+ Đối với cửa đi: Lc đ
rò (1m)=Lr ò(1m).2=19,2m3/h.m
+ Đối với cửa sổ 1 lớp, cửa mái 1 lớp trong khung sắt: Lcs , cm rò (
1m)=Lr ò(1m).0,65=6,24m3/h.m -
Xác định y N: trọng lượng riêng của không khí bên ngoài vào mùa hè xác định theo công thức: 293 293 3 y N=1,205. tt
=1,205. =1,158(kg/m ) 273+tN(H) -
Xác định tttT (H)−tttN ( H)=34−31,4=2,6(°C)
2.1.2.4. Tính toán tổn thất nhiệt do rò gió trong mùa hè -
Tổn thất nhiệt do rò gió chỉ tính cho hướng gió chủ đạo (hướng Đông Nam).
Như vậy mặt phía Đông của phân xưởng sẽ không có tổn thất nhiệt do rò gió do lOMoAR cPSD| 58950985 ĐỒ ÁN THÔNG GIÓ
không có kết cấu cửa đi, cửa sổ, cửa mái. Ta chỉ tính toán tổn thất nhiệt do rò gió cho
mặt phía Nam của phân xưởng. -
Khi tính toán ta nhân thêm hệ số 0,65 kể để việc gió thổi chéo
Bảng 2.3: Tổn thất nhiệt do rò gió của mùa đông và mùa hè Chiề Hệ L rò 1m u dài γ Q rò Hướn L rò N số Kết cấu (m3/h.m rò (kg/m3 Δt (kcal/h g (m3/h) thổi ) gió ) ) (m) chéo Cửa đi 19.20 25.60 491.52 1.16 0.65 2.60 231.23 Cửa sổ 4.80 54.00 259.20 1.16 0.65 2.60 121.94 Nam Cửa 4.80 83.20 399.36 1.16 0.65 2.60 187.88 mái Cửa đi 19.20 18.80 360.96 1.16 0.65 2.60 169.81 Cửa sổ 4.80 0.00 0.00 1.16 0.65 2.60 0.00 Đông Cửa 4.80 0.00 0.00 1.16 0.65 2.60 0.00 mái
Tổn thất nhiệt do rò gió (kcal/h) 710.86
Tổn thất nhiệt do rò gió (W) 826.73
2.1.3. Nhiệt tổn thất do nung nóng vật liệu đem vào phân xưởng
- Lượng nhiệt do nung nóng vật liệu:
Qvl=0,278.Gvl .cvl .(tc−t đ ).β(W ) Trong đó:
G : Khối lượng nguyên vật liệu đưa vào phòng (kg/h). vl
G = 300 - 400 (kg/m2 đáy lò) => Chọn G vl vl = 350 (kg/m2 đáy lò)
cvl: Tỉ nhiệt của vật liệu (phụ lục 5 – Giáo trình Thông Gió) (kJ/kg0C).
Theo PL5, tra được của tỉ nhiệt gang, đồng, nhôm và thép: c = 0,48 kJ/kg0C. Đối
với lò sấy khuôn, lò điện trở kiểu buồng,kiểu đứng và lò rèn ta coi như tỷ nhiệt
của vật liệu là gang. tc,tđ: nhiệt độ cuối và nhiệt độ đầu của vật liệu (0C).
β: hệ số kể đến sự nhận nhiệt không đều theo thời gian của vật liệu, β = 0.5
Bảng 2.4: Tổn thất nhiệt do nung nóng vật liệu đem vào phân xưởng mùa Hè lOMoAR cPSD| 58950985 ĐỒ ÁN THÔNG GIÓ Vật c Số hiệu vl liệu Số S đáy lò Gvl (kJ/kg. Δt (°C) β Qnung lò Loại lò nung lượng (m2) (kg/h) (W) °C)
Tổng nhiệt tổn thất do nung nóng vật liệu đem vào nhân xưởng 76.22 10 Lò Thép 1 0.34 119 0.46 2.6 0.5 19.78 thấm Các Bon U25 Lò 31 buồng Thép 1 0.51 178.5 0.46 2.6 0.5 29.67 H-30 Bể rèn 1 33 Thép 1 0.46 161 0.46 2.6 0.5 26.77 miệng lửa
2.1.4. Tổng kết tổn thất nhiệt
Bảng 2.5: Tổng kết tổn thất nhiệt Nhiệt tổn thất
Phân loại tổn thất nhiệt (W)
Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che (W) 15732
Tổn thất nhiệt do rò gió (W) 827
Tổn thất nhiệt do nung nóng vật liệu đem vào xưởng (W) 76
Tổng nhiệt tổn thất (W) 16635 lOMoAR cPSD| 58950985 ĐỒ ÁN THÔNG GIÓ 2.2. Nhiệt tỏa
2.2.1. Nhiệt tỏa do người -
Nhiệt tỏa do người bao gồm nhiệt ẩn và hiện hiện. Tuy nhiên, tính toán nhiệt
tỏa do người trong trường hợp thông gió khử nhiệt thừa ta chỉ tính phần nhiệt hiện (qh) -
Nhiệt tỏa do người phụ thuộc và nhiệt độ, vận tốc của không khí xung quanh,
trạng thái lao động và tính chất giữ nhiệt của quần áo. -
Lượng nhiệt tỏa do người được xác định theo công thức:
Qn=n.qh(W ) Trong đó:
qh: lượng nhiệt hiện do một người tỏa ra, W/người, xác định dựa trên bảng 3.7 trang
92 sách giáo trình Thông gió về Lượng nhiệt q, qh, hơi nước ghn và khí gCO2 do người
n: số người trong phòng, người, xác định dựa trên số vị trí công nhân làm việc
n=1,7. (số v ị trí công nhân làm việc)(ngư ờ i)
Tính toán lượng nhiệt tỏa ra do người mùa đông và mùa hè được thể hiện trong bảng sau:
Bảng 2.5: Nhiệt tỏa do người Nhiệt độ xung
Trạng thái lao Nhiệt hiện q Số người h Q quanh (°C) động (W) n (W) 72 34 Nặng 12.8 921.6
2.2.2. Nhiệt tỏa do chiếu sáng
Tỏa nhiệt do chiếu sáng Qts(W) được xác định theo công thức:
Qcs=103.Ncs .η1.η2 Trong đó:
Ncs là tổng công suất các đèn (kW) η1 là hệ số kể đến phần nhiệt tỏa vào phòng,
hệ số η1=0,4−0,7 đối với đèn huỳnh quang và η1=0,8−0,9 đối với đèn dây tóc
η là hệ số sử dụng đèn, hệ số 2 η2=0,92−0,97
Theo tiêu chuẩn TCVN 9206-2012, mật độ công suất chiếu sáng cho nhà xưởng là
13W/m2. Suy ra công suất của các thiết bị chiếu sáng là: lOMoAR cPSD| 58950985 ĐỒ ÁN THÔNG GIÓ
Ncs=13. [Di ện tích xư ởng ]=13.41.14=7462(W)=7,5(kW) Lấy
η1=0,7 đối với đèn huỳnh quang, hệ số sử dụng đèn η2=0,95 Suy ta ta
tính được tỏa nhiệt do chiếu sáng là:
Qcs=103.7,5.0,7.0,95=4962(W )
2.2.3. Nhiệt tỏa từ động cơ và các thiết bị điện
Tỏa nhiệt từ động cơ và các thiết bị điện được xác định theo công thức: Q Trong
đ=103. N .μ1.μ2. μ3.μ4 đó:
N là tổng công suất các động cơ điện (kW); μ là hệ số 1
sử dụng công suất lắp đặt máy (μ1=0,7−0,9¿
μ là hệ số tải trọng của động cơ – tỉ số giữa công suất yêu cầu và công suất cực đại 2
(μ2=0,7−0,9¿ μ3 là hệ số làm việc đồng thời của các động cơ điện
(μ3=0,5−1¿ μ4 là hệ số kể đến độ nhận nhiệt của môi trường không khí (μ4=0,65−1¿
Khi tính toán ta có thể nhận tích số của các hệ số (μ1 .μ2. μ3. μ4) bằng 0,25
Bảng 2.6: Thống kê các thiết bị điện trong phân xưởng Số hiệu Công suất thiết STT Tên thiết bị Số lượng thiết bị bị (kW)
Tỏa nhiệt từ động cơ và các thiết bị điện 49467.5
Tổng công suất thiết bị điện 197.87 1 1 Máy cắt tấm N475 1 7 2 2 Máy cắt tấm HT3 2 7 3 3 Máy cắt tấm N475 1 1.7 4 4 Máy ép K-124A 2 2.8 5 5 Máy ép K-133 1 1.7 6 6 Máy ép K-232A 2 1.2 7 7 Máy ép K-231A 7 0.85 lOMoAR cPSD| 58950985 ĐỒ ÁN THÔNG GIÓ 8 9 Tang đánh bóng 3 1.7 9 10 Lò thấm Các bon U25 1 2.5 10 13 Máy tiện ren 1A62 1 7.1 11 14 Máy tiện ren 1615M 2 2.9 12 15 Máy tiện ren 1612B 1 1.5 13 16 Máy mài tròn K3T12M 1 3.7 14 17 Máy mài phẳng 371 1 2.8 15 18 Máy phay ngang HB1C 1 6.3 16 19 Máy phay đứng BH11 1 6.3 17 20 Máy bào ngang M30 1 2.8 18 21 Máy xọc 7412 1 1.5 19 22 Cưa máy 872A 1 1.7 20 23 Máy mài sắc 332A 2 1.7 21 26 Tủ sấy bằng điện OHA 1 8 22 27 Giá thử nghiệm 1 0.2 23 28 Giá cuộn 1 0.3 24 29 Máy khoan để bàn 1 0.5 25 30
Bàn thợ nguội bằng gỗ 8 0.12 26 32 Búa hơi MNH-75 1 7 27 34 Quạt gió ly tâm N3 1 0.6 28 36 TB hàn cung lửa điện 1 4.4 29 38 Máy tiện ren 1K62 4 11.1 30 39 Máy tiện ren 1T61 2 4.5 31 40 Máy phay ngang 6HNC 1 6.3 32 41 Máy bào ngang 7A36 1 11 33 42 Máy mài thô 634 1 3.2 34 43 Máy tiện Renonve 1336M 2 2.8 35 44 Máy khoan đứng 3A123 2 2.8 36 46 Cần trục điện 1 ray 2 0.98
2.2.4. Nhiệt tỏa do sản phẩm nung nóng để nguội
2.2.4.1. Trường hợp sản phẩm trong quá trình nguội dần không thay đổi trạng thái
- Sản phẩm của phân xưởng sau khi được sấy, ủ, trong quá trình nguội dần không có
sự thay đổi trạng thái từ lỏng sang rắn. Vì vậy lượng nhiệt tỏa ra trong quá trình để
nguội được xác định theo công thức: lOMoAR cPSD| 58950985 ĐỒ ÁN THÔNG GIÓ
Qsp=0,278.Csp (tđ−tc ).G sp . β(W ) Trong đó:
Csp: Tỷ nhiệt trung bình của sản phẩm (kJ/kgoC) tđ: Nhiệt độ ban đầu của
vật liệu trước khi bắt đầu nguội (oC), tđ = tlò (oC) t : Nhiệt độ sau khi c
nguội (lấy bằng nhiệt độ không khí trong nhà) (oC). β: Hệ số kể đến
cường độ tỏa nhiệt theo thời gian, nhận β = 0,5. Gsp: Lượng sản phẩm
cùng loại để nguội (kg/h)
Bảng 2.7: Lượng nhiệt tỏa ra trong quá trình để nguội sản phẩm không thay đổi trạng thái Diện Nhiệt c Số hiệu Số G vl csp tích đáy độ lò vl (kJ/kg.° (kJ/kg. Q lò Loại lò Vật liệu nung lượng (kg/h) sp (W) lò (m2) (°C) C) °C)
Lượng nhiệt tỏa tra trong quá trình để nguôi sạn phẩm không thay đổi trạng thái 22445 Lò thấm Các 10 Thép 1 0.34 900 119 0.46 0.60 8635 Bon U25 Lò 31 buồng Thép 1 0.51 950 178.5 0.46 0.61 13810 H-30
2.2.4.2. Trường hợp sản phẩn trong quá trình nguội dần có thay đổi trạng thái
- Sản phẩm của phân xưởng sau khi được đúc, trong quá trình nguội dần có sự thay
đổi trạng thái từ lỏng sang rắn. Vì vậy lượng nhiệt tỏa ra trong quá trình để nguội
được xác định theo công thức:
Qsp=0,278.[Cl(tđ−tnc )+i+Cr (tnc−tc) ].Gsp .β(W ) Trong đó:
C và : Tỷ nhiệt trung bình của sản phẩm ở thể lỏng và ở thể rắn (kJ/kgoC) l Cr
t : Nhiệt độ ban đầu của vật liệu trước khi bắt đầu nguội (oC), t đ đ = tlò (oC) t
: Nhiệt độ sau khi nguội (lấy bằng nhiệt độ không khí trong nhà) (oC). c β:
Hệ số kể đến cường độ tỏa nhiệt theo thời gian, nhận β = 0,5. Gsp: Lượng lOMoAR cPSD| 58950985 ĐỒ ÁN THÔNG GIÓ
sản phẩm cùng loại để nguội tnc: Nhiệt độ nóng chảy (oC) i: Entanpi nóng
chảy của vật liệu (kJ/kg)
- Tỷ nhiệt trung bình của sản phẩm thể rắn (kJ/kgoC) ở nhiệt độ t:
Cr=a+b (273+t )(kJ /kg° C) Trong đó:
a: tỷ nhiệt ở nhiệt độ 0oC (kJ/kgoC) b: Hệ số tỷ lệ t: là nhiệt độ trung bình trong
khoảng thay đổi mỗi giai đoạn biến đổi của sản phẩm nung.
Bảng 2.7: Lượng nhiệt tỏa ra trong quá trình để nguội sản phẩm có thay đổi trạng thái Nhiệt c Số hiệu Số F lò vl csp độ lò Gvl (kJ/kg.° (kJ/kg. Q lò Loại lò Vật liệu nung lượng (m2) sp (W) (°C) (kg/h) C) °C)
Lượng nhiệt tỏa tra trong quá trình để nguôi sạn phẩm không thay đổi trạng thái 21181 Bể rèn 1 33 miệng Thép 1 0.46 1200 161 0.46 0.63 21181 lửa
2.2.5. Nhiệt tỏa từ lò nung
2.2.5.1. Tính tỏa nhiệt cho một lò nung
- Ta tính toán cho lò có nhiệt độ cao nhất là Bể rèn 1 miệng lửa có tl = 1200°C
2.2.5.1.1. Nhiệt truyền qua thành, nóc và đáy lò a.
Cấu tạo của thành, nóc và đáy lò- Thành lò, nóc lò và đáy lò gồm 3 lớp :
Lớp 1: Gạch Magezit : 1 = 200 mm
Lớp 2: Gạch Điatomit: 2 = 200 mm
Lớp 3: Gạch Điatomit bọt: 3 = 200 mm lOMoAR cPSD| 58950985 ĐỒ ÁN THÔNG GIÓ b.
Nhiệt tỏa từ mặt ngoài của thành, nóc lò
- Nhiệt tỏa đơn vị từ mặt ngoài của thành, nóc lò được xác định theo công thức:
qt,n=αN . (τN −t4)(W /m2) Trong đó:
α : hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài kết cấu (W/m2.°C) N
α được xác định bởi công thức: N α ) ) ]
N=l .(τN−t4)0,25+ τ NC−qdt 4 .[(273100+τN 4−(273100+t4 4 (W /m2 °C ) Trong đó:
Cqd: hệ số bức xạ nhiệt quy diễn (Cqd = 4,9 W/m2.°C4 );
l: hệ số kích thước đặc trưng (đối với thành lò lấy l = 2,56 W/m2.°C5/4, đối với
đáy và nóc lò lấy l = 3,26 W/m2.°C5/4 )
τ , : nhiệt độ bề mặt ngoài của kết cấu ( ) và nhiệt độ không khí trong phân N t4 τ N xưởng (t tt 4 = tT ) (°C)
c. Nhiệt truyền qua kết cấu thành, nóc lò
Lượng nhiệt đơn vị truyền qua kết cấu trên 1 mét vuông là:
q't,n=k .(τT−τN )(W /m2) Trong đó: