Đồ án Thiết kế hệ thống xử lý ô nhiễm không khí cho phân xưởng nhiệt luyện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP ĐÔNG ĐÔ KHOA CÔNG NGHỆ VÀ MÔI TRƯỜNG --------------*****-------------- XỬ LÝ KHÍ THẢI ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ CHO PHÂN XƯỞNG NHIỆT LUYỆN Giáo viên hướng dẫn chính : PGS.TS Nguyễn Thị Quỳnh Hương Giáo viên hướng dẫn phụ : Nguyễn Đức Lượng Sinh viên thực hiện : Nguyễn Anh Tuấn Lớp : CM14 Khóa : 14 Hà Nội 11 – 2012 MỤC LỤC THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ CHO PHÂN XƯỞNG ĐÚC Địa điểm : Phủ Liễn – Hải Phòng Hướng gió: hướng Nam 1. Lựa chọn thông số tính toán 1.1 Lựa chọn thông số tính toán ngoài nhà vào mùa hè Nhiệt độ cao nhất trung bình của không khí vào mùa hè đo tại Phủ Liễn theo bảng N.2 TCVN 4088: 1985, ta có nhiệt độ cao nhất vào tháng 7: tNtt=31,8oC 1.2 Chọn thông số nhiệt độ tính toán trong nhà về mùa hè Chọn nhiệt độ tính toán trong nhà vào mùa hè cao hơn ngoài trời khoảng (2÷3)oC Để đảm bảo cảm giác thoải mái cho công nhân làm việc trong phân xưởng, tránh độ cồng kềnh của hệ thống thông gió thì ta chọn nhiệt độ trong nhà tTtt=tNtt+2÷3=34oC 1.3 Hướng gió chủ đạo vào mùa hè tNtt(oC) tTtt(oC) Hướng gió chủ đạo 31,8 34 Nam 2. Chọn kết cấu bao che 2.1 Kết cấu tường Được chia làm 3 lớp + Lớp 1: Lớp vữa δ = 15 (mm); λ = 0,55 (kcal/m2hoC) + Lớp 2: Gạch xây δ = 220 (mm); λ = 0,6 (kcal/m2hoC) + Lớp 3: Lớp vữa δ = 15 (mm); λ = 0,75 (kcal/m2hoC) 2.2. Kết cấu cửa ra vào Chọn vật liệu gỗ δ = 35 (mm); λ = 0,14 (kcal/m2hoC) kích thước cửa ra vào: 3×3 (m) 2.3. Kết cấu cửa sổ Chọn vật liệu kính δ = 5 (mm); λ = 0,65 (kcal/m2hoC) Kích thước cửa sổ: 3×2(m) 2.4. Kết cấu mái Chọn mái tôn δ = 2 (mm); λ = 50 (kcal/m2hoC) 2.5. Kết cấu nền Là loại nền không cách nhiệt, kết cấu nền dưới là đất tự nhiên, bê tong gạch vỡ, cát đen đầm, lớp bê tong trên cùng dày 15 mm Nền nhà được chia làm 3 dải như sau 3. Tính toán hệ số truyền nhiệt K, tính diện tích truyền nhiệt F của kết cấu 3.1. Hệ số truyền nhiệt K K=1R0= Trong đó αT: Hệ số trao đổi nhiệt bề mặt bên trong của kết cấu bao che (oC) αN: Hệ số trao đổi nhiệt bề mặt bên ngoài của kết cấu bao che (oC) Tường đón gió : αN = 20 Tường khuất gió: αN =15 δi: Bề dày của lớp vật liệu thứ i (m) λi: Hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i (Kcal/m2hoC) STT Tên kết cấu và cấu tạo αT αN K 1 Tường + Tường đón gió ( Nam) + Tường khuất gió (Tây, Đông, Bắc) 7,5 7,5 20 15 0,41 0,41 1,685 1,64 2 Cửa ra vào + Khuất gió (Tây) 7,5 15 0,25 2.22 3 Cửa sổ kính + Tây + Đông 7,5 7,5 15 15 5×10-30,65 4,81 4,81 4 Mái 10 25 4×10-5 7,14 5 Nền chia làm 4 dải +Dải 1 +Dải 2 +Dải 3 KI=0,4 KII=0,2 KIII=0,1 3.2. Tính diện tích truyền nhiệt của các kết cấu tính toán STT Tên kết cấu F = a×b (m2) Kết quả 1 Tường + Nam + Bắc + Đông + Tây Tường khu đúc nhôm đồng + Đông + Bắc Tường khu chứa tang quay + Bắc + Tây 12×7,2 12×7,2 20×7,2-3×3×2-3×2×2 20×7,2-3×2×4 10×7,2 4×7,2 5×7,2 5×7,2-3×2 86,4 86,4 114 120 72 28,8 36 30 2 Cửa sổ kính + Đông + Tây 3×2×4 3×2×2 24 18 3 Cửa ra vào + Tây 3×3×2 18 4 Mái 20×12 240 5 Nền + Dải 1 + Dải 2 + Dải 3 FI=20×12+12×2×2 FII=20-8×2+12-4×2×2 FIII=20-8×12-8 128 80 48 6 Cửa sổ mái 20×4 80 4. Tính lượng nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che Lượng nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che được tính theo công thức QTTi= ki× Fi×tTtt- tNtt× Ψ (kcal/h) Trong đó QTTi: Lượng nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che (kcal/h) Fi : Diện tích truyền nhiệt của kết cấu bao che (m2) ki : Hệ số truyền nhiệt qua kết cấu bao che (Kcal/m2hoC) tTtt : Nhiệt độ tính toán của không khí bên trong, tTtt=34oC tNtt : Nhiệt độ tính toán của không khí bên ngoài, tNtt = 31,8 oC Ψ : Hệ số kể đếnvị trí tương đối của kết cấu bao che so với bên ngoài. STT Tên kết cấu K (Kcal/m2hoC) F (m2) tTtt (oC) tNtt (oC) Ψ QTTi (kcal/h) 1 Tường + Nam + Bắc + Đông + Tây Tường khu đúc nhôm đồng + Đông + Bắc Tường khu chứa tang quay + Bắc + Tây 1,685 1,64 1,64 1,64 1,64 1,64 1,64 1,64 86,4 86,4 114 120 72 28,8 36 30 34 34 34 34 34 34 34 34 31,8 31,8 31,8 31,8 31,8 31,8 31,8 31,8 1 1 1 1 1 1 1 1 320,28 311,73 411,31 432,96 103,91 41,56 51,96 43,29 2 Cửa sổ kính + Đông + Tây 4,81 4,81 24 18 34 34 31,8 31,8 1 1 253,96 190,47 3 Cửa ra vào + Tây 2,22 18 34 31,8 1 87,91 4 Mái 7,14 240 34 31,8 1 3769,92 5 Nền + Dải 1 + Dải 2 + Dải 3 0,4 0,2 0,1 128 80 48 34 34 34 31,8 31,8 31,8 1 1 1 45,06 35,2 10,56 6 Cửa sổ mái 4,81 80 34 31,8 1 846,56 7 Tổng Qtổn thất=6956,64 (Kcal/h) 5. Tính lượng nhiệt bức xạ qua kết cấu bao che Lượng nhiệt bức xạ qua kết cấu bao che gồm nhiệt bức xạ qua mái và qua kính Qbx=Qbxmái+Qbxkính (kcal/h) Trong đó Qbxmái: Lượng nhiệt bức xạ của mặt trời qua mái Qbxkính: Lượng nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính 5.1 Lượng nhiệt bức xạ của mặt trời qua mái Bức xạ mặt trời qua tường và mái được tính theo công thức Qbx=QbxΔt+QbxAτ (kcal/h) Trong đó QbxΔt: Bức xạ mặt trời do chênh lệch nhiệt độ (kcal/h) QbxAτ : Bức xạ mặt trời do dao động nhiệt độ (kcal/h) 5.1.1Tính bức xạ mặt trời do chênh lệch nhiệt độ QbxΔt=Km×Fmttổngtb-tT (kcal/h) Trong đó Km: Hệ số truyền nhiệt qua mái. Km=7,14 Fm: diện tích mái. Fm=240(m2) tT: nhiệt độ bên trong tính toán. 34oC ttổngtb: nhiệt độ trung bình của không khí bên ngoài. ttổngtb=tNtb+ttdtb (oC) Trong đó tNtb: Nhiệt độ trung bình của không khí bên ngoài tNtb=31,8oC ttdtb: Nhiệt độ trung bình tương đương của không khí ttdtb=ρqbxtbαn (oC) Trong đó ρ: Hệ số hấp thụ bức xạ của bề mặt kết cấu bao che. Mái tôn tráng kẽm, ρ=0,65 αn: Cường độ hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài kết cấu bao che αn=25 (kcal/m2hoC) qbxtb: Cường độ bức xạ trung bình trên mặt phẳng kết cấu qbxtb=qm24 Hướng mặt chính : Hướng Nam qm=5956 (kcal/m2h) (TCVN 4088 – 1995 ) qbxtb=qm24=595624=248,2 (kcal/m2h) ttdtb=ρqbxtbαn=0,65×248,225=6,45 (oC) ttổngtb=tNtb+ttdtb=31,8+6,45=38,25 (oC) QbxΔt=Km×Fmttổngtb-tT =7,14×24038,25-35 =5569,2 (kcal/h) 5.1.2Bức xạ mặt trời do dao động nhiệt độ Để xác định biên độ dao động của nhiệt độ tổng ta phải xét biên độ của nhiệt độ tương đương do bức xạ gây ra và biên độ của nhiệt độ không khí ngoài trời. QbxAτ=Attgv×αT×Fm (kcal/h) Trong đó αT=10 Fm=240 m2 Attg: Biên độ dao động tổng Attg=Attd+AtnΨ Trong đó Ψ: Hệ số lệch pha phụ thuộc vào độ lệch pha ΔZ và tỉ số giữa biên độ dao động tương đương và nhiệt độ bên ngoài AttdAtn Biên độ dao động của cường độ bức xạ có thể xác định như hiệu số giữa cường độ cực đại và cường độ trung bình trong ngày đêm (24h). Aq=qbxmax-qbxtb qbxmax=824 kcal/m2h (TCVN 4088 – 1995) qbxtb=248,2 kcal/m2h Aq=824-248,2=575,8 Ứng với biên độ dao động này, nhiệt độ tương đương sẽ có biên độ dao động Attd=ρ×Aqαn=0,65×575,825=14,97 (oC) Nhiệt độ không khí bên ngoài cũng dao động theo thời gian với chu kì 24 giờ với biên độ Atn=t13-tntb Trong đó t13: Nhiệt độ trung bình đo lúc 13h của tháng nóng nhất. t13=31,8oC tntb: Nhiệt độ trung bình tháng của tháng nóng nhất tntb=28,2 oC (N.1 TCVN 4088 - 1995) Atn=31,8-28,2=3,6 oC AttdAtn=14,973,6=4,16 qbxmax vào lúc 12h; qtháng 7max vào lúc 13h. Δt = 13 – 12 = 1 Tra bảng 3 – 10 sách kĩ thuật thông gió (trang 111); ta có Ψ = 0,99 Vậy Attg=Attd+AtnΨ=14,97+3,6×0,99=18,38 v: Hệ số tắt dần phụ thuộc vào cấu tạo của vật liệu v=φ×eD2 φ=0,83+3RD Trong đó R=δλ: Tổng các nhiệt trở của các vật liệu trong kết cấu bao che Mái tôn: R=2×10350=4×10-5 (kcal/m2h) D= 1nRiSi Trong đó Si: Hệ số hàm nhiệt của lớp vật liệu Tôn: S = 108 (kcal/m2hoC) D=4×10-5×108=4,32×10-3 φ=0,83+34×10-54,32×10-3=0,9 v=φ×eD2=0,9×e4,32×10-32=0,903 QbxAτ=Attgv×αT×Fm =18,380,90310×240=48850,5 (kcal/h) Vậy Qbx=QbxΔt+QbxAτ=5569,2+48850,5=54419,7 (kcal/h) Qbxmái=54419,7 (kcal/h) 5.2. Lượng bức xạ mặt trời truyền qua cửa kính Qbxkính=τ1×τ2×τ3×τ4×qbx×Fkính (kcal/h) Trong đó τ1 : Hệ số trong suốt cửa kính. Cửa kính 1 lớp τ1= 0,9 τ2 : Hệ số mức bẩn mặt kính. Mặt kính đứng 1 lớp τ2= 0,8 τ3 : Hệ số che khuất bởi khung cửa. Cửa sổ 1 lớp kính thẳng đứng khung thép τ3= 0,75÷0,79 τ4 : Hệ số che khuất bởi các hệ thống che nắng. Ô văng che nắng τ4= 0,95 qbx : Cường độ bức xạ mặt trời trên mặt phẳng chiếu bức xạ tại thời điểm tính toán (kcal/m2h) Fkính: Diện tích cửa kính chiếu bức xạ tại thời điểm tính toán (m2) STT Hướng τ1,τ2,τ3,τ4 Fkính (m2) qbx(kcal/m2h) Qbxkính(kcal/h) 1 Đông τ1= 0,9 τ2= 0,8 τ3= 0,79 τ4= 0,95 3×2×4+40=64 0 0 2 Tây τ1= 0,9 τ2= 0,8 τ3= 0,79 τ4= 0,95 3×2×2+40=52 102 2715,22 Qbxkính=2715,22 (kcal/h) Vậy Qbx=Qbxmái+Qbxkính (kcal/h) =54419,7+2715,22 =57134,92 (kcal/h) Bảng thu nhiệt do bức xạ mặt trời Qbxkính (kcal/h) Qbxmái (kcal/h) Qbx (kcal/h) 2715,22 54419,7 57134,92 6. tính lượng nhiệt tỏa 6.1. Tỏa nhiệt do người Qngườitỏa=N×q (kcal/h) Trong đó q: Lượng nhiệt do một người tỏa ra trong 1h q=10(kcal/h/người). Theo bảng 2-2 trang 56 sách kĩ thuật thông gió N: Số người có trong phân xưởng 1 thiết bị: 1 người ; 1 lò: 2 người N1=20 người Số người phục vụ trong phân xưởng (N2) N2=30%×N1=30%×20=6 người Số người lao động gián tiếp. N3=4 người N=20+6+4=30 người Qngườitỏa=30×10=300 (kcal/h) Qngườitỏa=300 (kcal/h) 6.2. Tỏa nhiệt do thắp sáng Qtstỏa=860×N (kcal/h) Trong đó N=a×F : Tổng công suất các thiết bị chiếu sang 860: Hệ số chuyển điện năng sang nhiệt năng a: tiêu chuẩn chiếu sang. a= 18 (w/m2) =18×10-3 (kw/m2) F: diên tích chiếu sang (m2) ( diện tích phân xưởng) F=20×12=240 (m2) Qtstỏa=860×18×10-3×240=3715,2 (kcal/h) Qtstỏa=3715,2 (kcal/h) 6.3. Tỏa nhiệt từ thiết bị, động cơ tiêu thụ điện Qthiết bịtỏa=860×N×φ1×φ2×φ3×φ4 (kcal/h) Trong đó φ1 = 0,7÷ 0,9 : Hệ số sử dụng công suất đặt máy. Chọn φ1=0,8 φ2=0,5÷0,8 : Hệ số phụ tải. Chọn φ2=0,6 φ3=0,5÷1 : Hệ số kể đến sự làm việc đồng thời của các dộng cơ điện. Chọn φ3=0,8 φ4=0,1÷1 : Hệ số chuyển biến cơ năng thành nhiệt năng tỏa vào không khí xung quanh. Chọn φ4=0,8 N: Tổng công suất tiêu chuẩn của thiết bị (N=số lượng máy×công suất máy ) STT Tên gọi Tổng công suất điện (KW) Q (kcal/h) 1 Lò nấu gang 3 792,576 2 Lò nấu hàn the 2,2 581,222 3 Lò nấu nhôm 3,6 951,091 4 Lò nấu đồng 1,2 317,030 5 Lò ủ vật đúc 1,2 317,030 6 Lò điện 5,8 1532,313 7 Qthiết bịtỏa=4491,262 (kcal/h) 6.4. Tỏa nhiệt do sản phẩm nung nóng để nguội 6.4.1. Sản phẩm trong quá trình để nguội chuyển pha Tính theo công thức Q=Gsp×βClt1+tnc+r+Cr(tnc-t2) (kcal/h) Trong đó Gsp=23×Vlò×500 (kg/h) β: hệ số kể đến cường độ tỏa nhiệt theo thời gian (β=3) Cl: tỉ nhiệt của vật liệu ở thể lỏng, kcal/kgoC Cr: tỉ nhiệt của vật liệu ở thể rắn, kcal/kgoC Cr=a+b(273+t) (KJ/kgoC) a: Tỉ nhiệt ở nhiệt độ 0oC (KJ/kgoC) b: hệ số tỉ lệ (tra a,b theo bảng 2.16 trang 52 sách thiết kế thong gió công nghệp) Crgang=0,53+0,000179273+100=0,6 KJ/kgoC =0,14 kcal/kgoC Crhàn the=0,46+0,000193273+100=0,53KJ/kgoC= 0,13kcal/kgoC Crnhôm=4,8+0,003273+100=5,929 KJ/kgoC= 1,42 kcal/kgoC Crđồng=5,41+0,0015273+100=5,97 KJ/kgoC= 1,43 kcal/kgoC Theo sách thiết kế thông gió công nghiệp. Bảng đặc trưng của các vật liệu (trang 52); ta có lấy các số liệu tính toán Clgang=1,05 KJ/kgoC= 0,251 kcal/kgoC Clhàn the=1,17 KJ/kgoC= 0,279 kcal/kgoC Clnhôm=7,6 KJ/kgoC= 1,82 kcal/kgoC Clđồng=7,44 KJ/kgoC= 7,8 kcal/kgoC 1 KJ/kgoC= 0,239 kcal/kgoC t1: nhiệt độ ban đầu của vật liệu trước khi bắt đầu nguội; oC t1: Nhiệt độ sau khi nguội (trường hợp giới hạn là bằng nhiệt độ không khí trong nhà; oC) tnc: Nhiệt độ nóng chảy của vật liệu; (kcal/kg) STT Tên lò Gsp Cl Cr t1 t2 tnc r Q(kcal/h) 1 Lò nấu gang 2423,3 0,251 0,14 1340 34 1000 25,52 177458,24 2 Lò nấu hàn the 32,71 0,28 0,13 1050 34 1000 23,01 1595,5 3 Lò nấu nhôm 71,86 1,82 1,42 1350 34 1000 95,46 45361,91 4 Lò nấu đồng 43,53 1,78 1,43 1200 34 1000 43,02 23250,24 5 Q=294623,32 kcal/h 6.4.2. Sản phẩm trong quá trình để nguội không chuyển pha Qsp=Gvl×Cvl×β×tđ-tc (kcal/h) Trong đó Cvl: tỉ nhiệt của vật liệu ở trạng thái đang xét, KJ/kgoC tđ: nhiệt độ ban đầu của vật liệu trước khi bắt đầu nguội (oC) tc: nhiệt độ sau khi nguội (lấy bằng nhiệt độ không khí trong nhà tc=34oC Gvl: trọng lượng vật liệu chuyển đến trong 1h (kg/h) Gvl=23×Vlò×500 (kg/h) 500: lượng nhiên liệu trên 1m3 Vlò: thể tích của lò β: hệ số kể đến cường độ tỏa nhiệt theo thời gian (β=3) STT Tên lò Cvl (KJ/kgoC) Gvl (kg/h) tđ (oC) tc (oC) β Q (KJ/h) 1 Lò ủ vật đúc 0,13 3240 165 34 0,3 16553,16 2 Lò điện 0,13 650 1500 34 0,3 37163,1 3 Q=53716,26 KJ/h = 12838,19 kcal/h Vậy tổng nhiệt lượng tỏa ra do sản phẩm nung nóng để nguội Qsp=294623,32+12838,19=307461,51 (kcal/h) 6.5. Tỏa nhiệt từ lò nung 6.5.1 Tỏa nhiệt từ lò nấu gang Kích thước lò: D = 2100 mm H = D = 2100 mm Diện tích thành lò Flò nấu gang=2×πr+bề dầy thành lò×H+đáy+nóc2 Bề dầy thành lò = đáy = nóc Bề dầy thành lò = 0,45m do nhiệt độ lò >1000oC Flò nấu gang=2×3,141,05+0,452,1+0,45+0,452 =26,14 (m2) Nhiệt độ lò: t = 1340oC Nhiệt độ bên ngoài lò: t4=tvlv=34 oC Nhiệt độ bề mặt trong thành lò: t2=1340-5=1335 oC Giả thiết nhiệt độ bên ngoài thành lò: t3=tbmn=90 oC a. Xác định lượng nhiệt tỏa ra do thành lò Bề dày và hệ số dẫn nhiệt của các lớp vật liệu thành lò Cấu tạo: Gồm 2 lớp + Lớp 1: gạch đỏ và gạch samot δ1=0,25 m λ1=1,1 (kcal/mhoC) + Lớp 2: lớp cách nhiệt diatomit δ1=0,2 m λ1=1,17 (kcal/mhoC) α4=lt3-t40,25+Cqdt3-t4273+t31004-273+t41004 (kcal/m2hoC) Trong đó l: hệ số kích thước đặc trưng, phụ thuộc vào vị trí thành lò đối với bề mặt đứng: l = 2,2 Cqd: hệ số bức xạ quy diễn (Cqd=4,2 kcal/m2hK4 ) α4=2,2×90-340,25+4,290-34273+901004-273+341004 =12,38 (kcal/m2hoC) Lượng nhiệt tỏa ra trên 1m2 bề mặt ngoài của lò trong 1h Qlò nấu gang=α4t3-t4×Flò nấu gang =12,3890-34×26,14=18136,2 (kcal/m2h) (không kể sức cản trao đổi nhiệt bề mặt) b. Xác định lượng nhiệt tỏa ra lúc mở cửa lò Trong mỗi giờ cánh cửa lò chỉ mở ra 10 phút Lượng nhiệt của cửa lò tỏa ra lúc mở được tính theo công thức Qmở cửa=qbx×Fcửa×K (kcal/h) Trong đó qbx: cường độ bức xạ Với t = 1340oC, tra biểu đồ 3.16 (KTTG trang 101) => qbx=32000 (kcal/m2h) Chọn cửa lò là cửa tròn (trên nóc) : D=500÷900mm. Chọn D = 700 mm Fcửa: diện tích cánh cửa: F=π700×10-322=0,385 (m2) K : hệ số truyền nhiệt khi kể đến hiện tượng nhiễu xạ K=K1+K22 (kcal/mhoC) (tra đồ thị trang 101 – KTTG) Aδ=Bδ=7045=1,56 ; tra đồ thị được K1=K2=0,68 δ : bề dày thành lò; δ=45 (cm) K=K1+K22=0,68 (kcal/mhoC) Lưu lượng nhiệt cửa lò tỏa ra trong 1h Qmở cửa=qbx×Fcửa×K=32000×0,68×0,385×1060=1396,3 (kcal/h) Vậy tổng lượng nhiệt tỏa ra của lò nấu gang Qtỏagang=18136,2+1396,3=19532,5 (kcal/h) 6.5.2 Tỏa nhiệt từ lò nấu nhôm Kích thước lò: D = 650 mm H = D = 650 mm Diện tích thành lò Flò nấu nhôm=2×πr+bề dày thành lò×H+đáy+nóc2 Bề dày thành lò = đáy = nóc Bề dầy thành lò = 0,45m do nhiệt độ lò > 1000oC Flò nấu nhôm=2×3,140,325+0,450,65+0,45+0,452 =6,45 (m2) Nhiệt độ lò: t=1350 oC Nhiệt độ bên ngoài lò: t4=tvlv=34oC Nhiệt độ bề mặt trong thành lò: t2=1350-5=1345 oC Giả thiết nhiệt độ bên ngoài thành lò: t3=tbmn=90 oC a. Xác định lượng nhiệt tỏa ra do thành lò Bề dày và hệ số dẫn nhiệt của các lớp vật liệu thành lò Cấu tạo: gồm 2 lớp + Lớp 1: gạch đỏ và gạch samot δ1=0,25 m λ1=1,1 (kcal/mhoC) + Lớp 2: lớp cách nhiệt diatomit bọt δ1=0,2 m λ1=1,17 (kcal/mhoC) α4=lt3-t40,25+Cqdt3-t4273+t31004-273+t41004 (kcal/m2hoC) Trong đó l: hệ số kích thước đặc trưng, phụ thuộc vào vị trí thành lò đối với bề mặt đứng: l = 2,2 Cqd: hệ số bức xạ quy diễn (Cqd=4,2 kcal/m2hK4 ) α4=2,2×90-340,25+4,290-34273+901004-273+341004 =12,38 (kcal/m2hoC) Lượng nhiệt tỏa ra trên 1m2 bề mặt ngoài của lò trong 1h Qlò nấu nhôm=α4t3-t4×Flò nấu nhôm =12,3890-34×6,45=4471,66 (kcal/m2h) (không kể sức cản trao đổi nhiệt bề mặt) b. Xác định lượng nhiệt tỏa ra lúc mở cửa lò Trong mỗi giờ cánh cửa lò chỉ mở ra 10 phút Lượng nhiệt của cửa lò tỏa ra lúc mở được tính theo công thức Qmở cửa=qbx×Fcửa×K (kcal/h) Trong đó qbx: cường độ bức xạ Với t = 1350oC, tra biểu đồ 3.16 (KTTG trang 101) => qbx=32000 (kcal/m2h) Chọn cửa lò là cửa tròn (trên nóc) : D=500÷900mm. Chọn D = 700 mm Fcửa: diện tích cánh cửa: F=π700×10-322=0,385 (m2) K : hệ số truyền nhiệt khi kể đến hiện tượng nhiễu xạ K=K1+K22 (kcal/mhoC) (tra đồ thị trang 101 – KTTG) Aδ=Bδ=7045=1,56 ; tra đồ thị được K1=K2=0,68 δ : bề dày thành lò; δ=45 (cm) K=K1+K22=0,68 (kcal/mhoC) Lưu lượng nhiệt cửa lò tỏa ra trong 1h Qmở cửa=qbx×Fcửa×K=32000×0,68×0,385×1060=1396,3 (kcal/h) Vậy tổng lượng nhiệt tỏa ra của lò nấu gang Qtỏanhôm=4471,66+1396,3=5867,96 (kcal/h) 6.5.3. Lò nấu hàn the Kích thước lò: D = 500 mm H = D = 500 mm Diện tích thành lò Flò nấu hàn the=2×πr+bề dày thành lò×H+đáy+nóc2 Bề dày thành lò = đáy = nóc Bề dầy thành lò = 0,45m do nhiệt độ lò > 1000oC Flò nấu hàn the=2×3,140,25+0,450,5+0,45+0,452 =5,17 (m2) Nhiệt độ lò: t=1050 oC Nhiệt độ bên ngoài lò: t4=tvlv=34oC Nhiệt độ bề mặt trong thành lò: t2=1050-5=1045 oC Giả thiết nhiệt độ bên ngoài thành lò: t3=tbmn=90 oC a. Xác định lượng nhiệt tỏa ra do thành lò Bề dày và hệ số dẫn nhiệt của các lớp vật liệu thành lò Cấu tạo: gồm 2 lớp + Lớp 1: gạch đỏ và gạch samot δ1=0,25 m λ1=1,1 (kcal/mhoC) + Lớp 2: lớp cách nhiệt diatomit bọt δ1=0,2 m λ1=1,17 (kcal/mhoC) α4=lt3-t40,25+Cqdt3-t4273+t31004-273+t41004 (kcal/m2hoC) Trong đó l: hệ số kích thước đặc trưng, phụ thuộc vào vị trí thành lò đối với bề mặt đứng: l = 2,2 Cqd: hệ số bức xạ quy diễn (Cqd=4,2 kcal/m2hK4 ) α4=2,2×90-340,25+4,290-34273+901004-273+341004 =12,38 (kcal/m2hoC) Lượng nhiệt tỏa ra trên 1m2 bề mặt ngoài của lò trong 1h Qlò nấu hàn the=α4t3-t4×Flò nấu hàn the =12,3890-34×5,17=3584,26 (kcal/m2h) (không kể sức cản trao đổi nhiệt bề mặt) b. Xác định lượng nhiệt tỏa ra lúc mở cửa lò Trong mỗi giờ cánh cửa lò chỉ mở ra 10 phút Lượng nhiệt của cửa lò tỏa ra lúc mở được tính theo công thức Qmở cửa=qbx×Fcửa×K (kcal/h) Trong đó qbx: cường độ bức xạ Với t = 1050oC, tra biểu đồ 3.16 (KTTG trang 101) => qbx=11000 (kcal/m2h) Chọn cửa lò là cửa tròn (trên nóc) : D=500÷900mm. Chọn D = 700 mm Fcửa: diện tích cánh cửa: F=π700×10-322=0,385 (m2) K : hệ số truyền nhiệt khi kể đến hiện tượng nhiễu xạ K=K1+K22 (kcal/mhoC) (tra đồ thị trang 101 – KTTG) Aδ=Bδ=7045=1,56 ; tra đồ thị được K1=K2=0,68 δ : bề dày thành lò; δ=45 (cm) K=K1+K22=0,68 (kcal/mhoC) Lưu lượng nhiệt cửa lò tỏa ra trong 1h Qmở cửa=qbx×Fcửa×K=11000×0,68×0,385×1060=479,97 (kcal/h) Vậy tổng lượng nhiệt tỏa ra của lò nấu gang Qtỏahàn the=3584,26+479,97=4064,23 (kcal/h) 6.5.4. Lò nấu đồng Kích thước lò: D = 550 mm H = D = 550 mm Diện tích thành lò Flò nấu đồng=2×πr+bề dày thành lò×H+đáy+nóc2 Bề dày thành lò = đáy = nóc Bề dầy thành lò = 0,45m do nhiệt độ lò > 1000oC Flò nấu đồng=2×3,140,275+0,450,55+0,45+0,452 =5,58 (m2) Nhiệt độ lò: t=1200 oC Nhiệt độ bên ngoài lò: t4=tvlv=34oC Nhiệt độ bề mặt trong thành lò: t2=1200-5=1195 oC Giả thiết nhiệt độ bên ngoài thành lò: t3=tbmn=90 oC a. Xác định lượng nhiệt tỏa ra do thành lò Bề dày và hệ số dẫn nhiệt của các lớp vật liệu thành lò Cấu tạo: gồm 2 lớp + Lớp 1: gạch đỏ và gạch samot δ1=0,25 m λ1=1,1 (kcal/mhoC) + Lớp 2: lớp cách nhiệt diatomit bọt δ1=0,2 m λ1=1,17 (kcal/mhoC) α4=lt3-t40,25+Cqdt3-t4273+t31004-273+t41004 (kcal/m2hoC) Trong đó l: hệ số kích thước đặc trưng, phụ thuộc vào vị trí thành lò đối với bề mặt đứng: l = 2,2 Cqd: hệ số bức xạ quy diễn (Cqd=4,2 kcal/m2hK4 ) α4=2,2×90-340,25+4,290-34273+901004-273+341004 =12,38 (kcal/m2hoC) Lượng nhiệt tỏa ra trên 1m2 bề mặt ngoài của lò trong 1h Qlò nấu đồng=α4t3-t4×Flò nấu đồng =12,3890-