Thuyết minh đồ án thông gió

MỤC LỤC THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÔNG GIÓ 1. CHỌN THÔNG SỐ TÍNH TOÁN VÀ KẾT CẤU BAO CHE 1.1 Giới thiệu chung - Phân xưởng rèn, nhiệt luyện và đúc. - Phân xưởng phục vụ cho nhu cầu rèn, nhiệt luyện và đúc các sản phẩm. - Phân xưởng gia công các phôi bằng phương pháp rèn, nhiệt luyện và đúc lên có các lò nấu kim loại, lò rèn, thùng dầu tôi, máy mài, tang đánh bóng,... Có tỏa ra nhiều nhiệt, hơi độc, bụi,... - Địa điểm sản xuất tại NINH BÌNH - Nhà công nghiệp 1 tầng có cầu trục, cửa sổ 3000x2000mm, cửa mái cao 800mm, cửa đi 1000x2200mm, 2000x2200mm và 3000x2500mm. 1.2 Chọn thông số tính toán trong và ngoài công trình 1.2.1 Thông số tính toán ngoài nhà: Thông số tính toán ngoài nhà được chọn theo phụ lục 2 sách thông gió a. Mùa đông: Nhiệt độ tính toán ngoài nhà mùa đông là nhiệt độ tối thấp trung bình của tháng lạnh nhất. Theo phụ lục 2 sách thông gió ta tìm được tại Ninh Bình có 13,90C là nhiệt độ vào tháng 1. Vận tốc gió trung bình vào tháng giêng v=2,2m/s, theo hướng Đông có tần suất 28,5 % tra theo TCXD 49-72. b. Mùa hè: Nhiệt độ tính toán ngoài nhà mùa hè là nhiệt độ tối cao trung bình của tháng nóng nhất. Theo bảng phụ lục 2 sách thông gió ta tìm được tại Vĩnh Yên có =32,7 0C là nhiệt độ tháng 7. Vận tốc gió trung bình tháng 7 là v = 2,8 m/s, theo hướng Đông với tần suất 36,3% tra theo TCXD 49-72. 1.2.2 Thông số tính toán trong nhà: a. Mùa đông: Nhiệt độ tính toán trong nhà của mùa đông được chọn theo tiện nghi nhiệt lấy từ 200C đến 240C ta chọn: 240C b. Mùa hè: Nhiệt độ tính toán trong nhà của mùa hè được lấy cao hơn nhiệt độ tính toán ngoài nhà của mùa hè từ 2-50C, ta chọn 350C Thông số tính toán được tóm tắt trong bảng: Bảng 1: Thông số tính toán trong và ngoài nhà Mùa Đông Mùa Hè tntt 0C tttt 0C vg m/s tntt 0C tttt 0C vg m/s 13,9 24 2,2 32,7 35 2,8 1.3 Chọn kết cấu tính toán và hệ số truyền nhiệt K 1.3.1 Chọn kết cấu - Với tường gạch 220 mm: bao gồm 3 lớp + Lớp 1 : Vữa trát mặt ngoài chiều dày 15mm ,hệ số dẫn nhiệt 0,93 W/mK + Lớp 2: Gạch chịu lực chiều dày 220 mm , hệ số dẫn nhiệt 0,81 W/mK + Lớp 3: Vữa trát bên trong chiều dày 15 mm , hệ số dẫn nhiệt 0,93 W/mK - Cửa đi: Vật liệu là tôn, chiều dày 1,5 mm ,hệ số dẫn nhiệt 58 W/mK - Cửa sổ: Kính xây dựng chiều dày 5 mm ,hệ số dẫn nhiệt 0,76 W/mK - Mái: làm bằng tôn , chiều dài 0,8 mm ,hệ số dẫn nhiệt 58 W/mK 1.3.2 Hệ số truyền nhiệt (k). Hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che, [W/m 2 0C]. Được xác định theo công thức: k , [W/m 2 0C] Trong đó: aT : hệ số trao đổi nhiệt trên bề mặt trong của kết cấu bao che, W/m 2 0C ( bề mặt trong của tường, sàn, trần với bề mặt nhẵn® aT = 8,7 W/m 2 0C) aN : hệ số trao đổi nhiệt trên bề mặt ngoài của kết cấu bao che, W/m 2 0C ( bề mặt tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài® aN = 23,2 W/m 2 0C) di : bề dày của lớp vật liệu thứ i, m li : hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i, W/mK Ro : tổng nhiệt trở của kết cấu bao che, m 2 0C/W Hệ số truyền nhiệt K của kết cấu được tính toán kết quả ở bảng 1: Bảng 2: Hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che TT Kết cấu bao che Công thức tính Kết quả [W/m2 0C] 1 Tường chịu lực: 3 lớp Lớp 1(vữa trát): d1= 15 mm, l= 0,93 W/mK lớp 2 (tường gạch): d2 = 220mm, l= 0,81 W/mK lớp 3( vữa trát): d3 = 15 mm, l=0,93 W/mK 2,165 2 Cửa ra vào: tôn d = 1,5 mm; l = 58 W/mK 6,326 3 Cửa sổ: kính xây dựng: d = 5mm ; l = 0,76 W/mK 6,074 4 Cửa mái: kính xây dựng: d = 5mm ; l = 0,76 W/mK 6,074 5 Mái: tôn d = 0,8 mm;l= 58 W/mK 6,327 6 Nền: Dải 1 (W/mK) Dải 2 (W/mK) Dải 3 (W/mK) 0,464 0,232 0,116 2. TÍNH TOÁN TỐN THẤT NHIỆT 2.1 Tốn thất nhiệt qua kêt cấu. Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che được xác định theo công thức. Qkc tt = k.F.∆t (W) Trong đó: k: hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che,W/m 2 0C F: diện tích truyền nhiệt của kết cấu ngăn che, m 2 ∆t: hiệu số nhiệt độ tính toán giữa bên trong và bên ngoài nhà, 0C. Công thức tính ∆t = tT tt - tN tt, 0C: tt tt, nhiệt độ tính toán bên trong nhà, 0C, tN tt, nhiệt độ tính toán bên ngoài nhà, 0C 2.1.1 Tốn thất nhiệt về mùa Đông Bảng 3: Tổn thất nhiết qua kết cấu bao che về mùa Đông STT Tên kết cấu Công thức tính diện tích Diện tích F(m2) k (W/mK) tT tt 0C tN tt 0C Qkctt (W) 1 Hướng Bắc - Cửa sổ 7x3x2 42 6.074 24 13.9 2576.6 - Cửa đi 1x2,2+2x2,2 6.6 6.326 24 13.9 421.7 - Tường 60x9-7x3x2-1x2,2-2x2,2 491.4 2.165 24 13.9 10745.2 - Cửa mái 60x0,8 48.0 6.074 24 13.9 2944.7 2 Hướng Nam - Cửa sổ 8x3x2 48.0 6.074 24 13.9 2944.7 - Cửa đi 2x2x2,2 8.8 6.326 24 13.9 562.3 - Tường 60x9-7x3x2-2x2x2,2 483.2 2.165 24 13.9 10565.9 - Cửa mái 60x0,8 48.0 6.074 24 13.9 2944.7 3 Hướng Đông - Cửa đi 3x2,5 7.5 6.326 24 13.9 479.2 - Tường 12x9+6x2-3x2,5 112.5 2.165 24 13.9 2460.0 4 Hướng Tây - Cửa đi 3x2,5 7.5 6.326 24 13.9 479.2 - Tường 12x9+6x2-3x2,5 112.5 2.165 24 13.9 2460.0 5 Mái 2x60x6,32 758.95 6.327 24 13.9 48498.7 6 Nền - Dải 1 2x60x2+2x12x2 288.0 0.464 24 13.9 1349.7 - Dải 2 2x56x2+2x4x2 240.0 0.242 24 13.9 586.6 - Dải 3 4x52 208.0 0.116 24 13.9 243.7 Tổng tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che về mùa Đông 90262.7 2.1.2 Tổn thất nhiệt về mùa Hè. =90262,7 – 48498,7=79218,5 [W] 2.2 Tốn thất nhiệt do rò gió. Gió rò vào nhà qua các khe cửa thuộc phía đón gió và gió sẽ đi ra ở phía khuất gió. Khi gió vào nhà, trong nhà sẽ mất đi một lượng nhiệt để làm nóng lượng không khí lạnh đó từ tng tới tt. Lượng nhiệt tiêu hao để làm nóng không khí vào nhà được tính theo công thức sau: , [W] Trong đó: L: Lưu lượng gió lùa vào nhà qua khe cửa: L=g.l.a [Kg/h] g: Lượng không khí lọt vào trên 1m dài khe cửa cùng loại, [kg/mh] l: tổng chiều dài khe cửa đón gió, [m] a: hệ số phụ thuộc vào các loại cửa: + Cửa sổ 1 lớp khung thép: a = 0,65 + Cửa đi: a = 2 0,24: tỉ nhiệt của không khí, [kcal/kg0C] 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. 2.2.1 Tổn thất nhiệt do rò gió vào mùa đông Tháng lạnh nhất ta chọn là tháng 1, vận tốc gió trung bình của tháng 1 là v=2,2[m/s] hướng gió theo hướng Đông như vậy sẽ có tổn thất nhiệt do rò gió qua các khe cửa của tường phía Đông Tra bảng ta có: v = 2 m/s có g = 6 kg/mh v = 3 m/s có g = 7,4 kg/mh tính nội suy với v = 2,2 m/s ® g = 6,28 kg/mh Tổng chiều dài các khe cửa của mặt tường hướng Đông với 1 cửa đi (chú ý ta không tính rò gió cho cửa kính bên trên vì cửu là cửa kính kín) là: l = 2x(3+2,5) = 11 [m] Q= 0,278x 6,28x11x2x(24 – 13,9) = 390,16 [W] 2.2.2 Tổn thất nhiệt do rò gió vào mùa hè Tháng nóng nhất ta chọn là tháng 7, tần suất gió lớn nhất ở tháng 7 tại Vĩnh Yên với hướng gió là hướng Đông, vận tốc gió trung bình của tháng 7 là v = 2,8 m/s. Tra bảng ta có: v = 2 m/s có g = 6 kg/mh v = 3 m/s có g = 7,4 kg/mh tính nội suy với v = 2,8 m/s ® g = 7,12 kg/mh Tổng chiều dài các khe cửa của mặt tường hướng Đông là: Cửa đi: l = 2x(3+2,5) = 11 [m] QHrogio= 0,278x7,12x11(35 –32,7) =50,36 [W] 2.3 Tốn thất do nung nóng vật liệu đem vào phân xưởng. Lượng nhiệt do nung nóng vật liệu Qvl = 0,278.G.c.( tc - tđ).b [W] Trong đó: G: khối lượng ngyên vật liệu đưa vào phòng, [Kg/h] G = 200 ¸ 300 kg/ 1m2 diện tích đáy lò. c: tỉ nhiệt của vật liệu, [KJ/kg0C] cthép = 0,48 [KJ/kg0C] tc,tđ : nhiệt độ cuối cùng và nhiệt độ ban đầu của vật liệu, [0C] b: hệ số kể đến sự nhận nhiệt không đều theo thời gian của vật liệu vật liệu dạng rời ta chọn: b = 0,4 Diện tích của đáy lò: Lò phản xạ (6;7): S =0,47 [m2] Khối lượng vật liệu mang vào phân xưởng: Khối lượng thép : Gthép = 300x0,47x2= 282 [Kg/h] 2.2.1 Tính cho mùa đông Qthép = 0,278 x 282 x0,48x(24 – 13,9)x0,4 = 152 [W] 2.3.2 Tính cho mùa hè Qthép = 0,278x282x0,48x(35 – 32,7)x0,4 = 34,62 [W] 3. TÍNH TOÁN TOẢ NHIỆT. 3.1 Toả nhiệt do người. Q = n.qn [W/h] Trong đó: q= qh: lượng nhiệt do một người toả ra, [W/h.người] n: số người trong phòng n=1,7m=1,7x13=22,1(người).Chọn n = 23 (người) m: số vị trí công nhân làm việc, trong phân xưởng có 13 vị trí m = 13 3.1.1 Tính toả nhiệt do người vào mùa đông Nhiệt độ trong phân xưởng là t0= 240C. Lao động trong phân xưởng là lao động nặng. Tra bảng 3.7 (Giáo trình Thông Gió) ta có: t0= 200C ® q=130 [W/người] t0= 250C ® q=95 [W/người] tính nội suy ®tvlv = 24 0C ® q = 102 [W/người] ® Q = 23 x 72 = 2346 (W). 3.1.2. Tính toả nhiệt do người vào mùa hè Nhiệt độ trong phân xưởng là t0= 340C. Lao động trong phân xưởng là lao động nặng. Tra bảng 3.7 (Giáo trình Thông Gió) ta có: t0= 350C ® q = 12 [W/người] ® Q = 23 x 12 = 276 (W). 3.2 Toả nhiệt do chiếu sáng. Khi thắp sáng thì hầu hết năng lượng điện biến thành nhiệt toả ra môi trường và lượng nhiệt đó được tính theo công thức: Qts = 1000 Nts η1 η2 [W]. Trong đó: 1000: Đương lượng nhiệt của công suất điện: 1 kW = 1000 W Nts : Tổng công suất các thiết bị chiếu sáng lấy 24W/m2sàn F: diện tích sàn nhà m2. F= 9 x 60 = 540 [m2] η1 : Hệ số kể đến nhiệt tỏa vào phòng, η1 = 0,4 ÷ 0,7 đối với đèn huỳnh quang, η1 = 0,8 ÷ 0,9 đối với đèn dây tóc. Chọn η1 = 0,5 η2 :Hệ số sử dụng đèn η2 =0,92 ÷ 0,97: Chọn η2 = 0,95 ® Qch/s= 1000x540x0,024x0,5x0,95 = 6156 (W). 3.3 Toả nhiệt do động cơ và các thiết bị dùng điện. Q = 1000.N.μ1.μ2.μ3.μ4 [W] Trong đó: m1: Hệ số sử dụng công suất lắp đặt máy (0,7 ¸ 0,9). m2: Hệ số tải trọng-tỉ số công suất yêu cầu và công suất cực đại (0,5 ¸ 0,8). m3: hệ số kể đến sự làm việc không đồng thời của các thiết bị (0,5 ¸ 1). m4: hệ số kể đến sự nhận nhiệt của môi trường không khí (0,65 ¸ 1). Với phân xưởng thông thường ta lấy: m1.m2.m3.m4 = 0,25. N : Tổng công suất điện của các động cơ trong phân xưởng (kW) Các thiết bị điện trong phân xưởng Quạt gió cho lò (4;5): N = 2 [ kW] Búa rèn 250 kg (8): N = 22 [kW] Búa rèn 150 kg (9): N = 17 [kW] Búa rèn 60 kg (10;11): N = 14 [kW] Quạt lò rèn (12;13): N = 2 [kW] Máy ép vít ma sát (17): N = 4,5 [kW] Thùng nước (18;19;20;21): N = 92 [kW] Máy mài 2 đá (22): N =2,8 [kW] Cầu trục một dầm có tời điện (24): N = 2,66 [kW] Lò điện kiểu buồng (1A): N = 30 [kW] Lò muối điện cực (2A): N = 20 [kW] Thùng rửa (5A): N = 12 [kW] Máy mài 2 đá (6A): N = 28 [kW/h] Lò điện hồ quang nấu thép (1): N = 150 [kW] Sàng cát di động (2): N = 1 [kW] Máy mài 2 đá (3;4): N = 5,6 [kW] Tang quay (5): N = 7 [kW] Do đó ta có tổng công suất của các thiết bị điện trong phân xưởng là: ∑N = 2+22+17+14+2+4,5+92+2,8+2,66+30+20+12+28+150+1+5,6+7 = 412,56 [kW] Lượng nhiệt do thiết bị điện toả ra là: Qđ/c =1000x412,56x0,25 = 103140 [W] 3.4 Toả nhiệt do vật liệu nung nóng để nguội. Do không có sự thay đổi trạng thái của vật liệu Qsf = 0,278.csp ( tđ – tc).G.b [W] Trong đó : csp: Tỉ nhiệt trung bình của vật liệu, KJ/kg0C i : Entanpi nóng chảy của vật liệu, KJ/kg tđ : Nhiệt độ ban đầu của vật liệu trước khi bắt đầu nguội, 0C tc : Nhiệt độ sau khi nguội (lấy bằng nhiệt độ không khí trong nhà), 0C G: Trọng lượng vật liệu chuyển đến trong 1 giờ,kg/h b: Hệ số kể đến cường độ toả nhiệt theo thời gian (b = 0,5) cr = 0,46 + 0,000193(273+1250) = 0,754 kJ/kg G = 282 kg 3.4.1 Tính toả nhiệt do vật liệu nung nóng để nguội vào mùa đông. Do lò nấu thép. Q = 0,278x0,754x(1250-24)x282x0,5 =36234,8 (W) 3.4.2 Tính toả nhiệt do vật liệu nung nóng để nguội vào mùa hè Do lò nấu thép. Q = 0,278x0,754x(1250-35)x282x0,5 = 35909,7 (W) 3.5 Toả nhiệt do lò nung. Tính cho lò phản xạ (6;7) có nhiệt độ trong lò là 12500C, lò hình chữ nhật, có chiều rộng 1,53m, chiều dài 1,6m, chiều cao 1,5m ; đáy kê trên bản kê có kích thước 0,65x0,72m Kích thước cửa lò: + Chiều cao: 0,4 m + Chiều rộng : 0,3 m. 3.5.1 Toả nhiệt qua thành lò Thành lò gồm 3 lớp: Lớp 1: Gạch Magezit: d1 = 110 mm. Lớp 2: Gạch Diatomit: d2 = 220 mm. Lớp 3: Gạch Diatomit bọt: d3 = 110 mm. Nhiệt độ bên trong của thành lò là: tlò = 1250 0C. Nhiệt độ của vùng làm việc là: tvlv = 24 0C. Ta nhận nhiệt độ trên bề mặt bên trong của thành lò là: tbmt = tlò – 50C = 1250 - 5 = 1245 0C. Giả thiết: Nhiệt độ trên bề mặt ngoài của thành lò là: tbmn = 78 0C Nhiệt độ giữa lớp 1 và lớp 2 là: t1 = 900 0C Nhiệt độ giữa lớp 2 và lớp 3 là: t2 = 450 0C Xác định hệ số bức xạ Lượng nhiệt toả ra từ 1 m2 bề mặt bên ngoài của lò trong 1 giờ: qa = an (tbmn – tvlv), [W/ m2] an : hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài thành lò (W/m2 0C) a n =a dl + a bx a dl: hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài thành lò bằng đối lưu, [W/m2 0C] a bx: hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài thành lò bằng bức xạ, [W/m2 0C] a bx = , [W/m2 0C] Cqd: hệ số bức xạ quy diễn (Cqd = 4,9 W/ m2 0C4) ® a bx = = 6,71 [W/m2 0C] Tính ađl: ađl = l. (tbmn-tp)0.25 =2,56x(78 -24)0,25= 6,94 W/ m2 0C. an = abx +ađl = 6,71 + 6,94 = 13,65 W/ m2 0C ® qa = 13,65 x (78 – 24) =737,23 [W/m2] Tính qk: Hệ số dẫn nhiệt của lớp Magezit là: l1 = 6,16 + 2,9 x10-3 x = 9,27 [W/m 0C] Hệ số dẫn nhiệt của lớp Diatomit là: l2 = 0,116 + 0,23 x10-3 x = 0,271 W/mh0C Hệ số dẫn nhiệt của lớp cách nhiệt điatamit là: l3 = 0,093 + 0,23 x10-3 x = 0,154 W/m 0C. Hệ số dẫn nhiệt của thành lò là: =0,65 W/m2 0C Lượng nhiệt toả ra từ 1 m2 bề mặt bên trong ra bề mặt ngoài lò trong 1 giờ: qk = k.(tbmt – tbmn) = 0,65.(1245 - 78) = 758,52 W/m2. ® Sai số của qa và qk là: Dqmax = = 2,81% ® Thoả mãn sai số ≤ 5%. Do đó lượng nhiệt toả ra từ 1 m2 thành lò trong 1 giờ: qtl = = =747,88 W/m2. Tính diện tích thành lò: Diện tích cửa lò: Scl = 0,4 x 0,3 = 0,12 m2. ® Diện tích thành lò: Stl =1,5x1,6x2+1,5x1,53x2 – 0,12=9,27 m2 ® Lượng nhiệt toả từ thành lò vào không khí xung quanh: Qtl = Ftl .qtl = 9,27x747,88 = 6932,85 (W) 3.5.2 Toả nhiệt qua nóc lò Nóc lò gồm 3 lớp: Lớp 1: Gạch Magezit: d1 = 110 mm. Lớp 2: Gạch Diatomit: d2 = 220 mm. Lớp 3: Gạch Diatomit bọt: d3 = 110 mm. Nhiệt độ bên trong của thành lò là: tlò = 1250 0C. Nhiệt độ của vùng làm việc là: tvlv = 24 0C. Ta nhận nhiệt độ trên bề mặt bên trong của thành lò là: tbmt = tlò – 50C = 1250 - 5 = 1245 0C. Giả thiết: Nhiệt độ trên bề mặt ngoài của thành lò là: tbmn = 72 0C Nhiệt độ giữa lớp 1 và lớp 2 là: t1 = 900 0C Nhiệt độ giữa lớp 2 và lớp 3 là: t2 = 450 0C Xác định hệ số bức xạ Lượng nhiệt toả ra từ 1 m2 bề mặt bên ngoài của lò trong 1 giờ: qa = an (tbmn – tvlv), [W/ m2] an : hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài thành lò (W/m2 0C) a n =a dl + a bx a dl: hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài thành lò bằng đối lưu, [W/m2 0C] a bx: hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài thành lò bằng bức xạ, [W/m2 0C] a bx = , [W/m2h0C] Cqd: hệ số bức xạ quy diễn (Cqd = 4,9 W/ m2 0C4) ® a bx = = 6,52 [W/m2 0C] Tính ađl: ađl = l. (tbmn-tp)0.25 =3,26x(72 -24)0,25= 8,58 W/ m2 0C. an = abx +ađl = 6,52 + 8,58 = 15,1 W/ m2 0C ® qa = 15,1 x (72 – 24) =724,8 [W/m2] Tính qk: Hệ số dẫn nhiệt của lớp Magezit là: l1 = 6,16 + 2,9 x10-3 x = 9,27 [W/m 0C] Hệ số dẫn nhiệt của lớp Diatomit là: l2 = 0,116 + 0,23 x10-3 x = 0,271 W/mh0C Hệ số dẫn nhiệt của lớp cách nhiệt điatamit là: l3 = 0,093 + 0,23 x10-3 x = 0,153 W/m 0C. Hệ số dẫn nhiệt của thành lò là: = 0,649 W/m2 0C Lượng nhiệt toả ra từ 1 m2 bề mặt bên trong ra bề mặt ngoài lò trong 1 giờ: qk = k.(tbmt – tbmn) = 0,649.(1245 - 72) = 760,83 W/m2. ® Sai số của qa và qk là: Dqmax = = 4,74% ® Thoả mãn sai số ≤ 5%. Do đó lượng nhiệt toả ra từ 1 m2 thành lò trong 1 giờ: qnl = = =742,8 W/m2. Lượng nhiệt tỏa ra qua nóc lò vào không khí là:: Qnl = Fnl .qnl .1,3 =1,53x1,6x742,8x1,3 = 2363,9 (W) 3.5.3 Toả nhiệt qua đáy lò. Vì cấu tạo của thành lò đáy lò và nóc lò là giống nhau ta có hệ số hiệu chỉnh để tính cho đáy lò. Qnl = Fđl .qnl .0,7 = 1,53x1,6x742,8x0,7=1272,86 (W) 3.5.4 Toả nhiệt qua cửa lò Nhiệt truyền qua cửa lò được xác định bằng công thức: Qc = Qcđóng + Qcmở (W) Trong đó: Qc : Tổng lượng nhiệt truyền qua cửa lò (W) Qcđóng: Nhiệt truyền qua cửa lò lúc đóng (W) Qcmở: Nhiệt truyền qua cửa lò lúc mở (W) Cửa lò gồm 2 lớp: Lớp gạch sa mốt d1 = 220 mm Lớp gang d2 = 15 mm Do lớp gang mỏng và gang là vật liệu dẫn nhiệt tốt ® tính cho 1 lớp gạch samốt. Ta nhận nhiệt độ bề mặt trong của nóc lò là: tbmt = tlò – 50C = 1250 – 5 = 1245 0C. Giả thiết: Nhiệt độ bề mặt ngoài của cửa lò là t1 = 250 0C Lượng nhiệt toả ra từ 1 m2 bề mặt của cửa lò trong 1 giờ: qa = an (tbmn – tf), [W/ m2] a n =a dl + a bx a bx = , [W/m2 0C] = = 13,83 [W/m2 0C] ađl = l.(t1-t2)0,25 = 2,56x(238 - 24)0,25 = 9,79 [W/ m2 0C] an = abx +ađl = 13,83 + 9,79 = 23,62 [W/ m2 0C] ® qa = 23,62 x (238 – 24) = 5055,12 [W/m2] Tính qk: Hệ số dẫn nhiệt của lớp samốt nặng là: l1 = 0,837 + 0,58 x10-3 x = 1,267 [W/m 0C] Hệ số dẫn nhiệt của cửa lò là: K = =5,28 [W/m2 0C] Lượng nhiệt truyền từ 1 m2 bề mặt bên trong ra bề mặt ngoài lò trong 1 giờ: qk = k .(tbmt – tbmn) = 5,28.(1245 – 238) = 5316,41 [W/m2] ® Sai số của qa và qk là: Dq = = 4,91% ® Thoả mãn sai số < 5%. Do đó lượng nhiệt toả ra trên 1 m2 cửa lò trong 1 giờ: Qcửa = = = 5185,77 [W/m2] Diện tích cửa lò: Fcửa =0,3 x 0,4 = 0,12 m2. Lượng nhiệt toả từ cửa lò vào không khí xung quanh khi đóng trong 1h là: Thời gian mở cửa lò là 10 phút/ 1 giờ: Qclđóng = = 518,58 [W] Khi cửa lò mở, nhiệt toả ra ngoài cửa lò bằng bức xạ: qbx = [W/m2] C: hệ số bức xạ nhiệt của vật đen tuyệt đối (= 5,76 W/ m2 0C4) ® qbx = = 305402,6 [W/m2] Bề dày của thành lò tại vị trí cửa lò là: d = 0,44 m Các tỷ số: ; Dùng đồ thị ta tìm được: K1=0,45 ; K2= 0,57 ® K = ® Qclbx =305402,6x0,12x0,51 = 3115,1 [W] Khi mở cửa lò, bản thân cánh cửa lò cũng tỏa ra xung quanh một lượng nhiệt, lượng nhiệt này được tính bằng 1/2 lượng nhiệt toả ra ở cánh cửa lò lúc đóng. Qclbthân = 1/2Qclđóng10/60 ® Qclbthân = 1/2x518,58x0,12x10/60= 51,86 [W] ® Lượng nhiệt tổng cộng toả ra xung quanh qua cửa lò: Qcl = Qclđóng + Qclbx + Qclbthân = 518,57+3115,1+51,86 = 3685,53 [W] ® Lượng nhiệt tổng cộng toả ra của lò: Qlò = Qtl + Qnl + Qđl + Qcl = 6932,85+2363,9+1272,86+3685,53= = 14255,14 [W] Mùa hè: Ta có thể tính lượng nhiệt toả của mỗi lò vào mùa hè bằng cách hiệu chỉnh theo lượng nhiệt toả ra vào mùa đông của mỗi lò theo công thức sau. ∆tH, ∆tD:chênh lệch giữa nhiệt độ bên trong lò và nhiệt độ không khí xung quanh vào mùa hè và mùa đông 0C. Do đó ta có: Lượng nhiệt toả của lò phản xạ (6;7) là: 14127,24 [W] 3.6 Tỏa nhiệt từ sản phẩm của quá trình cháy. Trong quá trình đốt nhiên liệu, nhiệt tỏa ra từ sản phẩm cháy Qspc (W) tỏa toàn bộ vào phân xưởng được xác định bằng công thức (Tính cho nhiên liệu là Than đá) Qspc = 0,278GnlQthcth (W) Trong đó: Gspc: Nhiệt lượng tỏa ra từ quá trình đốt cháy nhiên liệu, W. Gnl: Lượng nhiên liệu tiêu thụ trong 1h, kg/h.Gnl = 8 (kg/miệng lửa.h) Qthct: Nhiệt năng công tác của nhiên liệu, kJ/kg.Qthct = 14700 (kJ/kg) h: Hệ số cháy không hoàn toàn của nhiên liệu, h = 0,9÷0,97.Chọn η =0,95 Qspc = 0,278x8x2x14700x0,95 = 62116,32 (W) 4. THU NHIỆT DO BỨC XẠ MẶT TRỜI. Do bức xạ mặt trời truyền vào nhà qua tường là không đáng kể so với bức xạ truyền vào nhà qua cửa kính và mái nên ta có thể bỏ qua trường hợp qua tường. 4.1 Bức xạ mặt trời truyền vào nhà qua cửa kính Bức xạ mặt trời truyền vào nhà qua cửa kính được tính theo công thức: Qbxkính = t1t2t3t4 qbxFkính kcal/h Trong đó: t1: hệ số trong suốt của kính (cửa kính 1 lớp t1= 0,90). t2: hệ số mức độ bẩn mặt kính (mặt kính đứng 1 lớp t2 = 0,80). t3: hệ số che khuất bởi khung cửa (cửa sổ 1 lớp kính thẳng đứng khung thép t3 = 0,75 ¸ 0,79). t4: hệ số che khuất bởi các hệ thống che nắng (kính sơn trắng đục t4= 0,65 ¸ 0,80). Fkính : diện tích cửa kính chịu bức xạ tại thời điểm tính toán,m2. qbx: cường độ bức xạ mặt trời trên mặt phẳng chịu bức xạ tại thời điểm tính toán, W/m2 thời điểm tính toán chọn là 15h tháng 7(Tra theo phụ lục 7 giáo trình Thông Gió). Hướng Bắc: + Fkính = 42 + 48=90 m2. + qbx = 70 W/m2 ® QBắc = 0,9 x 0,8 x 0,79 x 0,8 x 70 x 90 = 2866,75 W. Hướng Nam: + Fkính = 48+48 = 96 m2. + qbx = 0 W/m2h ® QNam = 0,9 x 0,8 x 0,79 x 0,8 x 0 x 96 = 0 W. 4.2 Bức xạ mặt trời truyền vào nhà qua mái ,W. Trong đó: : bức xạ mặt trời do chênh lệch nhiệt độ, W. : bức xạ