Những giải pháp phù hợp với khí hậu nhiệt đới art deco

ThuyÕt minh ®å ¸n thiÕt bÞ nhiÖt §Ò tµi : ThiÕt kÕ lß nung thanh l¨n ®Ó nung tÊm kelamic c«ng suÊt 2,1 triÖu m n¨m KÝch th­íc tÊm : 500  500  8 mm §­êng cong nung 55 phót . Dïng nguyªn liÖu khÝ TiÒn H¶i Th¸i B×nh PhÇn I : Giíi thiÖu Trong nh÷ng n¨m võa qua nÒn kinh tÕ kh«ng ngõng t¨ng tr­ëng vµ ph¸t triÓn vÒ mäi mÆt . Cïng víi sù t¨ng tr­ëng chung cña ®Êt n­íc , Ngµnh c«ng nghÖ vËt liÖu x©y dùng nãi chung vµ ngµnh s¶n xuÊt tÊm g¹ch men , tÊn èp l¸t nãi riªng ph¸t triÓn c¶ vÒ chiÒu réng vµ chiÒu s©u . §Ó ®¸p øng ®­îc nhu cÇu vÒ g¹ch men , tÊm kelamÝt ®­îc ng­êi tiªu dïng ®¸nh gi¸ lµ lo¹i vËt liÖu tÊm èp cã chÊt l­îng cao cã ®é bÒn , bãng cã ®ä chÝnh x¸c cao cã sù ®a d¹ng vÒ h×nh d¸ng , kÝch th­íc , mµu s¾c . Muèn cã nh÷ng s¶n phÈm ®Ët ®­îc tiªu chuÈn th× ®ßi hái chóng ta ph¶i cã nh÷ng d©y truyÒn s¶n xuÊt ®ång bé tiªn tiÕn tõ kh©u ®Çu ®Õn kh©u cuèi . 1) Mét sè c«ng nghÖ – Ph­¬ng ph¸p gia c«ng B­íc chuÈn bÞ nguyªn vËt liÖu phôc vô s¶n xuÊt tÊm èp l¸t kelamÝc lµ mét trong nh÷ng kh©u quan träng quyÕt ®Þnh chÊt l­îng s¶n phÈm . VËt liÖu ®­îc x¸c ®Þnh thµnh phÇn ho¸ lý sao cho ®¹t ®­îc nh÷ng chØ tiªu kü thuËt ®· quy ®Þnh . Sau ®ã ®­îc tuyÓn chän kü cµng ®­îc nghiÒn s¬ bé , råi nghiÒn tinh ( Ph­¬ng ph¸p nghiÒn bi , nghiÒn ­ít t¹o hå råi ®­îc chøa cµo c¸c hÇm khuÊy , sau ®ã ®­îc khuÊy ®Òu ®¶m b¶o ®é ®ång nhÊt t¹o thµnh huyÒn phï . Qua qu¸ tr×nh sÊy phun ®­îc vËt kiÖu d¹ng bét mÞn. Sau khi ®­îc d¹ng bét , vËt liÖu ®­îc chøa trong c¸c xil« . B­íc tiÕp theo vËt liÖu ®­îc cÊp phèi mét c¸ch hîp lý råi t¹o h×nh b»ng ph­¬ng ph¸p Ðp b¸n kh« . sau khi t¹o h×nh ®­îc ®­a qua c«ng ®o¹n tr¸ng men bÒ m¹t vµ ®­îc ®­a vµo lß nung . Lß nung con l¨n s¶n xuÊt theo c«ng nghÖ nung mét lÇn . S¶n xuÊt g¹ch theo ph­¬ng ph¸p nung mét lÇn tiÕt kiÖm ®­îc nhiªn liÖu , rót ng¾n ®­îc thêi gian gia c«ng nhiÖt . ChÕ ®é nung ¸p dông cho tÊm èp kÝch th­íc 500  500  8 mm . 2) Qu¸ tr×nh nung +) Qu¸ tr×nh ®èt tr­íc : NhiÖt ®é tõ 25 C ®Õn 800 C thêi gian T = 9,7 phót +) Qu¸ tr×nh nung : NhiÖt ®é tõ 800 C ®Õn 1100 C thêi gian T = 24,18 phót +) Qu¸ tr×nh lµm nguéi : Lµm nguéi nhanh : NhiÖt ®é tõ 1100 C ®Õn 600 C thêi gian lµm nguéi nhanh T = 4,85 phót Lµm nguéi chËm : NhiÖt ®é tõ 600 C ®Õn 500 C thêi gian lµm nguéi nhanh T = 6,48 phót Lµm nguéi cuèi cïng : NhiÖt ®é tõ 500 C ®Õn 40 C thêi gian lµm nguéi nhanh T = 9,79 phót Sau ®©y lµ s¬ ®å ®­êng cong gia c«ng nhiÖt ( §­êng cong gia c«ng niÖt nung 55 phót ) H.1 Lß thanh l¨n cña ta ë ®©y sö dông lo¹i khÝ ®èt TiÒn H¶i Th¸i B×nh do ®ã ta cã b¶ng thµnh phÇn nhiªn liÖu khÝ ®èt nh­ sau CH C H C H H N CO Thµnh phÇn kh¸c 89,02% 3,386% 0,736% 0,57% 1,734% 3,658% 0% 3) CÊu t¹o vµ nguyªn t¾c ho¹t ®éng cña lß : a) CÊu t¹o c¸c modun lß: Lß ®­îc x©y dùng tõ c¸c modun dµi cho c¸c vïng t¨ng nhiÖt , vïng nung , lµm nguéi nhanh , vïng lµm nguéi chËm , vïng lµm nguéi cuèi cïng . ChiÒu dµi c¸c modun ®­îc thiÕt kÕ s½n gióp cho viÖc vËn chuyÓn l¾p r¸p dÔ dµng còng nh­ ®¶m b¶o ®é kÝn khÝt cña lß . Vá lß lµ c¸c khung thÐp lµm b»ng c¸c èng vu«ng vµ c¸c tÊm kim lo¹i phñ bªn ngoµi . Nh÷ng tÊm kim lo¹i nµy ®­îc g¾n khÝt víi khung h×nh èng . Sù æn ®Þnh cña vá lß nh»m ®¶m b¶o vÒ kÕt cÊu còng nh­ qu¸ tr×nh tho¸ nhiÖt cña lß trong suèt qu¸ tr×nh nung s¶n phÈm b) CÊu t¹o : Vïng nung s¬ bé tõ 400 C ®Õn 800 C , vïng lµm nguéi nhanh ®­îc x©y dùng b»ng c¸c vËt liÖu cã chÊt l­îng cao , träng l­îng nhÑ hÖ sè dÉn nhiÖt thÊp ,kh¶ n¨ng chèng sèc nhiÖt cao , bÒ mÆt ®­îc mµi nh½n vµ cã khr n¨ng chèng mµi mßn . Vá lß cña ta ®­îc cÊu t¹o gåm 4 líp : +) Líp vËt liÖu chÞu löa : Samèt A cã c¸c tiªu chuÈn sau KÝch th­íc : 113  230  65 ( mm ) HÖ sè dÉn nhiÖt :  = 0,6 Kcalm. C.giê NhiÖt ®é lµm viÖc d­íi t¶i träng : t = 1400 C +) Líp vËt liÖu chÞu nhiÖt : Samèt B cã c¸c tiªu chuÈn sau KÝch th­íc : 113  230  65 ( mm ) HÖ sè dÉn nhiÖt :  = 0,42 Kcalm. C.giê NhiÖt ®é lµm viÖc d­íi t¶i träng : t = 1250 C +) Líp vËt liÖu c¸ch nhiÖt : B«ng thuû tinh ( B«ng kho¸ng ) KÝch th­íc : 2000  600  20 HÖ sè dÉn nhiÖt :  = 0,04 Kcalm. C.giê NhiÖt ®é lµm viÖc d­íi t¶i träng : t = 1150 C +) Líp vá thÐp : Kh«ng kÓ ®Õn (Líp b¶o vÖ) T­êng lß ta cã thÓ bè trÝ c¶ hai bªn t­êng lß lµ c¸c khe quan s¸t sù dÞch chuyÓn cña g¹ch nung vµ kiÓm so¸t vßi ®èt , cã cöa ®Ó lµ s¹ch van lß vµ quÐt ®i nh÷ng phÇn cÆn men cã thÓ suÊt hiÖn trªn trÇn cña kªnh nung .TrÇn lß còng ®­îc trang bÞ vËt liÖu nh­ t­êng lß gåm 4 líp vËt liÖu ®ã lµ líp vËt liÖu chÞu löa ( g¹ch samèt A ) , líp vËt liÖu chÞu nhiÖt ( g¹ch samèt B ) , líp vËt liÖu c¸ch nhiÖt ( b«ng thuû tinh ( B«ng kho¸ng ) ) +) Vïng ®èt tr­íc : §Ó t¹o ®iÒu kiÖn thuËn lîi cho viÖc dïng khÝ th¶i cã thÓ khÝ th¶i nãng ®­îc ®­a vµo n¬i nµy sau khi ®· hoµ trén thªm kh«ng khÝ ®Ó ®¹t ®­îc nhiÖt ®é thÝch hîp råi l¹i hót ra . Khi khÝ th¶i ra khái lß cã nhiÖt ®é lµ 150 C nh­ thÕ lµ vËt liÖu nung ®· ®­îc nung s¬ bé ë 150 C. ViÖc thÕt kÕ vïng tr­íc nung ta cã hai c¸i lîi mét lµ cã thÓ sö dông l­îng khÝ th¶i nung vµ thø hai lµ vËt liÖu nung cã mét nhiÖt ®é lín ngay tõ ®Çu dÉn ®Õn vËt liÖu nung xÏ Ýt biÕn d¹ng khi chuÈn bÞ ®i vµo vïng nung +) Vïng nung : CÊu t¹o nh­ nh÷ng vïng kh¸c còng gåm 4 líp ®ã lµ líp vËt liÖu chÞu löa ( g¹ch samèt A ) , líp vËt liÖu chÞu nhiÖt ( g¹ch samèt B ) , líp vËt liÖu c¸ch nhiÖt ( b«ng thuû tinh ( B«ng kho¸ng ) ) +) HÖ thèng vïng lµm nguéi : CÊu t¹o vïng lµm nguéi ë t¹ vïng nµy do ph¶i lµm nguéi s¶n phÈm chËm vµ nhiÖt ®é thÊp do ®ã ta chØ thiÕt kÕt t¹i vïng naú chØ cã ha 3 líp ®ã lµ vËt liÖu chÞu nhiÖt ( g¹ch samèt B ) , líp vËt liÖu c¸ch nhiÖt ( b«ng thuû tinh ( B«ng kho¸ng ) ) . Kh«ng khÝ ®­îc thæi vµo vËt liÖu nung qua c¸c èng chÞu nhiÖt n»m ë phÝa trªn vµ d­íi con l¨n .Kh«ng khÝ cña vïng lµm nguéi nhanh ®­îc lÊy tõ kh«ng khÝ cña vïng lµm nguéi chËm vµ vïng lµm ngu«Þ cuèi cïng b»ng ®­êng èng , tÝnh tõ èng khãi qua qu¹t hót ®Èy vµo vïng lµm nguéi nhanh víi l­u l­îng lín cã thÓ hoµ trén thªm kh«ng khÝ l¹nh . ) Sau khi lµm nguéi nhanh , vËt nung sÏ qua vïng lµm nguéi chËm ë ®Ëy kh«ng khÝ vïng lµm nguéi nhanh sÏ bÞ hót ra . ) Vïng lµm nguéi cuèi cïng kh«ng khÝ l¹nh thæi vµo råi l¹i hót ra mét lÇn n÷a vËt nung l¹i ®­îc lµm nguéi xuèng rÊt nhiÒu cho tíi khi ®¹t ®­îc nhiÖt ®é ra lß mµ kh«ng g©y nªn øng xuÊt do nhiÖt g©y ra lµm biÕn dang nøt vì s¶n phÈm . c) C¸c thiÕt bÞ an toµn . Trong tr­êng hîp x¶y ra sù cè th× hÖ thèng cÊp khÝ ®èt sÏ ®­îc ng¾t tù ®éng , c¸c ®éng c¬ dù bÞ lu«n cã thÓ ®i vµo ho¹t ®éng lu«n. d) HÖ thèng vËn hµnh vµ con l¨n . C¸c con l¨n ®­îc dÉn ®éng b»ng c¸c khíp b¸nh r¨ng , n»m cïng mét phÝa . M« t¬ ®­îc nèi víi phÇn dÉn ®éng d©y ®ai cã thÓ vËn hµnh ng­îc trong tõng tr­êng hîp. e) HÖ thèng ®iÒu tiÕt vµ khiÓm tra . f) §iÒu tiÕt nhiÖt ®é . g) §iÒu tiÕt ¸p lùc . h) §iÒu tiÕt ¸p lùc khÝ ®èt . PhÇn II : TÝnh to¸n 1 – TÝnh quü thêi gian ( ChÕ ®é lµm viÖc ) ThiÕt bÞ nung cña ta ë ®©y lµ thiÕt bÞ nung lµm viÖc liªn tôc nªn ta cã thÓ chän chÕ ®é lµm viÖc nh­ sau. §Ó tÝnh ®­îc quü thêi gian ho¹t ®éng cña lß ta cã c«ng thøc sau . T = T ( x + y + z + t ) . 24 (h) Trong ®ã T : Quü th­ßi gian ®Ó lß ho¹t ®éng T : Thêi gian lµm viÖc trong mét n¨m (h) x : Sè ngµy nghØ tÕt hoÆc ngµy lÔ x = 7 ngµy y : Sè ngµy chñ nhËt trong mét n¨m ( do lµm viÖc liªn tôc nªn c«ng nh©n cã thÓ lµm viÖc liªn tôc ) y = 0 z : Sè ngµy ngõng söa ch÷a trong mét n¨m z = 15 ngµy t : Thêi gia giao ca t = 0 ( V× tiÕt kiÖm thêi gian kh«ng ¶nh h­ëng ®Õn qu¸ tr×nh lµm viÖc cña lß ) VËy ta cã quü thêi gian lµm viÖc lµ T = 365 . 24 – ( 7 + 0 + 15 + 0 ) . 24 T = 8232 (h) 2 – TÝnh tèc ®é quay cña con l¨n Ta cã c«ng xuÊt cña lß lµ 2,1 triÖu tÊn n¨m mÆt kh¸c ta gäi sè l­îng phÕ phÈm lµ 1,2 % do ®ã ta cã sè m thùc tÕ cÇn s¶n xuÊt lµ¬¬¬. 2100000 + 2100000 . = 2125200 ( m ) VËy ta cã n¨ng xuÊt cña lß lµm viÖc trong mét giê lµ . Q = Q = Q = 259 m h Ta chän mËt ®é hµng ngang lµ 3 viªn vËy ta cã diÖn tÝch cña mét hµng lµ. k = 0,5 . 0,5 . 3 k = 0,75 m hµng TÝnh sè hµng g¹ch trong mét giê ta cã c«ng thøc sau. n = Trong ®ã n : Sè hµng g¹ch trong mét giê Q : N¨ng suÊt cña lß k : DiÖn tÝch cña mét hµng g¹ch Thay vµo c«ng thøc trªn ta cã n = n = 345,3 hµng h Ta lÊy n = 346 hµng h Chän kho¶ng c¸ch gi÷a hai hµng däc lµ x = 5 cm vËy ta cã 0,05 = v . 2 .  . R . t Trong ®ã t : lµ thêi gian con l¨n ®i ®­îc qu·ng ®­êng lµ x = 5 cm R : B¸n kÝnh con l¨n R = 0,034 (m) v : VËn tèc con l¨n ta cã t = (1) MÆt kh¸c ta cã 346 . 0,5 = t . v . 2 .  . R . Trong ®ã t : Thêi gian con l¨n tiÕp xóc víi g¹ch (con l¨n ch¹y liªn tôc trong 55 phót ) R : B¸n kÝnh con l¨n R = 0,034 (m) v : VËn tèc con l¨n vËy ta cã t = Thêi gian con l¨n kh«ng tiÕp xóc víi g¹ch trong 55 phót lµ 55 t = 55 Gäi thêi gian t gi÷a 2 hµng g¹ch khi chuyÓn ®éng t = ( 55 ) . (2) mÆt kh¸c ta cã t = t Thay (1) vµo (2) ta cã = ( 55 ) . ta cã v = 14,85 vßng phót 3 – TÝnh ®é dµi cô thÓ tõng vïng a) §é dµi vïng ®¹t tõ 20 C ®Ôn 400 C cã thêi gian lµ t = 4,85 phót theo h×nh 1 ( §­êng cong gia c«ng nhiÖt ) L1 = L1 = 15,3342 (m) b) §é dµi vïng ®¹t tõ 400 C ®Õn 800 C cã thêi gian lµ t = 4,85 phót theo h×nh 1 ( §­êng cong gia c«ng nhiÖt ) L2 = L2 = 15,3842 (m) c) §é dµi vïng h»ng nhiÖt 800 C cã thêi gian lµ t = 8,17 phót theo h×nh 1 ( §­êng cong gia c«ng nhiÖt ) L3 = L3 = 25,91524 (m) d) §é dµi vïng nung tõ 800 C ®Õn 1100 C cã thêi gian lµ t = 3,16 phót theo h×nh 1 ( §­êng cong gia c«ng nhiÖt ) L4 = L4 = 10,02352 (m) e) §é dµi vïng h»ng nhiÖt 1100 C cã thêi gian lµ t = 12,85 phót theo h×nh 1 ( §­êng cong gia c«ng nhiÖt ) L5 = L5 = 40,7602 (m) f) §é dµi vïng lµm nguéi nhanh tõ 1100 C ®Õn 600 C cã thêi gian lµ t = 4,85 phót theo h×nh 1 ( §­êng cong gia c«ng nhiÖt ) L6 = L6 = 15,3842 (m) g) §é dµi vïng lµm nguéi chËm tõ 600 C ®Õn 500 C cã thêi gian lµ t = 6,48 phót theo h×nh 1 ( §­êng cong gia c«ng nhiÖt ) L7 = L7 = 20,55456 (m) h) §é dµi vïng lµm nguéi chËm tõ 500 C ®Õn 40 C cã thêi gian lµ t = 9,79 phót theo h×nh 1 ( §­êng cong gia c«ng nhiÖt ) L8 = L8 = 31,05388 (m) VËy ta cã tæng chiÒu dµi cña lß lµ L = L1 + L2 + L3 + L4 + L5 + L6 + L7 + L8 L = 15,3342 + 15,3842 + 25,91524 + 10,02352 + 40,7602 + 15,3842 + 20,55456 + 31,05388 L = 174,41 ( m ) +) TÝnh chän mo®un cña lß Ta chän mçt mo®un cña lß lµ 2,6 m VËy ta cã sè mo®un cÇn thiÕt ®Ó x©y lß lµ n = n = 67,08 VËy ta chän 68 mu®un +) TÝnh chän mo®un cho tõng vïng a) Sè mo®un vïng ®èt tr­íc : +) Vïng tõ 20 C ®Ôn 400 C ta cã n = n = 5,89 Chän n = 6 +) Vïng tõ 400 C ®Ôn 800 C ta cã n = n = 5,917 Chän n = 6 b) Sè mo®un vïng nung +) Vïng tõ h»ng nhiÖt ë 800 C ta cã n = n = 9,9674 Chän n = 10 +) Vïng tõ 800 C ®Ôn 1100 C ta cã n = n = 3,8552 Chän n = 4 +) Vïng h»ng nhiÖt t¹i 1100 C ta cã n = n = 15,677 Chän n = 16 +) Vïng tõ 1100 C ®Ôn 600 C ta cã n = n = 5,917 Chän n = 6 c) Sè mo®un vïng lµm nguéi +) Vïng tõ 600 C ®Ôn 500 C ta cã n = n = 7,9056 Chän n = 8 +) Vïng tõ 500 C ®Ôn 40 C ta cã n = n = 11,9438 Chän n = 12 B¶ng tæng hîp sè mo®un cho tõng vïng cña lß Vïng ®èt tr­íc Vïng nung Vïng lµm nguéi 20 400 400 800 800 800 1100 1100 1100 600 600 500 500 40 6 mo®un 6mo®un 10mo®un 4mo®un 16mo®un 6mo®un 8mo®un 12mo®un 15,3342 (m) 15,3842 (m) 25,91524 (m) 10,02352 (m) 40,7602 (m) 15,3842 (m) 20,55456 (m) 31,05388 (m) 4) TÝnh ®é co s¶n phÈm Ta cã ®é co s¶n phÈm lµ 2% (  = 2050Kg m ) Ta cã c«ng thøc tÝnh kÝch th­íc tr­íc khi nung lµ l = l . Trong ®ã l : KÝch th­íc s¶n phÈm tr­íc khi nung l : KÝch th­íc s¶n phÈm tr­íc khi nung C : §é co khi nung C = 2% VËy ta cã kÝch th­íc cña s¶n phÈm tr­íc khi nung lµ ) ChiÒu dµi cña s¶n phÈm l =500 . l = 510,2 ( mm ) ) ChiÒu réng cña s¶n phÈm l =500 . l = 510,2 ( mm ) ) ChiÒu cao cña s¶n phÈm l =8 . l = 8,2 ( mm ) KÝch th­íc s¶n phÈm tr­íc khi nung 510,2  510,2  8,2 ( mm ) Träng l­îng kh« cña vËt liÖu sau khi co ( trong mét giê s¶n xuÊt) mÆt kh¸c ta cã n¨ng xuÊt lµm viÖc trong 1 giê lµ Q = 259 m h G = Q . 0,008 .  G = 259 .0,008 .2050 G = 4247,6 Kgh Träng l­îng cña vËt liÖu ban ®Çu tr­íc khi co G = G . G = 4334,29 Kg h 5) X¸c ®Þnh chiÒu dµy c¸c kÕt cÊu vá lß §Ó tÝnh c¸c líp kÕt cÊu vá lß ta cã c«ng thøc sau t = t Trong ®ã t : NhiÖt ®é líp tiÕp xóc t : NhiÖt ®é m«i tr­êng : ChiÒu dµy cña líp vá  : HÖ sè dÉn nhiÖt q: MËt ®é dßng nhiÖt  = (1) MÆt kh¸c ta cã q = 50 + b) X¸c ®Þnh kÕt cÊu vïng ®èt tr­íc T¹i vïng nµy cã nhiÖt ®é lín nhÊt lµ 800 C MËt ®é dßng nhiÖt lµ q = 50 + q = 450 Kcal m .h +) Ta chän chiÒu dµy cña líp chÞu löa ( líp g¹ch sa mèt A) lµ = 0,113 (m) V©y ta cã nhiÖt ®é cña líp tiÕp xóc t = t t = 800 t = 700 C +) ChiÒu dµy cña líp chÞu nhiÖt ( Líp g¹ch sa mèt B) MËt ®é dßng nhiÖt lµ q = 50 + q = 450 Kcal m .h Thay vµo c«ng thøc (1) ta cã = = 0,32 ( m ) = 32( cm ) VËy chän chiÒu dµy líp chÞu nhiÖt lµ = 32 cm +) ChiÒu dµy cña líp chÞu nhiÖt ( Líp b«ng kho¸ng ) MËt ®é dßng nhiÖt lµ q = 50 + q = 450 Kcal m .h Thay vµo c«ng thøc (1) ta cã = = 0,027 ( m ) = 2,7( cm ) VËy chän chiÒu dµy líp chÞu nhiÖt lµ = 3 cm VËy tæng chiÒu dµy cña vïng ®èt tr­íc lµ  = 3 + 32 + 11,3 = 46,3 ( cm ) +) KiÓm tra l­îng nhiÖt mÊt m¸t qua vïng ®èt tr­íc q = (2) Trong ®ã q : L­îng nhiÖt mÊt m¸t t : NhiÖt ®é vïng chÞu löa t = 800 C t : NhiÖt ®é mÆt ngoµi cña lß t = 60 C  : L­îng nhiÖt mÊt m¸t tõ vá lß ra m«i tr­êng xung quanh t : NhiÖt ®é kh«ng khÝ t = 25 C ) MËt ®é mÊt m¸t qua nãc lß ®i lªn  = 2,8 . + 4 .  = 6,825 Kcal m C.h ) MËt ®é mÊt m¸t qua vá lß ®i ngang  = 2,2 . + 4 .  = 5,365 Kcal m C.h ) MËt ®é mÊt m¸t d­íi ®¸y lß  = 1,6 . + 4 .  = 3,9 Kcal m C.h Ta lÊy gi¸ trÞ  lín nhÊt Thay vµo ( 2 ) ta cã q = q = 400,7 Kcal m .h VËy l­îng nhiÖt thùc tÕ mÊt qua vá lß lµ q = 400,7 Kcal m .h < q = 450 Kcal m .h ChiÒu dµy kÕt cÊu vïng ®èt tr­íc lµ hîp lý B¶ng tæng hîp vïng ®èt tr­íc : STT Líp vËt liÖu t tiÕp gi¸p gi÷a c¸c líp (t ) HÖ sè dÉn nhiÖt  1 Líp g¹ch samèt A 800 C 0,6 2 Líp g¹ch samèt B 700 C 0,42 3 Líp b«ng kho¸ng 350 C 0,04 b) X¸c ®Þnh kÕt cÊu vïng nung T¹i vïng nµy cã nhiÖt ®é lín nhÊt lµ 1100 C MËt ®é dßng nhiÖt lµ q = 50 + q = 600 Kcal m .h +) Ta chän chiÒu dµy cña líp chÞu löa ( líp g¹ch sa mèt A) lµ = 0,113 (m) V©y ta cã nhiÖt ®é cña líp tiÕp xóc t = t t = 1100 t = 967 C +) ChiÒu dµy cña líp chÞu nhiÖt ( Líp g¹ch sa mèt B) MËt ®é dßng nhiÖt lµ q = 50 + q = 600 Kcal m .h Thay vµo c«ng thøc (1) ta cã = = 0,432 ( m ) = 43,2( cm ) VËy chän chiÒu dµy líp chÞu nhiÖt lµ = 43,2 cm +) ChiÒu dµy cña líp c¸ch nhiÖt ( Líp b«ng kho¸ng) MËt ®é dßng nhiÖt lµ q = 50 + q = 600 Kcal m .h Thay vµo c«ng thøc (1) ta cã = = 0,0206 ( m ) = 2,06( cm ) VËy chän chiÒu dµy líp chÞu nhiÖt lµ = 2,06 cm Ta cã tæng chiÒu dµy cña vïng nung lµ  = 2,06 + 43,2 + 11,3 = 56,56 ( cm ) +) KiÓm tra l­îng nhiÖt mÊt m¸t qua vïng ®èt tr­íc q = (3) Trong ®ã q : L­îng nhiÖt mÊt m¸t t : NhiÖt ®é vïng chÞu löa t = 1100 C t : NhiÖt ®é mÆt ngoµi cña lß t = 60 C  : L­îng nhiÖt mÊt m¸t tõ vá lß ra m«i tr­êng xung quanh t : NhiÖt ®é kh«ng khÝ t = 25 C ) MËt ®é mÊt m¸t qua nãc lß ®i lªn  = 2,8 . + 4 .  = 6,825 Kcal m C.h ) MËt ®é mÊt m¸t qua vá lß ®i ngang  = 2,2 . + 4 .  = 5,365 Kcal m C.h ) MËt ®é mÊt m¸t d­íi ®¸y lß  = 1,6 . + 4 .  = 3,9 Kcal m C.h Ta lÊy gi¸ trÞ  lín nhÊt Thay vµo ( 3 ) ta cã q = q = 559,5 Kcal m .h VËy l­îng nhiÖt thùc tÕ mÊt qua vá lß lµ q = 559,5 Kcal m .h < q = 600 Kcal m .h ChiÒu dµy kÕt cÊu vïng nung lµ hîp lý B¶ng tæng hîp vïng nung: STT Líp vËt liÖu t tiÕp gi¸p gi÷a c¸c líp (t ) HÖ sè dÉn nhiÖt  1 Líp g¹ch samèt A 1100 C 0,6 2 Líp g¹ch samèt B 967 C 0,42 3 Líp b«ng kho¸ng 350 C 0,04 c) X¸c ®Þnh kÕt cÊu vïng lµm nguéi NhiÖt ®é lµm viÖc lín nhÊt ë vïng nµy lµ 600 C T¹i vïng nµy cã nhiÖt ®é lín nhÊt lµ 600 C MËt ®é dßng nhiÖt lµ q = 50 + q = 350 Kcal m .h +) Ta chän chiÒu dµy cña líp chÞu löa ( líp g¹ch sa mèt A) lµ = 0,113 (m) V©y ta cã nhiÖt ®é cña líp tiÕp xóc t = t t = 600 t = 522 C +) ChiÒu dµy cña líp chÞu nhiÖt ( Líp g¹ch sa mèt B) MËt ®é dßng nhiÖt lµ q = 50 + q = 350 Kcal m .h Thay vµo c«ng thøc (1) ta cã = = 0,2064 ( m ) = 20,64( cm ) VËy chän chiÒu dµy líp chÞu nhiÖt lµ = 20,64 cm +) ChiÒu dµy cña líp c¸ch nhiÖt ( Líp b«ng kho¸ng) MËt ®é dßng nhiÖt lµ q = 50 + q = 350 Kcal m .h Thay vµo c«ng thøc (1) ta cã = = 0,0354 ( m ) = 3,54( cm ) VËy chän chiÒu dµy líp chÞu nhiÖt lµ = 3,54 cm Ta cã tæng chiÒu dµy cña vïng nung lµ  = 3,54 + 20,64 + 11,3 = 35,48 ( cm ) +) KiÓm tra l­îng nhiÖt mÊt m¸t qua vïng ®èt tr­íc q = (3) Trong ®ã q : L­îng nhiÖt mÊt m¸t t : NhiÖt ®é vïng chÞu löa t = 1100 C t : NhiÖt ®é mÆt ngoµi cña lß t = 60 C  : L­îng nhiÖt mÊt m¸t tõ vá lß ra m«i tr­êng xung quanh t : NhiÖt ®é kh«ng khÝ t = 25 C ) MËt ®é mÊt m¸t qua nãc lß ®i lªn  = 2,8 . + 4 .  = 6,825 Kcal m C.h ) MËt ®é mÊt m¸t qua vá lß ®i ngang  = 2,2 . + 4 .  = 5,365 Kcal m C.h ) MËt ®é mÊt m¸t d­íi ®¸y lß  = 1,6 . + 4 .  = 3,9 Kcal m C.h Ta lÊy gi¸ trÞ  lín nhÊt Thay vµo ( 3 ) ta cã q = q = 315,5 Kcal m .h VËy l­îng nhiÖt thùc tÕ mÊt qua vá lß lµ q = 315,5 Kcal m .h < q = 350 Kcal m .h ChiÒu dµy kÕt cÊu vïng lµm nguéi lµ hîp lý B¶ng tæng hîp vïng lµm nguéi: STT Líp vËt liÖu t tiÕp gi¸p gi÷a c¸c líp (t ) HÖ sè dÉn nhiÖt  1 Líp g¹ch samèt A 600 C 0,6 2 Líp g¹ch samèt B 522 C 0,42 3 Líp b«ng kho¸ng 350 C 0,04 +) ChiÒu réng cña lß ChiÒu réng h÷u Ých cña lß b = 3 . 510,2 + 2 . 50 + 2.100 = 1830,6 mm ChiÒu réng cña lß B = 1830,6 + 2 . ( 113 + 432 + 20,6 ) B = 2961,8 mm +) ChiÒu cao cña lß §èi víi lß con l¨n ho¹t ®éng liªn tôc s¶n xuÊt tÊm kelamÝc th× ta chän chiÒu cao h÷u dông cña lß lµ 0,6 m vµ chiÒu cao lß lµ 1,5 m 6) TÝnh nhiÖt trÞ cña nguyªn liÖu 1 TÝnh ch¸y nguyªn liÖu ( NhiÖt trÞ nguyªn liÖu khÝ ) Q = 30,2 CO + 30,5 H + 95 CH + 15 C H + 166 C H + 237 C H + 307 C H + 61 H S Q = 9211,2 KCal m C 2 TÝnh nhiÖt trÞ thÊp cña nguyªn liÖu Q = 30,2 CO + 25,7 H + 83,3 CH + 142 C H + 152 C H + 217 C H + 307 C H + 56,1 H S Q = 8104,47 KCal m C 3 TÝnh l­îng kh«ng khÝ theo lý thuyÕt ®Ó ®èt ch¸y hoµn toµn 1 m nhiªn liÖu V = 0,0476 . ( 0,5 H + 0,5 CO + 2 CH +  C H O ) V = 8,5 MÆt kh¸c ta cã träng l­îng riªng cña kh«ng khÝ ë ®iÒu kiÖn tiªu chuÈn lµ  = 1,293 Kg m C Do ®ã ta cã träng l­îng kh«ng khÝ lý thuyÕt cÇn cho sù ch¸y lµ L =  . V = 1,293 . 8,5 = 10,97 Kg m C 7) Thµnh phÇn lý thuyÕt cña s¶n phÈm ch¸y khãi lß + ) V = 0,79 . V + V = 6,76 m C m C + ) V = 0,01 . CO + CO + CH + H S +  n C H V = 1,032 m C m C + ) V = 0,01 . H S + H + 2 CH +  C H + 0,0016 . d . V V = 1,92 m C m C + )  V = 6,76 + 1,032 + 1,92  V = 9,712 m C m C Nhiªn liÖu dïng ®Ó nung s¶n phÈm nhiÖt ®é t = 1100 C cã hÖ sè t¸c dông  = 0.7 NhiÖt ®é lý thuyÕt ph¶i b»ng t = = 1571 C NhiÖt dung cña khãi lß ë 1571 C lµ 0,33 Kcal m Tõ c«ng thøc t = = 1571 VËy ta cã V = = 15,63 m C m C VËy ta cã hÖ sè d­ cña kh«ng khÝ lµ  =  =  = 1,61 Víi  = 1,61 ta cã l­îng kh«ng khÝ trong khãi lß V = (  1 ) . V = ( 1,61 – 1 ) . 9,712 = 5,93 m V = V + 0,179 . V = 6,76 + 0,79 . 5,93 = 11,447 m m V = V = 1,032 m m V = 0,21 . V = 0,21 . 5,93 = 1,245 m m V = V + 0,0016 . d . V = 1,92 + 0,0016 . 18 . 5,93 = 2,09 m m  V =V + V + V + V =11,447 + 1,032 + 1,245 + 2,09= 15,914 m m 8) Dung träng khãi lß  =  =  = 1,25 Kg m C 9) ¸p suÊt riªng phÇn +) ¸p suÊt riªng phÇn cña RO :  =  =  = 6,5 % +) ¸p suÊt riªng phÇn cña H O:  =  =  = 13,13 % 10) TÝnh hµm Èm cña khãi lß d = d = d = 0,093 KgKg.k.l.k d = 93 gKg.k.l.k 11) TÝnh hµm nhiÖt cña khãi lß Ta cã I = I = t . C Trong ®ã C : Tû nhiÖt cña nhiªn liÖu C = 0,4 Kcal m C t : NhiÖt ®é cña nhiªn liÖu t = 25 C I = 0,4 . 25 = 10 Ta cã I = t . C Trong ®ã C : Tû nhiÖt kh«ng khÝ C = 0,33Kcal m C t : NhiÖt ®é kh«ng khÝ t = 25 C I = 0,33 .25 = 8,25 VËy ta cã I = I = 364,5 Kcal m C T­¬ng øng nhiÖt lín nhÊt trong buång ®èt t = t = t = 1361 C Tr­êng hîp tÝnh ®Õn tæn thÊt nh­ ra m«i tr­êng xung quanh , tæn thÊt nhiÖt ph©n CO , H O I = I = I (1) Lµm t­¬ng tù ta cã t = t (2) Mèi liªn hÖ gi÷a nhiÖt ®é thùc tÕ cña khãi lß t víi nhiÖt ®é t gia c«ng t = t + (50 +150) t = 1100 + 200 t = 1300 C Thay gi¸ trÞ trªn vµo (2) ta cã = t t = 1361 1300 = 61 Kcal m C thay vµo (1) ta cã I = I 61.0,38 I = 364,5 – 23,18 I = 341,32 Kcal m C 12 ) Tæn thÊt nhiÖt qua tõng vïng cña vá lß §Ó tÝnh l­îng nhiÖt tæn thÊt qua vá lß ta cã c«ng thøc sau Q = q . F . t Trong ®ã q : l­îng nhiÖt truyÒn qua 1 m t­êng lß trong mét giê F : diÖn tÝch vá lß mµ dßng nhiÖt ®i qua t : §é chªnh nhiÖt g÷a hai líp vá lß a) TÝnh l­îng nhiÖt tæn thÊt qua nãc lß a1 ) NhiÖt mÊt m¸t qua vïng sÊy ®èt tr­íc ( 12 mo®un ) Ta cã F = F = 12 . 2,6 . F = 50,544 ( m ) VËy ta cã Q = 400,7 . 50,544 Q = 20253 Kcal m a2 ) NhiÖt mÊt m¸t t¹i vïng nung ( 36 mo®un ) Ta cã F = F = 36 . 2,6 . F = 151,632 ( m ) VËy ta cã Q = 559,5 . 151,632 Q = 84838,1Kcal m a3 ) NhiÖt mÊt m¸t t¹i vïng lµm nguéi ( 20 mo®un ) Ta cã F = F = 20 . 2,6 . F = 84,24 ( m ) VËy ta cã Q = 315,5 . 84,24 Q = 26577,72Kcal m b) TÝnh l­îng nhiÖt tæn thÊt qua 2 bªn t­êng lß b1 ) NhiÖt mÊt m¸t qua vïng sÊy ®èt tr­íc ( 12 mo®un ) Ta cã F = F = 12 . 2,6 . F = 33,2 ( m ) VËy ta cã Q = 400,7 . 33,2 Q = 13289,5 Kcal m b2 ) NhiÖt mÊt m¸t t¹i vïng nung ( 36 mo®un ) Ta cã F = F = 36 . 2,6 . F = 107,64 ( m ) VËy ta cã Q = 559,5 . 107,64 Q = 60224,58Kcal m b3 ) NhiÖt mÊt m¸t t¹i vïng lµm nguéi ( 20 mo®un ) Ta cã F = F = 20 . 2,6 . F = 37,7806 ( m ) VËy ta cã Q = 315,5 . 37,7806 Q = 11919,8Kcal m c) TÝnh l­îng nhiÖt tæn thÊt qua ®¸y lß c1 ) NhiÖt mÊt m¸t qua vïng sÊy ®èt tr­íc ( 12 mo®un ) Ta cã F = F = 12 . 2,6 . F = 50,544 ( m ) Ta chän  = 3,9 VËy ta cã Q = 378,2 . 50,544 Q = 19115,7 Kcal m c2 ) NhiÖt mÊt m¸t t¹i vïng nung ( 36 mo®un ) Ta cã F = F = 36 . 2,6 . F = 151,632 ( m ) Ta chän  = 3,9 VËy ta cã Q = 531,5 . 151,632 Q = 80592,4Kcal m c3 ) NhiÖt mÊt m¸t t¹i vïng lµm nguéi ( 20 mo®un ) Ta cã F = F = 20 . 2,6 . F = 84,24 ( m ) Ta chän  = 3,9 VËy ta cã Q = 276 . 84,24 Q = 23250,24 Kcal m VËy tæng l­îng nhiÖt mÊt m¸t qua vïng nung vµ vïng ®èt tr­íc lµ  Q = 20253 + 84838,1 + 13289,5 + 60224,58 + 19115,7 + 80595,4  Q = 278316 Kcal h VËy tæng l­îng nhiÖt mÊt m¸t qua vïng lµm nguéi lµ  Q = 26577,72 + 11919,8 + 23250,24  Q = 61747,76 Kcal h 13)TÝnh c©n b»ng nhiÖt A Ph­¬ng tr×nh c©n b»ng nhiÖt cho vïng ®èt tr­íc , vïng nung , vïng sÊy I – PhÇn nhiÖt cung cÊp . Lß con l¨n dùa trªn nguyªn t¾c lµm viÖc liªn tôc dùa vµo s¬ ®ß khÝ ®éng häc ta cã ph­¬ng tr×nh c©n b»ng nhiÖt sau 1) NhiÖt ho¸ cña nhiªn liÖu . Q = B . Q Trong ®ã Q : NhiÖt trÞ nhiªn liÖu B : L­îng nhiÖt cÇn cung cÊp trong mét giê Q : L­îng nhiÖt ho¸ cña nhiªn liÖu Q = 8104,4 . B 2) NhiÖt lý cña nhiªn liÖu mang vµo Q = B . C . t Trong ®ã C : Tû nhiÖt cña nhiªn liÖu C = 0,4 Kcal m C t : NhiÖt ®é cña nhiªn liÖu t = 25 C Q : NhiÖt liÖu cña nhiªn liÖu mang vµo Q = 10 . B 3) NhiÖt lý cña kh«ng khÝ rß rØ vµo lß qua c¸c khe hë Q = (   ) . C . t Trong ®ã Q : NhiÖt lý cña kh«ng khÝ rß rØ qua c¸c khe hë  : HÖ sè d­ kh«ng khÝ  = 8  : HÖ sè d­ l­îng kh«ng khÝ trong lß  = 1,61 C : Tû nhiÖt kh«ng khÝ C = 0,33Kcal m C t : NhiÖt ®é kh«ng khÝ t = 25 C Q = ( 8 1,61 ) . 0,33 . 25 Q = 52,7 Kcal h 4) NhiÖt to¶ ra tõ c¸c ph¶n øng to¶ nhiÖt . Do nhiªn liÖu cã chøa c¸c thµnh phÇn ho¸ lµ Al O , SiO , Na O trong lß nen kh«ng x¶y ra c¸c ph¶n øng to¶ nhiÖt Q = 0 5) NhiÖt do kh«ng khÝ nãng tõ vïng lµm nguéi mang vµo Q = ( V + V .  .B ) . i Trong ®ã V : ThÓ tÝch khÝ t¸ch tõ vïng lµm nguéi mang vµo vïng sÊy V : ThÓ tÝch khÝ chuÈn  : HÖ sè d­ l­îng kh«ng khÝ trong lß  = 1,61 i : Hµm nhiÖt cña kh«ng khÝ ë t = 400 C i = 124 Kcal m Q : NhiÖt dung do kh«ng khÝ tõ vïng lµm nguéi mang vµo Q = ( V + 8,5 . 1,61 .B ) . 124 Q = 124 V + 1696,94 . B 6) NhiÖt lý do vËt liÖu Èm mang vµo Q = G . t . ( C + ) Trong ®ã G : Träng l­îng kh« cña vËt liÖu G = 4247,6 Kgh C : Tû nhiÖt cña vËt liÖu C = 0,22 W : §é Èm cña vËt liÖu W = 1% t : NhiÖt ®é cña vËt liÖu t = 25 C Q = 4247,6 . 25 . ( 0,22 + 0,01 ) Q = 24423,7 Kcal h Ta cã tæng l­îng nhiÖt cung cÊp lµ Q = 8104,4B + 10B + 52,7 + 0 + 124 V + 1696,94B + 24423,7 Q = 9811,34B + 124 V + 24476,4 Kcal h (2) II – PhÇn tiªu tèn nhiÖt 1 NhiÖt tiªu tèn bèc h¬i l­îng n­íc Èm lý häc trong vËt liÖu vµ ®èt nãng l­îng h¬i n­íc Êy tíi nhiÖt ®é cña khÝ th¶i Q = G . . ( 638 t + 0,48 . ( t 100 ) ) Trong ®ã G : Träng l­îng Èm cña vËt liÖu G = 4334,29 Kg h W : §é Èm cña vËt liÖu W = 1% t : NhiÖt ®é ban ®Çu cña vËt liÖu t = 25 C t : NhiÖt ®é cña khãi lß t = 120 C Q = 4334,29 . 0,01 . ( 638 – 25 + 0,48 . 20 ) Q = 26985,29 Kcal h 2) NhiÖt lý do vËt liÖu mang ra khái vïng nung Q = G . C . t . Trong ®ã G : Träng l­îng kh« cña vËt liÖu G = 4247,6 Kgh t : NhiÖt ®é cña vËt liÖu mang ra khái vïng nung t = 700 C C : Tû nhiÖt cña vËt liÖu 0,22 KcalKg C MKN : L­îng mÊt khi nung MKN = 5 % Q = 4247,6 . 0,22 .700 . Q = 621423,88 Kcal h 3) NhiÖt mÊt ra m«i tr­êng xung quanh t¹i vïng nung vµ vïng sÊy ®èt tr­íc Q = 278316 Kcal h 4) NhiÖt mang ra theo khãi lß Q = V . (   ) . C . B Q = 15,914 . ( 8 – 1,61 ) .0,38 . B Q = 38,64B Kcal h 5) NhiÖt do tæn thÊt c¬ häc Q = 5% . Q . B Q = 0,05 . 8104,4 . B Q = 405,22 . B Kcal h 6) NhiÖt mÊt m¸t do nh÷ng nguyªn nh©n kh¸c mµ kh«ng tÝnh ®­îc Q = 5% . Q VËy ta cã tæng l­îng nhiÖt tiªu tèn Q = 26985,29 + 621423,88 + 278316 + 38,64B + 405,22B + 5% . Q Q = 902425,17 + 443,86B + 5% . Q Theo tÝnh chÊt c©n b»ng nhiÖt ta cã Q =  Q 902425,17 + 443,86B + 5% . Q =  Q 902425,17 + 443,86B = ( 9811,34B + 124 V + 24476,4) .95% 8876,913B + 117,8 V = 879172,59 (1’) B Ph­¬ng tr×nh c©n b»ng nhiÖt t¹i vïng lµm nguéi I NhiÖt cung cÊp 1 – NhiÖt lý do s¶n phÈm mang vµo vïng lµm nguéi b»ng nhiÖt l­îng vËt liÖu mang ra khái vïng nung Q = G . t . C Trong ®ã G : Trängl­îng vËt liÖu kh« C : Tû nhiÖt cña s¶n phÈm C = 0,22 Kcal Kg C t : NhiÖt ®ä s¶n phÈm t = 700 C Q = 0,22 . 700 . 4247,6 Q = 654130,4 Kcalh 2) NhiÖt lý do ph­¬ng tiÖn vËn chuyÓn mang vµo Do chuyÓn ®éng b»ng hÖ thèng con l¨n nªn Q = 0 3) NhiÖt do kh«ng khÝ mang vµo Q = (V + V .  . B) . i Trong ®ã V : L­îng kh«ng khÝ t¸ch sang vïng sÊy i : Hµm nhiÖt kh«ng khÝ ë 25 C i = 7,45 Kcalm Q = (V + 8,5 . 1,68 . B ) . 7,45 Q = 7,45 V + 106,4B VËy tæng nhiÖt cung cÊp vïng lµm nguéi Q = 654130,4 + 0 + 7,45 V + 106,4B Q = 654130,4 + 7,45 V + 106,4B Kcal h II – NhiÖt tiªu tèn 1) NhiÖt lý do s¶n phÈm mang ra khái lß Q = G . C . t Trong ®ã G : Träng l­îng kh« cña vËt liÖu G = 4247,6 Kgh t : NhiÖt ®é cña vËt liÖu mang ra khái vïng nung t = 40 C C : Tû nhiÖt cña vËt liÖu 0,22 KcalKg C Q = 4247,6 . 0,22 . 40 Q = 37378,8 Kcal h 2) NhiÖt do kh«ng khÝ nãng t¸ch sang vïng sÊy Q = V . i Trong ®ã V : L­îng kh«ng khÝ t¸ch sang vïng sÊy i : Hµm nhiÖt kh«ng khÝ ë 400 C i = 124 Kcalm Q = V . 124 Q = 124V Kcal h 3) NhiÖt lý kh«ng khÝ nãng ®­a sang vïng nung Q = V .  .B . i Trong ®ã V : L­îng kh«ng khÝ theo lý thuyÕt ®Ó ®èt ch¸y 1m khÝ trong lß  : HÖ sè d­ kh«ng khÝ  = 1,61 i : Hµm nhiÖt kh«ng khÝ ë 400 C i = 124 Kcalm Q = 8,5 . 1,61 . B . 124 Q = 1697B Kcal h 4) NhiÖt do tæn thÊt ra m«i tr­êng xung quanh t¹i vïng lµm nguéi Q = 26577,72 + 11919,8 + 23250,24 Q = 61747,76 Kcal h VËy tæng l­îng nhiÖt tiªu thô t¹i vïng lµm nguéi lµ  Q = 37378,88 + 124V + 1697B + 61747,76  Q = 99126,64 + 124V + 1697B Theo tÝnh chÊt c©n b»ng nhiÖt ta cã  Q = Q 99126,64 + 124V + 1697B = 654130,4 + 7,45 V + 106,4B 116,55 V + 62,6B = 555003,76 (2’) KÕt hîp (1’) vµ (2’) ta cã 8876,913B + 117,8 V = 879172,59 62,6B + 116,55 V = 555003,76 Gi¶i hÖ trªn ta ®­îc B = 36,1 m h V = 4742,54 m h ThÓ tÝch kh«ng khÝ cÊp vµo : V = V + V .  . B = 4742,54 + 8,5 .1,61 . 36,1 = 5236,5 m h ThÓ tÝch kh«ng khÝ nãng cÊp vµo vïng nung V = V .  . B = 8,5 .1,61 . 36,1 =494,03 m h +) Tiªu thô nhiªn liÖu chuÈn X = = 41,7 m Kg +) Tiªu thô nhiªn liÖu chuÈn riªng phÇn theo s¶n phÈm x = = 0,01 m Kg +) NhiÖt tiªu thô riªng phÇn theo s¶n phÈm q = = 68,87 Kcal Kg +) C«ng suÊt nhiÖt cña thiÕt bÞ Q = B . Q + C . t + V . C . t Q = 36,1 . 8104,4 + 0,4 . 25 + 8,5 . 0,33 .25 Q = 292649 Kcal h III – TÝnh chë lùc 1) Trë trong lùc toµn lß §Ó tÝnh trë lùc trong toµn lß ta cã c«ng thøc sau P = A . V . L Trong ®ã A : HÖ sè søc c¶n cho tiÕt diÖn ngang lß A = 1,1 L : ChiÒu dµi lß V : VËn tèc dßng khÝ chuyÓn ®éng trong kªnh (m s) Ta cã V = . MÆt kh¸c ta cã t = t = 590 C VËy V = . = 0,32 ms VËy trë lùc cña toµn lß lµ P = 1,1 . 3,38 . 174,4 = 648,8 mm H O 2) TÝnh chän thiÕt bÞ vµ trë lùc cña èng khãi +) ThÓ tÝch khãi lß trong mét gi©y v = . V . B Trong ®ã V : ThÓ tÝch kh«ng khÝ trong lß B : L­îng nhiªn liÖu cÇn cung cÊp trong mét giê B = 36,1 m h  : Dung träng khãi lß v = . 15,914 . 36,1 v = 0,93 m s +) DiÖn tÝch kªnh dÉn lµ F = = = 2,9 m +)VËy ta cã ®­êng kÝnh cña kªnh dÉn lµ d = 2 . = 1,92 m +) §­êng kÝnh thuû lùc kªnh dÉn D = d = 1,92 m +) èng khãi X¸c ®Þnh chiÒu cao cña èng khãi Chän tèc ®é hiÖn t¹i cña cöa ra èng khãi lµ v = 4 ms VËy l­u l­îng cña khÝ th¶i trong mét giê sÏ lµ Q = 574,5 ms §­êng kÝnh cña èng khãi lµ Ta cã Q = F . v MÆt kh¸c D = = 0,54 (m) Ta cã c«ng thøc tÝnh chiÒu cao cña èng khãi lµ nh­ sau 1,3P = H . g . (   )  . .  . . H = 24,5 (m) +) Chän qu¹t dÈy kh«ng khÝ víi tæn ¸p 648,8 mm H O Träng l­îng kh«ng khÝ lµ  =  . = 1,25 . = 1,14 Kg m ¸p lùc cÇn thiÕt cña qu¹t P = P . = 648,8 . = 683 mm H O Dùa vµo l­u l­îng qu¹t ta tÝnh c«ng suÊt cña ®éng c¬ N = = = 12,5 KW +) Chän qu¹t hót gièng qu¹t ®Èy ®Ó kh¾c phôc tæn ¸p xuèt chiÒu dµi lß +) Chän qu¹t cÊp khÝ cho vïng sÊy cã V = 1701 m h chän sè vßng quay cña qu¹t 970 vphót hiÖu BD18 +) Chän qu¹t cÊp khÝ nãng cho vïng nung víi l­u l­îng V = 1043,8 m h BD 18 +) Sè con l¨n cña lß Gäi kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c con l¨n lµ 50 mm Mçi m« ®un chøa 53 con l¨n vËy tæng sè con l¨n cña lß lµ 53 . 68 = 3604 con l¨n +) C«ng suÊt vßi phun ë ®©y ta dïng 116 vßi phun mÆt kh¸c ta cã l­îng nhiªn liÖu cÇn cung cÊp trong mét giê lµ 36,1 m h VËy ta cã c«ng suÊt cña 1 vßi phun lµ = 0,31 m h VËy ®Ó thiÕt kÕ lß nung thanh l¨n nung tÊm kelamic kÝch th­íc 500  500  8 c«ng suÊt 2,1 triÖu m n¨m ta cÇn chÕ t¹o lß víi c¸c chØ tiªu nh­ sau STT Tªn thiÕt bÞ C¸c chØ tiªu kü thuËt 1 ChiÒu dµi lß 174,4m 2 ChiÒu réng lß 2961,8mm 3 ChiÒu cao lß 1500mm 4 ChiÒu réng h÷u Ých 1830,6 5 §­êng kÝnh con l¨n 48 mm 6 Sè con l¨n 3604 7 VËn tèc con l¨n 14,85 vphót 8 Sè vßi phun 116 chiÕc 9 Sè qu¹t 4 chiÕc 10 C«ng suÊt 1 vßi phun 0,31 m h 11 L­îng nhiªn liÖu cÇn cung cÊp trong 1 h 36,1 m h 3) VËn hµnh thiÕt bÞ Tr­íc khi ®­a thiÕt bÞ vµo ho¹t ®éng ta chó ý ®Õn c¸c yªu cÇu sau: +) Ph¶i kiÓm tra tr¹ng th¸i cña lß ®Ó cã biÖn ph¸p kh¾c phôc kÞp thêi +) KiÓm tra c¸c thiÕt bÞ an toµn +) KiÓm tra sù vËn hµnh cña c¸c con l¨n +) KiÓm tra c¸c vÞ trÝ ®Çu phun vµ c¸c hÖ thèng ®iÒu tiÕt nhiªn liÖu vµo lß +) KiÓm tra c¸c m« t¬ vÞ trÝ qu¹t hót vµ vÞ trÝ qu¹t ®Èy +) §¶m b¶o vÖ sinh an toµn loa ®éng

những giải pháp phù hợp khí hậu nhiệt đới cỦa kiến

trúc art deco hà nội

KTS Trần Quốc Bảo

1 Kiến trỳc Art Deco ở Hà Nội

Art Deco là một trào lưu nghệ thuật đại chỳng diễn ra mạnh mẽ trờn thế giới trong những năm 1920 và 1930, bao gồm kiến trỳc, mỹ thuật cụng nghiệp, hội hoạ, thời trang, điện ảnh… Danh từ Art Deco do nhà lịch sử

nghệ thuật Bevis Hillier đưa ra trong cuốn sỏch Art Deco những năm 20 và

30 xuất bản năm 1969 để chỉ một phong cỏch hết sức thành cụng trong cuộc Triển lóm quốc tế về nghệ thuật trang trớ và mỹ thuật cụng nghiệp hiện đại

tổ chức ở Paris năm 1925 Trong lĩnh vực kiến trỳc, trào lưu của Art Deco xuất hiện ban đầu như một phản ứng chống lại những gỡ bị coi là “yếu mềm”, “nhu nhược” của Art Nouveau xuất hiện trước đú ở Bỉ, Hà Lan, Phỏp, Đức… Những gỡ mà Art Deo thể hiện là sự hướng tới nhữg tuyến hỡnh đơn giản, những khối hỡnh học kinh điển trong bố cục khụng gian, lấy cảm hứng từ hội hoạ lập thể và chủ nghĩa kết cấu trong kiến trỳc Art Deco cũng chủ trương biểu hiện một nghệ thuật của thời đại cơ khớ với những trang trớ điờu khắc, sử dụng cỏc vật liệu hiện đại như kim loại, kớnh Những băng cửa rộng chạy theo chiều ngang hay chiều dọc trờn mặt đứng chớnh là biểu hiện của cụng nghệ xõy dựng mới bằng bờ tụng cốt thộp đang thịnh hành lỳc bấy giờ

Cũng trong những năm 1920 và 1930, Hà Nội dần trở thành một đụ thị hoàn chỉnh theo mụ hỡnh Phương Tõy, là trung tõm hành chớnh - kinh tế của toàn khu vực Đụng Dương Bản qui hoạch thành phố đầu tiờn của kiến trỳc sư nổi tiếng lỳc bấy giờ là E Hộbrard được thụng qua và bắt đầu hỡnh thành trờn thực địa Nhiều cụng ty, doanh nghiệp tiến hành cỏc hoạt động xõy dựng hội

sở, văn phũng giao dịch, nhà mỏy, xớ nghiệp… trờn cơ sở của qui hoạch này Người Phỏp sang Hà Nội làm ăn, sinh sống ngày càng đụng nờn cỏc khu biệt thự dành cho họ được tiếp tục mở rộng, nhiều trường học , bệnh viện được xõy dựng Một làn súng đầu tư bất động sản tư nhõn bựng phỏt mạnh mẽ Với cỏc doanh nghiệp và nhà đầu tư bất động sản tư nhõn thỡ những ý tưởng thiết kế giản dị mang tớnh cụng năng cao của phong cỏch Art Deco cựng những ý tưởng nghệ thuật hoàn toàn mới do nú đem lại là rất phự hợp với trào lưu kiến trỳc mới Hàng loạt cụng trỡnh kiến trỳc cụng cộng với cỏc loại hỡnh khỏc nhau được xõy dựng theo phong cỏch này: từ trụ sở cụng ty như

Robin… trải khắp thành phố Rất nhiều biệt thự dành cho người Pháp và người Việt giàu có cũng được xây dựng theo phong cách Ard Deco Ph ải nói r ằng trong nh ững n ăm 1920 – 1930, Art Deco l à phong c ách ki ến tr

úc ch ủ đ ạo c ủa c ác c ông tr ình x ây d ựng ở H à N ội

Tuy nhiên Hà Nội là một thành phố nhiệt đới, có đặc trưng khí hậu hoàn toàn khác với “mẫu quốc”, vì vậy kiến trúc Art Deco Hà Nội cũng không hoàn toàn giống với Art Deco Pháp hay các n ước Âu Mỹ khác B ản th ân

nó đã c ó những biến c ải để phù hợp với khí h ậu nơi đây Hàng loạt giải pháp thích ứng khí hậu nhiệt đới đã được các kiến trúc sư tác giả đưa ra nhằm làm cho các công trình theo phong cách này không chỉ đáp ứng tốt nhu

c ầu làm việc, nghỉ ngơi mà còn đem lại những điều kiện tiện nghi vi khí hậu cho người ở trong công trình

2 Các giải pháp phù hợp khí hậu nhiệt đới Việt Nam

2.1 Giải pháp che nắng

Giải pháp che nắng cho mái bằng các công trình Art Deco ở Hà Nội thường sử dụng dàn cây xanh trên mái Đây là một giải pháp che nắng rất hữu hiệu trong điều kiện khí hậu nhiệt đới Việt Nam và cũng là giải pháp hoàn toàn không có ở các công trình theo phong cách Art Deco ở Pháp Tường được che nắng bởi các cây thân mộc lớn được trồng quanh nhà, ở một số biệt thự có tổ chức cây leo trên tường Đây cũng lã giải pháp che nắng rất tốt trong điều kiện khí hậu Hà Nội

Cửa sổ được che nắng bởi kết cấu che nắng ngang có bề rộng khá lớn (0,8-0,9m) do vậy biểu đồ hiệu quả che nắng luôn phủ kín vùng cầu che nắng trên biểu đồ mặt trời cho các hướng Bắc, Nam và Đông (trong điều kiện nhà ở cho phép nắng chiếu vào phòng đến trước 9 giờ sáng) Ngoài ra các cửa sổ còn được cấu tạo lớp cửa chớp trong nhà ở hoặc cấu tạo che nắng

di động trục đứng trong nhà công cộng phía ngoài nên có thể coi đây là một loại cấu tạo che nắng di động cho phép che nắng hoàn toàn theo ý muốn của người sử dụng

Ở hầu hết các biệt thự công năng hoàn chỉnh dều tổ chức ban công lớn, vừa có ý nghĩa về mặt che nắng, vừa tạo ra không gian đệm cho ngôi nhà trong những ngày nắng nóng Lưu ý là ở Pháp, các biệt thự Art Deco thường không có ban công hoặc chỉ ban công nhỏ phía trên cửa đi

Các công trình công cộng lớn thường sử dụng lớp hành lang bao quanh nhà hoặc tổ chức cửa sổ lùi một lại một khoảng nhất định so với mặt tường ngoài cũng mang ý nghĩa che nắng và tạo không gian đệm cho toà nhà

Ảnh 1: Dàn cây che nắng trên mái

2.2 Giải pháp cách nhiệt chống nóng

Mái các công trình Art Deco ở Hà Nội có 2 loại: Mái bằng và mái dốc, trong đó mái bằng chiếm vị trí chủ đạo

Mái bằng thường được cấu tạo bằng 2 lớp bê tông cốt thép, ở giữa có tầng không khí lưu thông cao khoảng 0,4 – 0,6m đối với biệt thự và cao tới 1,5 – 2,1m ở nhà công cộng, xung quanh có các lỗ thoáng, nên hầu như trong suốt mùa nóng vận tốc dòng không khí tại đây luôn đạt mức cao, do vậy khả năng cách nhiệt của mái rất tốt Tính toán của chúng tôi cho thấy với độ cao tầng không khí lưu thông trung bình là 0,5m, lượng nhiệt trung bình truyền qua mái (qtb

= 23,93kCal/m2h) chỉ chưa bằng một nửa loại mái một lớp BTCT cách nhiệt bằng gạch thông tâm như làm thông thường hiện nay (qtb = 51,34kCal/m2h)

Mái dốc rất ít gặp ở các công trình Art Deco ở Hà Nộị Mái dốc được cấu tạo trần bằng BTCT, phía trên lợp ngói có độ dốc từ 30o

đến 35o Ở Pháp thường sử dụng tầng áp mái nhưng trong điều kiện khí hậu nhiệt đới Việt

không khí kín nhưng do độ cao khá lớn nên khả năng cách nhiệt tương đối tốt

Tường các công trình Art Deco ở Hà Nội thường rất dày ở tầng 1 (450-540mm) giảm dần ở các tàng trên (330-220mm), do vậy khả năng cách nhiệt tường cũng rất tốt

Hình 1: Cấu tạo mái bằng cách nhiệt

2.3 Giải pháp thông gió tự nhiên

Hệ thống cửa sổ của các phòng ở biệt thự Art Deco có diện tích chung khá lớn, độ cao cửa từ 1,5 – 1,6m, có những cửa kéo thẳng xuống sàn cao tới 2,4m, bề rộng cửa biến đổi từ 0,9 – 1,5m Các phòng đều có cửa thông ra 2 –

3 phía không gian nên dễ dàng tạo ra chênh lệch áp lực khí động giữa các cửa và tăng cường vận tốc dòng không khí cũng như diện tích được thông gió của phòng ở Các cửa đều có lớp cửa chớp phía ngoài nên khi cần che nắng thì gió vẫn có thể đi qua các nan chớp vào phòng

Hệ thống lò sưởi tổ chức thông tầng theo phương đứng lên mái qua hệ thống ống khói còn tạo ra dòng không khí đối lưu trong phòng ở vào những ngày trời nóng

Hệ thống cửa sổ của các công trình công cộng Art Deco có diện tích rất lớn chiếm tới khoảng 40 – 60% diện tích mặt đứng và được trổ ra hai phía đối diện nên lượng thông gió rất cao, diện tích được thông gió lớn

Ảnh 2: Hệ thống cửa sổ thông gió tự nhiên của một biệt thự

2.4 Giải pháp chiếu sáng tự nhiên

Hệ thống cửa sổ mở ra 2 - 3 phía và có diện tích rộng ở các công trình Art Deco có khả năng lấy ánh sáng tự nhiên rất tốt Cửa kính có tác dụng chống gió lạnh nhưng vẫn lấy được ánh sáng vào nhà Một số công trình công cộng Art Deco còn có hệ thống chiếu sáng từ cửa mái rất hữu hiệu

Hệ thống ô văng trên cửa có tác dụng chống chói loá do che được phần bầu trời thiên đỉnh có độ chói cao Để bổ xung vào hệ thống chống chói, phía trong các cửa sổ còn tổ chức lớp rèm che nắng chống chói loá

Lồng cầu thang thường sử dụng những mảng kính lớn nên cầu thang luôn được chiếu sáng rất tốt Khu vệ sinh cũng có diện tích cửa lấy sáng tương đối lớn

lá cây), sàn lát gạch hoa bằng xi măng màu Tỷ lệ độ chói giữa các bề mặt trong phòng rất gần với tỷ lệ độ chói giữa Bầu trời-Chân trời-Mặt đất ở Việt Nam

Ảnh 3: Hệ thống cửa m ái lấy sáng tự nhiên tại chi nhánh ngân hàng Đông Dương

2.5 Giải pháp thoát nước mái và chống mưa hắt

Do đặc điểm khí hậu mùa hè ở Hà Nội có lượng mưa khá lớn, mưa lớn lại thường đi kèm với gió mạnh, nên vấn đề thoát nước cho mái nhà và chống mưa hắt qua các cửa sổ vào nhà là vấn đề quan trọng và khác hoàn toàn với điều kiện khí hậu Pháp

Để thu lượng nước mưa trên mái, biệt thực Art Deco ở Hà Nội cấu tạo một hệ thống sê nô vươn ra khỏi tường ngoài tới 0,6 – 0,8m, ở các công trình công cộng thì độ vươn ra của sê nô còn lớn hơn nữa tới khoảng 1,2 – 1,5m so với mặt tường ngoài Hệ thống này vừa có tác dụng thu gom nước mưa, vừa chống mưa hắt lên tường Ống thoát nước có đường kính tới 100mm và bố trí khá gần nhau đảm bảo thoát nước mưa hiệu quả Phía trên các cửa sổ đều có ô văng rộng, vừa có tác dụng chống che nắng đồng thời có khả năng chống mưa hắt qua cửa vào nhà

Những cấu tạo trên đều không có ở các công trình Art Deco ở Pháp và hoàn toàn là nhứng cấu tạo đặc trung cho vùng khí hậu nhiệt đới ẩm như Hà Nội

Ảnh 4: Một biệt thự trên phố Lê Hồng Phong với hệ thống sê nô mái và ô văng

2.6 Giải pháp chống đọng sương trên bề mặt kết cấu

Hiện tượng đọng sương trên bề mặt kếu cấu, đặc biệt là mặt san nhà khi trời nồm là hiện tượng rất đặc trưng cho vùng khí hậu nhiệt đới ẩm Ở Hà Nội hiện tượng nồm thường xuyên xảy ra vào cuối mùa đông, đầu mùa xuân Hiện tượng này hoàn toàn không có ở Pháp

Để tránh đọng sương trên mặt sàn tầng ở, dạng biệt thự Art Deco công năng hoàn chỉnh chỉ đặt các phòng ở từ tầng 2 (có cầu thang trực tiếp từ ngoài vào) Tầng một sử dụng như một tầng phục vụ, có tác dụng cách nhiệt truyền trực tiếp từ mặt sàn tầng ở xuống đất Ở nhiều công trình nhà làm việc cũng tổ chức tầng trệt như một tầng phục vụ hoặc tầng 1 được xây trên một tầng chống ẩm có cửa sổ thông gió cao tới khoảng 1m Do vậy hầu như

Ảnh 5: Tầng một biệt thự được sử dụng như một tầng phục vụ

2.7 Giải pháp cây xanh

Cây xanh có mối liên hệ chặt chẽ với ngôi nhà là một trong những đặc trung của biệt thự Art Deco ở Hà Nội Cây xanh trong các biệt thự cũng được lựa chọn khá tinh tế Cây thân gỗ cao có tán rậm và rộng được sử dụng rộng rãi nhằm tạo bóng mát cho khu đất, che nắng cho tường mà vẫn không chắn gió mát Các dạng dàn cây leo, cây bụi và thảm cỏ làm tăng diện tích

“xanh” cho khu đất có tác dụng giảm nhiệt độ không khí cũng như làm

“sạch” bầu không khó trong khu nhà

Cây xanh cũng được sử dụng trên sân thượng như một yếu tố che nắng, cách nhiệt cho mái nhà

Trong nhà công cộng bám sát đường phố thì hệ thống cây xanh đường phố Hà Nội thường là loại cây có tán lớn cũng có khả năng tạo bóng mát cho công trình Ở những công trình có sân vườn rộng như bệnh viện thì hệ thống

tán rộng được tổ chức cách công trình một khoảng nhất định, một tỷ lệ diện tích đất thích hợp được tổ chức như những vườn hoa nhỏ Nguyên tắc tổ chức nêu trên cho phép giảm nhiệt độ và tăng độ ẩm trong mùa nóng ở khuôn viên công trình

Ảnh 6: Cây xanh trong khuôn viên bệnh viện René Robin

3 Kết luận

Các công trình kiến trúc Art Deco là một phần quan trọng của di s ản kiến trúc Pháp thuộc ở Hà Nội, chúng không chỉ thuần tuý mang hơi thở của kiến trúc hiện đại thế giới lúc bấy giờ mà còn được coi là những công trình tiên phong trong việc áp dụng các giải pháp kiến trúc thích ứng khí hậu nhiệt đới

ở Việt Nam mà đến ngày nay c òn xứng đáng để chúng ta học tập

-

Ảnh trong bài của Trần Quốc Bảo, Nguyễn Chí Toàn và Đào Thái Hà