ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ CHO PHÂN XƯỞNG NHIỆT LUYỆN

Tỏa nhiệt do sản phẩm nung nóng để nguội .... Sản phẩm trong quá trình để nguội chuyển pha .... Sản phẩm trong quá trình để nguội không chuyển pha ..... Cân bằng lưu lượng và cân bằ

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

1 Lựa chọn thông số tính toán 4

1.1 Lựa chọn thông số tính toán ngoài nhà vào mùa hè 4

1.2 Chọn thông số nhiệt độ tính toán trong nhà về mùa hè 4

1.3 Hướng gió chủ đạo vào mùa hè 4

2 Chọn kết cấu bao che 4

2.1 Kết cấu tường 4

2.2 Kết cấu cửa ra vào 4

2.3 Kết cấu cửa sổ 4

2.4 Kết cấu mái 5

2.5 Kết cấu nền 5

3 Tính toán hệ số truyền nhiệt K, tính diện tích truyền nhiệt F của kết cấu 5

3.1 Hệ số truyền nhiệt K 5

3.2 Tính diện tích truyền nhiệt của các kết cấu tính toán 6

4 Tính lượng nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che 7

5 Tính lượng nhiệt bức xạ qua kết cấu bao che 8

5.1 Lượng nhiệt bức xạ của mặt trời qua mái 8

5.1.1Tính bức xạ mặt trời do chênh lệch nhiệt độ 8

5.1.2Bức xạ mặt trời do dao động nhiệt độ 9

5.2 Lượng bức xạ mặt trời truyền qua cửa kính 11

6 tính lượng nhiệt tỏa 12

6.1 Tỏa nhiệt do người 12

6.2 Tỏa nhiệt do thắp sáng 12

6.3 Tỏa nhiệt từ thiết bị, động cơ tiêu thụ điện 13

6.4 Tỏa nhiệt do sản phẩm nung nóng để nguội 13

6.4.1 Sản phẩm trong quá trình để nguội chuyển pha 13

6.4.2 Sản phẩm trong quá trình để nguội không chuyển pha 15

6.5 Tỏa nhiệt từ lò nung 15

6.5.1 Tỏa nhiệt từ lò nấu gang 15

6.5.2 Tỏa nhiệt từ lò nấu nhôm 17

6.5.3 Lò nấu hàn the 19

6.5.4 Lò nấu đồng 20

6.5.5 Lò điện 22

6.5.6 Lò ủ vật đúc 24

7 Tính hút cục bộ 25

7.1 Xác định lưu lượng hút cục bộ và kích thước miệng hút 25

7.2 Tính chụp hút trên nguồn tỏa nhiệt 26

7.2.1 Lò nấu gang 26

7.2.2 Lò nấu nhôm 27

7.2.3 Lò nấu hàn the 28

7.2.4 Lò nấu đồng 30

7.3 Tính chụp hút mái đua tại cửa lò 31

7.3.1 Lò ủ vật đúc 31

7.3.2 Lò điện 33

8 Cân bằng lưu lượng và cân bằng nhiệt 36

8.1 Cân bằng lưu lượng 36

8.2 Cân bằng nhiệt lượng 36

9 Tính toán thủy lực 36

9.1 Hệ thống thổi cơ khí chung cho toàn phân xưởng 37

9.2 Hệ thống hút cục bộ cho tang quay và máy mài hai đá 38

9.3 Hệ thống hút cục bộ cho các lò 39

10 Tính toán quạt cho hệ thống xử lý 40

10.1 Quạt cho hệ thống thổi 40

10.2 Quạt cho hệ thống hút lò 41

10.3 Quạt cho hệ thống hút máy mài hai đá và tang quay 41

11 Tính toán thông gió tự nhiên cho phân xưởng 41

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

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

D¶i 3 D¶i 2 D¶i 1

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 = 1

R0=

N n

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)

20

15

0,41 0,41

1,685 1,64

2 Cửa ra vào

3 Cửa sổ kính

+ Tây + Đông

7,5 7,5

15

15

5 × 10−30,65

4,81 4,81

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

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

114

120

72 28,8

36

30

2 Cửa sổ kính

+ Đông + Tây

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

Q𝑖𝑇𝑇 = k𝑖 × F𝑖 × (t𝑇𝑡𝑡 − t𝑁𝑡𝑡) × 𝛹 (kcal/h) Trong đó

Q𝑖𝑇𝑇: 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

(Kcal/m2hoC)

F (m2)

t𝑡𝑡𝑇(oC)

t𝑁𝑡𝑡(oC)

𝛹 Q𝑖𝑇𝑇

(kcal/h)

+ 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

31,8 31,8

31,8 31,8

103,91 41,56

51,96 43,29

2 Cửa sổ kính

+ Đông + Tây

4,81 4,81

1

1

253,96 190,47

0,4 0,2 0,1

1

1

1

45,06 35,2 10,56

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 = Q𝑚á𝑖𝑏𝑥 + Q𝑏𝑥𝑘í𝑛ℎ (kcal/h) Trong đó

Q𝑚á𝑖𝑏𝑥 : Lượng nhiệt bức xạ của mặt trời qua mái

Q𝑘í𝑛ℎ𝑏𝑥 : 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 = Q𝛥𝑡𝑏𝑥+ 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× F𝑚(t𝑡ổ𝑛𝑔𝑡𝑏 − 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 =ρq𝑏𝑥𝑡𝑏

α𝑛 (oC) Trong đó

ρ: Hệ số hấp thụ bức xạ của bề mặt kết cấu bao che

Hướng mặt chính : Hướng Nam ∑q𝑚 = 5956 (kcal/m2h) (TCVN 4088 – 1995 )

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 = A𝑡𝑡𝑔

𝑣 × 𝛼𝑇 × F𝑚 (kcal/h) Trong đó

𝛼𝑇 = 10

F𝑚 = 240 m2

A𝑡𝑡𝑔: Biên độ dao động tổng

A𝑡𝑡𝑔 = (A𝑡𝑡𝑑 + A𝑡𝑛)𝛹 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 A𝑡𝑡𝑑

A𝑡𝑡𝑑 = ρ×A𝑞

α𝑛 = 0,65×575,8

25 = 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− t𝑛𝑡𝑏Trong đó

t13: Nhiệt độ trung bình đo lúc 13h của tháng nóng nhất

q𝑚𝑎𝑥𝑏𝑥 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

0,90310 × 240 = 48850,5 (kcal/h) Vậy

Q𝑏𝑥 = Q𝛥𝑡𝑏𝑥+ Q𝑏𝑥𝐴𝜏 = 5569,2 + 48850,5 = 54419,7 (kcal/h)

Q𝑚á𝑖𝑏𝑥 = 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) Q𝑘í𝑛ℎ𝑏𝑥 (kcal/h)

Vậy ∑Q𝑏𝑥 = Q𝑚á𝑖𝑏𝑥 + Q𝑘í𝑛ℎ𝑏𝑥 (kcal/h) = 54419,7 + 2715,22 = 57134,92 (kcal/h)

Bảng thu nhiệt do bức xạ mặt trời

Q𝑘í𝑛ℎ𝑏𝑥 (kcal/h) Q𝑚á𝑖𝑏𝑥 (kcal/h) ∑ Q𝑏𝑥 (kcal/h)

6 tính lượng nhiệt tỏa

6.1 Tỏa nhiệt do người

Q𝑡ỏ𝑎𝑛𝑔ườ𝑖 = 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 = 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)

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 )

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× 𝛽[C𝑙(t1 + t𝑛𝑐) + r + C𝑟(t𝑛𝑐 − t2)] (kcal/h) Trong đó

G𝑠𝑝 =2

3× 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 + 0,000179(273 + 100) = 0,6 KJ/kgoC =0,14 kcal/kgoC

C𝑟ℎà𝑛 𝑡ℎ𝑒 = 0,46 + 0,000193(273 + 100) = 0,53KJ/kgoC= 0,13kcal/kgoC

C𝑟𝑛ℎô𝑚 = 4,8 + 0,003(273 + 100) = 5,929 KJ/kgoC= 1,42 kcal/kgoC

C𝑟đồ𝑛𝑔 = 5,41 + 0,0015(273 + 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

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)

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 =2

3× 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)

(KJ/kgoC)

Gvl(kg/h) tđ (oC) t𝑐 (oC) β Q (KJ/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 × 𝜋(r + bề dầy thành lò) × (H + đáy +nóc

2 ) Bề dầy thành lò = đáy = nóc

Bề dầy thành lò = 0,45m do nhiệt độ lò >1000oC

 F𝑙ò 𝑛ấ𝑢 𝑔𝑎𝑛𝑔 = 2 × 3,14(1,05 + 0,45) (2,1 + 0,45 +0,45

2 ) = 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

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 − 34)0,25+ 4,2

90−34[(273+90

100 )4− (273+34

100 )4] = 12,38 (kcal/m2hoC)

Lượng nhiệt tỏa ra trên 1m2 bề mặt ngoài của lò trong 1h

Q𝑙ò 𝑛ấ𝑢 𝑔𝑎𝑛𝑔 = α4(t3− t4) × F𝑙ò 𝑛ấ𝑢 𝑔𝑎𝑛𝑔 = 12,38(90 − 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

Q𝑚ở 𝑐ử𝑎 = q𝑏𝑥 × F𝑐ử𝑎 × K = 32000 × 0,68 × 0,385 ×10

60 = 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 × 𝜋(r + bề dày thành lò) × (H + đáy +𝑛ó𝑐

2 ) Bề dày thành lò = đáy = nóc

Bề dầy thành lò = 0,45m do nhiệt độ lò > 1000oC

 F𝑙ò 𝑛ấ𝑢 𝑛ℎô𝑚 = 2 × 3,14(0,325 + 0,45) (0,65 + 0,45 +0,45

2 ) = 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

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 − 34)0,25+ 4,2

90−34[(273+90

100 )4− (273+34

100 )4] = 12,38 (kcal/m2hoC)

Lượng nhiệt tỏa ra trên 1m2 bề mặt ngoài của lò trong 1h

Q𝑙ò 𝑛ấ𝑢 𝑛ℎô𝑚 = α4(t3− t4) × F𝑙ò 𝑛ấ𝑢 𝑛ℎô𝑚 = 12,38(90 − 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

Q𝑚ở 𝑐ử𝑎 = q𝑏𝑥 × F𝑐ử𝑎 × K = 32000 × 0,68 × 0,385 ×10

60 = 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 × 𝜋(r + bề dày thành lò) × (H + đáy +𝑛ó𝑐

2 ) Bề dày thành lò = đáy = nóc

Bề dầy thành lò = 0,45m do nhiệt độ lò > 1000oC

 F𝑙ò 𝑛ấ𝑢 ℎà𝑛 𝑡ℎ𝑒 = 2 × 3,14(0,25 + 0,45) (0,5 + 0,45 +0,45

2 ) = 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

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 − 34)0,25+ 4,2

90−34[(273+90

100 )4− (273+34

100 )4] = 12,38 (kcal/m2hoC)

Lượng nhiệt tỏa ra trên 1m2 bề mặt ngoài của lò trong 1h

= 12,38(90 − 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

Q𝑚ở 𝑐ử𝑎 = q𝑏𝑥 × F𝑐ử𝑎 × K = 11000 × 0,68 × 0,385 ×10

60 = 479,97 (kcal/h) Vậy tổng lượng nhiệt tỏa ra của lò nấu gang

∑ Qℎà𝑛 𝑡ℎ𝑒𝑡ỏ𝑎 = 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 × 𝜋(r + bề dày thành lò) × (H + đáy +𝑛ó𝑐

2 ) Bề dày thành lò = đáy = nóc

Bề dầy thành lò = 0,45m do nhiệt độ lò > 1000oC

 F𝑙ò 𝑛ấ𝑢 đồ𝑛𝑔 = 2 × 3,14(0,275 + 0,45) (0,55 + 0,45 +0,45

2 ) = 5,58 (m2)