Thông gió và kiểm soát ô nhiễm môi trường không khí cho nhà máy chếtạo máy Savannakhet

Tên đề tài: Thông gió và kiểm soát ô nhiễm môi trường không khí cho nhà máy chếtạo máy Savannakhet.Sinh viên thực hiện: Silibounyasane Mala Số thẻ SV: 117130025 Lớp:13MT Phần 1: Thiết kế

Tên đề tài: Thông gió và kiểm soát ô nhiễm môi trường không khí cho nhà máy chếtạo máy Savannakhet.

Sinh viên thực hiện: Silibounyasane Mala

Số thẻ SV: 117130025 Lớp:13MT

Phần 1: Thiết kế hệ thống thông gió trong nhà máy quạt

- Tính toán nhiệt thừa, lưu lượng thông gió

- Tính toán thủy lực, lựa chon thiết bị

- Thiết kế hệ thống đường ống và các thiết bị thông gió

Tính khả thi của đề tài:

- Giải quyết được lượng nhiệt thừa sinh ra trong quá trình sản xuất, loại trừ đượchơi, khí độc và bụi trong các phân xưởng, đảm bảo yêu cầu vệ sinh nhà xưởng

- Mặt khác, cải thiện môi trường làm việc, nâng cao năng suất lao động và chấtlượng sản phẩm

- Xử lý được lượng khí thải phát sinh từ lò nấu, mức độ ô nhiễm của nguồn thảivới môi trường không khí xung quanh đảm bảo yêu cầu

Sau 4 tháng thực hiện đề tài đã giúp tôi củng cố lại những kiến thức đã học, đồng thờithu thập được những kiến thức mới và kỹ năng cần thiết cho công việc của một kỹ sưsau này

Trong thực tế không có thành công nào mà không gắn liền với những sự hổ trợ,giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác Trong suốt thời gianhọc tập ở giảng đường đại học cho đến khi làm đồ án tốt ngiệp để ra trường Đồ án tốtnghiệp là nhiệm vụ và là yêu cầu của sinh viên để kết thúc khoá học trước khi tốtnghiệp ra trường, đồng thời nó cũng giúp cho sinh viên tổng kết được những kiến thức

đã học trong suốt quá trình học tập, cũng như phần nào xác định công việc mà mình sẽlàm trong tương lai

Từ thực tế đó, em đã được giao đề tài “Thông gió và kiểm soát ô nhiễm môitrường không khí cho nhà máy chế tạo máy Savannakhet”

Sau 4 tháng thực hiện đồ án tốt nghiệp, em đã hoàn thành đồ án của mình Chophép em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo trong khoa Môi Trường, người thân giađình, bạn bè đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để em thực hiện tốt đồ án tốt nghiệp củamình

Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn giáo viên hướng dẫn T.S Nguyễn ĐìnhHuấn đã tâm huyết, nhiệt tình, kiên nhẫn, hướng dẫn em từng bước giải quyết nhữngkhó khăn của đề tài

Trong quá trình làm đồ án không tránh khỏi những sai sót, kính mong sự đónggóp của quý thầy, cô để đồ án tốt nghiệp được hoàn thiện hơn

Sau cùng em xin kính chúc tất cả quý thầy, cô giáo trong khoa Môi Trường sứckhỏe dồi dào để tiếp tục thực hiện công việc của mình

Trân trọng, em xin chân thành cảm ơn!

Đà Nẵng, ngày 31 tháng 05 năm 2018

Sinh viên thực hiện

Silibounyasane Mala

Em xin cam đoan đây là đồ án tốt nghiệp do em tự thực hiện Nh ng k t qu ữ ế ảtrong đ án t t nghi p là trung th cồ ô ê ự và chưa được ai công bố dưới bất cứ hình thức nào N i dung đ án có tham kh o và s d ng các tài li u, thông tin có trong các ộ ồ ả ử ụ êtác ph m theo danh m c tài li u tham kh o c a đ án t t nghi p.ẩ ụ ê ả ủ ồ ô ê

Em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước nhà trường về sự cam đoan này

Sinh viên thực hiện

Silibounyasane Mala

ii

TÓM TẮT ĐỒ ÁN 1

MỤC LỤC iii

PHẦN I: THIẾT KẾ HỆ THỐNG THÔNG GIÓ 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY CHẾ TẠO 1

1.1 Giới thiệu sơ lượt về tỉnh SAVANNAKHET 1

1.1.1 Điều kiện tự nhiên 2

1.1.2 Kinh tế - xã hội 2

1.2 Giới thiệu về nhà máy 2

1.2.1 Vị trí 2

Nhà máy sản xuất quạt nằm tại khu vực C của khu kinh tế đặc biệt Savan – Seno tỉnh Savannakhet 2

3

3

1.2.2 Mặt bằng tổng thể của nhà máy 3

3

1.2.3 Quy trình công nghệ 3

a Qui trình sản xuất và thuyết minh dây chuyền công nghệ 4

4

4

1.2.4 Thiết bị công nghệ 4

1.3 Nhu cầu điện nước phục vụ cho công ty 5

1.3.1 Nguồn cung cấp điện 5

1.4 Sự cần thiết phải xây dựng hệ thống thông gió và xử lý khí thải cho nhà máy 5

1.4.1 Các nguồn phát sinh chất ô nhiễm: 6

1.4.2 Tác hại của chất ô nhiễm trong khí thải 6

1.4.3 Sự cần thiết phải thông gió và xử lý khí thải cho nhà máy 7

1.5 Đề xuất giải pháp kiểm soát 7

1.5.1 Bụi kim loại 7

1.5.3 Nhiệt 7

2.1 Thông số tính toán 8

2.2.2 Tính toán tỏa nhiệt 13

2.2.4 Tính toán nhiệt thừa trong phân xưởng 22

2.3 Tính toán hút cục bộ 23

2.4 Lựa chọn phương án thông khí và làm lạnh không khí 25

2.5 Tính toán lưu lượng thông gió 25

2.5.1 Lưu lượng thông gió cơ khí 26

2.5.2 Chọn vị trí thổi và loại miệng thổi 26

3.1 Tính toán thuỷ lực hệ thống thông gió và lựa chọn thiết bị 27

3.1.1 Tính toán thuỷ lực hệ thống thông gió phân xưởng 27

3.1.2 Chọn quạt thổi 28

3.1.3 Tính công suất động cơ 29

3.2 Lựa chọn phương pháp xử lý và tính toán thủy lực cho hệ thống hút 30

3.2.1 Lựa chọn phương pháp xử lý 30

3.2.2 Lựa chọn thiết bị xử lý bụi 30

3.2.3 Chọn xyclon là thiết bị xử lý bụi kim loại 31

a) Cấu tạo xyclon LIOT số hiệu 4 31

3.2.4 Lựa chọn thiết bị xử lý hơi độc 32

3.2.5 Chọn phương pháp hấp phụ ( tháp hấp phụ ) xử lý hơi độc 32

3.3 Tính toán thuỷ lực hệ thống hút và lựa chọn phương pháp xử lý 33

3.3.1 Tính toán thủy lực hệ thống hút chung hơi độc và bụi 33

PHẦN 2: KIỂM SOÁT Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ 35

CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN SẢN PHẨM CHÁY, TẢI LƯỢNG CÁC CHẤT Ô NHIỄM VÀ HIỆU XUẤT XỬ LÝ 35

4.1 Số liệu thiết kế 35

4.2 Tính toán sản phẩm cháy (SPC) 35

4.3 Tính toán nồng độ phát thải các chất ô nhiễm trong khói thải 36

4.4 Hiệu suất xử lý 37

CHƯƠNG V: XÁC ĐỊNH PHẠM VI ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN THẢI BẰNG MÔ HÌNH TÍNH TOÁN KHUẾCH TÁN – MÔ HÌNH GAUSS 41

5.2 Xác định nồng độ cực đại Cmax , nồng độ trên mặt đất Cx, Cx,y của nguồn thải theo mô hình Gauss : 41

PHẦN 3: XỬ LÝ KHÍ THẢI 59

CHƯƠNG VI: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN GIẢI QUYẾT VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ THẢI 59

iv

vi

MỞ ĐẦU

Bảo vệ môi trường được coi là một vấn đề sống còn của nhân loại Với sự phát triển của khoa học kĩ thuật hiện nay, tốc độ đô thị hoá ngày càng cao làm cho tình hình ô nhiễm môi trường nói chung và ô nhiễm không khí nói riêng ngày càng trầm trọng Với tầm quan trọng của việc bảo vệ môi trường như vậy, các cấp các ngành trong

cả nước đã và đang đẩy mạnh công tác bảo vệ môi trường

Tuy nhiên, môi trường không khí ở nước Lào cũng như Việt Nam hiện nay, đặt biệt

là ở các khu công nghiệp và các đô thị lớn vẫn tồn tại dấu hiệu ô nhiễm đáng lo ngại

Phần lớn các nhà máy xí nghiệp chưa được trang bị các hệ thống xử lý bụi và khí thải

độc hại Còn ở các đô thị do tốc độ phát triển nhanh cộng với thiếu qui hoạch hợp lý nên khu vực cách ly của khu công nghiệp ngày càng bị lấn chiếm hình thành các khu dân cư làm cho môi trường ở đây thêm phần phức tạp và khó được cải thiện

Trên cơ sở những kiến thức đã được học và được thầy giáo Nguyễn Đình Huấn hướng dẫn, em đã hoàn thành theo nhiệm vụ đồ án

Nội dung đồ án gồm các vấn đề: Thiết kế hệ thống thông gió cho nhà máy chế tạo máy, kiểm soát ô nhiễm MTKK và các bản vẽ kèm theo

PHẦN I: THIẾT KẾ HỆ THỐNG THÔNG GIÓ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY CHẾ TẠO

1.1 Giới thiệu sơ lượt về tỉnh SAVANNAKHET

1.1.1 Điều kiện tự nhiên

a ) Vị trí địa lý :

SAVANNAKHET là tỉnh lớn nhất miền trung của Lào, tỉnh lị là huyện Kaysone phomvihane, được xếp hàng thứ nhì tỉnh có diện tích lớn trong nước

- Phía Đông giáp Việt Nam

- Phía Bắc giáp tỉnh KHAMMUAN

- Phía Tây giáp Thái Lan

- Phía Nam giáp tỉnh SALAVAN

b ) Điều kiện địa hình:

Savannakhet là vùng đồng bằng bao gồm 15 huyện, Các tuyến đường huyếtmạch chính là Đường số 13 chạy dọc từ bắc Lào xuống nam Lào Đường quốc lộ số 9kết nối Thái lan, Lào và Việt Nam Đường bộ nội tỉnh chạy tới trung tâm các huyện lịcũng được nâng cấp và trải nhựa

c ) Điều kiện khí hậu:

Mang đặc điểm khí hậu nhiệt đới thời gian nóng nhất trong năm vào tháng 4.Nhiệt độ trung bình là 28,70C và tháng lạnh nhất trong năm là tháng 12 với nhiệt độtrung bình vào khoảng 21,8 Khí hậu được phân biệt 2 mùa rõ rệt: Mùa mưa và mùakhô Tháng khô nhất trong năm là Tháng một, tháng hai coi như không có mưa; trongkhi tháng mưa nhiều nhất trong năm là tháng bẩy lại có tổng lượng mưa bình quân lêntới 624,6 mm

1.1.2 Kinh tế - xã hội

Savannakhet có 2 cửa khẩu quốc tế là cửa khẩu Mục Đa Hán - Savannakhet (kếtnối với Thái Lan bằng cầu Hữu nghị Thái-Lào số 2) và cửa khẩu Lao Bảo - Đen SaVẳn kết nối vởi tỉnh Quảng Trị (Việt nam) bằng đường quốc lộ số 9 Khách du lịch từcác nước Asean có thể xin Visa vào Lào ngay tại cửa khẩu

Nhằm thu hút đầu tư thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội bền vững cũng như quátrình hội nhập kinh tế khu vực và quốc tế, tạo điều kiện cho công nghiệp hóa, hiện đạihóa đất nước Savannakhet đã xây dựng khu kinh tế Savan – Seno bao gồm một trungtâm thương mại, khu dịch vụ và các nhà máy chế biến

1.2 Giới thiệu về nhà máy

a Qui trình sản xuất và thuyết minh dây chuyền công nghệ

Ban đầu nguyên liệu được thu gom tập trung về tại nhà máy đưa đến lò nấu thép, nhiên liệu dùng nấu chảy nhôm tại lò là dầu và than, quá trình nấu phát sinh ra nhiệt và khói thải Nhôm được nấu chảy rồi được rót qua lò đúc với nhiều hình dạng

sử dụng, quá trình này củng sinh ra nhiệt Sau khi sản phẩm đúc nguội thì tiến hành giacông cơ học ( máy mài, đánh bóng, cắt gọt ) công đoạn này thải ra nhiều bụi kim loại, gỉ

Phần nhựa được gia công phù hợp với các chi tiết thiết kế cho sản phẩm củng thải ra nhiều bụi nhựa và mùi trong quá trình gia công

Quá trình sơn được tiến hành ngay sau khi gia công hoàn thành, sơn cần dùng đến dung môi hóa chất sản sinh ra khí độc

Khâu cuối cùng lắp ráp sản phẩm

1.2.4 Thiết bị công nghệ

Số lượng máy móc, thiết bị trong các phân xưởng được mô tả trong bảng sau:

SVTH: Silibounyasane Mala GVHD: TS Nguyễn Đình Huấn 4

Điện

Hình 1 3: Sơ đồ quá trình sản xuất

Bảng 1 1 Máy móc thết bị phân xưởng

1.3 Nhu cầu điện nước phục vụ cho công ty

1.3.1 Nguồn cung cấp điện

Điện dùng cho Công ty được cung cấp thông qua 1 máy biến áp trung tâm dunglượng 15000 KVA, điện thế 110KV/22KV ngoài trời, có điều chỉnh dưới tải Hệ thống cung cấp điện cho sản xuất bao gồm:

- Nguồn điện xoay chiều: Tổng công suất lắp đặt là 2500KVA, điện áp

22KV/380V

- Nguồn điện 1 chiều: Tổng công suất lắp đặt là 10000KVA, điện áp

22KV/0,4KV

1.3.2 Nguồn cung cấp nước

Nhà máy sử dụng nguồn nước ngầm để phục vụ các chu cầu hoạt động sản xuất

và sinh hoạt

- Nước sinh hoạt: 360 người × 0,3m3/ngày = 108m3/ngày

1.3.3 Nhu cầu nguyên nhiên liệu

Nguyên liệu cho nhà máy là tấm nhôm và nhựa được sản xuất sẵn có nguồn gốctrong nước

Nguồn nhiên liệu chính của công ty là điện năng, dùng cho các máy móc cũng như cho sinh hoạt chung của toàn nhà máy

1.4 Sự cần thiết phải xây dựng hệ thống thông gió và xử lý khí thải cho nhà

máy.

1.4.1 Các nguồn phát sinh chất ô nhiễm:

Bụi phát sinh chủ yếu từ quá trình cắt , mài, đánh bóng và mài, đánh bóng Khí thải từ quá trình đốt cháy nhiên liệu DO trong các lò nung và nấu nhôm:

CO, CO2, SO2 …

Bụi phát sinh trong quá trình vận hành của thiết bị và thao tác của công nhân.Nhiệt sinh ra từ quá trình nấu và đúc nhôm

Hơi độc phát sinh từ quá trình hàn điện

Dung môi toluen được phát sinh từ quá trình phun sơn vào các vật liệu nhựa vànhôm đã gia công

1.4.2 Tác hại của chất ô nhiễm trong khí thải

a) Tác hại của bụi

Bụi là một tập hợp nhiều hạt, có kích thước nhỏ bé, tồn tại lâu trong không khídưới dạng bụi bay, bụi lắng và các hệ khí dung nhiều pha gồm hơi khói mù.Trong nhàmáy có 2 loại bụi chính là bụi kim loại và bụi thông thường

Hệ thống hô hấp chỉ có thể cản và loại trừ được 90% bụi có kích thước khoảngtrên 5µm Các hạt bụi nhỏ dưới 5µm có thể đọng ở đường hô hấp gây ra nhiều bệnhnhư:

- Bệnh phổi nhiễm bụi là nhóm bệnh do nguyên nhân nghề nghiệp, gây ra do hítphải các loại chủ yếu là bụi khoáng và kim loại, dẫn tới hiện tượng xơ hóa phổi, làmsuy giảm chức năng hô hấp

- Bệnh ở đường hô hấp: tùy theo loại bụi mà gây ra các loại bệnh viêm mũi,họng, khí phế quản khác nhau Bụi kim loại rắn, cạnh sắc nhọn, ban đầu thường gâyviêm mũi phì đại làm cho niêm mạc dày lên, tiết nhiều niêm dịch làm cho hít thởkhông không khí khó khăn, vài năm sau chuyển thành thể viêm mũi teo, giảm chứcnăng lọc giữ bụi, làm cho bệnh bụi phổi dễ phát sinh Loại bụi crom, kẽm còn gâyviêm loét thủng vách mũi vùng trước sụn lá mía

- Loại bụi gây dị ứng: các loại bụi thông thường như bụi bột, bụi len, có thể gây

ra viêm mũi, viêm phế quản dạng hen

- Một số bụi kim loại mang tính phóng xạ còn gây bệnh ung thư phổi như bụikẽm, crom

- Bụi còn kích thích lên da, sinh mụn nhọt, lở loét như bụi vôi, thiếc

- Bụi còn gây ra chấn thương ở mắt: do không mang kính phòng hộ nên bụi bẩnvào mắt kích thích màng tiếp hợp, lâu dần gây ra viêm màng tiếp hợp, viêm mi mắt

- Bụi kim loại, bụi khoáng to, nhọn, cạnh sắc vào dạ dày có thể có ảnh hưởng,gây rối loạn tiêu hóa

b) Tác hại của khí SO2

Khí SO2 sinh ra trong quá trình đốt cháy nhiên liệu có chứa lưu huỳnh như than,dầu FO, DO Khí SO2 là loại khí không màu, không cháy, có vị hăng cay, do quá trìnhquang hoá hay do sự xúc tác khí SO2 dễ dàng bị oxy hóa biến thành SO3 trong khíquyển Khí SO2 là loại khí độc không chỉ đối với sức khoẻ con người, động thực vật

mà còn tác động lên các vật liệu xây dựng, các công trình kiến trúc SO2 là khí có tínhkích thích, ở nồng độ nhất định có thể gây co giật ở cơ trơn của khí quản Ở nồng độlớn hơn sẽ gây tăng tiết dịch niêm mạc đường khí quản Khi tiếp xúc với mắt nó có thểtạo thành axít gây tổn thương cho mắt SO2 có thể xâm nhập vào cơ thể con người qua

cơ quan hô hấp hoặc cơ quan tiêu hoá sau khi được hoà tan trong nước bọt, và cuối

SVTH: Silibounyasane Mala GVHD: TS Nguyễn Đình Huấn 6

cùng nó có thể xâm nhập vào hệ tuần hoàn SO2 có thể xâm nhập vào cơ thể của ngườiqua da và gây ra các chuyển đổi hoá học, kết quả là hàm lượng kiềm trong máu giảm.c) Tác hại của khí CO và CO2

Khí CO là loại khí không màu, không mùi và không vị, tạo ra do sự cháy khônghoàn toàn của nhiên liệu chứa cacbon Con người đề kháng với CO rất khó khăn.Những công nhân có chứng bệnh đau tim khí tiếp xúc với khí CO là rất nguy hiểm vì

ái lực của CO với Hemoglobin cao gấp 200 lần so với oxy, cản trở oxy từ máu đến mô

Ở nồng độ từ 10ppm đến 250ppm có thể gây tổn hao đến hệ thống tim mạch, thậm chígây tử vong, tiếp xúc với CO trong thời gian dài sẽ bị xanh xao, gầy yếu

1.4.3 Sự cần thiết phải thông gió và xử lý khí thải cho nhà máy

Vì là nhà máy cơ khí nên trong các phân xưởng tồn tại một lượng nhiệt thừa rấtlớn do máy móc động cơ điện và người tỏa ra và do thu nhiệt bức xạ mặt trời vào mùa

hè Ngoài ra trong các phân xưởng còn phát sinh lượng bụi và hơi khí độc Môi trườngnày sẽ ảnh hưởng lớn đến sức khỏe, bệnh lý và tuổi thọ của người lao động Vì vậychúng ta cần luôn luôn tạo ra một môi trường không khí trong lành trong các nhàxưởng có người làm việc Giải quyết được điều kiện vệ sinh đó không chỉ giảm bớtđược các loại bệnh nghề nghiệp mà còn tạo được cảm giác dễ chịu, hưng phấn trongcông việc góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm và tăng năng suất lao động

1.5 Đề xuất giải pháp kiểm soát

1.5.1 Bụi kim loại

Bụi được thu gom ngay tại vị trí phát sinh thông qua các chụp hút bố trí trên cácthiết bị Các chụp hút được nối với hệ thống ống dẫn và được đưa vào xiclon liot Khísau khi qua xiclon liot được dẫn ra ống thải và thoát ra ngoài không khí

Hơi độc sinh ra từ quá trình hàn chủ yếu dùng biện pháp thông thoáng ngay tại vị trícác máy hàn Đối với phân xưởng gia công nhôm thường có rất nhiều hơi độc, do đóngay tại máy hàn đặt các chụp hút để hút hơi acid và thiết kế các chụp hút nối với cácđường ống và dẫn đến hệ thống xử lý khí thải

1.5.3 Nhiệt

Lắp đặt hệ thống thông gió phù hợp, đảm bảo môi trường làm việc tốt nhất chocông nhân Bố trí các miệng thổi phân bố đều phân xưởng

Hút nhiệt cục bộ tại các lò nấu và đúc nhôm

Ngoài ra để đảm bảo môi trường làm việc tốt cần trồng nhiều cây xanh trongkhuôn viên nhà máy, thực hiện sản xuất sạch hơn, nâng cao ý thức cán bộ công nhântrong phân xưởng , cải tiến dây chuyền công nghệ

Bụi phát sinh Chụp hút Hệ thống đường ống xiclon

Quạt hútKhí sạch

QCVN 19:2009

Hình 1 4: Sơ đồ thu hồi và xử lý bụi kim loại

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN NHIỆT THỪA, HÚT CỤC BỘ VÀ LƯU

LƯỢNG THÔNG GIÓ.

2.1 Thông số tính toán

2.1.1 Thông số tính toán ngoài nhà

Theo việc tham khảo và tìm kiếm các số liệu tại địa phương như Trạm khítượng và thủy văn tỉnh Savannakhet (năm 2017), ta biết được các thông số để tínhtoán như sau:

2.1.1.1 Mùa hè

SVTH: Silibounyasane Mala GVHD: TS Nguyễn Đình Huấn 8

2.1.2 Thông số tính toán trong nhà

2.1.2.1 Mùa hè

Nhiệt độ tại 2 khu vực là: tt(H) tt(H) 0 o

t = t + (1- 3) C = 38,8 +1,2 = 40 C 2.1.2.2 Mùa đông

Nhiệt độ tính toán trong nhà vào mùa đông (tT(Đ)): (theo bảng 3-1, trang 73/

[ 1]]),:được lấy từ (20 ÷ 22)0C , chọn 200C

2.2 Tính toán nhiệt thừa

2.2.1 Tính toán tổn thất nhiệt

2.2.1.1 Tính tổn thất nhiệt qua kết cấu

a Chọn kết cấu bao che

Kết cấu bao che của phân xưởng như sau:

Tường ngoài: tường chịu lực, gồm có ba lớp:

- Lớp 1: Vữa xi măng và vữa trát xi măng

- Mái che: Tôn cách nhiệt Đông Á

Lớp 1 làm bằng tôn có bề dày δ = mm, Hệ số dẫn nhiệt: λ =0,0241 (kcal/mh C)o

Lớp 2 làm bằng xốp có bề dày δ = 3 mm, Hệ số dẫn nhiệt: λ =0,0275 (kcal/mh C)o

- Cửa sổ + cửa mái: làm bằng cửa kính xây dựng có bề dày: δ = mm

Hệ số dẫn nhiệt: λ =0,65 (kcal/mhoC)

- Cửa chính: Cửa cuộn bằng tôn dày: δ = mm

Hệ số dẫn nhiệt: λ =50 (cal/mhoC)

- Nền:

Chia nền thành 4 dải, 3 dải ngoài rộng 2m Cấu tạo nền của phân xuởng có thể coi là

không cách nhiệt Hệ số truyền nhiệt của các dải lấy như sau:

- Đối với dải I K = 0,4 (kcal/m2h0C)

Hình 2 1:Cấu tạo tường

- Đối với dải II K2 = 0,2 (kcal/m2h0C)

- Đối với dải III K3 = 0,1 (kcal/m2h0C)

- Đối với dải IV K4 = 0,06 (kcal/m2h0C)

Riêng dải ngoài cùng, diện tích các góc được tính 2 lần Diện tích của từng dải được tính cho từng phân xưởng

Tính diện tích cho dải nền phân xưởng có kích thước 48 x 24 m, các dải nền có diện tích là:

11

1K

αλ

T

α : Hệ số trao đổi nhiệt mặt bên trong của kết cấu ngăn che (kcal/m2.h.oC)

N

α : Hệ số trao đổi nhiệt mặt bên ngoài của kết cấu ngăn che (kcal/m2.h.oC)

δi : Bề dày của lớp kết cấu thứ i (m)

λi : Hệ số dẫn nhiệt của lớp kết cấu thứ i (kcal/m.h.oC)

Kết quả tính toán hệ số truyền nhiệt của kết cấu ngăn che ( Bảng 2.1, Phụ lục I)

Bảng 2 1 Kết quả tính toán hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che

c Diện tích kết cấu bao che

Trên mặt bằng dự định sẽ thông gió cho cả 2 phân xưởng Như vậy ta tính tổn thất nhiệt (TTN) qua kết cấu tường, qua mái, nền, cửa sổ, cửa mái, cửa chính Các cửa sổ, cửa mái và cửa chính được thể hiện trên mặt bằng

Kết quả tính diện tích kết cấu bao che phân xưởng (bảng 2.2, phụ lục I )

Bảng 2 2 Bảng kết quả tính diện tích kết cấu bao che phân xưởng

d Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che

Tổn thất nhiệt qua kết cấu được tính theo công thức:

SVTH: Silibounyasane Mala GVHD: TS Nguyễn Đình Huấn 10

F1 F2 F3 F4

Hình 2 1: Phân chia dải nền phân xưởng

Bảng 2 4 Kết quả tính tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che phân xưởng mùa hè

2.2.1.2 Tính tổn thất nhiệt bổ sung theo phương hướng

Đối với các tường ngoài ta cần phải bổ sung thêm lượng nhiệt mất mát do sự trao đổi nhiệt bên ngoài tăng lên ở các hướng khác nhau, nó làm tăng các trị số TTN

đã tính toán

Kết quả tính tổn thất nhiệt bổ xung theo phương hướng phân xưởng mùa Đông

Bảng 2 5 Tổn thất nhiệt theo phương hướng vào mùa Đông của phân xưởng

Hướng a (%) QKC(Đ) (kcal/h) Qhướng(Đ) (kcal/h)

Đông 10% 8090.79375 809.07938

Kết quả tính tổn thất nhiệt bổ xung theo phương hướng phân xưởng mùa Hè

Bảng 2 6 Tổn thất nhiệt theo phương hướng vào mùa hè của phân xưởng

Hướng a (%) QKC(Đ) (kcal/h) Qhướng(Đ) (kcal/h)

SVTH: Silibounyasane Mala GVHD: TS Nguyễn Đình Huấn 12

Hình 2 2: Hình vẽ thể hiện hướng gió mùa hè

Hình 2 5: Hình vẽ thể hiện hướng gió theo mùa

đông

Tổn thất nhiệt do gió được tính theo công thức:

Qgió = Ggió×0,24×( tt

T

t - tt N

t )∑ l (kcal/h) Trong đó:

- Ggio: Lượng gió rò vào nhà qua các khe cửa (kg/h) (Bảng 2.10 – tr40 – [ 3 ] )

+Mùa đông: G = 4,56 kg/m.h (cửa sổ và cửa mái)

G = 21,1 kg/m.h (cửa chính)

+Mùa hè: G = 4,62kg/m.h (cửa sổ và cửa mái)

G = 21,24 kg/m.h (cửa chính)

- ∑l: Tổng chiều dài của khe cửa mà không khí lọt vào

- C: Tỉ nhiệt của không khí, C = 0,24 (kcal/kg0C)

- tttT: Nhiệt độ tính toán của không khí trong nhà tùy mùa đang tính toán (oC)

- tttN: Nhiệt độ tính toán của không khí ngoài nhà tùy mùa đang tính toán (oC)

Bảng 2 7 Tổn thất nhiệt do rò gió của phân xưởng

Mùa Các thông số ( Kcal/kg C oC)

∆t(oC)

G( kg/h) A L Q gióĐông HướngĐông

2.2.2 Tính toán tỏa nhiệt

2.2.2.1 Tỏa nhiệt từ động cơ điện

Nhiệt tỏa ra do động cơ được tính theo công thức:

Qđc = 860×ϕ1×ϕ2 × ϕ3×ϕ4×N (kcal/h)

Trong đó:

- 860: Hệ số hoán đổi đơn vị, 1Kw = 860 Kcal/h

- ϕ1: Hệ số sử dụng công suất lắp đặt máy, ϕ1 = (0,7 ÷ 0,9) Chọn ϕ1 = 0,7

- ϕ2: Hệ số tải trọng, ϕ2 =(0,5 ÷ 0,8) Chọn ϕ2 = 0,5

- ϕ3: Hệ số làm việc không đồng thời của các động cơ điện, ϕ3 = (0,5 – 1,0),

Chọn ϕ3 = 0,7

- ϕ4: Hệ số kể đến cường độ nhận nhiệt của môi trường kk, ϕ4 = (0,65 – 1) Chọn ϕ4 = 0,86

- N: tổng công suất của các động cơ (kw).

Kết quả tính công suất động cơ điện (Bảng 2.8, phụ lục I )

Bảng 2 8 Kết quả tính công suất động cơ điện

N∑ = 278,1 (KW)

Qđc = 860 x 0,7 x 0,5 x 0,6×0,7 × 278,1 = 35157,4 (kcal/h) 2.2.2.2 Tỏa nhiệt do người

Phân xưởng nhôm là trạng thái lao động nặng

(kcal/h) N

q 7 , 1

Trong đó:

- N: Số người

- q: Lượng nhiệt hiện do một người tỏa vào không khí trong phòng trong 1 giờ, phụ

thuộc vào nhiệt độ môi trường, với trạng thái lao động nặng (Bảng 2.1 –TGvà

KTXLKT- Nguyễn Duy Động )

Khi nhiệt độ tT > 350C thì cơ thể người không tỏa ‘nhiệt hiện’ nữa (Tất cả các lượng nhiệt tỏa ra dùng hết cho sự bốc hơi mồ hôi trên bề mặt da)

Bảng 2 9 Kết quả tính tỏa nhiệt do người

STT N (người) mùa T (0C) q (kcal/h.ng) QN (kcal/h)

- 860: Là đương lượng nhiệt của công suất điện 1 KW = 860 (kcal/h)

- F: Diện tích sàn của phân xưởng

Phân xưởng : F = 48 x 24= 1152(m2)

Q TS= (860 × 20 × 1152)/1000 = 19814,4 (kcal/h)

2.2.2.4 Toả nhiệt do sản phẩm nóng để nguội

a Sản phẩm có thay đổi trạng thái

Đối với lượng nhiệt tỏa do sản phẩm nóng để nguội có thay đổi trạng thái (chuyển từ trạng thái lỏng sang đặc) được tính theo công thức:

Qsp = 0,278×G×B×[Cl×(t1 – tnc) + i + Cr×(tnc - t2)], kcal/h

Trong đó:

- Cl: Tỉ nhiệt của vật liệu ở thể lỏng, C = 1,815(kcal/kgoC)

- Cr: Tỉ nhiệt của vật liệu ở thể rắn, (kcal/kgoC)

SVTH: Silibounyasane Mala GVHD: TS Nguyễn Đình Huấn 14

Cr: Nhiệt dung riêng ở thể rắn của sản phẩm

Cr = a + b×(273 + t)

a, b- Tỉ nhiệt ở nhiệt độ 00C và hệ số tỉ lệ; a = 4,8; b = 0,003

Mùa hè: Cr = 4,8+0,003×(273+35)=5,71 (KJ/Kg0C)=1,36 (kcal/kgoC)

Mùa đông: Cr = 4,8+0,003×(273+20)=5,68 (KJ/Kg0C) = 1,356 (kcal/kgoC)

- t1: Nhiệt độ ban đầu của sản phẩm để nguội, lấy nhiệt độ của lò có nhiệt độ cao nhất

- tnc: Nhiệt độ nóng chảy của vật liệu nhôm, tnc = 660 oC

- i : Nhiệt hàm nóng chảy, “tra bảng 2.16-[2] ta có i=399,4 KJ/Kg = 95,39 (kcal/kgoC)

- G: Lượng của sản phẩm đưa vào lò : Gsp = 150 (kg/m2h)

Flòđúc = (1.5 – 0,55 ) ×(1.5 – 0,55 ) = 0,9 m2 Vậy Gsp = 150 ×0,9 = 135(kg/h).

B =0,5 cường độ toả nhiệt của vật liệu theo thời gian

Bảng 2 10.Kết quả tính tỏa nhiệt do làm nguội sản phẩm có thay đổi trạng thái

a Lò nấu nhôm, lò đúc nhôm

Toả nhiệt từ các bề mặt xung quanh của thành lò nấu và đúc tính theo công thức :

1 =220mm,λ =0,65+0,55.10− t

3 2

2 =250mm,λ =0,1+0,1.10− t

- Lớp III: nhôm mỏng; δ3 =5 mm, λ3= 50 (Kcal/m.h.0C)

(thông số tra theo trang 29_ [ 3 ] )

Bảng 2 11 Giả thiết nhiệt độ của lò

- Tính toán nhiệt truyền qua kết cấu lò nấu nhôm

Tính hệ số dẫn nhiệt và nhiệt độ của các lớp kết cấu

2

1095 1100

( 10 5 , 0 65 ,

λ

) / ( 18 , 0 ) 2

700 950 ( 10 1 , 0 1 ,

25,036,1

22,0

1

C h m

i i

=+

4 5

273100

t x t t

C

T

qd

a: Hệ số kích thước đặc trưng phụ thuộc vào vị trí thành lò, a = 2,2

Cqd: hệ số bức xạ qui diễn của vật trong phòng, C =4,2 (W/m2.oC4)

100

27320100

273852395

2,4

59 , 778 38 ,

qk α

=

2

38 , 786 59 ,

4 5

273100

t x t t

C

T qd

a: Hệ số kích thước đặc trưng phụ thuộc vào vị trí thành lò, a = 2,2

SVTH: Silibounyasane Mala GVHD: TS Nguyễn Đình Huấn 16

Cqd: hệ số bức xạ qui diễn của vật trong phòng, C =4,2 (W/m2.oC4)

100

27335100

2739535105

2,4

qk α

=

2

67 , 759 4 ,

790 +

= 775(kcal/m2h)

- Tính toán nhiệt truyền qua kết cấu lò đúc nhôm

Tính hệ số dẫn nhiệt và nhiệt độ của các lớp kết cấu

2

895 900 ( 10 5 , 0 65 ,

λ

) / ( 165 , 0 ) 2

70 500 ( 10 1 , 0 1 ,

25,031,1

22,0

1

C h m

i i

=+

4 5

273100

t x t t

C

T

qd

a: Hệ số kích thước đặc trưng phụ thuộc vào vị trí thành lò, a = 2,2

Cqd: hệ số bức xạ qui diễn của vật trong phòng, C =4,2 (W/m2.oC4)

100

27320100

273702390

2,4

54 , 558 28 ,

qk α

=

2

28 , 564 54 ,

4 5

273100

t x t t

C

T qd

Trong đó :

- a: Hệ số kích thước đặc trưng phụ thuộc vào vị trí thành lò, a = 2,2

- Cqd: hệ số bức xạ qui diễn của vật trong phòng, C =4,2 (W/m2.oC4)

100

27335100

2738035100

2,4

46 , 552 5 ,

qk α

=

2

5 , 530 46 ,

552 +

= 541,53 (kcal/m2h)

Bảng 2 12 Kích thước lò nấu và lò đúc nhôm

Nhiệt truyền qua thành lò:

Qth =qα × Fth (kcal/h)

Nhiệt truyền qua đáy lò:

Qđáy =0,7×qα × Fđáy (kcal/h)

Nhiệt truyền qua nóc lò:

Qnóc =1,3×qα × Fnóc (kcal/h)

Kết quả tính nhiệt truyền qua thành lò, đáy lò, nóc lò

Kết quả tính nhiệt truyền qua thành lò, đáy lò, nóc lò(phụ lục 2)

Bảng 2 13 Kết quả tính nhiệt truyền qua thành lò, đáy lò, nóc lò

Toả nhiệt từ cửa lò:

- Khi đóng cửa lò: Khi cửa lò ở trạng thái đóng thì lượng nhiệt truyền qua cửa lò vào

phòng được tính toán tương tự như qua thành lò Cấu tạo cửa lò giống như thành lògồm 3 lớp chịu lực và cách nhiệt như tính toán trên

Vì thời gian mở cửa lò trong 1 giờ là 10 phút nên thời gian đóng cửa lò trong 1 giờ là

50 phút

60,

Z F q

Q c đong = α× c× ( kcal/h)

Kết quả tính tỏa nhiệt khi đóng cửa lò

Bảng 2 14 Kết quả tính tỏa nhiệt khi đóng cửa lò

Loại lò Mùa q(kcal/m2.h) Fcửa (m2) z (h) Qc (kcal/h)

SVTH: Silibounyasane Mala GVHD: TS Nguyễn Đình Huấn 18

Kiểu lò Dài(m) Rộng(m) Cao(m) Fđáy

- Khi mở cửa lò: khi đưa nhiên liệu vào lò ta phải mở cửa lò trong một thời gian

( hường là 10 phút ) nhiệt sẽ tỏa ra phòng Nhiệt tỏa bản thân cách cửa khi mở bằng0,5 nhiệt tỏa cánh cửa khi đóng

,

100

273100

td bx c

t t

C

Đối với lò nấu nhôm

62,271730,2

× 0,64

×100

20273100

110027396

,

4

4 4

×0,64

×100

35273100

110027396

,

4

4 4

×0,64

×100

20273100

90027396

,

4

4 4

×0,64

×100

35273100

90027396

,

4

4 4

- K: Hệ số nhiễu xạ khi mở cửa lò, được tra từ đồ thị xác định hệ số nhiễu xạ K K phụ

thuộc vào kích thước cửa lò và bề dày của thành lò δ = 475 mm và cửa lò hình chữnhật, tra biểu đồ hệ số nhiễu xạ K ( hình 2.4– tr30 [ 3 ] )

K = 0,64 : Đối với lò đúc

K = 0,64 : Đối với lò nấu

- Fcua : Diện tích cửa lò (m2)

Kết quả tỏa nhiệt do mở cửa lò (xem phụ lục 1)

Bảng 2 15 Kết quả tỏa nhiệt do mở cửa lò

Vậy tỏa nhiệt từ cửa lò:

Bảng 2 16 Kết quả tỏa nhiệt từ cửa lò

Tỏa nhiệt từ cửa lò ( kcal/h)

Sau khi tính toán được toàn bộ lượng nhiệt tỏa ra từ các bộ phận của lò ta có:

Kết quả tính tổng kết lượng nhiệt tỏa ra từ lò (xem phụ lục 1)

Bảng 2 17 Kết quả tính tổng lượng nhiệt tỏa ra từ lò

Kết quả tính tổng kết lượng nhiệt tỏa :

Bảng 2 18 Tổng kết lượng nhiệt tỏa

2.2.3 Tính toán thu nhiệt do bức xạ mặt trời

2.2.3.1 Bức xạ mặt trời qua cửa kính

kcal/h ;Fq

Qbx(K) =τ1×τ2×τ3×τ4× bx × kính

Trong đó:

- τ1: Hệ số kể đến độ trong suốt kính, chọn τ1 = 0,9 (kính một lớp)

- τ2 : Hệ số kể đến độ bẩn của mặt kính, chọn τ2 = 0,8 (cửa kính 1 lớp đặt đứng)

- τ3: Hệ số kể tới mức độ che khuất kính, chọn τ3 = 0,75 (khung kim loại)

- τ4: Hệ số kể tới mức độ che nắng của hệ thống, chọn τ4 = 0,95 (kính nhám)

Tra trang 108 [ 4 ]

- qbx : Cường độ bức xạ, dựa vào bảng 2.20 cường độ trực xạ trên mặt đứng trên 8

hướng vào 7 giờ tháng 7 của mùa hè [ 1 ]

Hướng Bắc: Fkính = 24 m2 , Hướng Đông: Fkính = 69 m2

Hướng Tây: Fkính = 99 m2 , Hướng Nam : Fkính = 18 m2

Bảng 2 19 Kết quả tính bức xạ mặt trời qua cửa kính

2.2.3.2 Bức xạ mặt trời qua mái

Bức xạ nhiệt qua mái được chia thành 2 thành phần: bức xạ truyền vào nhà do chênh lệch nhiệt độ và bức xạ truyền vào nhà do dao động nhiệt:

Q Q Q A (Kcal/h)

bx

t bx

Trong đó:

- Qbx∆t : bức xạ mặt trời truyền vaò nhà do chênh lệch nhiệt độ

- QAbxτ: bức xạ mặt trời truyền vào nhà do dao động nhiệt độ

SVTH: Silibounyasane Mala GVHD: TS Nguyễn Đình Huấn 20

Bức xạ mặt trời truyền vào nhà do chênh lệch nhiệt độ tương đương

- kmái: hệ số truyền nhiệt của mái, (kcal/ h m2 0C)

- Mái nhà được cấu tạo bởi 2 lớp cách nhiệt là mái tôn và Mút xốp chống nóng PE

- αn: Hệ số trao đổi nhiệt bên ngoài, αn= 20

-q bx tb: Nhiệt bức xạ trung bình: 3544,92/24 = 147,7 (kcal/h.m2)

=> ttb

tong = ttd + ttb = 4,8 + 29,7 = 34,5Phân xưởng : Q bx∆t = 8,23×(34,5 -33,9)× 1180,8 = 5830,79 (kcal/h)

Bức xạ mặt trời truyền vào nhà do dao động nhiệt độ

τ

A bx

Q = αt×AτT×fmai (kcal/h)

Trong đó:

- αt: Hệ số trao đổi nhiệt bên trong nhà (kcal/m2h0c), αt = 7,5

- AτT: Biên độ dao động nhiệt không khí bên trong nhà : AτT =

ν

ong t

At

Với: Attong = (Attđ + AtN)×ψ

- ttb: Nhiệt độ trung bình tháng tính toán mùa hè, ttb = 29,7 0C

- Attđ: Biên độ dao động nhiệt tương đương: Attđ =

n q

GS αn: Hệ số trao đổi nhiệt bên ngoài nhà (kcal/m2h0C ), αn = 20

- Aq: Biên độ bức xạ, được tính theo:

- q bxmax= 489,1 (w/m2) = 420,6 (kcal/hm2), Tra bảng 2.20 [ 1 ]

- q bx tb: Cường độ bức xạ trung bình, qtbbx =147,7(kcal/hm2)

=> Attđ =

n q

- ψ: Hệ số lệch pha phụ thuộc vào độ lệch pha ∆z = Z tmax −Z tmaxn và tỉ số biên độ dao

động của nhiệt độ tương đương và nhiệt độ bên ngoàiZ tmaxtd = 16h,Z tmaxn = 13h →∆z =16

bx

Q = 7,5 x 4,1 x 1180,8 = 36309,6 (kcal/h)Như vậy nhiệt do bức xạ mặt trời qua mái là: A τ

bx

t bx

Q = ∆ +

Bảng 2 20 Kết quả tính tổng lượng nhiệt thu do bức xạ mặt trời

2.2.4 Tính toán nhiệt thừa trong phân xưởng

Bảng 2 21 Kết quả tính tổng kết lượng nhiệt thừa

Mùa (kcal/h) (Qtt) (kcal/h) (Qtoả) (kcal/h) (Qthu) ∑Q th

(kcal/h)

2.3 Tính toán hút cục bộ

2.3.1 Tính toán hút nhiệt tại các thiết bị tỏa nhiệt

Trong phân xưởng có thiết bị tỏa nhiệt là 3 lò (2 Lò nấu , 2 lò đúc ) nên ta sẽ hút bớt nhiệt tỏa ra từ lò bằng cách sử dụng chụp hút được bố trí phía trên miệng cửa lò (đối với lò nấu, lò đúc ), đối với lò đúc nhôm ta tận dụng sức hút tự nhiên do chênh lệch nhiệt độ cao để thải nhiệt và khí ra ngoài

Lưu lượng hút của chụp: ( theo công thức trang 81[ 2 ] )

n

c dl

F

F L

L= × , m3/h

Trong đó:

- Fc, Fn : diện tích tiết diện miệng chụp, nguồn nhiệt, m2

- Ldl : lưu lượng dòng đối lưu, L dl = 64 ×3 Q dl×F n2 ×Z(m3 /h)

- Z : khoảng cách từ bề mặt nguồn nhiệt đến miệng chụp, m

- Qdl : nhiệt đối lưu bên trên nguồn nhiệt, W

( n xq)

n dl

- αdl: hệ số trao đổi nhiệt đối lưu, W/m2.0 C

35,

α

- tn, txq : nhiệt độ bề mặt nguồn nhiệt và không khí xung quanh, 0C

+ Chụp hút của Lò nấu nhôm

Miệng lò : 0,4 × 0,4 = 0,2 (m) và khoảng cách Z = 1 (m)

Nên: Chiều rộng của chụp: 0,4 + (0,4×Z×2) = 1,2 m

Chiều dài của chụp: 0,5+ (0,4×Z×2) = 1,2 m

+ Chụp hút của Lò đúc nhôm

Miệng lò : 0,4 × 0,4 m và khoảng cách Z = 1 m

Nên: Chiều rộng của chụp: 0,4 + (0,4×Z×2) = 1,2 m

Chiều dài của chụp: 0,4+ (0,4×Z×2) = 1,2m

Kết quả tính toán lưu lượng hút nhiệt từ lò (xem phụ lục 1)

Bảng 2 22 Kết quả tính toán lưu lượng hút nhiệt từ lò

Chọn đường kính chụp hút cho lò nấu nhôm là : D = 630 mm

2

4 2531,7

2,39( / ) 3,14 0, 63 3600

2

4 4617

8, 06( / ) 3,14 0, 45 3600

2.3.2 Tính toán hút bụi kim loại tại các thiết bị gia công

Sự gia công vật liệu trên các máy mài thường kéo theo sự tách ly bụi Do đó ta

sử dụng các chụp hút bụi cục bộ để giới hạn sự lan tỏa của dòng khí có bụi và thu gom chúng tại những vị trí phát sinh bụi Công thức chọn theo trang 95 và 99 [ 2 ]

2.3.2.1 Máy mài tròn:

Tổng lưu lượng hút bụi tính cho 1 máy là:

Lh = 2500 × D2 = 2500 × 0,32 = 225 (m3/h)Trong đó D ( m ) đường kính làm việc thiết bị

2.3.2.2 Máy mài phẳng:

Tổng lưu lượng hút bụi là:

Lh = 2500× D2 = 2500 × 0,22 = 100 (m3/h)2.3.2.3 Máy mài sắc:

Tổng lưu lượng hút bụi là:

Lh = 2500× D2 = 2500 × 0,252 = 156,25(m3/h)2.3.2.4 Tang đánh bóng:

Lưu lượng thể tích không khí hút ra từ các tang đánh bóng được xác định phụ thuộc đường kính đĩa tròn dTr (mm), dTr = 500 mm

Lưu lượng hút được xác định theo công thức:

Lh = 1800× dTr2 = 1800 × 0,52 = 450 (m3/h)

Kết quả tính tổng kết lưu lượng hút bụi

Bảng 2 23 Kết quả tính tổng kết lưu lượng hút bụi

h

Tổng (m3/h)(m3/h)

L= ×B ×l (m3/h) ( 3-15)

Trong đó:

-B: Chiều rộng tính toán

- l: chiều dài tính toán

Bảng 2 24 Kết quả tính lưu lượng hút hơi độc cho các thiết bị

SVTH: Silibounyasane Mala GVHD: TS Nguyễn Đình Huấn 24

Máy hàn điện 7 0.05 0.15 2.01 14.08

2.4 Lựa chọn phương án thông khí và làm lạnh không khí

2.4.1 Các phương án thông gió

2.4.1.1 Phương án thông gió tự nhiên

Thông gió tự nhiên là hiện tượng trao đổi không khí bên trong và bên ngoài nhàmột cách có tổ chức dưới tác dụng của những yếu tố tự nhiên như gió, nhiệt thừa hoặc

cả 2 yếu tố trên Đối với trường hợp thông gió tự nhiên trong nhà công nghiệp, sự lưu thông không khí thường diễn ra như sau: không khí đi vào nơi cửa sổ, cửa ra vào và thường đi ra ở cửa mái Tuy nhiên, lượng nhiệt thừa trong xưởng sản xuất rất lớn nên thông gió tự nhiên không thể đảm bảo điều kiện làm việc cho người sản xuất được Như vậy phương án thông gió tự nhiên là không khả thi Nhưng thông gió tự nhiên có một ưu điểm là chi phí thấp

2.4.1.2 Phương án thông gió cơ khí ( thông gió cưỡng bức )

Dùng quạt thổi vào phân xưởng làm mát vùng làm việc của công nhân, thông gió cơ khí đảm bảo ổn định về độ ẩm củng như nhiệt độ thổi vào phân xưởng.Hút khí nóng hoặc hơi độc bên trong phân xưởng ra ngoài nhờ các quạt hút, hút được tất cả vị trí trong xưởng, phù hợp với phân xưởng có kích thước lớn

2.4.1.3 Phương án thông gió tự nhiên kết hợp thông gió cơ khí

Với 2 khái niệm thông gió tự nhiên và thông gió cơ khí thì ta đã biết trên Trongtrường hợp kết hợp thông gió tự nhiên và thông gió cơ khí thì gây ra sự xáo trộn khôngkhí do chênh lệch nhiệt độ và độ ẩm

2.4.2 Lựa chọn phương án thông gió

Dựa vào ưu, nhược điểm của từng phương pháp và quan trọng nhất là hiệu quả khi áp dụng phương án để khử nhiệt thừa và bụi, hơi độc thì tôi đã lựa chọn phương ánthông gió cho từng phân xưởng như sau: Thông gió cơ khí

2.5 Tính toán lưu lượng thông gió

Vì QthH > QthD nên ta chỉ tính thông gió cho mùa hè cũng sẽ đảm bảo thông gió vào mùa đông

Nhiệt độ không khí bên ngoài nhà vào mùa hè là 38,8 oC, độ ẩm 72%

Lượng nhiệt thừa trong phân xưởng là:

Qth = 227150,6(kcal/h)Với lượng nhiệt thừa này, để tạo điều kiện tốt cho công nhân làm việc cần phải khử lượng nhiệt thừa này bằng cách đưa gió từ ngoài vào Lưu lượng gió đưa vào đượctính theo công thức:

G C (tQ t )

v r

- C: Tỉ nhiệt của không khí, C = 0,24 (kcal/kgoC)

- tv: Là nhiệt độ không khí vào nhà, tv = 38,8 (C)

- tr: Là nhiệt độ ở cửa ra cao nhất trong phòng (oC): tr =tT +β×(h0 −hlv)

- tr2 = 40 1, 4 (10,8 2) 52,32+ × − = (oC)

- β: Hệ số kể đến sự tăng nhiệt độ theo một mét chiều cao của phân xưởng,β =

1-1,5 (oC/m), chọn β = 1,4 ( oC/m), trang 53 [ 4 ]

- h0: Chiều cao tính từ nền nhà đến tâm cửa thoát không khí ra ngoài nhà (tâm cửa mái), h0 = 10,8 (m)

- hlv: Chiều cao vùng làm việc thường tiếp nhận, hlv = 2 (m)

Vậy lưu lượng gió đưa vào là:

2.5.1 Lưu lượng thông gió cơ khí

Lưu lượng thông gió cơ khí tính toán vào phân xưởng là:

LCk = (L TG – Lhút cục bộ ) = 61835,9 – 10727 = 51108,92 (m3/h)

Để an toàn ta nhân thêm hệ số 1.03 LCk = 53000 (m3/h)

Vậy với lưu lương đó chọn 2 quạt cho phân xưởng

Quạt 1 có lưu lượng 24000 m3/h, gồm 16 miệng thổi có lưu lượng mỗi miệng thổi là

1500 m3/h

Quạt 2 có lưu lượng 29000 (m3/h), bao gồm 2 miệng thổi buturin có lưu lượng mỗi miệng thổi là 4000 (m3/h) còn lại 14 miệng thổi loa ba tầng có lưu lượng mỗi miệng thổi là 1500 m3/h

2.5.2 Chọn vị trí thổi và loại miệng thổi

Căn cứ vào đặc điểm của xưởng sản xuất, sơ đồ bố trí công nghệ cũng như nhu cầu thông gió mà ta có cách bố trí hợp lý hệ thống thổi cơ khí

Với xưởng sản xuất có diện tích tương đối rộng, máy móc thiết bị được bố trí dọc theo phân xưởng, số lượng công nhân nhiều, cường độ lao động của công nhân ở mức độ lao động nặng, lượng nhiệt thừa tương đối lớn Do đó ta sẽ bố trí các miệng thổi dọc theo phân xưởng nhằm làm mát cho công nhân ở các vị trí làm việc và tạo luồng khí thổi vào để giải quyết một phần nhiệt thừa trong xưởng Ngoài ra có một số khu vực

có khoảng không gian tương đối rộng mà chỉ cần thông gió một vài vị trí, lúc đó ta dùng quạt để làm mát và thông gió

Miệng thổi được chọn là miệng thổi loa ba tầng và miệng thổi baturin với lá hướng dòng điều chỉnh được

Chiều cao làm việc của công nhân, người công nhân làm việc ở tư thế ngồi, chọn h1 = 1,5m (quy phạm h1 = 1,2 ÷ 1,5m)

Chọn chiều cao đặt miệng thổi h2 = 3 m

Vận tốc trung bình tại miệng thổi C0 xác định theo công thức:

Đối với miệng thổi loa:

L: Lưu lượng miểng thổi (L = 1500 (m3/h) = 0,416 (m3/s)

F: Diện tích miệng thổi (đường kính ống d = 315mm => đường kính miệng loa D = 2d

= 630mm)

SVTH: Silibounyasane Mala GVHD: TS Nguyễn Đình Huấn 26

F =

23,14 0,63

11,1

= (m/s)

Trong đó:

L: Lưu lượng miểng thổi (L = 4000 (m3/h) = 1,11 (m3/s)

F: Diện tích miệng thổi (đường kính ống d = 400mm => đường kính miệng loa D = 2d

Cx = 0,145

226,0.0

+

d

x a

C

(m/s)

Trong đó:

- a: hệ số chảy rối, đối với ống có hình trụ có loa ngắn a = 0,08

- x: khoảng cách tính từ miệng thổi đến chiều cao làm việc của công nhân (m)

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THỦY LỰC VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ

3.1 Tính toán thuỷ lực hệ thống thông gió và lựa chọn thiết bị

3.1.1 Tính toán thuỷ lực hệ thống thông gió phân xưởng

3.1.1.1 Hệ thống thổi Q1 và Q2

a) Vạch tuyến thủy lực hệ thống thông gió cho phân xưởng

Vạch tuyến hệ thống thông gió phân xưởng 1 (Hình 3 1, xem bản vẽ )

b) Tính thủy lực cho tuyến ống chính

Bước 1: Đầu tiên chọn tuyến chính là tuyến dài nhất hay bất lợi nhất, đánh số thứ tự cho mỗi đoạn từ ngọn đến gốc

Bước 2: Biết lưu lượng tại mỗi miệng thổi ta xác định được lưu lượng từng đoạn ống, cộng dồn về phía trước cho đến quạt

Bước 3: Chọn D (mm) theo Q ( m3/h) phù hợp với vận tốc kinh tế ( 4÷25 m/s) , tra được áp suất ma sát đơn vị R, áp suất động ∆Pđ,( phụ lục bảng [ 4 ] )

Bước 4: Sau đó tính tốn thất áp suất ma sát trên cả đoạn ống theo công thức

∆Pms = R.l (kg/m2)

Bước 5: Thống kê hệ số tổn thất cục bộ ξ của tất cả các chướng ngại vật trên đường

ống

Bước 6: Tính ∆Ptp = ∆Pđ + ∆Pms (kg/m2)

Kết quả tính thuỷ lực ống chính hệ thống thổi Q1 (bảng 3.1, phụ lục 2 )

Bảng 3 1 Kết quả tính thủy lực ống chính hệ thống thổi Q1

Kết quả tính thuỷ lực ống chính hệ thống thổi Q2 (bảng 3.2, phụ lục 2 )

Bảng 3 2 Kết quả tính thủy lực ống chính hệ thống thổi Q2

c) tính thủy lực cho tuyến ống phụ

Để tính toán cho nhánh phụ, đầu tiên ta tính tốn thất ma sát đơn vị gần đúng của nhánhphụ theo công thức

l

ΔPΔP

Σ∆Pi: Tổng tốn thất áp suất toàn phần của các đoạn trên tuyến ống chính nối song songvới nhánh phụ đang xét

Σl: Tổng số độ dài các đoạn trên nhánh phụ

∆Pcb: là tốn thất cục bộ phóng chừng trên nhánh phụ, lấy 40÷90% tốn thất áp suất toàn phần

Sau đó dựa vào R’ và lưu lượng từng đoạn mà tra ra đường kính Đường kính tra được

có thể lẻ cần lấy tròn bằng đường kính quy chuẩn sau đó tính lại áp suất cục bộ thật, điều chỉnh van khóa để cân bằng tốn thất áp lực

Nguyên tắc để tính nhánh phụ là: từ một điểm nút tốn thất áp suất trên các nhánh quy

về nó hoặc từ nó xuất phát đi đều bằng nhau Để dễ dàng trong việc chế tạo và lắp đặt đường ống, ta chế tạo các đoạn ống nối với miệng thổi có kính thước bằng nhau trên từng nhánh phụ

Kết quả tính thuỷ lực ống nhánh phụ hệ thống thổi Q1 ( bảng 3.3, phụ lục 2 )

Bảng 3 3 Kết quả tính thủy lực ống nhánh hệ thống thổi Q1

Kết quả tính thuỷ lực ống nhánh phụ hệ thống thổi Q2 ( bảng 3.4, phụ lục 2 )

Bảng 3 4 Kết quả tính thủy lực ống nhánh hệ thống thổi Q2

d) Sơ đồ không gian hệ thống thổi Q

Sơ đồ không gian hệ thống thổi Q ( hình 3.2, phụ lục 4 )

3.1.2 Chọn quạt thổi

Để chọn quạt ta dựa vào lưu lượng thổi và tổng tổn thất áp suất trên toàn hệ thống Lưu lượng thổi của quạt 1 là Q1= 24000 m3/h, lưu lượng thổi của quạt 2 là Q2= 29000

m3/h

Tổn thất áp suất trên đường ống thổi:

-Tổng tổn thất trên đường ống thổi tuyến chính quạt 1: ∆Pp1 = 106,83 (Kg/m2)

-Tổng tổn thất trên đường ống thổi tuyến chính quạt 2: ∆Pp2 = 150,22 (Kg/m2)

Tổng tổn thất áp lực toàn hệ thống của quạt 3 là:

Tra theo phụ lục 5 đường đặc tính của quạt trang 409 [ 4 ].

Bảng 3 5 Thông số cấu tạo quạt thổi

b6

c1 c2

Hình 3 2: Cấu tạo quạt ly tâm

3.1.3 Tính công suất động cơ

Công suất động cơ của quạt:

P L K

ηη

η

Trong đó:

- K: Hệ số dự trữ, K = 1,1 – 1,15, chọn K = 1,15

- η: Hiệu suất của quạt

- ηtrục: Hệ số kể đến tổn thất trong ổ trục, ổ bi, ηtrục = 0,95–0,97, chọn ηtruc = 0,96

- ηtrd: Hệ số truyền động giữa động cơ và quạt, ηtrd = 0,9 - 0,95, chọn ηtrđ = 0,9

L: Lưu lượng quạt, quạt 1 L = 24000 m3/h, quạt 2 L = 29000 m3/h

3.2.2 Lựa chọn thiết bị xử lý bụi

b)Thiết bị lọc bụi kiểu quán tính

Lợi dụng lực quán tính khi thay đổi chiều hướng để chuyển động để tách bụi ra khả dòng không khí

Ưu điểm: Tổn thất áp suất nhỏ, hiệu quả lọc cao 80 ÷ 98%, thiết bị dễ chế tạo, có thể thu được bụi có tính kết dính

Nhược điểm: Hiệu quả thấp với những hạt bụi có kích thước nhỏ hơn 20μm, chiếm diện tích khá lớn

c)Thiết bị lọc bụi kiểu ly tâm –xyclon

Dùng lực ly tâm để đẩy các hạt bụi ra xa tâm va chạm vào thành thiết bị, hạt bụi bị mấtđộng năng và rơi xuống đáy

Ưu điểm: Vốn thấp, ít phải bảo trì, thu bụi khô, ít chiếm diện tích

Nhược điểm: hiệu suất thấp với cở hạt bụi quá nhỏ 10μm, không thu được bụi có tính kết dính

d)Thiết bị lọc bụi bằng điện

Dưới tác dụng của điện trường với điện áp cao, các hạt bụi được tích điện và bị hút vào các bản cực khác dấu

Ưu điểm: Hiệu suất lọc cao tiết kiệm được năng lượng, ít phải bảo trì, xử lý với lưu lượng lớn

Nhược điểm: Vốn lớn, nhạy với thay đổi dòng khí, khó thu bụi với những điện trở khá lớn, chiếm diện tích lớn, dể gây cháy nổ

SVTH: Silibounyasane Mala GVHD: TS Nguyễn Đình Huấn 30

3.2.3 Chọn xyclon là thiết bị xử lý bụi kim loại

Dựa vào lưu lượng không khí cần lọc, hiệu quả lọc, tổn thất áp suất, diện tích và khônggian chiếm chỗ và giá thành thiết bị Hiện nay xyclon được chế tạo sẵn với nhiều kích thước và các thông số kỹ thuật quan trọng để đạc được những tính năng ưu việc

Vì đây là bụi kim loại có trọng lượng lớn nên chỉ cần dùng xyclon khô để lắng bụi Ta chọn loại xyclon khô LIOT 4 theo bảng 9.3 [ 4 ]

Bảng 3 6 Thông số kỹ thuật của Xyclon

Quạt hút

bụi Số hiệuxyclon (mm)D (mm)D Lưu lượng(m3/h)

Vận tốcvào, vk

(m/s)

Sức cảnthủy lực,(kG/m2)

a) Cấu tạo xyclon LIOT số hiệu 4

b) Nguyên lý hoạt động của cyclon

Không khí mang bụi vào được đưa vào phần trên của xyclon bằng ống số 3 lắp theo phương tiếp tuyến với vỏ ngoài hình trụ 1 của xyclon Nhờ thế dòng không khí sẽ

Hình 3 3: Cấu tạo Xyclon