Bài tập lớn thông gió

khí ngoài nhà Nhiệt độ của không khí ngoài trời thì luôn thay đổi theo từng tháng trong năm nhưng ta thường chọn giá trị trung bình cuả các tháng trong năm. Như ở nơi thiết kế thông gió là YÊN BáI thì nhiệt dộ này ta chọn là t=32,50C. Vậy thì từ các phân tích trên thì ta chọn các giá trị tính toán như sau: 5Nhiêt độ không khí ngoài trời : Mùa Đông :tng=13,10C Mùa Hè: tng=32,50C 5Nhiệt độ không khí trong nhà: Mùa Đông :tt=200C Mùa Hè: tt=34,50C c/ Tốc độ gió : Tra theo phụ lục 3 trang 305 sách nhiệt và khí hậu học kiến trúc thì ta có vận tốc gió ở YÊN BáI là: Tốc độ gió tb trong năm (m/s) Tốc độ gió tb của tháng lạnh nhất (m/s) Tốc độ gió tb của tháng nóng nhât (m/s) 1,6 1,4 1,5 Vậy thi ta có bảng thống kê số liệu tính toán nhu sau: Mùa Hè Mùa Đông tttt(0C) tttn(0C) Vg(m/s) tttt(0C) tttn(0C) Vg(m/s) 34,5 32,5 1,5 20 13,1 1,4 II/ Thông số tính toán nhiệt tổn thất qua KCBC. */Ta có công thức tính nhiệt tổn thất qua KCBC là: Q=k.F.t. (kcal/h) Trong đó: k – Hệ ssố truyền nhiệt của KCBC.kcal/m2h0C. F – Diên tích của KCBC, m2 t – Hiệu số nhiệt độ tính toán. 1/ Hiệu số nhiệt độ tính toán (t) Ta có công thức tính toán nhiệt độ tính toán : trong đó : là nhiệt độ tính toán không khí bên trong nhà. là nhiệt độ tính toán không khí bên ngoài nhà. : là hệ số kể đến vị trí của KCBC đối với không khí ngoài trời.(trong trường hợp này ta tính toán với tường và mái tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời lên hệ số ) 2/ Diện tích của KCBC. Cấu tạo cửa sổ: b x h = 0,8 x 1,4 (m x m) Cấu tạo cửa đi: b x h =2,4 x 3 (m x m) Cấu tạo cửa mái: b x h = 96 x 1 (m x m) Cấu tạo của nhà: qChiều dài: 96 m. qChiều rộng: 48 m. qChiều cao: 5 m Dựa vào mặt bằng thì ta có được diện tích của các kCBC như sau:đv: m2 Hướng Loại Đông Tây Bắc Nam Fcs 16 cửa 14 cửa 8 cửa 4 cửa Fcđ 0 2 cửa ra vào 2 cửa ra vào 1 cửa ra vào Ft 462,08 449,92 216,64 228,32 Fcm 0 0 0 Chú thích: Với Ft=Fcs - Fcđ, Và diện tích của mái là Fm=96 x 48 =4608 m2 Còn khi tính toán với nền thì ta chia nền ra làm 4 giải mỗi giả có bề rộng và bề ngang là 2m khi đó thì ta tính được diện tích của nền là:Fn=f1+f2+f3+f4(m2) f1=, f3= f2=, f4= Vậy thì ta có: Fn=576 + 528 + 496 + 3024 = 4624 m2 3/ Hệ số truyền nhiệt của KCBC.(k) Ta có: k=. Trong đó: là hệ số trao đổi nhiệt của bề mặt bên trong của KCBC.(kcal/m2h0C) là hệ số trao đổi nhiệt của bề mặt bên ngoài của KCBC. .(kcal/m2h0C) :là bề dày các lớp vật liệu trong KCBC. là hệ số dãn nhiệt trong mỗi lớp vật liệu.(tra Phụ lục 2 trang 377) h Hệ số trao đổi nhiệt bề mặt trong của KCBC(t) .(kcal/m2h0C) Ta thấy bề mặt trong của tường, sàn, trần là bề mặt nhẵn thì ta có t=7,5 hHệ số trao đổi nhiệt bề mặt trong của KCBC(n) .(kcal/m2h0C) Do bề mặt ngoài tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoàI lên ta chọnn=20 a/ Xác định hệ số k tính toán với tường. Tường cấu tạo bao gồm 3 lớp: Vữa trát mặt ngoài ,0,75.(kcal/m2h0C) Gạch đặc,0,7.(kcal/m2h0C) Vữa trát mặt trong ,0,6 (kcal/m2h0C) Vậy thì ta có: kt= b/ Hệ số k tính toán với cửa. Cấu tạo của ra vào là cửa một lớp kính khung thép thì ta có (kcal/m2h0C) Lên ta có: kcr=(kcal/m2h0C) ã Cấu tạo cửa sổ là cửa ssổ một lớp khính khung thép giống cửa đi lên ta cũng lấy kcr=kcs=5,32 (kcal/m2h0C) ã Còn với cửa mái thì ta có cấu tạo cửa mái giống như là cửa đi và cửa sổ túc là kcm=5,32 (kcal/m2h0C) c/ Hệ số k tính toán với mái Theo cấu tạo của nhà công nghiệp thì ta có cấu tạo mái là mái tôn màu thì ta có (kcal/m2h0C) km= (kcal/m2h0C) d/ Hệ số k tính toán với nền: Cấu tạo nền bao gồm : G Gạch mem. G Vữa xi măng. G Bê tông gạch vỡ. G Đất đầm chặt. Nhà phân xưởng với các thiết bị như là lò nung hay máy mài thì ta chọn nền này là nền không cách nhiệt và nhuệt vậy thì ta có các hệ số k với các giải như sau: Đối với dải 1: R1= 2,5 m2h0C/kcal ; k1 = 0,4 kcal/ m2h0C Đối với dải 2: R2= 5 m2h0C/kcal ; k2 = 0,2 kcal/ m2h0C Đối với dải 3: R3= 10 m2h0C/kcal ; k3 = 0,1 kcal/ m2h0C Đối với dải 4: R4= 16,7 m2h0C/kcal ; k4 = 0,06 kcal/ m2h0C Vậy ta có bảng tính hệ số k của các loại KCBC như sau: Hệ số kt kcs=kcđ=kcm km kn k (kcal/m2h0C) 1,82 5,32 5,45 Phụ thuộc vào từng giải III/ Tính toán nhiệt qua KCBC: a/ Mùa Đông : =20 – 13,1=6,90C Tổn thất Hướng Tổn thất nhiệt: (kcal/h) Qcs Qcđ Qt Qcm Đông 657,81 0 5802,80 5285,95 Tây 575,58 528,59 5650,10 Bắc 328,9 528,59 2720,56 Nam 164,45 264,29 2867,24 1726,74 1321,45 17040,7 5285,95 28374,84 Đối với mái thì ta có: Tổn thất nhiệt: Qm= Đối với nền thì ta có: Tổn thất nhiệt: Qn= Vậy thì ta có Qn= 3912,57 (kcal/h). Như vậy tổng tổn thất nhiệt qua KCBC của nhà vào mùa Đông sẽ là: b/ Mùa Hè : =34,5 – 32,5 =20C Khi biết tổn thất nhiệt vào mùa đông, ta có thể tính tổn thất nhiệt cho mùa hè bằng công thức hiệu chỉnh sau: , [kcal/h]. Trong đó: : lượng nhiệt tổn thất qua kết cấu vào mùa hè, [kcal/h] ,: hiệu số nhiệt độ tính toán vào mùa hè và mùa đông, [0C] = - =205,57.103 – 173,28384.103 = 32,287.103 kcal/h QHtt= Vậy tổng tổn thất nhiệt qua KCBC vào mùa Hè sẽ là: IV/ Tính toán rò gió qua các KCBC. Gió rò vào nhà qua các khe cửa thuộc phía đón gió và gió sẽ đi ra ở phía khuất gió. Khi gió vào nhà, trong nhà sẽ mất đi một lượng nhiệt để làm nóng lượng không khí lạnh đó từ tng tới tt. Lượng nhiệt tiêu hao để làm nóng không khí vào nhà được tính theo công thức sau: [Kcal/h] Trong đó: L: lưu lượng gió lùa vào nhà qua khe cửa: L=g.l.a [Kg/h] g: lượng không khí lọt vào trên 1m dài khe cửa cùng loại, [kg/mh] l: tổng chiều dài khe cửa đón gió, [m] a: hệ số phụ thuộc vào các loại cửa: + cửa sổ 1 lớp khung thép: a = 0,65 + cửa đi 1 lớp khung thép: a = 2 0,24: tỉ nhiệt của không khí, [kcal/kg0C] Ta chỉ tính tổn thất do rò gió qua cửa sổ và cửa đi còn cửa mái có nhiệm vụ thông gió tự nhiên nên không tính. 1/ Tính cho mùa Đông: Tháng lạnh nhất ta chọn là tháng 1, thì ta có vận tốc gió trong tháng lạnh nhất là với hướng gió là hướng Đông theo hình vẽ thiết kế( Tra bảng trong sách nhiệt & khí hậu học kiến trúc ). Tra bảng & nội suy trên 1 m chiều dài thì ta có:Lro=5,075 m3/h.m lưu lượng gió lùa vào trong nhà qua khe cửa trên 1 m chiều dài là: m3/h.m trên 1 m Tổng chiều dài các khe cửa của mặt tường hướng Đông với 16 cửa sổ là: l = 16 x (0,8 + 1,4) x 2 = 70,4 [m] Vậy thì ta có tổng lượng gió vào trong nhà qua khe cửa trên 70,4 m chiều dài là: m3/h.m Vậy ta có lương nhiệt do ro gió vào mùa Đông là: Qrògió=111,51 kcal/h 2/ Tính cho mùa Hè: Thì vận tốc của mùa Hè là v = 1,5 m/s . Tra bảng & nội suy trên 1 m chiều dài thì ta có:Lro(m3/h.m) lưu lượng gió lùa vào trong nhà qua khe cửa trên 1 m chiều dài là: Khi vận tốc gió v=1 m/s thì Lrp=4 m3/h.m Khi vận tốc gió v=2 m/s thì Lrp=6,5 m3/h.m Nội suy ta có: v=1,5Lro=5,25 m3/h.m Lưu lượng gió lùa vào trong nhà qua khe cửa trên 1 m chiều dài là: Lro=5,25 x 0,65 = 3,4125 m3/h.m Vậy thì ta có tổng lượng gió vào trong nhà qua khe cửa trên 70,4 m chiều dài là: m3/h.m Vậy ta có lương nhiệt do ro gió vào mùa Hè là: Qrògió=397,8 kcal/h V/ Tính toán toả nhiệt trong nhà sản xuất Các thiết bị toả nhiệt trong nhà bao gồm : Số liệu Tên thiết bị Kích thước (m) Nhiết độ làm việc (0C) Máy tiện 400 x 450 x 600 Máy mài số 1 400 x 600 x 600 Máy mài số 2 400 x 600 x 600 Bể nước nóng 600 x 800 x 1200 65(0C) Bể mạ 600 x 600 x 1200 70(0C) Lò sấy 600 x 800 x 1600 900(0C) Lò nung 800 x 1400 x 2600 1100(0C) 1/ Toả nhiệt do động cơ: trong đó: - N là công suất lắp đặt của động cơ điện, KW - K0là hệ số yêu cầu đối với động cơ điện - với : Hệ số hiệu dụng của động cơ điện. a – Hệ số hiệu chỉnh kể đến tải trọng làm việc của động cơ. Hay ta có thể tính toán lượng nhiệt toả ra từ các động cơ theo công thức : QĐC= (V - 1) Trong đó: - N : là công xuất của động cơ.W - : là hệ số sử dụng công xuất = 0,7 - 0,9. - : hệ số tải trọnglấy từ 0,5 – 0,8. - : hệ số làm việc đồng thời của động cơ từ 0,5 – 1. - : hệ số chuyển biến cơ năng thành nhiệt năng lấy từ 0,1 - 1. - : hiệu suất của động cơ điện tư 0,75 – 0,92. Xác định N: Từ bảng thống kê các thiết bị làm việc của nhà máy thì ta có được các số liệu sau: Máy mài số 1: N= 1,1 KW. Máy mài số 2: N= 1,1 KW. Máy tiện : N= 1,1 KW. Quạt mát di động : N =1,7 KW. Quạt làm mát : N = 3 KW. Quạt làm mát : N = 1 KW. Quạt làm cho bể mạ : N = 1 KW. Quạt làm cho lò sấy : N = 1,7 KW. Quạt làm cho lò nung: N = 3 KW. Quạt làm cho bể nước nóng : N = 1 KW. Vậy thì ta có tổng công xuất của các động cơ là:NĐC= 15,7 [Kw] theo công thức V-1 thì ta có: QĐC=W Hay QĐC=3,36 KW=2889,6 kcal/h. 2/ Toả nhiệt do người: Ta có thể tính toán lượng nhiệt này theo công thức sau: Qh=x n Trong đó: - hệ số0 kể đến cường độ làm việc trong trường hợp này ta lấy bằng1,15(đối với công việc nặng) - hệ số kể đén ảnh hưởng của quần áo n – là số người làm việc trong phòng.(n = 61 người) vk – vận tốc chuyển động của không khí trong phòng. tp – nhiệt độ không khí trong phòng. a/ Đối với mùa Hè thì ta có như sau: vk = 1,5 m/s =0,65 tp = 34,5 0C =1,15 Qh=1,15 . 0,65 . (2,5 + 10,3.).(35 – 34,5) x 61 Qh= 344,65 kcal/h b/ Đối với mùa Đông thì ta có như sau: vk = 1,4 m/s =0,4 tp = 20 0C =1,15 Qh=1,15 . 0,4 . (2,5 + 10,3.).(35 – 20) x 61 Qh= 6181,74 kcal/h 3/ Toả nhiệt do chiếu sáng: Khi tính toán nhiệt toả ra do chiếu sang thì ta tónh toán theo diệ tích phòng. Tức là ta có công thức sau QCS=a . F Trong đó : a – tiêu chuẩn thắp sáng. W/ m2 F – diện tích mặt sàn của phòng(lấy bằng diên tích nền) Tra bảng thì ta có được giá trị a. Với phân xưởng không xác định rõ số bóng đèn ta lấy a = 18 á 24 W/m2 sàn. Ta chọn a=20 W/m2 =20.10-3KW Diện tích F = Fn = 4624 m2 QCS=20.10-3 x 4624 = 92,46 KW QCS=79532,8 kcal/h 4/ Toả nhiệt từ sản phẩm của quá trình cháy: Lượng nhiệt toả ra do sản phẩm cháy được xác định bằng công thức: Trong đó: Qp – Nhiệt năng làm việc của nhiên liệu .kcal/h G – Lượng nhiên liệu tiêu thụ. Kg/h - Hệ số tính đến sự cháy không hoàn toàn lấy bằng 0,9 – 0,97 Nhiên liệu ta chọn đốt là khí than thì tra bảng 3 – 7 trang 95 sách kỹ thuật thông gió (GS Trần Ngọc Chấn) ta có được Qp=4200 kcal/kg Đồng thời ta chọn =0,9 Trong các loại thiết bị trong phân xưởng thì chỉ co 3 loại thiết bị sư dụng tới nhiên liệu đốt là:Bể nước nóng, lò sấy, lò nung Dựa vào công suất của loại thiết bị là:1200 kg/h và hiệu suất(90%=0.9) của quá trình làm việc thì ta có thể tính toán ra số sản phẩm của của từng loại thiết bị; và từ đó ta suy ra được số nhiên liệu cần được sử dụng Nhiên liệu làm tiêu thụ của bể nước nóng là G = 10,80 Kg/h Nhiên liệu làm tiêu thụ của lò sấy G = 10,80 Kg/h Nhiên liệu làm tiêu thụ của lò nung là G = 10,80Kg/h Vậy thì tổng nhiên liệu của 1 h làm viẹc là:33,4Kg/h Vậy ta có lượng nhiệt toả ra từ các sản phẩm cháy là: Q = 0,9 . 4200 . 32,4 = 122472 (kcal) ị Q = 122472 (kcal) 5/ Toả nhiệt trong qua trình làm nguội các sp nung nóng: Toả nhiệt này được tính theo công thức sau: q= [Cl(t1 - tnc) + r + Cr(tnc – t2)], kcal/kg Trong đó: Cl – Tỉ nhiệt của vật liệu ở thể lỏng, kcal/kg0C Cr - Tỉ nhiệt của vật liệu ở thể rắn, kcal/kg0C t1 – Nhiệt độ ban đàu của vật liệu trước khi bắt đầu nguội 0C tnc – Nhiệt độ nóng chảy cả vật liêu, 0C t2 – Nhiệt độ sau khi nguội, 0C r – nhiệt nóng chảy củavật liệu, kcal/kg Hoặc là ta có thể tính toán theo công thứ sau Q =c.( tđ - tc).G [kcal/h]. Trong đó: c: tỉ nhiệt của vật liệu, lấy đối với thép bằng 0,12 kcal/kg0C tđ : nhiệt độ ban đầu của vật liệu trước khi bắt đầu nguội, 0C tc : nhiệt độ sau khi nguội (lấy bằng nhiệt độ không khí trong nhà), G: trọng lượng vật liệu chuyển đến trong 1 giờ,kg/h Trọng lượng của vạt liệu tính toán dựa vào công suất của loại thiết bị và hiệu suất của nó.C/S = 1200 kg/h & H = 90% ị SL = 1200 . 0,9 = 1080(kg/h) Ta cần tính toán cho 2 mùa */ Mùa Đông : tc=13,10C Bể mạ: Q = 0,12.( 70 – 13,1).1080 = 7374 [kcal/kg] Lò sấy: Q = 0,12.( 900 – 13,1).1080 = 114942 [kcal/kg] Lò nung: Q = 0,12.( 1100 – 13,1).1080 = 140862 [kcal/kg] Bể nước nóng: Q = 0,12.( 65 – 13,1).1080 = 6726 [kcal/kg] Vậy thì tổng lượng nhiệt là:Q=SQi=269904 [kcal/kg] */ Mùa Hè : tc=200C Bể mạ: Q = 0,12.( 70 – 20).1080 = 6480 [kcal/kg] Lò sấy: Q = 0,12.( 900 – 20).1080 = 114048 [kcal/kg] Lò nung: Q = 0,12.( 1100 – 20).1080 = 139968 [kcal/kg] Bể nước nóng: Q = 0,12.( 65 – 20).1080 = 4536 [kcal/kg] Vậy thì tổng lượng nhiệt là:Q=SQi=265032 [kcal/kg] 6/ Toả nhiệt do các lò nung : Ta có cấu tạo của lò như sau: a x b x h = 800 x 12000 x 2600 mm Nhiệt độ cua lò nung: t = 11000C. Cấu tạo của của lò nung: +) chiều cao: 80 mm +) chiều rộng : 50 mm. a/ Toả nhiệt qua bề mặt xung quanh thành lò: Cấu tạo thành lò gồm 2 lớp: Lớp 1: Gạch chịu lửa: d1 = 480mm , kcal/m2h0C Lớp 2: Lớp cách nhiệt : d2 = 115 mm , kcal/m2h0C Nhiệt toả ra tính theo công thức: Q=k(t1 – t4)F Trong đó: k – Hệ số truyền nhiệt của thành lò: kcal/m2h0C F – Diện tích bề mặt xung quaynh của lò, m2 t1 – Nhiệt độ bên trong của lò nung, 0C t4 – Nhiệt độ không khí xung quanh, 0 J/ Xác định hệ số truyền nhiệt của thành lò (k): Hệ số truyền nhiệt k xác định theo công thức: kcal/m2h0C trong đó: : Hệ số trao đổi nhiệt trên bề mặt trong của cửa lò. : Hệ số trao đổi nhiệt trên bề mặt ngoài của cửa lò. - Nhiệt độ bên trong của thành lò là: tlò = t1= 1100 0C. - Nhiệt độ của vùng làm việc là: tvlv = t4= 23 0C. - Ta nhận nhiệt độ trên bề mặt bên trong của thành lò là: tbmt =t2= tlò – 50C = (1100-5)0C = 1095 0C. - Giả thiết: Nhiệt độ trên bề mặt ngoài của thành lò là: tbmn =t3= 150 0C - Xác định: theo công thức sau: =l(t3 – t4)0,25+ kcal/m2h0C Trong đó : l – là hệ số khích thước đặc trưng, phụ thuộc vào vị trí của thành lò(l=2,2) Cqd – Hệ số bức xạ nhiệt quy diễn,( Cqd=4,2 kcal/ m2hK4) Vậy thì ta có: =2,2(150 – 23)0,25+ = 15,43 kcal/m2h0C - Lượng nhiệt toả ra từ 1 m2 bề mặt bên ngoài của lò trong 1 giờ: q’1 = a4 (t3– t4), [kcal/ m2h] q’1 = 15,43 (150 – 23) q’1 = 1959,61 [kcal/ m2h] - Hệ số truyền nhiệt của bản thân thành lò (không kể sức cản trao đổi nhiệt bề mặt) k1= [kcal/ m2h] - Lượng nhiệt xuyên qua 1 m2 thành lò: q’’1 = k1 (t2– t3), [kcal/ m2h] q’’1 = 0,9 (1095– 150) q’’1 =850,5 [kcal/ m2h] Nhận xét : ta thấy rằng hai giá trị q không bằng nhau có nghĩa là giá trị t3 ta chọn chưa đúng. Vì vậy ta phải chọn lại. Giả thiết lại t3: ta thấy giá trị q’ > q” lên giá trị t chon ban đầu cao hon giá trị nhiệt độ thực lần này ta chọn t3=1250C lúc này thi ta có: =2,2(125 – 23)0,25+ = 14,16 kcal/m2h0C & q’2 = 14,16(125 – 23) q’2 =1444,32 [kcal/ m2h] Hệ số k1 không thay đổi nên ta có : q’’2 = 0,9 (1095– 125)=873[kcal/ m2h] Lần hai này thi ta cũng thấy hai giá trị q cũng không bằng nhau, để đơn giản hơn thì ta lập đồ thị như sau: từ đồ thị này ta chọn đuợc giá trị t3=980C và giá trị q = 897 kcal/ m2h Ta kiểm tra lại giá trị đã chọn: =2,2(98 – 23)0,25+ = 6,47 + 6,31 = 12,78 kcal/m2h0C q’=12,78(98 - 23) q’=958,5 kcal/m2h0C Trong đó lượng nhiệt toả ra bằng đối lưu là: qđl=6,47(98 - 23) = 485,25 kcal/m2h0C Và bức xạ là: qbx=6,31 (98 - 23) = 47,25 kcal/m2h0C q”=0,9(1095 - 98)=897,3 kcal/m2h0C Ta nhận thấy hai giá tri q không sai lệch nhau nhiều vào khoảng 6 % như vậy có thể chấp nhận được và giá trị nhiệt trung bình là: q = kcal/m2h0C J/ Xác định diện tích truyền nhiệt(F): lò nung đã cho với kích thước: 800 x 1400 x 2600 mm thì ta có diện tích chung là: F= (0,8 x 2,6 +1,4 x 2,6 ) x 2 - Fc với Fc – là diện tích cửa lò Fc= 0,8 x 0,5 = 0,4 m2 F=5,72 – 0,4 = 5,32 m2 Vậy ta có Lượng Nhiệt toả ra do tất cả bề mặt của thành lò là: Q= q x F=928 x 5,32 = 4936,96 kcal/h Kết luận: Nhiệt toả ra từ thành lò nung là: Qt=4936,96 kcal/h b/ Toả nhiệt qua nóc lò: Ta chấp nhận cấu tạo của lóc lò cũng giông như cua thành lò và việc tính toán cũng toả nhiệt qua lóc lò cũng giống như đối với thành lò, nhưng toả nhiệt qua lóc lò lại toả nhiệt mạnh hơn và ta lấy xấp xỉ 1,3 lần tức là Qn=1,3 x Qt=1,3 x 4936,96 = 6418,048 kcal/h c/ Toả nhiệt khi mở của lò: Để tính toán đơn giản thì ta tiếp nhận rằng lượng nhiệt qua cửa lò lúc mơ cửa chính là lượng nhiệt bức xạ qua cửa tương ứng với bức xạ của vật đen tuyệt đối và bằng: qbx=c0 kcal/m2h Trong đó: TL – nhiệt độ tuyệt đối trong lò, Tbm – nhiệt độ tuyệt đối các bề mặt đối diện với cửa lò, c0 – hệ số bức xạ quy diễn lấy bằng hệ số bức xạ của vật đen tuyệt đối c0=4,96 W/m2 nhưng trong công thức trên thì giá trị Tbmbé hơn nhiều so với TL lên ta có thể bỏ qua gía trị này khi tính toán tức là ta có: qbx=4,96 Giá trị này ta có thể tr ở đồ thị 3.16 SGK trang101 thì tương ứng với giá trị nhiệt độ là t = 1100 thì ta có q = 18000 kcal/m2h Lỗ cửa trong từng lò có chiều dày nhất định tạo ra như một đường mương có tác dụng giảm bớt bức xạ ra ngoài và goi là nhiễu xạ. Lượng nhiệt bức xạ có thẻ tính theo biểu thức : Qbx= qbx . knx . a .b Trong đó : a,b – là chiều cao và chiều rộng của cửa lò knx – hệ số nhiễu xạ của cửa lò. Được xác định như sau: knx=với k1, k2 tra ở bảng 3.17 SGK trang 101 Với bề dày thành lò tại vị trí cửa lò là:=0,48 +0,115 = 0,595 Và với a x b = 0,8 x 0,5 thì ta có tỉ só sau: tra bảng ta có được k1 = 0,63, k2=0,55 knx= Với thời gian một lần mở cửa lò là 10’ thì ta có Lượng nhiệt toả ra tính đều trong 1 giờ là: Qbx= 18000.0,59.0,8.0,5.=566,4 kcal/hQbx=566,4 kcal/h Vậy nhiệt toả ra khi mở cửa lò là: Qbx=566,4 kcal/h d/ Toả nhiệt do bản thân cánh cửa lò: Cấu tạo của cửa lò gồm hai lớp : Lớp chịu lực bằng gang với Lớp gạnh chịu lửa dày 0,12 m Và có khích thước là: 0,5 x 0,8 m Thì việc tính toán nhiệt toả ra từ bản thân cửa lò cũng giông như tính toán với thành lò. Ta giả thiết nhiệt độ trên bề mặt lớp gạch chịu lửa st với gang là 3000C , xác định hệ số dẫn nhiệt. Hệ số dẫn nhiệt của gạch chịu lửa phụ thuộc vào nhiệt độ: Khi t = 1200 kcal/mh0C Khi t = 300 kcal/mh0C Nên ta có giá trị dẫn nhiệt của gạch chịu lửa là: Đối với gang thì khi nhiệt độ t = 300 thì ta có : Vậy thì hệ số truyền nhiệt k của bản than cánh cửa là: k1= kcal/m2h0C Lượng nhiệt xuyên qua cánh cửa lò là: Q’=8,56(1100 - 300). 0,5 . 0,8 = 1712 kcal/h Nhiệt toả ra từ mặt ngoài củacửa lò là: Q”={2,2(300 –23)0,25+}.0,5.0,8 x x(300-23) Q”=2396,2 kcal/h ta thấy hai giá trị q này không bằng nhau lẽ ra thf ta phải giả thiế lại giá trị t3 để tính lại nhưng do quá trình làm đã làm với toả nhiệt thành lò rồi lên để đơn giản thì ta lấy giá trị trung bình: QTB= kcal/h Vậy lượng nhiệt toả ra do bản thân cửa lò là: Q = 2054,1 kcal/h e/ Lượng nhiệt truyền qua đáy lò: Được xác định theo công thức sau: Trong đó: m – Phần nhiệt qua đáy lò đi vào phòng lấy từ 0,5 – 0,7 Fd – diện tích đáy lòm2 D – bề rộng đáy hay đường khích đáy - hệ số dẫn nhiệt qua đáy lò - là nhiệt độ bề mặt trong của lò và nhiệt độ xung quanh lò - hệ số kể đến hình dạng của đáy lò: =3,6 do đáy lò có dạng hình chữ nhật Vậy thì ta có nhiệt ruyền qua đáy lò là: Diên tích đáy lò: Fd= 0,8 x 1,4 m2 Fd= 1,12 m2 Vậy ta có nhiệt truyền qua đáy lò là: Kết luận: Ta có tổng nhiệt lương toả ra do lò nung là:QLò = QLò= Qthành lò+Qnóc lò+Qtoả khi mở cửa+Qbản thân cửa lò QLò= 4936,96 + 6418,048 + 566,4 + 2054,1 QLò=13975.5 [kcal/h] Ta có thể tính toả nhiệt cho các lò nung 2 bằng cách hiệu chỉnh theo lượng nhiệt toả của lò nung 1 theo công thức: Trong đó: V1=0,8.1,4.2,6=2,912[m3] Vi : thể tích lò thứ i [m3] DtVới tt=200C Lò sấy có nhiệt độ là 900 0C kích thước 0,6.0,8.1,6 toả ra một lượng nhiệt là: [kcal/h] Bể nước nóng có nhiệt độ là 650C kích thước 0,6.0,8.1,2 toả ra một lượng nhiệt là: [kcal/h] Bể mạ có nhiệt độ là 700C kích thước 0,6.0,8.1,2 toả ra một lượng nhiệt là: [kcal/h] VI/ Tính toán nhiệt bức xạ mặt trời xuyên qua KCBC vào nhà: 1/ Tính toán nhiệt bức xạ qua cửa kính. Lượng nhiệt truyền vao nhà qua cửa kính ào nhà có thể tinh theo công thức sau: kcal/h Trong đó: Fkính: là diện tích của kính chịu bức xạ của mặt trời.m2 qbx: là cường độ bức xạ của mặt trời trên mặt phẳng chịu bức xạ tại thời điểm tính toán, kcal/m2h. t1,t2,t3,t4: là hệ số kể đến độ trong suốt của kính, độ bẩn của kính, mức độ che khuất bởi cánh cửa và bởi các hệ thông che nắng. Xác định các hệ số trên. Diện tích của kính chính bằng diện tích của các cửa kể cả cửa đi, vì vậy ta có Fkính=Fcửa sổ+Fcửa đi=17,92+15,68+14,4=48m2. qbx:cường độ bức xạ của mặt trời trên mặt phẳng chịu bức xạ của mặt trời qbx = 114 kcal/m2h Chọn: t1= 0,9 Do cửa kinh là cửa kính một lớp. t2 mặt kính đứng 1 lớp t2 = 0,80 t3 = 0,8 cửa sổ 1 lớp kính thẳng đứng khung thép t3 = 0,75 á 0,79 t4= 0,7 kính sơn trắng đục t4= 0,65 á 0,80 Vậy thì ta có kcal/h 2/ Tính toán nhiệt bức xạ qua mái hoặc tường. kcal/h. Trong đó: : bức xạ mặt trời do chênh lệch nhiệt độ, kcal/h. : bức xạ mặt trời do dao động nhiệt độ, kcal/h. *) Bức xạ mặt trời do chênh lệch nhiệt độ : Dưới tác dụng của bức xạ mặt trời, nhiệt độ mặt ngoài của kết cấu bao che tăng cao. Ta thay thế cường độ bức xạ bằng một trị số nhiệt độ tương đương ttđ của không khí bên ngoài: ttđ = 0C. : cường độ bức xạ trung bình trên mặt phẳng kết cấu, kcal/m2h an : hệ số trao đổi nhiệt trên bề mặt ngoài của kết cấu bao che, kcal/m2h0C r : hệ số hấp thụ bức xạ của bề mặt kết cấu bao che (tôn sáng màu r = 0,8). Trực xạ trên mặt bằng tháng 6 = 5378 kcal/m2h đ kcal/m2h đ ttđ = 0C. Nhiệt độ tổng của không khí bên ngoài: ttg = tn + ttd. tn: nhiệt độ trung bình của tháng nóng nhất đại diện cho mùa hè đ tn = 34,5 0C (tháng 7). đ ttg = 32,5 + 8,963 = 41,46 0C. đ Bức xạ mặt trời do chênh lệch nhiệt độ: = kmái.Fmái.Y.( ttg - tttt ), kcal/h. = 5,45 x 4608 x 1 x (41,46 – 34,5) = 174866 kcal/h. *) Bức xạ mặt trời do dao động nhiệt độ: Để xác định biên độ dao động của nhiệt độ tổng ta phải xem xét biên độ của nhiệt độ tương đương do bức xạ gây ra và biên độ của nhiệt độ không khí ngoài trời. Biên độ dao động của cường độ bức xạ có thể xác định như hiệu số giữa cường độ cực đại và cường độ trung bình trong ngày đêm (24h): 0C. = 723 kcal/m2h vào lúc 12 giờ đ Aq = 723 – 224,083 = 499 0C. ứng với biên độ dao động này, nhiệt độ tương đương sẽ có biên độ dao động là: == = 20 0C. Nhiệt độ không khí bên ngoài cũng dao động theo thời gian với chu kì 24 giờ với biên độ là: : nhiệt độ trung bình đo lúc 13 giờ của tháng nóng nhất, đó cũng chính là nhiệt độ cao nhất trung bình của tháng nóng nhất. = 32.5 0C. : nhiệt độ trung bình tháng của tháng nóng nhất = 27 0C. đ = 32,5 – 27= 5,5 0C. Biên độ dao động của nhiệt độ tổng: = (+)Y Y: hệ số phụ thuộc vào độ lệch pha DZ và tỉ số giữa biên độ dao động nhiệt độ tương đương và nhiệt độ bên ngoài. Nhiệt độ không khí cực đại vào 15 giờ đ DZ = 15 – 12 = 3 đ Y = 0,96. Biên độ dao động của không khí bên trong nhà: = n: hệ số tắt dần Do mái làm bằng lớp tôn rất mỏngđ n = 1. đ = 0C. đ = 24,48 x 4608 x 7,5 = 846028,8 kcal/h đ = 846028,8 + 174866 = 1020895 kcal/h. Qbức xạmái = 1020895 (kcal/h) Bảng 5: Thu nhiệt do bức xạ mặt trời: Qbức xạkính (kcal/h) Qbức xạmái (kcal/h) bức xạ (kcal/h) 2206,31 1020895 1023101 Ta có bảng tổng hợp nhiệt toả ra từ các hệ thống như sau: Mùa Đông Mùa Hè Nhiệt lượng tổn thất Kết cấu 205.57 93658.55 Rò gió 111.51 397.8 Lượng nhiệt toả Động cơ 2889.6 2889.6 Do người 6181.75 344.65 Chiếu sáng 79532.8 79532.8 Toả do cháy sp 269904 265032 Lò nung 13975.5 13975.5 Bể mạ 96 96 Bể nươc nóng 86.4 86.4 Lò Sấy 2252.6 2252.6 Lượng nhiệt thu Bức xạ mặt trời qua kính 2206.31 2206.31 Bức xạ mặt trời qua tường 174866 174866 Bức xạ mặt trời qua mái 1020895 1020895 Lượng nhiệt thừa 1493035 1392825 VII/ Tính tổn thất cụa bộ. 1/ Lưu lượng khử bốc hơi của những chất dung môi và chất sơn tính cho bể mạ. Lượng hơi trung bình bốc từ bề mặt của vật liệu có quýet sơn và chất dung môi được xác định theo công thức: Trong đó: A: lượng tiêu thụ chất son hoặc chất dung môi trên 1 m2bề mặt vật liệu m: Hàm lượng chất bay hơi tong các chất sơn hoặc chất dung môi bay ra trong các qua trình khô của vật liệu. F: bề mặt bốc hơi Z: thời gian bốc hơi. Đối với các phân xưởng thì ta có công thúc tính sau. Trong đó; a: Năng suất trung bình của một công nhân(chọn bằng50 m2/h) n: số công nhân( 8người) Tra bảng trang 219 sách thông gió thì ta có được giá trị A= 180g/cm2 và m=75% thay số vào công thức trên ta có g==54000 (g/h) = 54kg/h Và ta có lưu lượng khử lượng hơi nay là: L=(m3/h) Trong đó : g – là lượng chất độc hại tảo ra trong phòng(g/h) yc: nồng độ cho phép của chất độc hại có trong phòng,(g/m3) lấy bằng 3 g/m3) yo: nồng độ chất độc hại có trong kk thổi vào trong phòng,(g/m3) lấy bằng 0,5 g/m3 ị L==21600(m3/h) L=21600(m3/h) 2/ lưu lương khử sản phẩm cháy thải ra trong qua trình đốt nhiên liệu Lượng CO2thải ra trong quá trình đốt nhiên liệu(nhiên liệu chọn đốt là Than đá)Thì lượng sản phẩm cháy tạo ra là: Ga=Gs + (a - 1)Gk. Chọn a=1,4 và các giá trị còn lai tra bảng7 – 3 trang 221 thì ta cót ổng lượng than dùng trong 1 h là 33,4Kg/h nên lượng CO2 thải ra khi đốt than là: G = 33,4 .Ga=33,4[10+(1,4 - 1) 9] ị G = 454,24 m3/h Nên ta có lưu lượng thông gió khử CO2 là: L= Trong đó: G – là lượng chất độc hại tảo ra trong phòng(g/h) yc: nồng độ cho phép của chất độc hại có trong phòng,(g/m3) lấy bằng 3 g/m3) yo: nồng độ chất độc hại có trong kk thổi vào trong phòng,(g/m3) lấy bằng 0,5 g/m3 Thay số ta có: L==182 (kg/h) L=182 (kg/h) 3/ lưu lương khử hơi nước bốc lên từ bề mặt thoáng của bể chứa tính cho bể nước nóng. Lượng bốc hơi này được xác định theo công thức: Ghn=(a + 0,0174.v)(p2 – p1).F kg/h Trong đó: a – Thông số chuyển động đối lưu của không khí xung quanh ứng với nhiệt độ trong phòng từ 15 á 30 0C thì lấy theo bảng 7 –5 trang 225 sách thông gió.nội suy ứng với nhiệt đọ của nước nóng t=650C thì ta có a = 0,039. v – vận tốc chuyển động của không khí bên trong bề mặt thoáng, m/s.lấy bằng vận tốc trong phòng v =1,4m/s. P1: áp xuất riêng của hơi nước bên trong không khí xung quanh, mmHg. P1: áp xuất riêng của hơi nước bão hoà ứng với nhiệt độ bề mặt thoáng, mmHg. F – diện tich mặt thoáng, m2.lấy bằng diện tích của nền F =4608m2. a/ Tính toán cho mùa Đông: Khi đó tt=200C tra biểu đồ I - d với độ ẩm j = 80 % thì ta có được giá trị áp xuất p1ằ720mmHg và p2=700mmHg Vậy thì ta thay số vào công thức thì ta có ; Ghn=(0,039 + 0,0174.1,4)(720 – 700).4608 kg/h Ghn=5840 kg/h Vậy thì lưu lượng khử lượng hơi nước này được xác định thưo công thức sau; L=(kg/h) Trong đó: Ghn: là lượng hơi nước tỏa ra trong phòng(Ghn=20437,4 kg/h) dmax: là dung ẩm cực đại cho phép của kk ở trong phòng lấy bằng dung ẩm của nhiệt độ trong nhà t=200C ị d=11,7g/kg d0: là dung ẩm của kk thổi vào trong phòng, chính là dung ẩm của kk xung quanh (nhiệt độ kk ngoài nhà t = 13,10C)và bằng d =9,2g/kg ị L==2336(kg/h) L=2336 (kg/h) b/ Tính toán cho mùa Hè: Khi đó tt=34,50C tra biểu đồ I - d với độ ẩm j = 90 % thì ta có được giá trị áp xuất p1ằ780mmHg và p2ằ776mmHg Vậy thì ta thay số vào công thức thì ta có ; Ghn=(0,039 + 0,0174.1,4)(780 – 776).4608 kg/h Ghn=1168,8 kg/h Vậy thì lưu lượng khử lượng hơi nước này được xác định thưo công thức sau; L=(kg/h) Trong đó: Ghn: là lượng hơi nước tỏa ra trong phòng(Ghn=20437,4 kg/h) dmax: là dung ẩm cực đại cho phép của kk ở trong phòng lấy bằng dung ẩm của nhiệt độ trong nhà t=34,50C ị d=33g/kg d0: là dung ẩm của kk thổi vào trong phòng, chính là dung ẩm của kk xung quanh (nhiệt độ kk ngoài nhà t = 32,5)và bằng d =30/kg ị L==389,6(kg/h) L=389,6(kg/h) 3/ lưu lượng không khí khử nhiệt thừa: Công thức tính toán lưu lượng thông gió khử nhiệt thừa: L=Kg/h Trong đó: Q: là lượng nhiệt thừa ở trong phòng, kcal/h. IR: là nhiệt dung kk hút ra, kcal/kg. IV: là nhiệt dung kk thổi vào, kcal/kg. Theo trên ta có Q=1493035kcal/h. Nhưng trong nhà không có sư toả ẩm thì ta tính theo công thức sau: L= Kg/h Trong đó: 0,24: là tỷ nhiệt của kk tR: nhiệt độ của kk hút ra.lấy bằng tR = ttr=tn+2,50C tv: nhiệt độ không khí đi vào, lấy bằng nhiệt đô kk bên ngoài nhà, tv=tn Tính toán cho mùa Hè: Q=1493035kcal/h. tR = ttr= 34,5 tv=tn=20 ị L==397685 Kg/h Tính toán cho mùa Đông: Q=1493035kcal/h. tR = ttr= 34,5 tv=tn=32,5 ị L==429033 Kg/h 4/ lưu lượng theo bội số trao đổi không khí : Ta có công thức tính toán theo bội số trao đổi không khí là: L = m .V Tra bảng tính toán sgk trang 54 - 55 thì ta chọn: L=75 m3/h cho một xí và một tiểu Ta chọn giá trị tính toán Lmax=429033 Kg/h để làm giá trị tính toán. IX/ Tính toán thuỷ lực của hệ thống. 1/ Hệ thống thông gió chung. Chọn Lmax=429033 Kg/h = 430.103 =14794m3/h =14,794.103 m3/h để làm giá trị tính toán. Và ta có sơ đồ hệ thông như sau: Với 6 nhánh tức là có 12 nhánh phụ ra để hut. 2/ Hệ thống thông gió cục bộ. a/ Hút trên thành bể chứa: lưu lượng toả raL=21600(m3/h) Hút bằng quạt thì áp suất của ._.