Xác định kích thước cơ bản của nôi hình lò

XAÙC ÑÒNH KÍCH THÖÔÙC CÔ BAÛN CUÛA NOÂI HÌNH LOØ 1. Xaùc ñònh kích thöôùc loø ñöùng: Chieàu cao coät lieäu: H = 3m. Ñöôøng kính trong phaàn thaân ñöùng: D1 = 1.000 (mm). Töôøng loø (phaàn thaân ñöùng): + Töôøng loø goàm 2 lôùp: lôùp thöù nhaát xaây baèng gaïch cao nhoâm, xaây naèm lôùp naøy daøy 230 (mm). Hình : + Lôùp thöù 2 xaây baèng gaïch Samot, lôùp naøy daøy 113mm, xaây nghieâng. + Giöõa 2 lôùp naøy coù 1 khe hôû daøy 50 (mm). Khi töø quaït caáp gioù luoàn qua khe hôû naøy ñöôïc khí loø nung noùng vaø caáp cho boùt ñoát. * Töø naép buoàng naáu chaûy leân ñeán vò trí laáy gioù: H1 = 1.200 (mm). ÔÛ phaàn naøy ñöôïc xaây baèng 3 lôùp: Hình : Lôùp thöù nhaát xaây baèng gaïch cao nhoâm daøy d1 = 230, lôùp gaïch naøy xaây naèm. Lôùp thöù 2 xaây baèng gaïch Samot boït, lôùp naøy xaây nghieâng: coù chieàu daøy d2 = 113 (mm) Giöõa 2 lôùp naøy coù maïch hoà daøy 2 (mm). Lôùp thöù 3 xaây baèng gaïch diatonit. Lôùp naøy daøy d3 = 65. * Töø saøn thao taùc leân cao 1800 laø vò trí ñaët buoàng naáu chaûy: Buoàng naáu chaûy thoâng vôùi coät lieäu ñöùng vaø ñöôïc môû roäng theâm chieàu daøi: Hình : + Buoàng coù chieàu roäng B = 1500 + Chieàu cao 18.000: trong ñoù möïc nhoâm loûng saâu 600mm, phaàn khoâng gian loø: 1200. + Chieàu daøi beå tính luoân phaàn thoâng vôùi coät lieäu L = 3000. Trong ñoù: Naép treân buoàng loø: daøy 300 xaây baèng 3 lôùp gaïch: + Lôùp thöù 1: Gaïch cao nhoâm daøy 230 (mm). + Lôùp thöù 2: Xaây baèng gaïch Samot daøy 65mm. + Lôùp thöù 3: Xaây baèng gaïch Diotonit daøy 113 (mm) Phaàn töôøng loø cuûa buoàng naáu chaûy xaây nhö phaàn thaân ñöùng phía treân. Ñaùy loø xaây baèng 3 lôùp gaïch. + Lôùp thöù nhaát: gaïch cao nhoâm xaây ñöùng coù chieàu daøy d1 = 230. + Lôùp thöù hai: laø gaïch Samot boït daøy d2 = 230 xaây döïng. + Lôùp thöù ba: laø gaïch Diatonit daøy d3 = 170mm. + Cuoái cuøng laø lôùp theùp taám daøy d4 = 120mm. Ñaùy loø ñöôïc ñaàm neän baèng 1 lôùp boät Croâm – Magieâ daøy 60mm. 2. Xaùc ñònh kích thöôùc noäi hình loø giöõ nhieät: Naêng suaát saûn xuaát laø 4 taán/h. Loø giöõ nhieät ñöôïc thieát keá vôùi naêng suaát 8 taán. Khoái löôïng rieâng cuûa nhoâm loûng: ¦ = 2,35 g/cm3. ¦ = 2,38. 106 g/ 106 cm3 = 2,38 taán/1m3. => Theå tích nhoâm loûng trong loø: V = = 3 m3 Do nhieät ñoä nhoâm loûng giaûm raát maïnh töø beà maët xuoáng ñaùy nhoâm neân choïn möïc nhoâm loûng H1 = 3500. Chieàu daøi khoâng gian beân trong loø L = 3000 => Chieàu roäng loø ñeå cung caáp ñuû nhoâm loûng theo naêng suaát: B = = = 2,8 (m) = 2800 (mm) Chieàu cao phía treân maët thoaùng kim loaïi: 0,6m. Loø giöõ nhieät coù caùc kích thöôùc theå xaây nhö sau: * Töôøng loø xaây baèng 3 lôùp gaïch: Lôùp trong cuøng xaây baèng gaïch cao nhoâm, xaây naèm, lôùp naøy coù chieàu daøy d1 = 230. Lôùp thöù 2 laø lôùp gaïch Samot boït coù chieàu daøy 113 (mm), lôùp naøy xaây nghieâng. Lôùp thöù 3 laø gaïch ñiatonit daøy 65mm, lôùp naøy xaây ñöùng. * Ñaùy loø cuõng xaây baèng 3 lôùp gaïch: Lôùp tieáp xuùc vôùi kim loaïi loûng xaây baèng gaïch cao nhoâm, xaây ñöùng, lôùp naøy daøy d1 = 230. Lôùp thöù 2 laø gaïch Samot boït, lôùp naøy cuõng xaây ñöùng, daøy d2 = 230. Lôùp thöù 3 laø gaïch ñiatonit daøy 65mm lôùp naøy xaây naèm. Ñaùy loø ñöôïc xöû lyù baèng boä ñaàm loø. * Noùc loùc: goàm 3 lôùp Lôùp thöù nhaát xaây gaïch cao nhoâm daøy d1 = 230 (mm). Lôùp thöù 2 xaây gaïch Samot boït, lôùp naøy daøy 65 (mm). Lôùp thöù 3 xaây gaïch diatonit lôùp naøy daøy 100 (mm). Treân cuøng phuû 1 lôùp boâng thuûy tinh daøy 60mm. => Toång chieàu daøy noùc loø: d = 230 + 65 + 100 + 60 = 550 (mm). 3. Choïn kích thöôùc cöûa: a. Cöûa loø naáu chaûy: Loø naáu chaûy boá trí 1 cöûa, cöûa naøy ñeå caøo xæ vaù, ñeå chui vaøo khi caàn vaù, söûa loø. Cöûa naøy choïn kích thöôùc vöøa ñuû ñeå thao taùc. Choïn kích thöôùc cöûa theo baûng 4-12 [1]. Trang 201. B = 470 (mm) H = 400 (mm) f = 60 (mm) r = 5 (mm) Hình : b. Cöûa loø giöõ nhieät: Caàn coù kích thöôùc lôùn hôn ñeå caøo xæ, tinh luyeän vaø cho phoái lieäu. Hình : Ta choïn: B = 700 H = 800 t = 95 r = 5 1. Tính toaùn loø ñöùng. 1. Tính toaùn chieàu cao coät lieäu. Chieàu cao coät lieäu ñöôïc tính toaùn sao cho vôùi thôøi gian löu lieäu trong loø thì nhieät ñoä lieäu tv gaàn baèng 95% - 98% nhieät ñoä khoùi loø. Löïa choïn ñöôøng kính coät ñöùng: 1m. Ñöôøng kính cuûa phaàn thaân ñöùng phaûi lôùn hôn kích thöôùc phoâi, thoûi nhoâm cho vaøo. Kích thöôùc cuûa thoûi nhoâm cho vaøo: 600mm. Lieäu cho vaøo laø nhoâm thoûi thuoäc loaïi vaät lieäu daøy. => Heä soá trao ñoåi nhieät theå tích: 2v = A1T0,3 W00,9 . W/m2 ñoä + A1 : heä soá thöïc nghieäm » 90 (baûng tra [1], Tr68) (Hieäu laø daøy vì ¹ 0 l: heä soá daãn nhieät cuûa Al: l = 185 w (m.k), R: baùn kính haït lieäu (m) + J : nhieät ñoä cuûa vaät lieäu = 400oC + 273 = 673K. + ¦: ñoä roãng cuûa lôùp lieäu ¦ = 0 : -1. Vôùi lieäu trong loø ñöùng laø chaët => Choïn ¦ = 0,2. + d: ñöôøng kính haït lieäu, m d » 150 (mm) » 0,15m vì phoâi coù chieàu daøy khoaûng 150mm. + W0 : toác ñoä khí ôû ñieàu kieän tieâu chuaån vaø coi loø laø hoaøn toaøn roãng (m/s) W0 = 2 m/s. => aV = W/m3 ñoä = 23731,2 » 23,7 kw/m3 ñoä * Ñöông löôïng nhieät cuûa khí (KJ/ñoä) wK = GK . Cv GK : khoái löôïng khí vaøo loø: kg/s. GK = W0 . S. ¦K = w0 Vôùi D laø ñöôøng kính mieäng loø: D = 1m ¦K : khoái löôïng rieâng cuûa khoâng khí ôû 400oC. ¦k = 0,524 kg/m3 => GK = = 0,82 (kg/s). CK = nhieät dung rieâng trung bình cuûa khí loø ôû 400oC. (k = 0,275 kcal kgoC = 1,15 kJ/kgoC) => WK = GK . CK = 2,05 x 1,15 = 0,9464 kJ/ñoä. * Ñöông löôïng nhieät cuûa nhoâm thoûi: Wv = Gv . Cv Vôùi Gv : khoái löôïng lieäu cho vaøo loø kg/s Cv : nhieät dung rieâng trung bình cuûa lieäu Kj/kg ñoä. Ta coù: vôùi naêng suaát 4 taán/1h => Gv = = 1,11 kg/s. Cv » 0,9 Kj/kg ñoä. => Wv = 1,11 x 0,9 = 1 kJ/ñoä. => WK < Wv Neân keát thuùc quaù trình trao ñoåi nhieät tv1 » tv2 neân vieäc taän duïng nhieät laø toát. * Toác ñoä dòch chuyeån lieäu trong loø ñöùng: p (m/s) Vôùi naêng suaát naáu chaûy: 4 taán/h. => Gv = 1,1 kg/s Xem nhö lieäu chaát ñaày, chaët trong loø. Ta coù: ¦Al V = 1,1 vôùi khoái löôïng rieâng Al ¦Al (400oC) = 2.380 kg/m3 => V = = 4,62 . 10-4 (m3/s) => V = p. => p = = 5,88 . 10-4 (m/s) * Khoái löôïng rieâng cuûa ñoáng lieäu: kg/m3 ¦v = = 2340 kg/m3. (Trong ñoù: V laø theå tích cuûa 1 kg lieäu trong loø » 4,7.10-4 m3) Theo coâng thöùc L-71 [1] => H = (m) => H1 = = 2,45 (m) 2. Tính toaùn kích thöôùc, caáu taïo cô baûn cuûa loø buoàng ñöùng: 1. Xaùc ñònh chieàu cao toång coäng: Vôùi chieàu cao tính toaùn H = 2,45 (m), ñaây laø chieàu cao döï tröõ cuûa coät lieäu, vôùi chieàu cao naøy lieäu ñöôïc nung noùng bôûi khí laø coù hieäu quaû nhaát. Chieàu cao cuûa buoàng naáu chaûy tính töø ñaùy (saøn beâtoâng) leân. H = 2m. Chieàu cao phía treân mieäng loø: 0,55 (m). Vaäy chieàu cao toång coäng: åH = 2,45 + 2 + 0,55 = 5 (m) 2. Xaùc ñònh caùc voøng cuûa loø: Loø buoàng ñöùng ñöôïc chia laøm 3 vuøng: Vuøng 1: töø mieäng loø xuoáng döôùi khoaûng 1,2m; ôû vuøng naøy lieäu ñöôïc saáy vaø nung noùng, cöôøng ñoä trao ñoåi nhieät cao. Vuøng 2: ôû vuøng naøy, nhieät ñoä ít thay ñoåi, cöôøng ñoä trao ñoåi nhieät nhoû vaø haàu nhö khoâng thay ñoåi. Vuøng naøy coù chieàu cao khoaûng 2m. Vuøng 3: vuøng nung vaø naáu chaûy nhoâm thoûi. Taïi vuøng naøy nhieät ñoä cuûa khí loø vaø nhieät ñoä cuûa nhoâm thoûi ñeàu thay ñoåi nhieàu theo chieàu cao lôùp lieäu. Ñoä cheânh leäch giöõa nhoâm thoûi vaø khí loø cuõng lôùn. Heä soá trao ñoåi nhieät cuõng lôùn. Söï thay ñoåi nhieät ñoä vaø cöôøng ñoä trao ñoåi nhieät theo chieàu cao cuûa loø Hình : Nhieät ñoä cuûa khí loø khoâng ñoàng ñeàu treân cuøng 1 maët caét ngang loø. Hình 2-28, tr78 [1], Hình : 3. Xaùc ñònh caùc theå xaây: a. Xaây vuøng I: Ñeå taän duïng löôïng nhieät thaát thoaùt qua töôøng, töø mieäng loø xuoáng döôùi khoaûng (chính xaùc laø töø oáng khí laïnh ñi vaøo loø) 1,2 (m). Loø chæ xaây 1 lôùp gaïch daøy 230, giöõa lôùp gaïch vaø lôùp gaïch caïnh voû loø coù 1 khe hôû 65 (mm), ñeå khoâng khí laïnh luoàn vaøo khe hôû naøy laáy nhieät thoaùt qua töôøng nung noùng tröôùc khi hoøa troän vôùi khí ñoát. * Lôùp trong cuøng xaây baèng gaïch cao nhoâm, xaây naèm, coù beà daøy d1 = 230 (mm) Caùch saép gaïch cho 1 voøng troøn theå xaây: Ñöôøng kính laøm vieäc cuûa coät lieäu: f = 1200 (mm). Ñöôøng kính cuûa lôùp ngoaøi sau khi xaây lôùp thöù nhaát: f2 = f + d1 f2 = 1200 + 230 = 1430 (mm). Gaïch xaây, duøng gaïch cao nhoâm xaây naèm, gaïch cao nhoâm ta duøng keát hôïp caùc gaïch vaùc ñöùng, gaïch thaúng. Gaïch vaùc ñöùng duøng 2 loaïi gaïch: Hình 55 a = 55 (mm) b = 113 (mm) c = 230 (mm) d = 65 (mm) Hình : Hình 56 a = 45 (mm) b = 113 (mm) c = 230 (mm) d = 65 (mm) Gaïch thöôøng: Hình : Hình 50 a = 65 (mm) b = 113 (mm) c = 230 (mm) Caùch xeáp gaïch trong 1 voøng troøn theå xaây: Saép sao cho soá löôïng gaïch vaùt laø nhieàu nhaát ñeå ñaûm baûo ñoä kheùp chaët vaø keát caáu chaët cheõ cuûa lôùp theå xaây khe hôû coøn laïi ñöôïc traùm baèng vöõa xaây (neáu nhoû) hoaëc baèng gaïch deït. Goïi x laø soá vieân gaïch coù chieàu daøi theo voøng troøn laø 65. y laø soá vieân gaïch coù chieàu daøi theo voøng troøn laø 55. z laø soá vieân gaïch coù chieàu daøi theo voøng troøn laø 45. Gaïch thöôøng (x) Vôùi f2 = f1 + 2d1 = 1200 + 230 x2 Ta coù: pf1 = 65x + 55y + 45z = 1200 x p = 3770 pf2 = 65x + 65y + 65z = p (1200 + 460) = 5215 z + y = 10x => x = 7,3 vieân y = 1,3 vieân z = 71 vieân => Ta choïn x = 7 vieân y = 2 vieân z = 71 vieân Cöù 2 vieân gaïch vaùc ñaët 1 vieân gaïch thöôøng, 2 vieân gaïch vaùc khaùc nhau xaây caïnh nhau. Soá gaïch H-55: N1 = . y = . 2 = 21 vieân Soá vieân gaïch H-56: N2 = . z = . 71 = 754 vieân Soá gaïch H-50: N3 = . 7 = 74 vieân * Vöõa xaây: vöõa loûng theo loaïi vöõa ñaõ choïn: Caáp xaây: xaây caáp I; xaây ñaëc bieät caån thaän. Chieàu daøi: maïch xaây: 1 (mm). * Lôùp gaïch thöù 2: laø lôùp boâng thuûy tinh daøy 45mm. b. Xaây vuøng 2: Vuøng 2 daøi 1,8 (m) keá tieáp theo vuøng 1 Vuøng naøy goàm 3 lôùp theå xaây. + Lôùp trong cuøng xaây gaïch cao nhoâm coù chieàu daøy. d1 = 230 (mm) gioáng nhö xaây vuøng 1. Soá vieân gaïch H-55, N5 = . y = . 2 = 32 vieân Soá vieân gaïch H-56, N6 = . z = . 71 = 1131 vieân Soá vieân gaïch H-50, N3 = . x = . 7 = 112 vieân Vöõa xaây, caáp xaây gioáng nhö vuøng 1. + Lôùp thöù 2: giôùi haïn giöõa 2 ñöôøng kính f2, f3. Lôùp naøy coù chieàu daøy d2=113 (mm) xaây baèng gaïch caùch nhieät, gaïch Samot, xaây ñöùng. Duøng keát hôïp 2 loaïi gaïch vaùc naèm H-20, H-21 vaø gaïch thöôøng H-50. Soá vieân gaïch trong 1 voøng troøn theå xaây: + Goïi x laø soá vieân gaïch: H50 Hình : Goïi y laø soá vieân gaïch: H20 a = 55 b = 113 c = 230 Goïi z laø soá vieân gaïch: H21 a = 45 b = 113 c = 230 65x + 55y + 45z = 1660 x p = 5215 65x + 65y + 65z = p (1660 + 2113) = 5925 -2x + y + z = 0 ó x = 30 y = 50,5 » 51 z = 10 Vaäy soá vieân gaïch H-20: N1 = . y = . 51 = 399 vieân Soá vieân gaïch H-21: N2 = . z = . 10 = 79 vieân Soá vieân gaïch H-50: N3 = . x = . 30 = 235 vieân Vöõa xaây: vöõa loûng. Caáp xaây: xaây caáp II. Caùch ñeå maïch nhieät: giöõa 2 lôùp coù 1 maïch nhieät daøy 5 (mm) (theo baûng 4-7 [1], tr82). Hình : Maïch nhieät taäp trung: * Lôùp ngoaøi cuøng laø lôùp boâng thuûy tinh caùch nhieät daøy 45 (mm). Ngoaøi cuøng ñöôïc boïc chung baèng 1 voû theùp 10 (mm). c. Xaây vuøng 3: Vuøng 3 laø buoàng naáu chaûy, thoâng vôùi coät lieäu ñöùng. Goàm coù noùc buoàng, vaø 4 thaønh tröôøng loø, 1 thaønh töôøng cong ñaõ tính ôû phaàn tröôùc vaø 3 thaønh tröôøng thaúng, cöûa loø. * Xaây 1/2 töôøng cong: gioáng nhö xaây vuøng 2. Nhöng soá gaïch = 1/2 soá gaïch trong 1 voøng xaây. Soá gaïch = 1/2 soá gaïch vuøng 2. Vuøng naøy coù chieàu cao baèng chieàu cao vuøng 2 H3 = 1800 (mm). Soá gaïch H-20: N1 = » 200 vieân Soá gaïch H-55: N55 = = 16 vieân Soá gaïch H-56: N56 = » 566 vieân Soá gaïch H-50: N50 = » 56 vieân Soá vieân gaïch H-21: N2 = » 40 vieân Soá gaïch H-50: N3 = » 116 vieân Vieân gaïch ôû ñaùy xaây dính lieàn vôùi neàn beâtoâng. * Xaây 3 töôøng thaúng, 1 töôøng cong: + Töôøng 1,2: coù chieàu daøi L1 = 2600 (mm). Moãi töôøng daøy 400 (mm) goàm 3 lôùp Lôùp 1 xaây gaïch cao nhoâm coù chieàu daøy d1 = 230 (mm) Gaïch thöôøng coù soá hieäu H-50, xaây naèm Soá vieân gaïch H-50 trong 1 haøng xaây: N1 = = = 23 vieân Soá vieân gaïch trong 1 töôøng cho lôùp 1: åN1 = 23x = 637 vieân Xaây lôùp thöù 2: daøy d2 = 113 (mm) xaây nghieâng, gaïch Samot, soá vieân gaïch cho 1 lôùp thöù 2: N1 = = 11,3 vieân => Toång soá vieân gaïch cho lôùp thöù 2 åN2 = 11,3 x = 313 vieân Lôùp thöù 3 laø boâng thuûy tinh daøy d3 = 45 (mm). Ngoaøi cuøng laø theùp taám daøy 10 (mm). Soá gaïch xaây cho 1 haøng gaïch cuûa lôùp 1: N1 = = = 64,6 » 65 vieân Toång soá gaïch lôùp 1: åN1 = 65 x = = 1323 vieân ÔÛ lôùp thöù nhaát duøng keát hôïp moät soá gaïch naèm cheâm vaøo ñeå taïo ñoä nghieâng cho ñaùy loø Soá gaïch cho 1 haøng xaây lôùp thöù 2: N2 = = = 18,3 Toång soá gaïch cho lôùp thöù 2: åN2 = 18,3 x = = 646 vieân Lôùp thöù 3 xaây gaïch Samot, xaây naèm. Soá vieân gaïch cho 1 haøng xaây: N1 = = = 18 à Soá vieân gaïch cho lôùp thöù 3: åN1 = 18,3 x = = 372 vieân Sô ñoà boá trí gaïch ñaùy loø Hình : Hình : * Xaây noùc loø: Kích thöôùc noùc nhö hình veõ Noùc xaây 3 lôùp, lôùp thöù nhaát xaây gaïch voøm caàu, gaïch vaùc, xaây ñöùng, lôùp naøy xaây baèng gaïch cao nhoâm, keát hôïp 2 loaïi gaïch vaùc vaø gaïch thaúng. Hình : Ñaàu tieân ñaët daàm chaân voøm doïc theo chieàu daøi 2 beân töôøng loø. Sau ñoù ñaët vieân gaïch chaân voøm ôû 2 beân, duøng döôõng vaø saép gaïch vaùc vaø gaïch thaúng xaây 1 voøng cung, xaây töø 2 beân töôøng xaây laïi, ôû giöõa voøng xaây duøng 1 vieân gaïch khoùa, duøng buùa ñoùng chaët laïi. Hình : Cöù theá dôøi döôõng vaø xaây doïc theo chieàu daøi loø cho heát noùc loø. Lôùp thöù 2 xaây baèng gaïch Samot, xaây vôùi chieàu daøy 65 (mm). Lôùp thöù 3 laø lôùp ñaép: goàm boät Samot, aniaêng, nöôùc thuûy tinh taïo lôùp ñaép daøy 55 (mm). Hình : Sô ñoà 1 voøng xaây Caáu taïo theå xaây noùc loø naáu chaûy Vöõa xaây: gioáng nhö xaây caùc vuøng 2, 1. Caáp xaây: xaây caáp II. Chieàu daøy maïch xaây: 1 (mm). Chieàu daøy maïch nhieät: 5 (mm). Caùch baét gaïch vaø maïch nhieät nhö hình. Maïch nhieät ñöôïc ñieàn ñaày vöõa nhaõo cuûa vaät lieäu xaây töông öùng. * Xaây töôøng loø 3: Töôøng coù cöûa coù chieàu daøy 400, daøi 2300 Soá löôïng gaïch tính gaàn ñuùng (keå caû gaïch xaây cöûa). Lôùp 1: N1 = = = 20,3 vieân (lôùp 1: xaây gaïch cao nhoâm daøy 230 (mm), xaây naèm). => Toång soá gaïch cho lôùp 1: åN1 = 20,3 x = 562 vieân Lôùp thöù 2: xaây gaïch Samot, coù chieàu daøy 113 xaây nghieâng. Soá gaïch cho 1 lôùp xaây: N2 = = 7,83 vieân Toång soá gaïch cho lôp 2: åN2 = 7,83 x = 217 vieân Lôùp thöù 3: boâng thuûy tinh, daøy d3 = 65 (mm) Caùc lôùp xaây leäch maïch nhau, cöù 5-8 haøng gaïch, lôùp trong xaây chia ra lôùp ngoaøi 1/2 vieân gaïch, duøng caùc moùc kim loaïi: ñaàu moùc vaøo phía trong theå xaây, ñaàu coøn laïi noái vôùi voû hay khung loø. Töôøng loø xaây leäch maïch, goùc loø xaây 2 vieân. * Xaây ñaùy loø: Ñaùy loø daøy 520 (mm), goàm 3 lôùp: + Lôùp thöù nhaát: xaây gaïch cao nhoâm daøy 230, xaây ñöùng. + Lôùp thöù hai: xaây baèng gaïch cao nhoâm daøy 113, xaây nghieâng, leäch maïch so vôùi lôùp 1, d2 = 113 (mm). + Lôùp thöù ba: xaây gaïch Samot nheï, ñeå caùch nhieät, xaây naèm, daøy d3=65(mm). Caáp xaây: xaây caáp 1, xaây ñaëc bieät thaät caån thaän. Vöõa xaây: vöõa nhaõo. Chieàu daøy maïch nhieät: / (mm) Hình : Xaây cöûa loø Choïn cöûa coù kích thöôùc nhö sau: theo baûng 4-12 [1] B = 470 (mm) H = 340 (mm) Ñoä cao: ¦ = 60 n = 5 R = B = 470 Hình : Cöûa loø goàm 2 phaàn: 1 khung kim loaïi ñöôïc oáp saùt vaøo töôøng loø vaø 1 naép cöûa coù loùt vaät lieäu chòu löûa. Caùch xaây cöûa: duøng gaïch vaùc: gaïch cöûa loø: Hình : Duøng loaïi gaïch H-31 a = 230 b = 65 c = 230 d = 115 e = 30 ÔÛ 2 beân hoâng ñaët 2 haøng gaïch cöûa, moãi haøng 4 vieân chaïy saâu voâ trong, sau ñoù duøng döôõng vaø xaây 1 haøng gaïch cong, duøng gaïch vaùc loaïi gaïch vaùt naèm. a = 55 H-20 b = 113 c = 230 d = 65 Soá gaïch vaùc: Hình : Chieàu daøi cung troøn voøm cöûa: L = R. j = 470 . = 492 Soá gaïch vaùc: N = = = 9 vieân/1haøng. => Soá löôïng gaïch vaùt naèm : 9 vieân. Xaây ôû 2 beân xaây qua, ôû giöõa duøng vieân gaïch khoùa ñoùng laïi, lôùp gaïch ôû cöûa daøy 230 (mm), xaây xong ñaët khung kim loaïi vaøo loøng cöûa, ñaép vöõa cho dính vaøo gaïch xaây. Tính gaïch xaây noùc loø naáu chaûy 2. Tính soá gaïch caàn thieát ñeå xaây 1 voøng cung noùc loø Hình : n = , vieân Trong ñoù: n : soá vieân gaïch xaây 1 voøng cung, vieân R: baùn kính cuûa voøm loø, mm S: chieàu daøy gaïch noùc loø, mm b: chieàu daøy lôùn cuûa vieân gaïch, mm d: chieàu daøy maïch xaây, mm. j: goùc ôû taâm loø, ñoä. Vôùi R = 1500mm, do j = 60o => = 1 S = 400mm => B = 1500 = R b =113mm d = 2mm j: 60 => = 1 => Choïn gaïch xaây voøm caàu coù kích thöôùc nhö sau: a = 76 b = 65 c = 230 d = 113 => n = = 17 vieân Hình : Ñoä cheânh leäch giöõa cung ngoaøi vaø cung trong tính theo coâng thöùc: l = (mm) => l = = 314 (mm) Ñoä cheânh giöõa chieàu daøy 2 ñaàu vieân gaïch vaùt. l1 = 113 – 76 = 37mm Soá löôïng gaïch vaùt tính theo coâng thöùc: nv = = = 8,42 vieân » 9 vieân Soá löôïng gaïch thaúng caàn duøng: nt = n – nv = 17 – 9 = 6 vieân Soá löôïng gaïch thaúng, gaïch vaùt caàn duøng cho toaøn boä noùc loø vôùi chieàu daøi L = 1,5m. nv = nt x = 12 x = 95 vieân nt = nv x = 9 x = 72 vieân Choïn gaïch chaân voøm coù chieàu daøy vieân gaïch laø 115 mm. Hình : Gaïch chaân voøm laø gaïch Samot a = 113 e = 37 b = 230 ¦ = 113 c = 135 a = 60 d = 50 Toång soá gaïch chaân voøm: nv = 2. = 2. = 25,6 » 26 vieân TÍNH TOAÙN KHUNG LOØ 1. Khung loø vaø voû loø: Ñeå giöõ cho kích thöôùc, traïng thaùi cuûa theå xaây oån ñònh trong quaù trình laøm vieäc, ôû moãi loø thöôøng boá trí khung kim loaïi ôû phía ngoaøi theå xaây hoaëc boïc loø baèng theùp laù coù gaân cöùng vöõng. * Tuøy thuoäc vaøo loaïi loø cuï theå: + Khung loø coù caáu truùc ñôn giaûn chæ goàm caùc coät truï, caùc daàm noái vaø caùc thanh giaèng loø: ñoái vôùi caùc loø nung. + Loø coù caáu taïo khung phöùc taïp ôû caùc loaïi loø cao luyeän gang, loø Mactanh luyeän theùp. ÔÛ caùc loaïi loø naøy, khung loø ngoaøi caùc coät truï daàm noái, coøn coù voû boïc baèng taám kim loaïi, coù cô caáu laøm nguoäi baèng nöôùc hôi nöôùc. Khung loø coù theå ñaët treân beà maët phaân xöôûng hoaëc caém saâu vaøo trong beâ toâng moùng loø. * Trong quaù trình laøm vieäc, khung loø luoân chòu taùc duïng cuûa taûi troïng do khoái löôïng gaïch xaây loø sinh ra vaø löïc daõn voû cuûa gaïch trong theå xaây, cho neân khung caàn coù caáu truùc vöõng chaéc, hôïp lyù. * Coù 3 kieåu khung loø thöôøng ñöôïc aùp duïng cho caùc loaïi loø nung, naáu chaûy, saáy vaät phaåm. Khung loø lieân keát tónh: caùc thanh giaèng loø ñöôïc haøn chaët hoaëc taùn chaët vaøo nhau taïo thaønh moät theå vöõng chaéc oån ñònh ngay caû khi loø laøm vieäc. Do khung coù keát caáu oån ñònh neân khi aùp duïng kieåu khung loø naøy phaûi tính toaùn chính xaùc ñoä daõn nôû cuûa gaïch vaø ñeå maïch nôû nhieät trong caùc theå xaây. Phaïm vi aùp duïng: duøng phoå bieán trong caùc loaïi loø töø lôùn ñeán nhoû. Khung loø lieân keát ñoäng: goàm caùc coät truï ñöùng, caùc thanh giaèng phía treân vaø phía döôùi caùc coät ñoái dieän. Hình : Giöõa thanh giaèng vaø coät loø coù lieân keát ñoäng baèng buloâng. Khi laøm vieäc, döôùi taùc ñoäng cuûa nhieät ñoä, gaïch xaây bò daõn nôû taïo ra löïc ñaåy coät khung loø. Khi loø khoâng laøm vieäc thì theå xaây bò loaïi. Nhôø coù heä thoáng lieân keát baèng thanh giaèng maø coù theå ñieàu chænh caùc ñai oác ñeå giöõ cho theå xaây oån ñònh. + Phaïm vi aùp duïng: duøng caùc loaïi loø maø theå xaây khoâng caàn ñeå maïch nhieät, nhöõng loø coù kích thöôùc nhoû. Caùc loaïi loø lôùn ít ñöôïc duøng do phaûi thöôøng xuyeân ñieàu chænh caùc moái lieân keát, gaây phieàn phöùc cho vieäc vaän haønh loø. Khung lieân keát hoãn hôïp laø lieân keát ñoäng ôû phía gaàn noùc loø vaø lieân keát tónh ôû phía döôùi (ñaùy loø). Ñeå taïo lieân keát tónh ôû phía döôùi cô theå duøng daàm noái, haøn chaéc vaøo coät truï loø hoaëc caùc chaân coät vaøo trong beâ toâng cuûa moùng loø. Khi duøng loaïi khung naøy caàn phaûi ñeå maïch nôû nhieät ôû phía ñaùy loø vaø phaàn döôùi cuûa töôøng loø. Coøn phaàn treân cuûa töôøng, theå xaây noùc loø ñöôïc ñieàu chænh nhôø caùc moái lieân keát ñoäng phía treân. Hình : Ñeå tieáp nhaän löïc taùc duïng do khoái löôïng gaïch xaây vaø löïc daõn nôû nhieät cuûa theå xaây noùc ôû caùc khung loø coù ñaët caùc daàm theùp chaân voøm ñeå baûo ñaûm cho noùc loø k bò bieán daïng. Daàm naøy ñöôïc ñaët ôû caû 2 beân chaân voøm vaø gaén chaéc vôùi coät khung loø hoaëc haøn lieân keát baèng buloâng. Ñoái vôùi nhöõng loø nung, naáu chaûy thì daàm chaân voøm thöôøng laø nhöõng thanh theùp chöõ U, L, theùp goùc. Moät soá loø laøm vieäc ôû nhieät ñoä cao thì daàm chaân voøm thöôøng laø hoäp theùp roãng ñöôïc laøm nguoäi baèng nöôùc hoaëc hôi nöôùc beân trong. Kích thöôùc cuûa caùc daàm chaân voøm vaø caùc thaønh phaàn cuûa khung loø ñöôïc tính toaùn döïa vaøo vieäc phaân tích löïc cuûa theå xaây noùc loø taùc duïng ra chaân voøm. Löïc taùc duïng toång hôïp cuûa noùc loø taùc duïng leân daàm chaân voøm laø G vaø löïc thaønh phaàn taùc duïng ra daàm chaân voøm laø P. Töø giaù trò löïc ngang P naøy duøng phöông phaùp tính söùc beàn vaät lieäu ñeå choïn caùc theùp hình hôïp lyù cho daàm voøm, coät khung vaø thanh giaèng loø. Hình : Keát caáu daàm chaân voøm 1. Gaïch noùc loø 2. Daàm chaân voøm 3. Coät khung loø 4. Gaïch chaân voøm. Caên cöù vaøo caùc phaân tích treân vaø kieåu loø ôû xöôûng ta choïn khung lieân keát hoãn hôïp cho 2 loø tieán giöõ nhieät, vaø ôû loø ñöùng ñöôïc boïc baèng voû theùp daøy 10mm, ôû loø ñöùng cuõng coù voû boïc baèng theùp daøy 10mm. Sô ñoà lieân keát hoãn hôïp 1. Lieân keát ñoàng phía treân; 2. Daàm chaân voøm 3. Coät loø 4. Moùng loø 5. Chaân coät haõm cöùng 6. Gaïch chaân voøm 7. Gaïch noùc 8. Gaïch ñaùy loø 9. * Vôùi loø ñöùng ta boïc baèng voû theùp 10mm xung quanh. * Vôùi loø tieàn giöõ nhieät ñöôïc boïc beân ngoaøi baèng voû theùp 10mm vaø coù khung coät loø keïp 2 beân, loø ñöôïc ñaët treân neàn beâ toâng. 2. Tính khung loø 1. Muïc ñích: Vieäc tính khung loø chuû yeáu nhaèm xaùc ñònh caùc löïc taùc duïng leân khung loø töø noùc loø. Döïa vaøo caùc tính toaùn, ta choïn caùc chi tieát chính cuûa khung. Vieäc tính toaùn khung loø döïa vaøo h-2, h-3. Hình : Goïi R, R1 laø baùn kính trong vaø ngoaøi trung bình cuûa voøm noùc loø, mm R = 2000 ¦ : chieàu cao voøm, mm S: chieàu daøy noùc, mm S = 300 B : chieàu roäng voøm, mm B = 2800 (mm) a: khoaûng caùch giöõa 2 coät theo chieàu daøi loø, mm a = 1m g : troïng löôïng rieâng cuûa gaïch noùc loø, kg/m3 g = 2200 kg/m3 j : goùc taâm voøm loø, ñoä, j = 60o h1, h2: khoaûng caùch giöõa daàm chaân voøm vôùi thanh giaèng treân vaø thanh giaèng döôùi, mm Vieäc tính toaùn theo hình truï sau: 2. Tính löïc taùc duïng leân daàm chaân voøm vaø khung loø. Vieäc tính löïc naøy thöïc hieän cho 1 böôùc haøng coät, bao goàm 1 ñoaïn daàm chaân voøm vaø 2 coät giöõa 2 ñaàu ñoaïn ñoù. Hình : a. Chieàu daøi trung bình cuûa cung voøm noùc loø: Ltb = , mm Vôùi R1 = R + = 2800 + = 2950 => Ltb = = 3089 (mm) b. Troïng löôïng gaïch noùc loø ñoái vôùi 1 böôùc coät G = Ltb . S . g . a , kg = 2,25 x 0,3 x 3089 x 1 = 2085 (kg) c. Löïc thaúng ñöùng H: H = 0,56 kg = 0,5 x 2,085 = 1042,5 » 1043 kg d. Löïc ngang P taùc duïng leân daàm chaân voøm: P = . (kg) Trong ñoù: H : löïc ñöùng cuûa noùc, Kg ¦: chieàu cao voøm loø, m B: chieàu roäng voøm noùc, m Ñoái vôùi cung troøn = tg => P = (kg) = = 1945 (kg) e) Löïc ngang thöïc teá khi loø laøm vieäc: Pt = K. P (Kg) Vôùi t laø heä soá phuï thuoäc nhieät ñoä noùc loø, laáy theo baûng sau: Nhieät ñoä loø, 0oC K < 900 900 : 1200 > 1200 2,0 2,5 3,0 Vaäy theo t0 loø: 100 – 1200oC => Choïn K = 2,5 => R = 2,5 x 1945 = 4863,5 kg 3. Tính daàm chaân voøm: Coi daàm chaân voøm chòu löïc taùc duïng ñeàu vaø daàm coù 2 ñieåm töïa laø coät loø: 1. Moment uoán cöïc ñaïi Mñm. Mñm = kg/cm = = 60793,8 kg/cm 2. Moment choáng uoán caàn thieát cuûa daàm: Nd = , cm3 Trong ñoù: [z] : giôùi haïn beàn keùo cuûa theùp daàm, kg/cm2. Ta choïn loaïi theùp 45: coù [zt] = 2200 kg/cm2. => Nd = = 27,6 (cm3) Theo baûng 4-16 ta choïn theùp u coù soá 310 vôùi caùc thoâng soá sau, ñeå laøm daàm chaân voøm: Nx = 39,7 cm3 , b = 48mm , d = 5,3mm , h = 100 3. Tính coät khung loø Löïc taùc duïng leân coät khung loø chính laø löïc do daàm chaân voøm truyeàn ra do ñoù caàn xaùc ñònh: 1. Momen uoán cöïc ñaïi Mtm cuûa coät: Mkm = kg/cm Trong ñoù: Pt : löïc ngang thöïc teá, Pt = 422,8. 103 kg h1 : khoaûng töø daàm chaân voøm ñeán thanh giaèng phía treân: h1 = 800mm = 80cm h2 : khoaûng töø daàm chaân voøm ñeán chaân voøm döôùi: h2 = 2,2m = 220cm => Mkm = = 285325,3 kg/cm 2. Moment choáng uoán caàn thieát: Nt = , cm3 = = 129,7 (cm3) [zt] : giôùi haïn beàn keùo cuûa theùp (45; [zt] = 2200 kg/cm2. Theo baûng 4-16 choïn theùp chöõ u. Coät loø goàm 2 thanh theùp chöõ u, CT3 soá 14a vôùi caùc thoâng soá: (£ Nx) Nx = 805 cm3 ; h = 110mm ; b = 58 (mm) ; d = 6,0 (mm) 4. Tính caùc thanh giaèng loø: Choïn theùp CT3 coù [zt] = 1200 kg/cm2. 1. Tieát dieän thanh giaèng treân tính theo coâng thöùc: F1 = = = = 2,97 cm2. Döïa vaøo baûng 4-20 [1] choïn kích thöôùc thanh giaèng laø loaïi theùp troøn coù F = 3,55 cm2 öùng vôùi ñöôøng kính d = 24 (mm). I. TÍNH TOAÙN SÖÏ CHAÙY CUÛA NHIEÂN LIEÄU KHÍ Khí duøng cho heä thoáng loø laø ga hoùa loûng. Thaønh phaàn cuûa khí: C2H6 : 1,66% mol C3H8 : 25,78% mol I-C4H10 : 26,96% mol (Iso butan) N-C4H10 : 19,68% mol (normol butan) I-C5H12 : 0,51% mol C4H8 : 25,33% mol Thoâng soá kyõ thuaät cuûa nhieân lieäu: Khoái löôïng rieâng ôû 15oC : 0,568 (kg/l) AÙp suaát hôi ôû 37,8oC : 500 kpa % S < 0,005% 1. Xaùc ñònh nhieät trò thaáp cuûa nhieân lieäu khí Nhieät trò thaáp cuûa nhieân lieäu khí coù theå xaùc ñònh theo coâng thöùc sau: Qdt = 127,7CO + 108H2 + 359,6CH4 + 598,7C2H4 + 555C2H2 + 636C2H6 + 913 C3H8 + 1185 C4H10 + 1465 C2H12 + 234 H2S (KJ/m3) => Qdt = 636 x 1,66 + 913 x 25,78 + 1185 (26,96 + 19,68) + 1465 x 0,51 + 25,33 x 1180 + 0 = 110497,9 » 110498 KJ/m3 = 110,5103 KJ/m3 2. Xaùc ñònh heä soá tieâu hao khoâng khí (a) vaø tính löôïng khoâng khí caàn thieát. * Choïn heä soá tieâu hao khoâng khí a Löôïng tieâu hao khoâng khí laø löôïng khoâng khí duøng ñeå ñoát chaùy nhieân lieäu vaø ñöôïc tính theo theå tích. Neáu löôïng khoâng khí caàn duøng laáy ñuùng theo phöông trình phaûn öùng chaùy cuûa töøng thaønh phaàn nhieân lieäu thì goïi laø löôïng tieâu hao khí lyù huyeát (Lo) Coâng thöùc tính Lo cho nhieân lieäu khí Lok = 0,04762 [0,5CO + 0,5H2 + 1,5H2S + 2CH4 +å (m +) CmHn – O2] (Theo CT 1.12 Saùch tính toaùn loø CN – Tr 11) Lok = 0,04762 (0,5 x 0 + 1,5 x 0 + 2 x 0 + (2 + ). 1,66 + (3 + ). 25,78 + (4 +) (26,96 + 19,68) + (4 + ). 25,33 + (5 + ) x 0,157 = 594 x 0,0476 (m3/m3) = 28,28 m3/m3 Ñeå ñoát chaùy hoaøn toaøn nhieân lieäu, trong thöïc teá ngöôøi ta thöôøng laáy löôïng khoâng khí lôùn hôn löôïng tieâu hao lyù thuyeát. Löôïng naøy goïi laø löôïng tieâu hao khoâng khí thöïc teá vaø xaùc ñònh baèng coâng thöùc (1.11) [1]: La = a. L0 m3/kg (m3/m3) a: heä soá tieâu hao nhieân lieäu. Khi ñoát baèng moû ñoát khoâng coù phaàn hoãn hôïp neân theo baûng 1.4 [1] ta choïn a = 1,12 => La = 1,12. Lo = 1,12 x 28,287 = 31,67 m3/m3 3. Tính löôïng saûn phaåm chaùy taïo thaønh Theo coâng thöùc 1.20 [1] Tr 13 Ta coù: Löôïng saûn phaåm chaùy tính nhö sau: VCO2 = 0,01 (CO + CO2 + CH4 +å m (mHn) = 0,01 (2x1,66+3x25,78+4x(26,96+19,68)+5x0,51+25,33x4 = 0,01 (371) = 3,71 m3/m3 VH2O = 0,01 (H2 + H2S + 2CH4 +å (mHn + H2O + Lo) Vôùi dkk = 0,746 kg/m3 » 746 g/m3, Lo = 31,67 (m3/m3) =>VH2O = 0,01 [3 x 1,66 + 4 x 25,78 x 5 (26,96 + 19,68) + 0,124 x 746 x 31,67 + 4 x 25,33 + 6 x 0,59] = 4,49 m3/m3 VSO2 = 0,01 H2S (m3/m3) = 0,01 x 0 = 0 VO2 = 0,2 (a-1) Lo = 0,2 (1,12 – 1) x 28,28 = 0,678 m3/m3 VN2 = 0,01 x (N2 + 79La) = 0,01 x (0 + 79 x 31,67) = 25 m3/m3 Toång theå tích khí cuûa saûn phaåm chaùy: Va Va = VCO2 + VH2O + VSO2 + VO2 + VN2 (m3/m3) = 3,71 + 4,49 + 0,678 + 25 = 33,87 m3/m3 Tính khoái löôïng rieâng cuûa saûn phaåm chaùy. ¦o = (Kg/m3) Trong ñoù: CO2 = H2O = SO2 = O2 = N2 = ¦o = (Kg/m3) Khoái löôïng rieâng cuûa khí ñoát ôû ñieàu kieän oC, 1 atm, (ñck). ¦OK = (Kg/m3) Trong ñoù % cuûa caùc khí nhö sau: C2H6 = 1,66 C4H10 = (26,96 + 19,68) = 46,64 C3H8 = 25,78 C4H8 = 25,33 C5H12 = (0,51 + 0,08) = 0,59 (Caùc soá lieäu C2H6, C4H10,… laø % caùc chaát trong khí ñoát) => ¦OK = = 2,38 (kg/m3) Khoái löôïng rieâng cuûa khí ôû nhieät ñoä ñoát: 25oC. ¦K = ¦OK (1 + bt) b: : heä soá daõn nôû t = 25oC => ¦K = 2,38 x = 2,597 » 2,6 (kg/m3) TÍNH TOAÙN CAÂN BAÈNG NHIEÄT LOØ BUOÀNG ÑÖÙNG I. MUÏC ÑÍCH: Xaùc ñònh caùc löôïng nhieät thu, chi ñeå xaùc ñònh löôïng tieâu hao nhieân lieäu, vaø tìm caùch haïn cheá, taän duïng nguoàn nhieät loø. Ñaùnh giaù chaát löôïng laøm vieäc cuûa heä thoáng loø thoâng qua vieäc xaùc ñònh caùc chæ tieâu kinh teá, kyõ thuaät cuûa loø. II. CAÙC KHOAÛN NHIEÄT THU: 1. Nhieät do chaùy nhieân lieäu: QC QC = B . Qtd Trong ñoù: B : löôïng tieâu hao nhieân lieäu m3/s Qdt : nhieät trò thaáp cuûa nhieân lieäu J/m3 (J/kg). => QC = B x 110498 x 10-3 (w) 2. Nhieät vaät lyù do khoâng khí ñöôïc nung noùng tröôùc: QKK = B.La . CKK . tKK . ¦ (w) Trong ñoù: La löôïng khoâng khí thöïc teá caàn thieát ñeå ñoát chaùy 1 ñôn vò nhieân lieäu m3/kg. CKK. tKK = iKK : entapi (nhieät haøm) cuûa khoâng khí ôû nhieät ñoä nung noùng tröôùc, tKK = 200oC (J/m3). ¦ : phaàn khoâng khí caàn nung noùng tröôùc (khi nung toaøn boä khoâng khí ñeå ñoát nhieân lieäu ¦ = 1). Ta coù: theo baûng phuï luïc II [1], tr404. tKK . CKK (200oC) = 261,94 KJ/m3 = 261.103 J/m3. Vaäy QKK = B x 31,67 x 261 x 103 (w) = 826. 5870. B (w) » 8265,8B (kw) 3. Nhieät löôïng do caùc phaûn öùng toûa nhieät: Khi nhoâm bò oxy hoùa toûa ra 1 löôïng nhieät: 2Al + O2 à Al2O3 DH = -393,09 Kcal. => Löôïng nhieät taïo thaønh khi 1 mol Al2O3 ñöôïc taïo thaønh: DH020,8 = -393,09 kcal/mol = 1641,9 kJ/mol Khi nhoâm bò oxy hoùa ôû 500oC, xem nhö laáy gaàn ñuùng: DHT = 1641,9 KJ/mol Löôïng nhieät toûa ra khi 1 kg nhoâm bò oxy hoùa Q0 = DHT x = 1641,9 x = 30405,5 (KJ/kg nhoâm) Xem tyû leä nhoâm bò oxy hoùa thaønh Al2O3 laø: 0,5%. => Löôïng nhieät toûa ra khi naáu nhoâm ôû loø buoàng ñöùng. Qt = G x a% x Q0 (kw) Trong ñoù: G: naêng suaát loø (kg/s) G = 1,11 kg/s a% tyû leä nhoâm chaùy hao thaønh Al2O3 ; a = 0,5% Q0: löôïng nhieät toûa ra khi 1 kg nhoâm bò oxy hoùa thaønh Al2O3 Q0 = 30405,5 kJ/kg nhoâm => Qt = 1,11 x 0,5% x 30405,5 = 168,8 (kw) III. CAÙC KHOAÛN NHIEÄT CHI 1. Nhieät löôïng caàn thieát ñeå nung nhoâm thoûi töø 30 à 660oC Q1 = G. Cp (t" – t') (kw) Trong ñoù: Cp : nhieät dung rieâng cuûa nhoâm thoûi ôû theå raén laáy gaàn ñuùng Cp » 1,303 kJ/kg – K. t" : nhieät ñoä nhoâm thoûi sau khi nung: t” = 660oC t’: nhieät ñoä nhoâm thoûi tröôùc khi cho vaøo loø: t’ = 30oC. à Q1 = 1,11 x 1,303 (660 – 30) = 722,4 (kw) 2. Nhieät löôïng ñeå nung xæ vaø trôï dung. Nhieät löôïng ñeå nung xæ vaø trôï dung laáy gaàn ñuùng laø 6,1% löôïng nhieät nung nhoâm. => Q2 = 6,1% x 722,4 = 44,4 (kw) 3. Nhieät löôïng maát do chaùy khoâng hoaøn toaøn hoùa hoïc. Do ñoát nhieân lieäu coù ngoïn löûa neân saûn phaåm chaùy ra khoûi loø chöùa khoaûng 1%CO, 0,5%H2 chöa kòp chaùy. Nhieät trò cuûa hoãn hôïp naøy vaøo khoaûng 12140 KJ/m3. Goïi p laø phaàn löôïng khí chöa chaùy (thöôøng p = 0,005 – 0,03 löôïng saûn phaåm chaùy). Q3 = p. B . Va . 12140. 103 (w) Trong ñoù: B: löôïng tieâu hao nhieân lieäu m3/s p = 0,005 – 0,3 (laáy giaù trò theo kieåu thieát bò ñoát nhieân lieäu) ôû ñaây p = 0,01 q = 12140 KJ/m3 : nhieät taïo thaønh khi ñoát chaùy CO + H2 Va : löôïng saûn phaåm chaùy taïo thaønh khi ñoát 1 ñôn vò nhieân lieäu m3/m3 => Q3 = 0,01 x B x 33,67 x 12140 x 103 = 41118 (kw) 4. Nhieät löôïng maát do chaùy khoâng hoaøn toaøn cô hoïc. Q5 = k. B . Qtd . 103 Trong ñoù: k: heä soá maát maùt do chaùy khoâng hoaøn toaøn cô hoïc vôùi nhieân lieäu khí k=0,02-0,03, ta choïn k = 0,025 Qdt = 110498 KJ/m3 => Q5 = 0,03 x B x 110498 x 103 = 3314,94B (kw) 5. Tính nhieät maát qua theå xaây. * Tính nhieät löôïng maát qua vuøng 1 cuûa loø ñöùng: Hình : Gaïch ñeå xaây vuøng 1 laø gaïch cao nhoâm, coù chieàu daøy lôùp xaây d1=230(mm). Gaïch cao nhoâm coù: l1 = 0,84 + 0,00058t Dieän tích trung bình ôû lôùp gaïch naøy. Ta coù: f1 = 1200 f2 = 1200 + 230 x 2 = 1660 (mm) => F1 = = 3,14 x 1,2 x 1,2 = 4,52 (m2) F2 = = 3,14 x 1,66 x 1,2 = 6,25 (m2) Dieän tích trung bình cuûa lôùp theå xaây naøy: `F = = = 5,34 (m2) Giaû söû nhieät ñoä ôû lôùp ngoaøi laø 250oC, bieát raèng khoùi ôû beân trong coù t0=400oC => `t = = 325oC => q = Vôùi d1 = 0,230 (m) , l1 = 0,84 + 0,00058`t = 0,84 + 0,00058 x 325 = 1,0285 (w/m) = 0,06 m2 ñoä/w tkk = 200oC => q = = = 705 (w) Tính laïi t2 : Vì daãn nhieät laø oån ñònh => q = => t2 = t1 . q . = 400 – 705 » 242oC q = => tkk = t2 . q . 0,06 = 242 – 705 x 0,06 = 199,9oC » 200oC Vaäy ñieàu giaû söû ban ñaàu laø hôïp lyù. Neân ta choïn tKK = 200oC , t2 = 242oC Toång löôïng nhieät daãn qua töôøng: Q = q .`F = 705 x 5,34 = 3764 w = 3,76 kw * Löôïng nhieät maát qua lôùp boâng thuûy tinh coù chieàu daøy: d2=45 (mm) Giaû söû nhieät ñoä ôû khoâng khí xung quanh loø laø 35oC Nhieät ñoä ôû maët trong lôùp boâng thuûy tinh: t2 = 200oC Nhieät ñoä maët ngoaøi lôùp boâng thuûy tinh: t3 = 50oC. à Nhieät ñoä trung bình cuûa lôùp boâng thuûy tinh. `t = = = 125oC => Heä soá daãn nhieät trung bình: l = 0,029 + 0,00029`t = 0,029 + 0,00029 x 125 = 0,06525 (w/m ñoä) => q = = = 220 (w/m) * Kieåm tra laïi nhieät ñoä: q2 = = 220 (w/m) => t3 = t2 – q2 = 200 - = 48,3oC (w/m) q2 = => tkk = t3 – q2x0,06 = 48 – 219,3 x 0,06 = 34,83oC » 35oC => Ñieàu giaû söû laø ñuùng. Vaäy ta choïn t3 = 48oC , tkk = 34,8oC » 35oC Löôïng nhieät maát qua lôùp xaây naøy. Ta coù: F5 = f5 . p. H1 = 1,98 x 3,14 x 1,2 = 7,4 (m2) F3 = f3 . p. H1 = 1,89 x 3,14 x 1,2 = 7,1 (m2) => `F3-5 = = = 7,2 (m2) Löôïng nhieät maát qua lôùp xaây naøy: Q1 = q2`F3-5 = 219,3 x 7,2 = 1578 (w) » 1,58 (kw) * Tính löôïng nhieät maát qua lôùp theå xaây vuøng thöù 2: Hình : Vuøng thöù 2: Coù chieàu daøi 1,2 (m) goàm 3 lôùp xaây. Lôùp trong cuøng xaây gaïch cao nhoâm coù chieàu daøy: d1 = 230 (mm) ; l1 = 0,84 + 0,00052 t (w/m oC) Lôùp thöù xaây baèng gaïch Samot boït coù chieàu daøy: d2 = 13 (mm) ; l2 = 0,116 + 0,00016 t (w/m oC) Lôùp thöù 3 xaây baèng sôïi thuûy tinh daøy d3 = 45 (mm) d3 = 0,029 + 0,00029 t * Giaû söû nhieät ñoä ôû caùc lôùp nhö sau: tloø = t1 = 400oC , t2 = 200oC , t3 = 143oC ; t4 = 42oC , t5 = 35oC => Nhieät ñoä trung bình taïi caùc lôùp: Lôùp thöù 1: t1-2 = = 300oC Lôùp thöù 2: t2-3 = = = 171,5oC Lôùp thöù 3: t3-4 = = = 92,5oC Heä soá daãn nhieät trung bình cuûa caùc lôùp: l1 = 0,84 + 0,00052`t1-2 = 0,84 + 0,00058 x 300 = 0,996 (w/m ñoä) l2 = 0,116 + 0,00016`t2-3 = 0,116 + 0,00016 x 171,5 = 0,144 (w/m ñoä) l3 = 0,029 + 0,00029`t3-4 = 0,029 + 0,00029 x 92,5 = 0,056 (w/m ñoä) q = = = 193,5 (w/m) * Kieåm tra laïi nhieät ñoä taïi caùc lôùp do q = const. => q = = 356oC q = = 201oC q = = 45,58oC q = = 34oC Keát luaän: Nhieät ñoä giaû söû: töông ñoái hôïp lyù. Vaäy ta choïn nhieät ñoä taïi caùc lôùp laø: t1 = 400oC , t2 = 356oC , t3 = 201oC , t4 = 47oC , tkk = 35oC , q= 193,5oC * Löôïng nhieät maát qua vuøng 2 cuûa loø: F1 = pf1.H2 = 3,14 x 1,2 x 1,2 = 4,52 (m2) F5 = pf1.H2 = 3,14 x 1,97 x 1,2 = 7,4 (m2) `F1-5 = » 5,9 (m2) * Tính nhieät löôïng maát maùt qua caùc lôùp. Ta coù: `t1-2 = oC `t2-3 = 278,5oC `t3-4 = oC l1 = 0,84 + 0,00058. t1-2 = 0,84 + 0,00058 x 378 = 1,059 (w/m oC) l2 = 0,116 + 0,00016. t2-3 = 0,116 + 0,00016 x 278,5 = 0,16056 (w/m oC) l3 = 0,029 + 0,00029. t3-4 = 0,029 + 0,00029 x 124 = 0,06496 (w/m oC) Q = =1269,8 » 1,27 (kw) * TÍNH NHIEÄT LÖÔÏNG MAÁT QUA VUØNG 3 CUÛA LOØ NAÁU LIEÄU. Nhieät ñoä beân trong khoâng gian loø: 1200oC Vuøng 3 xem nhö goàm 4 töôøng vaø 1 ñaùy loø 2 töôøng coù kích thöôùc: 2,200 x 4,200 => F1 = 2,2 x 4,2 = 9,24 (m2) 2 töôøng coù kích thöôùc: 2,200 x 2,100 => F2 = 2,2 x 2,1 = 4,62 (m2) Caùc töôøng ñöôïc xaây gioáng nhau, xem nhö noùc cuõng coù chieàu daøy caùc lôùp xaây gioáng nhö töôøng. Noùc coù kích thöôùc gaàn ñuùng laø: 2900 x 2100 => Fnoùc = F3 = 2,9 x 2,1 = 6,1 (m2) Giaû söû nhieät ñoä taïi caùc lôùp theå xaây nhö sau: t1 = tloø = 100oC ; t2 = 700oC ; t3 = 400oC ; t4 = 40oC ; tkk = t5 = 35oC Lôùp gaïch cao nhoâm daøy: d1 = 230 (mm) Lôùp gaïch samot daøy: d2 = 115 (mm) Lôùp boâng thuûy tinh daøy: d2 = 100 (mm) * Tính nhieät ñoä trung bình taïi caùc lôùp theå xaây. - Nhieät ñoä trung bình ôû loùp gaïch cao nhoâm t1-2 = 850oC Heä soá daãn nhieät cuûa lôùp gaïch cao nhoâm taïi nhieät ñoä naøy. l1 = 0,84 + 0,00058. t1-2 = 0,84 + 0,00058 x 850 = 1,293 (w/m ñoä) Nhieät ñoä trung bình taïi lôùp gaïch samot. t2-3 = 550oC => l2 = 0,16 + 0,00016. t2-3 = 0,16 + 0,00016 x 550 = 204 (w/m ñoä) Nhieät ñoä trung bình taïi lôùp boâng thuûy tinh. t3-4 = 220oC l3 = 0,029 + 0,00029. t3-4 = 0,029 + 0,00029 x 220 = 0,0928 (w/m ñoä) Vaäy:q= = 750 (w/m2) * Kieåm tra laïi nhieät taïi caùc lôùp: q = 866,6oC t3 = t2 – q » 444oC t4 = t3 – q » 80oC q = => t5 = t4 – q x 0,06 = 80 – 750 x 0,06 » 35oC Vaäy nhieät ñoä giaû söû laø hôïp lyù. => Ta thöøa nhaän q = 750 w/m t1 = 1000oC ; t2 = 866,6oC ; t3 = 444oC ; t4 = 80oC ; t5 = tkk = 35oC Nhieät löôïng maát qua töôøng coù dieän tích F1 Q1 = q.F1 = 750 x 4,52 = 3390w » 3,39Kw Nhieät löôïng maát qua töôøng coù dieän tích F2 Q2 = q.F2 = 750 x 5,89 = 4417,5w » 4,42Kw => Toång nhieät löôïng maát qua töôøng. QT = 2Q1 + 2Q2 = 3,39 x 2 + 4,42 x 2 = 15,62 » 15,6 (kw) Nhieät löôïng maát qua noùc. Hình : Qn = q.Fn = 750 x 6,1 = 4575 (w) » 4,58 (kw) * Tính nhieät löôïng maát qua ñaùy loø. Nhieät ñoä ôû beà maët lôùp ñaùy laáy gaàn baèng nhieät ñoä nöôùc nhoâm loûng, t1»720oC => t1 = 720oC Hình : Giaû söû nhieät ñoä taïi caùc lôùp gaïch nhö sau: t2 = 630oC ; t3 = 310oC ; t4 = 78oC Nhieät ñoä, vaø heä soá daãn nhieät trung bình taïi caùc lôùp t1-2 = 675oC l1 = 0,84 + 0,00058. t1-2 = 0,84 + 0,00058 x 657 = 1,231 (w/m ñoä) t2-3 = 470oC l2 = 0,116 + 0,00016. t2-3 = 0,116 + 0,00016 x 470 = 190oC (w/m ñoä) t1-2 = 190oC l3 = 0,116 + 0,00016. t3-4 = 0,146oC (w/m ñoä) => Maät ñoä doøng nhieät q= = 525,5 (w/m2) Kieåm tra laïi nhieät ñoä taïi caùc lôùp q = 621,8oC t3 = t2 – q = 305,6oC t4 = t3 – q = 71,6oC tkk = t4 – q x 0,06 = 71,6 – 525,5 x 0,06 = 40oC Vaäy nhieät ñoä giaû söû laø hôïp lyù. * Tính nhieät löôïng maát qua ñaùy loø Ñaùy coù chieàu daøi: L = 4200 (mm), roäng: 2100 mm Q = q. Fñaùy = (2,1 x 4,2). 525,5 = 4630,5 (w) » 4,63 (kw) Hình : Toùm laïi nhieät ñoä phaân boá nhö sau: * Vuøng 1: tkk = 200oC: ñaây laø nhieät ñoä gioù ñöôïc nung noùng caáp cho ??? ñoát, tkk xung quanh = 35oC t2 = 241oC ; tkhoùi = 400oC ; t khoùi thaûy ra 300oC ; q = 694,6 (w/m) t3 = 48oC * Vuøng 2: tkhoùi = 400oC ; t2 = 356oC ; t3 = 201oC ; t4 = 47oC ; tkk = 35oC , q = 193,5 (w/m2) * Vuøng 3: vuøng naáu chaûy Ñoái vôùi töôøng loø noùc loø: tloø = t1 = 1000oC ; t2 = 908,5oC ; t3 = 619oC ; t4 = 65,5oC ; t5 = tkk = 350oC q = 513,5 9w/m2) Ñoái vôùi ñaùy loø: t1 = toKLloûng = 720oC; t2 = 622oC; t3 = 305,6oC; t4 = 71,6oC; t5 = tkk = 40oC q = 525,5 (w/m2) Toång nhieät löôïng maát maùt qua caùc theå xaây loø ñöùng Q6 = QT + QÑ + QN = (1,58 + 1,27 + 15,6) + 4,58 + 4,63 = 27,66 (kw) 7. Löôïng nhieät böùc xaï qua cöûa vaø khe hôû: Löôïng nhieät böùc xaï qua cöûa khi cöûa môû tính nhö sau: (theo coâng thöùc 6.14 [1], tr286 Q7 = C0 . F`f y (w) Vôùi: C0 : heä soá böùc xaï cuûa vaät ñen tuyeät ñoái ; C0 = 5,7 w/m2 k4 `Tloø : nhieät ñoä trung bình cuûa loø ; `Tloø = (900 + 273) » 1273k. F: ñieän tích phaàn cöûa môû vaø khe hôû, m2 F = = B x H = 0,47 x 0,4 = 0,188 y : heä soá thôøi gian môû cöûa, phuï thuoäc vaøo ñieàu kieän thao taùc vaø kieåu loø, vì môõ loø khoâng thöôøng xuyeân. Ta choïn j < 1 , y = 0,023 = `f : heä soá maøng ngaén, ñöôïc xaùc ñònh töø h5.11 [1] hoaëc baûng 6.1 [1]. => `f = 0,53 Beà daøy töôøng loø: 400mm Chieàu roäng cöûa: 470mm Chieàu cao cöûa: H = 400 => Q’7 = 5,7 x x 0,188 x 0,53 x 0,083 = 1237,9 (w) Tính luoân löôïng nhieät böùc xaï qua mieäng loø: => Q7 = 1,24 + 1,45 (kw) = 2,69 (kw) 8. Löôïng nhieät maát maùt theo khí loø khi môû cöûa. Loø coù cheá ñoä aùp suaát döông khi môû cöûa loø, seõ coù löôïng khí loø roø qua cöûa ra moâi tröôøng, laøm maát ñi 1 löôïng nhieät. Löôïng nhieät ñoù xaùc ñònh theo coâng thöùc: Q8 = 0,28 .CK .TK .V0 .y (w) Trong ñoù: CK .TK = iK : entapi cuûa saûn phaåm chaùy (khí loø) nôi cöûa môû (kJ/m3) öùng vôùi t0 = 500oC, p = 760 mm Hg. => Ck = 1,183 kJ/kg oC tk = 500oC V0 (m3/n) löôïng khí ro qua cöûa ôû ñieàu kieän tieâu chuaån y heä soá thôøi gian môû cöûa. * Giaù trò V0 ñöôïc tính nhö sau: V0 = . 3600 m3/h Trong ñoù: Vt : löôïng khí loït ra cöûa naèm (B >> H) m3/s tk : nhieät ñoä khí taïi choã môû cöûa, tk = 600oC Khi cöûa naèm: Vt' = m HB Vôùi H : chieàu cao cöûa môû (m) H = 400 (mm) B : chieàu roäng cöûa (m) B = 470 (mm) m : heä soá löu löôïng phuï thuoäc vaøo chieàu daøy töôøng loø vaø kích thöôùc cöûa Ta choïn m = 0,62 do dåT < (3,5 ¸ 4) B. dKK (50oC) = 1,093 kg/m3 dk (500oC) = 0,457 kg/m3 => Vt' = 0,62 x 0,4 x 0,47 = 0,385 (m3) Khi cöûa ñöùng: Vt = m H B = 0,256 (m3) V0 = . 3600 (m3/h) = x3600 = 814,97 m3/h Vaäy: Q8 = 0,28 x 1,183 x 500 x 814,97 x 0,014 = 1889,6 (w) » 1,89 (kw) 9. Löôïng nhieät maát do saûn phaåm chaùy mang ra khoûi loø. a. Tính nhieät dung trung bình cuûa khoùi ôû 300oC Thaønh phaàn cuûa khoùi: CO2 : 10,95% H2O: 13,16% O2 : 2% N2 : 73,81% Nhieät dung cuûa caùc khí theo phuï luïc I [1] ôû 300oC nhö sau: CCO2 = 1,8808 KJ/m3 oC ; CHO = 1,5379 (KJ/m3 oC) CN2 = 1,308 KJ/m3 oC ; CO2 = 1,3583 (KJ/m3 oC) => Nhieät dung trung bình cuûa khoùi: CK = = 1,4 KJ/m3 Nhieät löôïng maát do saûn phaåm chaùy mang ra khoûi loø tính theo coâng thöùc: Q9 = CK . TK (B.V2 - å VO j) . 103 (w) Trong ñoù: CK = 1,4 (KJ/m3) TK = 300oC B: Löôïng tieâu hao nhieân lieäu (m3/s) V2 : löôïng khoùi taïo thaønh, V2 = 33,87 (m3 khoùi/ m3 ga) V0 : löôïng khí thoaùt ra cöûa ôû ñkc (m3/s) V0 = 814,97 (m3/h) y: heä soá môû cöûa: trung bình 5 phuùt trong 1h => j = => åV0j = = 0,0188 (m3/s) => Q9 = 1,4 x 300 (33,8B – 0,0188) (kw) = 420 (33,8B – 0,0188) (kw) 10. Löôïng nhieät maát do caùc phaûn öùng thu nhieät: ÔÛ loø naøy khoâng coù vì löôïng nhieät naøy chuû yeáu do trong naáu chaûy phaân hoùa ñaù voâi, boác hôi nöôùc. ÔÛ loø naøy khoâng coù. 11. Löôïng nhieät maát do nung noùng caùc cô caáu kim loaïi ñôõ vaät nung trong loø, loø naøy xem nhö khoâng coù. 12. Löôïng nhieät maát do töôøng tích nhieät: Vì loø laøm vieäc lieân tuïc neân löôïng nhieät naøy khoâng tính vaøo. 13. Löôïng nhieät ñeå chuyeån nhoâm töø nhieät ñoä noùng chaûy 660oC thaønh theå loûng. Khi nung nhoâm ñeán 660oC nhoâm baét ñaàu noùng chaûy ñeå chuyeån hoaøn toaøn nhoâm ôû theå raén thaønh nhoâm loûng coù cuøng nhieät ñoä 660oC thì caàn 1 nhieät löôïng aån nhieät naáu chaûy cuûa nhoâm: q = 391,2 KJ/kg Löôïng nhieät chuyeån nhoâm thaønh theå loûng: Q10 = G x q = 391,2 x 1,1 = 430,4 (kw) 14. Nhieät löôïng ñeå naâng nhieät ñoä nhoâm loûng: Khi vöøa chaûy loûng nhieät ñoä nhoâm loûng khoaûng 660oC ñeå roùt sang loø giöõ nhieät, nhieät ñoä nhoâm loûng caàn ñöôïc naâng leân 720oC ñeå tröø hao maát nhieät treân ñöôøng roùt. Q11 = G x Cp (t2 – t1 ) (kw) Trong ñoù: G: naêng suaát loø ; G = 1,1 kg/s Cp : nhieät dung rieâng cuûa nhoâm loûng ôû nhieät ñoä noùng chaûy 660oC Cp = 1,63 KJ/kg ñoä t2 : nhieät ñoä nhoâm loûng ra khoûi loø ñöùng, t2 = 720oC t1 : nhieät ñoä nhoâm loûng vöøa chaûy loûng, t1 = 660oC => Q11 = 1,11 x 1,63 x (708 – 660) = 86,8 (kw) IV. LÖÔÏNG TIEÂU HAO NHIEÂN LIEÄU VAØ CAÙC CHÆ TIEÂU KYÕ THUAÄT CUÛA LOØ 1. Löôïng tieâu hao nhieân lieäu: Treân cô sôû caân baèng caùc khoaûn nhieät thu vaø nhieät chi trong loø ta xaùc ñònh ñöôïc löôïng tieâu hao nhieân lieäu B cuûa loø. Phöông trình caân baèng nhieät loø: åQthu = åqchi ó QC + QKK + QT = Q1 +Q2 +Q3 +Q4 +Q5 +Q6 +Q7 +Q8 +Q9 +Q10 +Q11 ó 110498B + 8265,8B + 168,8 = 722,4 + 4111,8B + 3314,94B + 27,7 + 2,69 + 1,89 + 420 (33,8B – 0,0188) + 430,4 + 86,8 + 44,4 97141,06B = 1308,384 – 168,8 => B = 0,0117 (m3/s) = 0,0117 x 3600 = 42,12 (m3/h) Khoái löôïng rieâng cuûa khí ñoát: ¦K = 2,6 kg/m3 => B = 0,0117 x 2,6 x 3600 = 109,5 kg/h = 0,0304 kg/s 2. Suaát tieâu hao nhieân lieäu tieâu chuaån: b = Vôùi B: löôïng tieâu hao nhieân lieäu kg/s P : naêng suaát loø kg/h Qdt : nhieät trò thaáp cuûa nhieân lieäu kJ/m3 29300 = 4,187 x 7000: nhieät trò cuûa nhieân lieäu tieâu chuaån (KJ/m3) Ta coù: B = 0,0304 kg/s ; Qdt = 110498 kJ/m3 P = 4000 kg/h => b = = 0,1032 kg ga/ kg nhoâm = 103,25 kg ga/ taán nhoâm Sau ñaây laø moät soá suaát tieâu hao nhieân lieäu cuûa moät soá loø: Theo [1] tr92. + Loø nung lieân tuïc : 0,05 ¸ 0,15 + Loø buoàng caùn, reøn : 0,1 ¸ 0,25 + Loø buoàng nhieät luyeän : 0,1 ¸ 0,5 So saùnh ta thaáy suaát tieâu hao cuûa loø naèm trong phaïm vi cho pheùp. 3. Heä soá söû duïng nhieät coù ích h = Trong ñoù: Qi : nhieät löôïng ñeå nung, naáu, giöõ vaø taêng nhieät ñoä nhoâm loûng. Qi = Qnung + Qnaáu chaûy + Qtaêng nhieät = 722,4 + 44,4 + 430,4 + 68,8 = 1266 (kw) QC : nhieät löôïng do ñoát chaùy nhieân lieäu QC = B . Qdt = 0,0117 x 110498 = 1292,8 (kw) Qt = 168,8 (kw) : nhieät löôïng toûa ra do phaûn öùng oxy hoùa * Löôïng nhieät taän duïng ñeå nung nhoâm thoûi ??? ôû phaàn thaân ñöùng: Theo keát quaû tính toaùn ôû caùc phaàn tröôùc Nhieät löôïng cuûa khoùi taïi gaàn ???: Q1 = 1359 (33,8B – 0,0188) (kw) Vôùi B = 0,0117 m3/s => Q1 = 1359 (33,8 x 0,0117 – 0,0188) = 512 (kw) Nhieät löôïng theo khoùi ra khoûi loø: Q2 = 420 (33,8B – 0,0188) (kw) = 420 (33,8 x 0,0117 – 0,0188) = 158 (kw) Löôïng nhieät maát qua theå xaây loø Q6 = 17,7 kw => Nhieät löôïng ñeå nung nhoâm thoûi: Q* = Q1 – Q2 – Q6 = 511 – 158 – 27,7 = 325,3 (kw) Löôïng nhieät naøy ñeå nung nhoâm: Qn = 70% x Q* = 227,7 (kw) Qn = G. Cp (t2 – t1) Cp : nhieät dung nhoâm ôû theå raén, Cp » 1,033 KJ/kg ñoä G: naêng suaát loø: G = 1,11 kg/s t1 : nhieät ñoä nhoâm tröôùc khi cho vaøo loø, t1 = 30oC t2 : nhieät ñoä sau khi nung baèng hôi noùng cuûa khoùi. => 227,7 = 1,1 x 1,033 (t2 – 30) => t2 = 230,3oC Vaäy nhoâm khi roùt vaøo beå nhoâm loûng ñaõ ñöôïc nung noùng tröôùc ñeán 230oC h = = = 67,37% Ñaây laø hieäu suaát loø ñaõ tính ñeán vieäc taän duïng nhieät loø. Theo taøi lieäu [1] tr293, heä soá h cuûa moät soá loø: + Loø lieân tuïc : 0,3 ¸ 0,5 + Loø buoàng caùn, reøn : 0,15 ¸ 0,2 + Loø buoàng nhieät luyeän : 0,05 ¸ 0,2 4. Baûng caân baèng nhieät cuûa loø: Vôùi giaù trò B = 0,0117 Kg/s, ta coù keát quaû moät soá nhieät löôïng thu vaø chi nhö sau: * Nhieät do chaùy nhieân lieäu sinh ra: QC = B x 110498 = 1292,8 (kw) * Nhieät vaät lyù do khoâng khí ñöôïc nung noùng tröôùc: QKK = B. La . tkk . ¦ = 8265,8B = 8265,8 x 0,0117 = 96,7 (kw) * Nhieät löôïng toûa ra do phaûn öùng oxy hoùa nhoâm: Qt = 168 (kw) * Nhieät löôïng caàn ñeå nung nhoâm thoûi: Q1 = 722,4 (kw) * Nhieät löôïng nung xæ nhoâm vaø trôï dung: Q2 = 44,4 (kw) * Nhieät löôïng maát do chaùy khoâng hoaøn toaøn hoùa hoïc: Q3 = 4111,8B = 4111,8 x 0,0117 = 48,1 (kw) * Nhieät löôïng maát do daãn nhieät qua caùc theå xaây: Q6 = 27,7 (kw) * Nhieät löôïng maát do chaùy khoâng hoaøn toaøn cô hoïc: Q7 = 2,69 (kw) * Nhieät maát theo khí loø khi môû cöûa: Q8 = 1,89 (kw) * Nhieät löôïng maát do saûn phaåm chaùy mang ra khoûi loø: Q9 = 420 (33 x 0,0117 – 0,0188) = 154,2 (kw) * Nhieät löôïng ñeå taêng nhieät ñoä nhoâm loûng: Q11 = 86,8 (kw) * Nhieät löôïng ñeå chuyeån nhoâm thaønh theå loûng: Q10 = 430,4 (kw) BAÛNG CAÂN BAÈNG NHIEÄT LOØ No Caùc khoaûn nhieät thu Kw % N0 Caùc khoaûn nhieät chi Kw % 1 Nhieät löôïng do ñoát chaùy nhieân lieäu 1292,8 83 1 Nhieät ñeå naáu chaûy, giöõ nhieät, naâng nhieät ñoä nhoâm loûng 1239,6 79,6 2 Nhieät do khoâng khí ñöôïc nung tröôùc 96,7 6,21 2 Nhieät ñeå nung xæ vaø trôï dung 44,4 2,85 3 Nhieät do nung noùng nhieân lieäu 0 0 3 Nhieät löôïng do caùc phaûn öùng thu nhieät 0 4 Nhieät do phaûn öùng oxy hoùa toûa ra 168 10,8 4 Nhieät do chaùy khoâng hoaøn toaøn hoùa hoïc 48,1 3,1 5 Nhieät maát do chaùy khoâng hoaøn toaøn cô hoïc 38,8 2,49 6 Nhieät maát qua theå xaây 27,7 1,78 7 Nhieät maát do böùc xaï qua cöûa 2,69 0,17 8 Nhieät maát theo khí loø khi môû cöûa 1,89 0,12 9 Nhieät maát theo khoùi loø 154,2 9,9 Toång coäng 1557,5 10,0 Toång coäng 1557,5 100 XAÙC ÑÒNH KHAÛ NAÊNG TIEÁT KIEÄM NHIEÂN LIEÄU KHI TAÄN DUÏNG NHIEÄT LOØ ÑEÅ NUNG TRÖÔÙC KHOÂNG KHÍ VAØ LIEÄU Giaû thieát khoâng khí khoâng ñöôïc nung noùng tröôùc trong thieát bò trao ñoåi nhieät ñeán 200oC vaø khoâng taän duïng nhieät loø caùc khoaûng QC, QKK thay ñoåi caùc khoaûn khaùc khoâng thay ñoåi. Trong phöông trình caân baèng nhieät seõ khoâng QKK, vaø nhieät löôïng theo khoùi thoaùt ra khi ñoù laø: Q9 = 1359 (33,8B’ – 0,0188) (kw) (Vì nhieät ñoä khoùi thaûi ra luùc naøy laø 1000oC chöù khoâng phaûi laø 300oC nhö tröôùc). Ta coù phöông trình caân baèng nhieät môùi: 110498B’ + 168,8 + 86,8 + 44,4 = 722,4 + 4111,8B’ + 3314,94B’ + 27,7 + 2,69 + 1,89 + 1359 (33,8B – 0,0188) + 430,4 ó 57137,06 B’ = 1121,93 B’ = 0,01964 (m3/s) = 70,68 (m3/h) Tieát kieäm nhieân lieäu khi taän duïng nhieät loø ñeå nung tröôùc khoâng khí vaø nung nhoâm thoûi. H = = 40,42% Suaát tieâu hao nhieân lieäu tieâu chuaån môùi: b' = = 0,173 (kg ga/kg nhoâm) = 173 (kg ga/taán nhoâm) Heä soá söû duïng nhieät coù ích: h = Vôùi QC = Qdt . B’ = 110498 x 0,01964 = 2170,2 (kw) => h = Keát luaän: Vì taän duïng ñöôïc nhieät cuûa khoùi loø vaø nhieät daãn qua töôøng ñeå nung tröôùc khoâng khí vaø lieäu cho pheùp caûi thieän caùc ñaëc tính kyõ thuaät cuûa loø, giaûm suaát tieâu hao nhieân lieäu tieâu chuaån, taêng heä soá söû duïng nhieät coù ích vaø tieát kieäm nhieân lieäu. * Caûi thieän heä soá nhieät coù ích, taêng leân 1 löôïng: 67,37% - 49,37% = 28% => Taêng hieäu suaát coù ích theâm 28% * Giaûm löôïng tieâu hao nhieân lieäu tieâu chuaån 1 löôïng: 173 – 103 = 70 kg ga/ 1 taán nhoâm Tieát kieäm nhieân lieäu ñaït 40,42% TÍNH TOAÙN COÁNG KHOÙI 1. Tính löôïng khí ñi vaøo loø: Töø khi baét ñaàu vaøo keânh khoùi, löôïng khí loø laø: VA = B. Vn - å V0 . y , m3/h Trong ñoù: B: löôïng tieâu hao nhieân lieäu, m3/h hoaëc kg/h, B = 48,4 m3/h Vn : löôïng saûn phaåm chaùy sinh ra khi ñoát 1 ñôn vò nhieân lieäu, m3/m3 ; Vn = 31,15 m3/m3. å V0 . y: toång löôïng khí loø maát qua cöûa môû khi thao taùc vaø qua cöûa quan saùt, m3/h; å V0 . y = 103,395 m3/h. (Caùc soá lieäu treân laáy töø vieäc tính toaùn söï chaùy nhieân lieäu, löôïng khoùi thoaùt ra khi naïp lieäu: TB laø 100 m3/h) Vaäy VA = 48,4 x 31,15 – 103,395 = 1404,3 (m3/h) 2. Tieát dieän keânh khoùi: Tröôùc khi tính tieát dieän keânh khoùi ta caàn choïn soá löôïng keânh khoùi cho hôïp lyù, khoaûng caùch toái thieåu giöõa 2 keânh phaûi ñuû xaây vieân gaïch coù chieàu daøi tieâu chuaån 230mm. Ta choïn 1 keânh khoùi , N = 1. Dieän tích tieát dieän cuûa keânh khoùi ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: FK = (m2) Trong ñoù: VA : löôïng khí loø ñi vaøo caùc keânh, m3/h => VA = 1504,3 (m3/h) wkk : toác ñoä khí loø ñi trong keânh töø: 1-3 m/s (theo [1]) => wkk = 3 (m/s) N: soá löôïng keânh, N = 1 => FK = = 0,13 (m2) Choïn keânh khoùi laø oáng theùp coù ñöôøng kính D FK = => D2 = => D = = 0,407 (m) = 407 (mm) 3. Tính chieàu cao coáng khoùi: 3.1. Tính toån thaát aùp suaát ôû heä thoáng thoaùt khoùi: Toån thaát aùp suaát treân ñöôøng daãn khí loø goàm toån thaát cuïc boä, hiCB, toån thaát ma saùt hims , toån thaát hình hoïc hihh. * Toån thaát cuïc boä xaûy ra ôû nhöõng choã: doøng khí thay ñoåi höôùng, doøng chaûy thu heïp laïi hoaëc môû roäng ra, doøng chaûy phaân nhaùnh hay nhaäp laïi v.v… ÔÛ ñaây doøng chaûy cuûa khí loø bò toån thaát do thu heïp. Vì ta choïn oáng khoùi thaúng ñöùng. * Trong quaù trình chuyeån ñoäng, do bò huùt theâm khoâng khí laïnh vaø maát nhieät qua töôøng coáng khoùi neân nhieät ñoä cuûa khí thaûi giaûm ñi. Ñoä giaûm nhieät ñoä cuûa khí thaûi tính cho 1m chieàu daøi oáng khoùi trình baøy trong baûng sau: Nhieät ñoä cuûa khí, oC Keânh, coáng môùi Keânh, coáng ñaõ duøng laâu 1000 – 1200 800 – 1000 600 – 800 400 : 500 5,2 4,6 3,7 2,8 6,3 5,2 4,3 3,5 Vôùi loø coù t0 = 1000 – 1200 => Ta choïn ñoä giaûm nhieät ñoä cho coáng môùi: 5,2oC + Nhieät ñoä khoùi taïi chaân coáng khoùi (mieäng loø): tkd= 300 , döï kieán oáng khoùi cao 10m => tkc = 300 – 5,2 x 10 = 300 – 52 = 248oC Toån thaát aùp suaát cuïc boä ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: hicb = . f0k (1 + a tik) (kg/m2) Trong ñoù: + K : heä soá toån thaát cuïc boä K = 0,5 (1 - ) ; k töông öùng vôùi toác ñoä w2 Vì = => Choïn k = 0,5 (Theo baûng 5 – 4 [1]) + w0k : toác ñoä khí ôû ñieàu kieän tieâu chuaån, m/s w0K = 5,5 (m/s) (theo baûng 5-2 [1]) + tik : nhieät ñoä khí taïi ñieåm tính toaùn, oC, ti C = 300 + a: heä soá daõn nôû ; a = + f0k : khoái löôïng cuûa khí loø ôû OoC, fok = 1,295 (kg/m3) (theo phuï luïc 1 – 8 [2]) Vaäy: hicb = . 1,295 . = 20,55 kg/m2 Toån thaát aùp suaát do ma saùt xaùc ñònh theo coâng thöùc sau: hims = m . fko . (1 x a . tktb) (kg/m2) Trong ñoù: m: heä soá ma saùt phuï thuoäc vaøo ñoä nhaün cuûa beà maët oáng vôùi oáng kim loaïi (theùp) m = 0,035 L : chieàu daøi ñoaïn oáng L = 10 (m) D : ñöôøng kính thuûy löïc cuûa oáng, m Vì oáng hình troøn => D = d = ñöôøng kính oáng D = 400 mm = 0,4 m wok : toác ñoä cuûa khí loø ôû ñieàu kieän tieâu chuaån: wok = 5,5 m/s ttbk : nhieät ñoä trung bình cuûa khí ôû ñoaïn oáng, oC : tktb = 250oC ¦0k = 1,295 kg/m3 ttbk = = 274oC tñk : nhieät ñoä khoùi taïi ñaàu tính toaùn, tñk = 300oC tck : nhieät ñoä khoùi cuoái ñieåm tính toaùn, tck = 248oC => hims = 0,035 x = 34,3 (kg/m2) Toån thaát hình hoïc cuûa doøng khí ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: hhh = 9,8H (¦tkk – ¦ik) (kg/m2) Trong ñoù: H: chieàu cao cuûa coät khí, m ¦tkk : khoái löôïng rieâng cuûa khoâng khí ôû nhieät ñoä moâi tröôøng xung quanh, kg/m3 = 1,093 (kg/m3) ¦ik : khoái löôïng rieâng cuûa khí loø ôû nhieät ñoä tính toaùn: fk274 = 0,617 (kg/m3) (Caùc soá lieäu treân tra ôû baûng phuï luïc 1.7, 1-8 [2]) Vaäy: hhh = 9,8 x 10 x (1,093 – 0,617) = 46,648 (g/m2) Do doøng khoâng khí noùng chuyeån ñoäng töø döôùi leân, neân khoâng coù toån thaát naøy maø toån thaát toång coäng ñöôïc giaûm ñi 1 löôïng hhh. => Toån thaát aùp suaát chung cuûa ñöôøng daãn khí loø: åhk = åhcb + åhms - åhhh = 20,55 + 34,3 – 46,64 = 8,21 (kg/m2) TÍNH TOAÙN HEÄ THOÁNG CAÁP GIOÙ 1. Choïn loaïi oáng daãn khí: Caùc oáng daãn khoâng khí vaø daãn khí ñoát laø caùc oáng theùp, oáng daãn khoâng khí coù chieàu daøy 3 ¸ 6 mm. ÔÛ ñaây ta choïn chieàu daøy oáng daãn khoâng khí coù chieàu daøyd= 4,5(mm) Khoâng khí caáp cho loø qua 2 ñoaïn oáng, ñoaïn thöù 1 laø oáng thaúng daøi 6m, khoâng khí laïnh. Ñoaïn thöù 2 laø ñoaïn cong daøi 2m khoâng khí ñöôïc nung noùng ñeán 200oC. ÔÛ ñoaïn oáng naøy coù boïc lôùp caùch nhieät ôû beân ngoaøi. Toác ñoä khoâng khí trong oáng daãn khoâng khí laïnh: Wol = 10 m/s Toác ñoä khoâng khí noùng trong oáng daãn: Won = 5 (m/s) OÁng daãn khoâng khí noùng goàm: voû loø, giôùi haïn giöõa f1 = 460 + 120 = 1680 (mm) vaø f2 = 2000 – 220 = 1780 + OÁng daãn baèng theùp daøi 2m. Ñeå ñieàu chænh löôïng khoâng khí thöôøng duøng caùc van nuùt, vaø böôùm hoaëc van xoaùy, coøn ñieàu chænh khí ñoát phaûi duøng van xoaùy. ÔÛ ñaây ta choïn loaïi van ruùt. Tính dieän tích oáng daãn khoâng khí laïnh töø quaït: Fi = , m2 Trong ñoù: + Vikk : löôïng khoâng khí chuyeån ñoäng qua tieát dieän tính toaùn, m3/h => Vikk = B.La = 1525 m3/h + wikk : toác ñoä chuyeån ñoäng cuûa doøng khí qua tieát dieän tính toaùn, m/s => w0 = 10 m/s. + Fi : dieän tích tieát dieän taïi ñoaïn oáng caàn tính (m2) => Fi = = 0,043 Ñöôøng kính oáng: di = = 0,233 (m) » 233 (mm) Vaäy choïn ñöôøng kính oáng: di = 300 (mm) ñeå ñaûm baûo löôïng khí. * Toác ñoä khí chuyeån ñoäng trong voû loø: Dieän tích giôùi haïn giöõa 2 voû loø: DF = = 0,27 m2 => Vikk = Fi x 3600 x wikk => wikk = = 1,56 (m/s) * Toác ñoä khoâng khí noùng: wonkk = 5m/s => Dieän tích cuûa tieát dieän oáng daãn khoâng khí noùng: Fi = = 0,0847 (m2) => Ñöôøng kính oáng daãn khoâng khí noùng: di = = 0,328 (m) = 328 (mm) => Choïn ñöôøng kính oáng daãn khí noùng f = 330 (mm) 2. Tính toån thaát aùp suaát ôû heä thoáng caáp gioù: Caùc toån thaát ôû ñaây tính gioáng nhö tính toån thaát aùp suaát ôû heä thoáng thoaùt khoùi, nhöng duøng caùc thoâng soá cuûa khoâng khí. a. Toån thaát aùp suaát cuïc boä: hicb = . f0k . (1 + a . tikk) , (kg/m2) Trong ñoù: k: heä soá toån thaát cuïc boä, theo baûng 5-4 k = 1 öùng vôùi daïng ngoaëc wokk = 10 (m/2) ¦0k : khoái löôïng rieâng cuûa khoâng khí ôû oC: ¦okk = 1,293 (kg/m3) a = tikk = 30oC => hicb = = 55,5 (kg/m2) Hình : Toån thaát aùp suaát cuïc boä trong voû loø: h2cb = . ¦okk . (1 + a. tikk) (kg/m2) ÔÛ ñaây: khí ñi töø oáng vaøo khe hôû voû loø: Hình : W1 > W2 k töông öùng vôùi w2 => Choïn k = 1 (theo baûng 5-4) tikk = 200oC, wo2 = 5m/s => h2cb = = 2,73 (kg/m2) Toån thaát cuïc boä trong ñoaïn daãn khoâng khí noùng: h3cb = . ¦ok . (1 + a. tikk) (kg/m2) Vôùi wokk = 5 (m/s) ti = 200oC K choïn k = 1 vì öùng vôùi ñoaïn oáng coù ngoaëc cong. => h3cb = = 28 (kg/m2) => Toång toån thaát aùp suaát cuïc boä: åhacb = 28 + 5 + 2,73 » 34 (kg/m2) Tính toån thaát do ma saùt: hims = m . . ¦ok . (1 + a. ttbkk) (kg/m2) * Toån thaát aùp suaát ôû ñoaïn oáng daãn khí töø quaït vaøo loø: w = 0,04 , L = 6m , D = 0,3 wokk = 10 (m/s) ttbkk = 30oC h1ms = = 57,4 (kg/m2) Toån thaát aùp suaát ôû ñoaïn oáng daãn laø khe hôû voû loø: h2ms = . ¦ok . (1 + a. ttbkk) (kg/m2) vôùi m = 0,05 (oáng gaïch) tikk = 200oC wokk = 1,67 (m/s) L = 1,2 (m) D = 0,045 (töông öùng vôùi khe hôû giöõa 2 lôùp gaïch) => h2ms = = 3,63 (kg/m2) Toån thaát aùp suaát do ma saùt treân oáng daãn khí noùng. Tröôøng hôïp naøy: m = 0,04 tikk = 200oC , w0kk = 5 m/s L = 2m D = 0,33 => h3ms = = 6,78 (kg/m2) => Toång toån thaát ma saùt: åhms = 6,78 + 3,63 + 57 => åhms = h1ms + h2ms + h3ms = 67,8 (kg/m2) Toån thaát hình hoïc: hhh = 9,8 . H (¦tkk – ¦tk) ¦tkk : khoái löôïng rieâng cuûa khoâng khí ôû nhieät ñoä trong oángl ¦ = 1,293 (kg/m3) ¦tk : khoái löôïng rieâng cuûa khí loø ôû nhieät ñoä 200oC H: chieàu cao coät khí Toån thaát hình hoïc chæ coù ôû khe hôû giöõa 2 lôùp gaïch nôi khí luoàn vaøo, vaø ñöôøng daãn khí noùng, coøn ñöôøng daãn khí laïnh töø döôùi leân neân khoâng coù toån thaát. Vaø do khoâng khí cuûa saûn phaåm chaùy khoâng loït vaøo oáng daãn khoâng khí => hhh = 9,8. H . ¦kk = 9,8 . H. ¦kk ÔÛ voû loø: H = 1,2mm , ¦tkk = 0,746 kg/m3 hhh = 9,8 x 1,2 x 0,746 » 8,78 (kg/m2) ÔÛ ñoaïn daãn khí noùng: ¦tkk = 0,746 ; H = 2m => hhh = 9,8 x 2 x 0,746 = 14,6 (kg/m2) => Toång toån thaát hình hoïc: åhhh = 14,6 + 8,78 = 23,4 (kg/m2) Vaäy toång caùc toån thaát treân ñöôøng daãn khoâng khí: åhkk = åhms + åhcb + åhhh = 67,8 + 34 + 23,4 = 125,2 (kg/m2) TÍNH TOAÙN QUAÏT GIOÙ 1. Tính toaùn caùc thoâng soá cô baûn: 1.1. Tính löôïng gioù yeâu caàu ôû ñieàu kieän tieâu chuaån: Goïi löôïng gioù naøy laø Vo, ta coù: V0 = K . Vchkk , m3/h Trong ñoù: K: heä soá döï tröõ, thöôøng thì k = 1,1 – 1,25; ôû ñaây ta choïn k = 1,2 Vchkk : löôïng khoâng khí chung caàn caáp cho loø: m3/h Vchkk = La . B La : löôïng khoâng khí ñeå ñoát chaùy 1m3 nhieân lieäu khí (m3/m3) B : löôïng tieâu hao nhieân lieäu (m3/s) ÔÛ ñaây La = 31,67 (m3/m3) B = 0,0134 m3/s = 48,4 m3/h (Caùc soá lieäu naøy tính ôû phaàn söï chaùy cuûa nhieân lieäu vaø caân baèng nhieät loø) Vaäy Vchkk = 31,67 x 48,4 = 1532,83 (m3/h) Vaäy V0 = 1,2 x 1532,8 = 1839,4 (m3/h) 2. Löôïng gioù yeâu caàu thöïc teá, Vt: Vt = .Vo , (m3/h) Trong ñoù: Pa : aùp suaát khí quyeån taïi nôi ñaët quaït, mm Hg => Pa = 780 mmHg. t : nhieät ñoä khoâng khí nôïi ñaët quaït, oC => t = 37oC Vaäy Vt = x 1839,4 = 2143,66 » 2144 (m3/h) 3. AÙp suaát tónh yeâu caàu, hot: hot = a. å. hkk Trong ñoù: a: heä soá döï tröõ: thöôøng a = 1,1 ¸ 1,2 => Choïn a = 1,2 å. hkk , toång toån thaát aùp suaát treân ñöôøng daãn khoâng khí, N/m2: => å. hkk = 125,2 (kg/m2) => hot = 1,2 x 125,2 = 150,24 » 150,3 (kg/m2) 4. AÙp suaát ñoäng sô boä: Choïn döïa vaøo aùp suaát tónh sô boä: hoñ = b. hot (kg/m2) Trong ñoù: b laø tyû leä aùp suaát ñoäng so vôùi aùp suaát tónh, b = 0,05 ¸ 0,15 ÔÛ ñaây ta choïn: b = 0,12 => hoñ = 0,12 x 150,3 = 18 (kg/m2) 5. AÙp suaát toaøn phaàn yeâu caàu: Ho = hot + h0ñ = 150,3 + 18 = 168,3 (kg/m2) 6. AÙp suaát thöïc teá yeâu caàu: Ht = , (kg/m2) Pa : laø aùp suaát nôi ñaët quaït, mmHg. => Pa = 780 mmHg t : nhieät ñoä khoâng khí nôi ñaët quaït, oC , t = 40oC => Ht = = 188 (kg/m2) b. Choïn quaït gioù: Sau khi ñaõ tính ñöôïc 2 thoâng soá cô baûn laø Vt, Ht , döïa vaøo caùc giaûn ñoà tieâu chuaån cuûa quaït ly taâm ñeå choïn quaït theo yeâu caàu. Choïn quaït baûo ñaûm ñöôïc Vt, Ht. Ñoàng thôøi soá voøng quay cuûa quaït phaûi laø soá coù treân ñöôøng bieåu dieãn trong giaûn ñoà, hieäu suaát coù ích cuûa quaït caàn naèm trong vuøng lôùn hôn 0,5 ñeå quaït tieâu thuï coâng suaát ít nhaát, aùp suaát ñoäng cuûa quaït, phaûi nhoû hôn hoaëc baèng aùp suaát ñoäng sô boä tính toaùn. Theo giaûn ñoà h5-11 [1] => Choïn quaït ly taâm kieåu ??? vôùi caùc thoâng soá nhö sau: AÙp löïc : Ht = 200 kg/m2 Löu löôïng gioù : Vt = 2,5. 103 (m3/h) Hieäu suaát : h = 0,65 Soá voøng quay : n = 2400 voøng/phuùt. c. Tính coâng suaát cuûa quaït: Coâng suaát truïc quaït N ñöôïc tính theo coâng thöùc: N = (kw) Trong ñoù; Vq : löu löôïng cuûa quaït gioù, m3/h Vq = 2,5 . 103 (m3/h) hq : aùp suaát ñoäng mieäng quaït, N/m2 hq = hñ = 18 (kg/m2) = 176 (N/m2) Hq : aùp suaát cuûa quaït, N/m2 Hq = 200 kg/m2 = 1960 N/m2 h : hieäu suaát quaït, h = 0,65 => N = = 1,9 (kw) * Coâng suaát ñoäng cô ñieän, N1 N1 = K1 . K2 . N , kw Trong ñoù: N : coâng suaát truïc quaït, kw K1 : heä soá tính ñeán hieäu suaát truyeàn ñoäng (laáy theo baûng 5-8) K1 = 1,05 K2 : heä soá phuï thuoäc vaøo coâng suaát quaït (choïn theo baûng 5-9 [1]) Do: N = 1,9 kw => Choïn K2 = 1,2 => N = 1,05 x 1,2 x 1,9 = 2,394 » 2,4 (kw) TÍNH TOÅN THAÁT AÙP SUAÁT ÔÛ HEÄ THOÁNG THOAÙT KHOÙI VAØ CAÁP GIOÙ Khi khí chuyeån ñoäng trong keânh, ôû ñaây keânh khoùi chính laø oáng hình truï coù f = 1200, daøi 2m, caùc toån thaát: * Toån thaát naêng löôïng do ma saùt xaùc ñònh theo coâng thöùc hms = Trong ñoù: m: heä soá ma saùt, m = 0,055 (oáng gaïch) l: chieàu daøi keânh. l = 2 (m) d: ñöôøng kính thuûy löïc cuûa keânh, d = 1,2 (m) fo: 1,295: khoái löôïng rieâng cuûa khí ñoù ôû OoC Wo: 2,5 (m/s): toác ñoä khoùi trong keânh vaø oáng khoùi: T: nhieät ñoä khoùi ñi vaøo oáng khoùi, T = 300oC To: 273 => hms = = 0,778 N/m2 Toån thaát naêng löôïng do trôû löïc cuïc boä: hcb = K Trong ñoù: K: heä soá trôû löïc cuïc boä, K= 0,5 hcb = = 4,25 (N/m2) TOÅN THAÁT HÌNH HOÏC Khoù chuyeån ñoäng laø khí nheï (saûn phaåm chaùy) Neân toån thaát hình hoïc tính theo coâng thöùc sau: hhh = gH (foKK Trong ñoù: H: ñoä cao cuûa keânh xem xeùt, m H = 2 (m) foKK, foK: maät ñoä cuûa khoâng khí vaø cuûa khí, ôû 0oC, kg/m3 foKK = 1,293 kg/m3 foK = 1,295 kg/m3 (phuï luïc 1.7 – 1 – 8 [2]) TKK, TK: nhieät ñoä trung bình cuûa khoâng khí vaø khí, K. TKK = 40oC TK = 274oC To = 273 Vaäy hhh = 9,8 x 2 x = 9,4 N/m2 Vaäy toån thaát toång coäng ôû oáng khoùi. htt = hms + hcb + hhh = 0,78 + 4,25 + 9,4 = 14,46 » 14,5 (N/m2) TÍNH OÁNG KHOÙI. 1. Tìm hieåu veà caùc kieåu oáng khoùi OÁng khoùi laø moät boä phaän cuûa heä thoáng loø, nhieäm vuï cuûa oáng khoùi laø taïo ra ñöôïc söùc huùt ñeå ñöa saûn phaåm chaùy töø buoàng loø thaûi ra ngoaøi trôøi Trong coâng nghieäp thöôøng duøng 3 loaïi oáng khoùi: oáng khoùi xaây baèng gaïch, oáng khoùi kim loaïi vaø oáng khoùi baèng beâ toâng chòu nhieät. OÁng khoùi xaây baèng gaïch thöôøng duøng ôû nhöõng loø coù löôïng khí loø lôùn. Neáu nhieät ñoä khí loø cao thì lôùp loùt ôû phía trong oáng khoùi xaây baèng vaät lieäu chòu löûa. Veà maët xaây döïng, loaïi oáng khoùi naøy xaây döïng phöùc taïp cho neân ñöôøng kín trong cuûa mieäng oáng khoùi (nôi coù khí loø töû oáng khoùi thoaùt ra ngoaøi trôøi) toát nhaát laø khoâng nhoû hôn 800 (mm). - Vì löôïng khí loø lôùn vaø to khoùi < 3000oC ta coù theå choïn oáng khoùi baèng oáng theùp. Loaïi oáng khoùi naøy chuaån bò thaønh töøng voøng coù kích thöôùc vöøa phaûi töø tröôùc neân vieäc laép ñaët deã daøng, thi coâng nhanh. - Khi tính oáng khoùi, löïc huùt cuûa oáng khoùi phaûi lôùn hôn giaù trò toång toån thaát aùp suaát cuûa khí loø trong ñöôøng coáng daãn ñeå buø vaøo nhöõng giaù trò toån thöùc chöa tính ñöôïc nhö: ñoä taêng toån thaát ma saùt do thaønh coáng khoùi bò baùm nhieàu buïi, löôïng khoâng khí bò huùt vaøo taêng leân khi loø thöïc hieän caùc boä phaän cöôøng hoùa. Hình : Do ñoù: ta coù coâng thöùc chieàu cao coät khoùi: H = Trong ñoù: H: chieàu cao oáng khoùi , m foKK, foK: khoái löôïng rieâng cuûa khoâng khí vaø khí ôû ñieàu kieän tieâu chuaån, kg/m3, foKK = 1,293 kg/m3, foK = 1,295 kg/m3 - wo1, wo2,wo: töông öùng laø toác ñoä cuûa khí taïi chaân ñænh vaø toác ñoä trung bình cuûa khí ôû (ñktc) (m/s) m = 0,05: heä soá ma saùt ñoái vôùi oáng beâ toâng wo1 = 2,5 (m/s), wo2 = 3,5 (m/s) wo = Tkk: nhieät ñoä khoâng khí xung quanh, k; Tkk = (40 + 273) = 313 k T1, T2: töông öùng vôùi nhieät ñoä cuûa khí taïi chaân vaø ñænh oáng khoùi, k T1: 300oC = 300 + 273 = 573 T2 = T1 – Dt.Ho , k Trong ñoù Dt: ñoä giaûm nhieät ñoä trung bình cuûa khí loø vôùi 1m chieàu cao oáng khoùi, (ñoä/m). Vôùi oáng khoùi baèng beâ toâng. => Dt : chieàu cao sô boä cuûa oáng khoùi, choïn Ho theo sô ñoà H 5-6 [1] öùng vôùi: to khoùi = 300oC 1,3åhtt = 1,3 x 14,5 = 18,85 N/m2 Ho = 8 (mm) => T2 = T1 Dt.Ho = 573 – 1,5 x 8 = 561 (k) Tk: nhieät ñoä trung bình cuûa khoâng khí trong oáng khoùi, k Tk = 0,5 (T1 + T2) = 0,5 (573 = 561) = 567 (k) d1: ñöôøng kính chaân oáng khoùi: d1 – 600 d2: ñöôøng kính mieäng ra cuûa oáng khoùi d2 = , m Trong ñoù: vk : löôïng khí loø ñi qua oáng khoùi, m3/s vk = va.B Trong ñoù va : löôïng saûn phaåm chaùy m3 sp: c/m3 khí ñoát B: suaát tieâu hao nhieân lieäu: m3/s va = 31,5 m3/m3. B = 0,0134 m3/s => = 31,5 x 0,0134 = 0,422 (m3/s) wo2 : toác ñoä doøng khí taïi mieäng oáng khoùi; wo2 = 6 m/s => d2 = = 0,3 (m) => d2 = 300 (mm) Ñoái vôùi caùc oáng khoùi gaïch vaø beâ toâng thì ñeå ñaûm baûo oáng khoùi vöõng chaéc, ñöôøng kính chaân oáng khoùi laø: d1 = 1,5 d2 = 1,5 x 300 = 450 (mm) => Vieäc löïa choïn d, ban ñaàu laø hôïp lyù. Vaäy H = =11,35(m) So vôùi Ho (chieàu cao sô boä) thì H » Ho => Ho choïn ban ñaàu laø hôïp lyù. Vaäy chieàu cao cuûa oáng khoùi laø 12 (m) TÍNH TOAÙN XAÂY LOØ GIÖÕ NHIEÄT I- XAÙC ÑÒNH KÍCH THÖÔÙC NOÄI HÌNH. Noäi hình loø coù caùc kích thöôùc sau: Goàm 4 töôøng, 1 noùc, ñaùy loø. - Ñaùy loø coù chieàu daøi: L = 3000 (mm) chieàu roäng: B = 2800 (mm) - Töôøng loø: chieàu cao: beân trong: 1,0 (m) bao goàm : 0,4 (m) möïc nhoâm loûng 0,6 (m) phía treân möïc nhoâm loûng. chieàu cao taïi noùc loø caùch möïc nhoâm loûng: 0,8 (m) + chieàu roäng: B = 2800 (mm) + chieàu daøi: L = 3000 (mm) * 2 töôøng coù kích thöôùc 3,000 x 1,000 => F1= 3 (m2) * 2 töôøng coù kích thöôùc 2,8 x 1 => F2 = 2,8 x 1 = 2,8 (m2) * Ñaøy loø: Fñaùy = B.L = 2,8 x 3= 8,4 (m2) * Noùc loø: coù baùn kính R = 3,00 (m) => chieàu daøi voøng cung öùg vôùi goùc ôû taâm j = 60o => L = => Dieän tích noùc loø: Fnoùc = 3,14 x 2,8 » 7 (m2) II- XAÙC ÑÒNH CHIEÀU DAØY CAÙC THEÅ XAÂY: Töôøng loø xo vaø noùc loø xaây gioáng nhö: * Töôøng loø Hình : Hình : Hình : Lôùp trong cuøng xaây gaïch cao nhoâm coù chieàu daøy d1= 230 (mm) Lôùp thöù hai xaây baèng gaïch samot nheï coù chieàu daøy d2 = 115 (mm) Lôùp thöù ba laø lôùp boâng thuûy tinh coù chieàu daøy 45 (mm) * Noùc loø: Lôùp thöù nhaát xaây baèng gaïch cao nhoâm coù chieàu daøy d1 = 230, xaây voøm - Lôùp thöù 2 laø lôùp boät daøy 60 (mm) - Lôùp thöù 3 laø lôùp boâng thuûy tinh daøy 40 (mm) * Ñaùy loø: Hình : Hình : - Lôùp trong cuøng xaây baèng gaïch cao nhoâm coù chieàu daøy d1 = 230 (mm) - Lôùp thöù 2 laø lôùp boät ñaàm baèng gaïch ñia tonit vun coù chieàu daøy thay ñoåi d21 = 90 (mm), d22 = 130 (mm) - Lôùp cuoái cuøng xaây baèng gaïch samot nheï coù chieàu daøy d3 = 65 (mm) xaây naèm. II- XAÙC ÑÒNH NHIEÄT ÑOÄ TAÏI CAÙC LÔÙP THEÅ XAÂY VAØ NHIEÄT LÖÔÏNG MAÁT QUA THEÅ XAÂY. a. Ñoái vôùi 4 töôøng loø. Nhieät ñoä khoâng khí beân trong loø 900oC. Ta tính nhieät ñoä taïi caùc lôùp baèng phöông phaùp laép bìa seõ nhieät ñoä caùc lôùp nhö sau: t1 = tloø = 850oC t2 = 725oC , t2 = 320, t2 = 80 tkk = 40oC => Nhieät ñoä trung bình taïi caùc lôùp: * Lôùp gaïch cao nhoâm: t1-2 = = 788oC Heä soá daãn nhieät taïi nhieät ñoä naøy X1 = 0,84 + 0,00058 x t1-2 = 0,84 + 0,00058 x 788 = 1,297 (w/m2 ñoä) * Lôùp gaïch samot t2-3 = = 522,5oC X2 = 0,116 + 0,00016 t2-3 = 0,116 + 0,00016 x 522,5=0,1996 (w/m2 ñoä) * Lôùp boâng thuûy tinh. t3-4 = = 200oC => X3= 0,029 + 0,00029 x t3-4=0,029 + 0,00029 x 200=0,087 (w/m2 ñoä) Maät ñoä doøng nhieät tính baèng coâng thöùc q = » 0,06 (m2/w) => q = = 700 (w/m2) * Kieåm tra laïi nhieät ñoä taïi caùc lôùp do q » const => q = = 726oC Töông töï: t3 = t2 – q » 323oC t4 = t3 – q = 82oC q = tkk = t4 – q.0,006 = 82 – 42 » 40oC Vaäy nhieät ñoä giaû söû laø hôïp lyù Vaäy ta thöøa nhaän: t1 = 850oC, t2 = 726oC, t3 = 323oC, t4 = 82oC, tkk = 40oC, q = 700(w/m2) Löôïng nhieät maát qua 4 töôøng Q = q (2F1 + 2F2) = 2q (F1 + F2) = 2 x 700 x (3 + 2,8) = 8120 (w) » 8,12 (Kw) * Xaùc ñònh nhieät ñoä vaø maát nhieät qua noùc loø. - Xaùc ñònh dieän tích noùc loø: xem gaàn ñuùng noùc loø laø hình chöõ nhaät coù: chieàu daøi = chieàu daøi loø = L = 3,00 (m) Noùc loø coù goùc ôû taâm j = 60oC => R = B = 2,800 (m) => chieàu roäng noùc: Bnoùc = R.a = R.j = R = 2,93 (m) Giaû söû nhieät ñoä t2 = 600oC, t3 = 390oC, t4 = 90oC, t5 = 35oC. tkk = t5 = 35oC, tloø = t4 = 850oC Nhieät ñoä trung bình taïi caùc lôùp. * Lôùp gaïch cao nhoâm: t1-2 = = 770oC l1 = 0,84 + 0,00058 t1-2 = 0,84 + 0,00058 x 770 = 1,29 (w/m2 ñoä) * Lôùp boâng thuûy tinh: t2-3 = = 540oC l2 = 0,029 = 0,00029 . t3-4 = 0,029 + 0,00029 + 540 = 0,1856 9w/m2 ñoä) * Lôùp boät ñi naùt vuïn `t3-4 = = 240oC l3 = 0,072 + 0,00026.`t3-4 = 0,072 + 0,00072 x 240 = 0,1344 (w/m2 ñoä) Maät ñoä doøng nhieät: q = R ngoaøi = 0,06 d1 = 0,23; l1 = 1,29; d2 = 0,065, l2 = 0,22 d3 = 0,03, l3 = 0,0986 => q = = 919,7 (w/m2) * Kieåm tra laïi nhieät ñoä taïi caùc lôùp q = const => q = = 686oC t3 = t2 – q 686 – 919,7 x oC t4 = t3 – q 412,3 – 919,7 x oC tkk = t4 – q x 0,06 = 90 – 919,7 x 0,06 » 35oC Vaäy nhieät ñoä giaû söû ban ñaàu laø hôïp lyù vaø ta thöøa nhaän nhieät ñoä phaân boá taïi caùc lôùp nhö sau: t1 = tloø = 850, t2 = 697oC, t3 = 434oC, t4 = 86oC, t5 = tkk » 35oC q = 857 (w/m2) Löôïng nhieät maát qua noùc loø: Q = q.Fnoùc = 857 x 2,93 = 251(w) » 2,51 (Kw) c. Xaùc ñònh phaân boá nhieät ñoä vaø nhieät ôû ñaùy loø Tính phaân boá nhieät ñoä baèng phöông phaùp laëp. Giaû söû nhieät ñoä taïi caùc beà maët nhö sau: t1 = nhieät ñoä kim loaïi loûng. => t1 = 700oC, t2 = 600oC , t3 = 295oC, t4 = 65oC, t5 = tkk = 35oC * Nhieät ñoä trung bình vaø heä soá daãn nhieät taïi caùc lôùp. ÔÛ lôùp gaïch cao nhoâm: t1 – 2 = = 650oC l1 = 0,84 + 0,00058 x t1-2 = 0,84 + 0,00058 x 650 = 1,217 (w/m ñoä) ÔÛ lôùp gaïch samoùt nheï: t2–3 = = 448oC l2 = 0,116 + 0,00016. t2–3 = 0,116 + 0,00016 x 448 ÔÛ lôùp gaïch samot nheï: t3–4 = = 180oC l3 = 0,116 + 0,00016. t3-4 = 0,116 +0,00016.180 = 0,1448 (w/m ñoä) Maät ñoä doøng nhieät: q = vôùi: d1 = 0,23, l1 = 1,217 d2 = 0,11, l2 = 0,188 d3 = 0,065, l3 = 0,1448 => q = = 518 (w/m2) * Kieåm tra laïi nhieät ñoä caùc lôùp do q = const => q = => t2 = t1 – q . = 700 – 518 x » 602oC t3 = t2 – q . = 602 – 518 x » 299oC t4 = t3 – q . = 299 – 518 x » 66oC So saùnh vôùi nhieät ñoä giaû söû khoâng sai khaùc bao nhieâu Vaäy ta thöøa nhaän nhieät ñoä phaân boá nhö sau: t1 = 700oC, t2 = 602oC, t3 = 299oC, t4 = 66oC, t5 = t4 – q x 0,06 = 66 – 518 x 0,06 » 35oC vaø q = 518 (w/m2) * Nhieät löôïng maát qua ñaùy loø; dieän tích ñaùy loø: Fñaùy = 3,00 x 2,8 = 8,4 (m2) => Qñ = q . Fñaùy = 518 x 8,4 = 4351 (w) = 4,35 (kw) Vaäy toång nhieät löôïng maát qua töôøng, noùc, ñaùy. Q = QT + QÑ + Qn = 8,12 + 4,35 + 2,51 = 14,98 » 15 (Kw) TÍNH CAÂN BAÈNG NHIEÄT ÔÛ LOØ GIÖÕ NHIEÄT I- MUÏC ÑÍCH: - Xaùc ñònh caùc löôïng nhieät thu, chi ñeå xaùc ñònh löôïng tieâu hao nhieân lieäu vaø tìm caùch haïn cheá, taän duïng nguoàn nhieät loø. - Ñaùnh giaù chaát löôïng laøm vieäc cuûa heä thoáng loø thoâng qua vieäc xaùc ñònh caùc chæ tieâu kinh teá, kyõ thuaät cuûa loø. II- CAÙC KHOAÛN NHIEÄT THU. 1. Nhieät do chaùy nhieân lieäu. Qc = B.Qtd = B. 110498 x 103 (w) 2. Nhieät vaät lyù do khoâng khí ñöôïc noùng tröôùc Qkk = B.La.Ckk.tkk.f (w) = B.31,67 x 261,9 x 103 (w) = 8265870. B (w) » 8265,8B (w) 3. Nhieät löôïng do caùc phaûn öùng toûa nhieät. Khi nhoâm bò oxi hoùa toûa ra moät löôïng nhieät ôû loø giöõ nhieät xem nhö tyû leä chaùy hao khoâng ñaùng keå do coù maøng oxít nhoâm bao phuû. III- CAÙC KHOAÛN NHIEÄT CHI. 1. Nhieät löôïng caàn ñeå naâng nhieät ñoä nhoâm töø 680oC töø loø ñöùng chaûy sang leân 720oC. Theo taøi lieäu “TAÙI SINH KIM LOAÏI MAØU” aån nhieät naáu chaûy cuûa nhoâm laø: 391,2 Kj/kg. Coøn nhieät dung rieâng cuûa nhoâm ôû traïng thaùi chaûy loûng laø: 1,63 Kj/kg ñoä + Nhieät ñeå nung xæ: Qx = 44,4 Kw + Löôïng nhieät caàn ñeå naâng nhieät ñoä nhoâm loûng leân töø: 680 – 720oC Nhieät dung rieâng cuûa nhoâm loûng laø C = 1,63Kj/kg ñoä => Q2 = G x C x 4t = G.C (t2 – t1) = 1,1 x 1,63 (730 – 680) = 90,5 kw. Löôïng nhieät maát khi tính luîeân laáy gaàn ñuùng 20kw Vaäy nhieät löôïng ñeå nung xæ trôï dung vaø naâng nhieät ñoä theo yeâu caàu coâng ngheä: Q9 = 90,5 + 44,4 + 20 = 155kw 2. Nhieät löôïng maát do chaùy khoâng hoaøn toaøn hoùa hoïc: Q2 = P.B.Va x 12140.103 (w) = 4111,8B (kw) 3. Nhieät löôïng maát do chaùy khoâng hoaøn toaøn cô hoïc. Q3 = K.B.Qdt .103 = 0,03 x B x 110498 x 103 = 3314,9B (kw) 4. Löôïng nhieät böùc xaï qua cöûa vaø khe hôû: Q4 = 15(kw) = 15 x 103 (w) 5. Löôïng nhieät böùc xaï qua cöûa vaø khe hôû. Q5 = 2,7 (kw) » 2700 (w) (Laáy keát quûa töø phaàn tính toaùn nhieät loø ñöùng) 6. Löôïng nhieät maát maùt theo khí loø khi môû cöûa Q6 = 1,89 (kw) » 18900 (w) (Theo keát quûa ôû loø ñöùng) 7. Löôïng nhieät do saûn phaåm chaùy mang ra khoûi loø. Nhieät ñoä khoùi thaûy ra ngoaøi tk » 300oC Theo keát quûa tính ôû loø ñöùng Q7 = 420 (B.33,8 – 0,0188) (kw) XAÙC ÑÒNH LÖÔÏNG TIEÂU HAO NHIEÂN LIEÄU VAØ CAÙC CHÆ TIEÂU KYÕ THUAÄT CUÛA LOØ GIÖÕ NHIEÄT 1. Xaùc ñònh löôïng tieâu hao nhieân lieäu ñoái vôùi 1 loø Treân cô sôû caân baèng caùc khoaûn nhieät thu vaø nhieät chi cuûa loø ta xaùc ñònh ñöôïc löôïng tieâu hao nhieân lieäu B. - Phöông trình caân baèng nhieät ñoä. å Qthu = åchi Qc + Qkk = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 + Q7 Û 110498B + 8265,8B = 155 + 411,8B + 3314,9B + 15 + 2,7 + 1,89 + 420 (B x 33,8 – 0,018B) ó 97141,1B = 166,7 ó B = 0,00171 (m3/s) => Suaát tieâu hao nhieân lieäu chung cho hai loø giöõ nhieät: B’=2B=3,42.10-3 m3/s. II- XAÙC ÑÒNH CAÙC KHOAÛNG NHIEÄT THU VAØ CHI LAÄP BAÛNG CAÂN BAÈNG NHIEÄT. 1. Caùc khoaûn nhieät thu. a. Nhieät do ñoát chaùy nhieân lieäu: Qc = B x 110498.103 (kw) = 0,00342 x 110498 (kw) = 377,9 (kw) b. Nhieät vaät lyù do khoâng khí ñöôïc nung noùng tröôùc Qkk = 8265,8B = 8265,8 x 0,00342 (kw) = 28,25 (kw) » 28,3 9 (kw) 2. Nhieät chi a. Nhieät nung xæ vaø naâng nhieät ñoä nöôùc nhoâm loûng. Q1 = 135 x 2 = 270 (kw) b. Nhieät löôïng maát do chaùy khoâng hoaøn toaøn hoùa hoïc. Q2 = 4111,8B = 2 x 411,8 x 0,00342 = 13,9 (kw) c. Nhieät löôïng maát do chaùy khoâng hoaøn toaøn cô hoïc Q3 = 3314,9B = 3314,9 x 0,00342 = 11,3 (kw) d. Nhieät raát qua theå xaây: Q4 = 2 x 15 (kw) = 30 (kw) e. Nhieät löôïng maát do böùc xaï qua cöûa vaø khe hôû Q5 = 2 x 2,7 (kw) = 5,4 (kw) f. Nhieät löôïng maát theo khí loø khi môû cöûa. Q6 = 1,89 (kw) x2 = 3,8 (kw) g. Nhieät löôïng maát theo khoùi loø: Q7 = 2 x 420 (33,8B – 0,0188) = 840 (33,8 x 0,00171 – 0,0188) = 32,7 (kw) BAÛNG CAÂN BAÈNG NHIEÄT No Caùc khoaûn nhieät thu Kw % No Caùc khoaûn nhieät thu Kw % 1 Nhieät do ñoát chaùy nhieân lieäu khí 379 93,1 1 Nhieät ñeå naâng nhieät ñoä nhoâm loûng vaø nung xæ 310 76,2 2 Nhieät do nung khoâng khí tröôùc 283 6,9 2 Nhieät maát do chaùy khoâng hoaøn toaøn hoùa hoïc 14 3,44 3 Nhieät maát do chaùy khoâng hoaøn toaøn cô hoïc 11,3 2,77 4 Nhieät maát qua caùc theå xaây 30 7,37 5 Nhieät maát do böùc xaï qua cöûa vaø khe hôû 5,4 1,33 6 Nhieät maát do theo khí loø khi môû cöûa 3,8 0,93 7 Nhieät maát do saûn phaåm chaùy mang ra khoûi loø 32,7 8,03 Toång coäng 407 100 Toång coäng 407 100 III- SUAÁT TIEÂU HAO NHIEÂN LIEÄU TIEÂU CHUAÅN. b = () = (w) = 0,0302 (kg ga/kg nhoâm) = 30,2 (kg ga/taán) = 0,03 (kg ga/ kg Al) IV- HEÄ SOÁ SÖÛ DUÏNG COÙ ÍCH CUÛA LOØ GIÖÕ NHIEÄT - Q1 = Qnaâng nhöùt + Qnung xæ = 270 (kw) - Qt: nhieät toûa ra caùc phaûn öùng oxy hoùa. Qt = 0 - Qc = 378 (kw): nhieät do ñoát chaùy ga. => Hieäu suaát: 76,1% Xaùc ñònh khaû naêng tieát kieäm nhieân lieäu khi nung noùng tröôùc khi khoâng khí baèng nhieät loø. Giaû söû khoâng khí khoâng ñöôïc nung noùng tröôùc vaø khoâng taän duïng nhieät loø ñeå nung. Khi ñoù trong phöông trình caân baèng nhieät seõ khoâng coù löôïng nhieät Qkk, khi ñoù khoùi thaûy ra, vôùi nhieät ñoä 900oC öùng vôùi nhieät ñoä naøy ta coù: Ck = 1,51 KJ/kg oC tk = 900oC => Q7 = Ck.tk (B.33,8 – 0,0188) = 1,51 x 900 (33,8B – 0,0188) (kw) = 1539 (33,8B – 0,0188) (kw) Khi ñoù ta coù phöông trình caân baèng nhieät môùi: 110498.B’ = 155 + 4111.8B’ + 3314,9B’ + 15 + 2,7 + 1,89 + 1539 (33,8B’ – 0,0188) ó 51053,1B’ = 145,7 => B’ = 2,85.10-3 (m3/s) = 2,85.10-3 x 3600 = 10,27 (m3/h) => Löôïng tieâu hao chung cho 2 loø giöõ nhieät B” = 2 x B’=2,85.10-3 x 2= 5,7.10-3 (m3/s) » 5,7.10-3 x 3600 » 20,52 (m3/h) Tieát kieäm nhieân lieäu khi nung tröôùc khoâng khí 66,6% Suaát tieâu hao nhieân lieäu môùi b' = = 0,05 Heä soá söû duïng nhieät coù ích: h’ = Trong ñoù: Q1 = 310 (kw): nhieät ñeå naâng nhieät ñoä nhoâm loûng Qt : nhieät toûa ra caùc phaûn öùng oxy hoùa Q’c = B’ x 110498 = 0,0057 x 110498 = 629,8 (kw) => 49,22% Keát luaän: Khi taän duïng nhieät loø ñeå nung khoâng khí tröôùc ñaõ taêng hieäu suaát leân: h - h’ = 76,1 – 49,2 = 26,9% Giaûm ñöôïc suaát tieâu hao nhieân lieäu tieâu chuaån löôïng b'’ – b = 0,0503 – 0,03 » 0,0203 (kg ga/kg Al) » 20,3 kg ga/taán nhoâm Tính nhieät rieâng trung bình cuûa khoùi Thaønh phaàn cuûa khoùi: CO2: 10,95% H2O: 13,16% S02: 0% 02: 2,0% N2: 73,81% Nhieät dung cuûa caùc khí theo phuï luïc I [1] nhö sau: [nhieät ñoä khoùi:900oC] CC02 = 2,1915 KJ/m3 oC CN2 = 1,3817 KJ/m3 oC C02 = 1,4663 KJ/m3 oC CH20 = 1,6865 KJ/m3 oC => CK = å Ci% khoùi = = 1,51 (KJ/m3 ) Nhieät löôïng theo khoùi ôû 900oC . Q = CKTK. (B - Va - åVoP) = 1,51 x 900 (33,8B – 0,0188) (kw) = 1359 (33,8B – 0,0188) (kw) LÖÏA CHOÏN THIEÁT BÒ ÑOÁT NHIEÂN LÒEÂU KHÍ I- ÑAËC ÑIEÅM CHUNG VAØ PHAÂN LOAÏI THIEÁT BÒ - Ñoát nhieân lieäu khí thöôøng deã toå chöùc hôn so vôùi caùc nhieân lieäu khaùc. Chaát chaùy vaø chaát tham gia söï chaùy (oxy) ñeàu ôû theå khí, cho neân ñaây laø quaù trình chaùy trong theå tích hay coøn goïi laø chaùy ñoàng theå. - Vieäc taïo ñöôïc tyû leä hôïp lyù giöõa khí ñoát vaø khoâng khí cuøng ñieàu kieän toát ñeå chuùng hoøa troän vôùi nhau. Seõ quyeát ñònh chaát löôïng chaùy cuûa khí, kích thöôùc xaùc ñònh cuûa ngoïn löûa, doøng nhieät oån ñònh vaø nhieät ñoä ñöôïc phaân boá ñeàu trong toaøn boä theå tích loø. - Khi löôïng khoâng khí ñöa vaøo khoâng ñuû (heä soá tieâu hao khoâng khí < n thì khi chaùy khoâng hoaøn toaøn. Trong saûn phaåm chaùy coù thaønh phaàn chaùy ñöôïc, do ñoù löôïng nhieät thu ñöôïc giaûm ñi nhieät ñoä loø cuõng thaáp hôn so vôùi khí ñöôïc ñoát chaùy hoaøn toaøn. - Tröôøng hôïp ñöa löôïng khoâng khí döa thöøa vaøo ñoát chaùy nhieân lieäu (n >> 1) tuy khi ñoát chaùy hoaøn toaøn nhöng nhieät ñoä saûn phaåm chaùy cuõng giaûm ñi vaø nhieät ñoä loø cuõng giaûm theo. Nhieät ñoä chaùy cuûa nhieân lieäu taêng leân neáu khí ñoát vaø khoâng khí ñöôïc giaûm ñi neáu löôïng nhieät maát maùt nhieàu qua theå xaáy loø. Toác ñoä vaø chaát löôïng chaùy cuûa nhieân lieäu khí, chieàu daøi ngoïn löûa vaø nhieät ñoä saûn phaåm chaùy phuï thuoäc vaøo toác ñoä vaø chaát löôïng hoøa troän caøng toát thì söï chaùy xaûy ra cuõng nhanh, chaùy caøng hoaøn toaøn, ngoïn löûa caøng ngaén hôn vaø nhieät ñoä ngoïn löûa cuõng cao hôn. Nhö vaäy, nhieân lieäu chaùy taïo ra nhieät ñeå truyeàn cho caùc vaät gia coâng trong loø ñöôïc baét ñaàu töø giai ñoaïn taïo söï hoøa troän giöõa khí ñoát vaø khoâng khí. Boä phaän toå chöùc khaâu ban ñaàu naøy goïi laø thieát bò ñoát chaùy moû ñoát. Phaân loaïi thieát bò ñoát nhieân lieäu khí. Hieän nay moû ñoát ñöôïc phaân loaïi theo nhieàu caùch, song ngöôøi ta thöôøng phaân loaïi theo ñaëc ñieåm hoøa troän giöõa khí ñoát vaø khoâng khí trong thieát bò. Theo caùch phaân loaïi naøy, coù 2 loaïi moû ñoát: moû ñoát hoøa troän tröôùc khoâng khí + khí ñoát vvaø moû ñoát khoâng hoøa troän tröôùc trong thieát bò maø söï hoøa troän xaûy ra ôû trong buoàng loø. Ñoái vôùi caùc moû ñoát coù hoøa troän tröôùc trong thieát bò thì khi hoãn hôïp ra khoûi moû ñoát vaøo buoàng loø laø chaùy ngay. Loaïi moû ñoát naøy thöôøng goïi chung laø moû ñoát töï huùt. Vôùi moû ñoát töï huùt thöôøng heä soá tieâu thao khoâng khí nhoû (n = 1,05). Duøng moû ñoát naøy nhieät ñoä chaùy cuûa khí cao hôn so vôùi caùc loaïi moû ñoát khaùc coù cuøng ñieàu kieän nhö: nhieät tu cuûa nhieân lieäu, nhieät ñoä nung tröôùc cuûa khí ñoát vaø khoâng khí. Kieåu moû ñoát naøy thöôøng ñöôïc duøng ôû caùc loø coâng khoâng yeâu caàu ngoïn löûa daøi, nhieân lieäu coù nhieät trò thaáp. - ÔÛ moû ñoát maø khí vaø khoâng khí khoâng hoøa troän tröôùc trong thieát bò (thöôøng goïi laø moû ñoát loàng oáng). Chuùng chuû yeáu hoøa troän trong buoàng loø, thì thôøi gian chaùy hoaøn toaøn nhieân lieäu laâu hôn vaø ngoïn löûa coù hình daïng roõ raøng hôn. Ñeå nhieân lieäu thaáp hôn so vôùi moû ñoát treân, vì vaäy thöôøng duøng vôùi khí ñoát coù nhieät ñoä cao. Ñeå caûi thieän hoøa troän khí ñoát vaø khoâng khí ôû loaïi moû ñoát naøy ngöôøi ta duøng caùc bieän phaùp. + Höôùng doøng khoâng khí vaø khí ñoát caét nhau döôùi moät goùc khi chuùng ra khoûi moû ñoát. + Cho khí ñoát vaø khoâng khí chuyeån ñoäng xoaùy tröôùc khi ra khoûi moû ñoát. + Ñaët ôû tröôùc moû ñoát moät hình naøo ñoù laøm taùc nhaân cho vieäc hoøa troän. Taát caû caùc bieän phaùp treân ñeàu nhaèm taïo cho khí ñoát vaø khoâng khí hoøa troän toát hôn, söï chaùy xaûy ra nhanh hôn vaø trao ñoåi nhieät trong buoàng loø toát hôn. Hình : Hình : Hình : Hình : Hình : Hình : Hình : Hình : 2. Ñaëc ñieåm vaø öùng duïng cuûa moû ñoát oáng loàng oáng: * Öu ñieåm: Moû ñoát oáng loàng oáng ñöôïc duøng roäng raõi trong caùc loø coâng nghieäp. Do ít coù khaû naêng chaùy lan vaøo trong moû ñoát neân phaïm vi ñieàu chænh coâng suaát cuûa moû ñoát raát roäng, kích thöôùc moû ñoát nhoû hôn nhieàu so vôùi moû ñoát töï huùt khi coù cuøng coâng suaát. Loaïi moû ñoát naøy coù theå laøm vieäc vôùi khí ñoát vaø khoâng khí ñöôïc nung noùng ñöôïc tôùi nhieät ñoä baát kyø neáu vaät lieäu cheá taïo cho pheùp vieäc khí ñoát vaø khoâng khí hoøa troän ngoaøi thieát bò taïo ngoïn löûa daøi vaø vuøng nhieät cao cuûa ngoïn löûa naèm caùch xa moû ñoát vaø caùc theå xaây cuûa loø neân caùc boä phaän naøy laøm vieäc beàn hôn. * Nhöôïc ñieåm: - Nhieân lieäu chaùy vôùi heä soá tieâu hao khoâng khí lôùn ( n = 1,1 à 1,15). Neáu khoâng khí nung tröôùc khi ñoát vaø khoâng khí thì thì nhieät ñoä chaùy thöïc teá cuûa nhieân lieäu seõ coù theå giaûm töø 100 – 200oC, do ñoù laøm giaûm tính kinh teá cuûa nhieân lieäu vaø taêng löôïng N2 trong saûn phaåm chaùy à nhöôïc ñieåm naøy khaéc phuïc ñöôïc baèng caùch taän duïng nhieät loø nung tröôùc khoâng khí. - Phaûi duøng quaït gioù ñeå ñöa khoâng khí ñeán moû ñoát, do ñoù khoâng khí coùtheå maát maùt treân ñöôøng oáng daãn vaø phaûi coù caáu rieâng ñeå ñieàu chænh tyû leä ñoát + khoâng khí cho söï chaùy hieäu quaû nhaát. 3. Ñaëc ñieåm vaø öùng duïng cuûa moû ñoát töï huùt. Chaát löôïng hoøa troän khí ñoát vaø khoâng khí trong moû ñoát ñaõ taïo ra cho moû ñoát khaû naêng söû duïng ñöôïc caùc loaïi nhieân lieäu, coù nhieät tri thaáp, laøm vieäc ñöôïc caùc loø coù kích thöôùc nhoû hoaëc khoâng caàn ngoïn löûa daøi. Ñoái vôùi loaïi moû ñoát naøy, khí ñoát khi vaøo moû ñoát caàn coù aùp suaát lôùn. * Öu ñieåm: - Khí ñoát chaùy hoaøn toaøn vôùi heä soá tieâu hao khoâng khí lôùn. - Nhieân lieäu chaùy nhanh oån ñònh, cho ngoïn löûa ngaén khi duøng khoâng khí noùng thì khoâng khí coù theå nung ôû thieát bò trao ñoåi nhieät baèng goám do khoâng khí ít bò roø. - Neáu moû ñoát duøng khoâng khí taïi choå thì khoâng caàn heä thoáng ñieàu chænh tyû leä khoâng khí vaø khoâng khí, khoâng caàn quaït gioù caáp. * Nhöôïc ñieåm: - Khí ñoát phaûi coù aùp suaát lôùn - Giôùi haïn ñieàu chænh coâng suaát moû ñoát heïp vì traùnh ñeå söï chaùy lan töø loø vaøo moû ñoát. - Caáu truùc phöùc taïp vaø coù kích thöôùc lôùn hôn so vôùi moû ñoát loàng oáng. Trong lyù thuyeát chung veà loø, saûn phaåm chaùy cuûa khí ñoát duøng moû ñoát töï huùt coù heä soá böùc xaï nhoû (ñoä ñen nhoû) cho neân moû ñoát naøy thöôøng duøng ôû caùc loø laøm vieäc vôùi cheá ñoä böùc xaï phaân boá giaùn tieáp coù hieäu quaû hôn. 4. Löïa choïn moû ñoát. Töø nhöõng phaân tích veà ñaëc ñieåm phaïm vi öùng duïng vaø öu nhöôïc ñieåm cuûa töøng loaïi moû ñoát. Vaø caên cöù vaøo ñieàu kieän cuï theå cuûa loø. + Caàn boá trí moät beùt ñoát duy nhaát + Caàn coâng suaát nhieät lôùn, ngoïn löûa daøi ñeå taäp trung vaøo phaàn lieäu tuït xuoáng. + Nhieân lieäu duøng coù nhieät trì cao Qd = 110.103 kj/m3 + Coù theå ñieàu coâng suaát ñoát deã daøng. => Ta choïn loaïi moû ñoát, oáng loàng oáng vaø chæ boá trí 2 beùt: cho loø buoàng ñöùng, 1 moû laøm vieäc, 1 moû döï tröõ ñeà phoøng khi treo lieäu thì moû ñeå ñoát phaàn lieäu bò treo. TÍNH TOAÙN MOÛ ÑOÁT LOÀNG OÁNG Moû ñoát loàng oáng goàm hai boä phaän chuû yeáu: ñöôøng oáng daãn khí vaø ñöôøng oáng daãn gioù, vì vaäy vieäc tính toaùn moû ñoát chuû yeáu laø xaùc ñònh kích thöôùc mieäng ra cuûa oáng phun khí vaø gioù. OÁng phun khí thöôøng coù caáu truùc hình truï hoaëc hình coân. Khi oáng laøm vieäc ôû loù coø nhieät ñoä cao ñoâi khi phaûi laøm nguoäi baèng nöôùc. Ñeå taêng cöôøng quaù trình hoøa troän giöõa khoâng khí vaø khí ñoát ngöôøi ta coøn laép theâm vaøo ñaàu phun khí 1 oáng loïc hình truï goïi laø oáng phun Lavan. Moû ñoát laép theâm oáng Lavan cho ngoïn löûa coù kích thöôùc coá ñònh vaø daøi hôn ngoïn löûa ôû moû ñoát thoâng thöôøng. - Moû ñoát loàng oáng coù ñaëc ñieåm laø khoâng khí vaø khí ñoát xaùo troän beân ngoaøi moû ñoát. - Theo nhieät trò, ngöôøi ta phaân chia moû ñoát loaïi naøy thaønh 2 nhoùm: nhoùm ñoát nhieân lieäu coù nhieät trò cao (1000o – 35500 KJ/m3 theo coâng suaát nhieät thaáp trung bình cao. - Kyù hieäu moû ñoát goàm 3 chöõ caùi chæ teân loaïi moû ñoát vaø 2 chöõ soá chæ ñöôøng kính mieäng ra cuûa khoâng khí vaø khí ñoát. Ví duï: 250/35 Löïa choïn moû ñoát baèng phöông phaùp giaûn ñoà. Caùc thoâng soá cuûa khí ñoát vaø khoâng khí. - Theo baûng 3 – 30 [2] choïn aùp suaát vaø toác ñoä trong moû ñoát khí thieân nhieân. - AÙp suaát trong oáng daãn, tröôùc moû ñoát mmH20 - Toác ñoä (m/s) tröôùc oáng daãn, tröôùc moû ñoát vaø taïi tieát dieän vaøo moû ñoát. - Toác ñoä (m/s) taïi tieát dieän ra khoûi moû ñoát. Khí ñoát Khoâng khí 600 200 12,5 9 90 90 Vokk: löôïng khoâng khí caàn thieát thöïc teá ôû (ñktc) (oC, 760 mmHg) m3/h => Vokk = BLa = 31,5 x 48,4 = 1524,6 m3/h Khoâng khí ñöôïc nung noùng tröôùc ñeán nhieät ñoä tkk = 300oC Nhieät trò cuûa nhieân lieäu: 11000 KJ/m3 AÙp suaát khí tröôùc moû ñoát: 500 mmH2O AÙp suaát khoâng khí: 250 mm H20. Khí ñoát söû duïng ôû 20oC, khoâng khí ñöôïc nung noùng tôùi 300oC. Heä soá khoâng khí dö: a = 1,15. Qua tính toaùn söï chaùy nhieân lieäu, xaùc ñònh ñöôïc fk = 1,21 kg/m3 Löôïng khoâng khí caàn thieát: La = 31,5 m3/m3 nhieân lieäu. Löôïng tieâu hao nhieân lieäu: B = 48,4 m3/h => Löôïng khoâng khí caàn thieát qua moû ñoát. Vokk = B. La = 48,4 x 31,5 = 1524,6 m3/h Löôïng khoâng khí tính toaùn: Vkk = Vokk = 2132 (m3/h) Vôùi kt = Goïi laø heä soá hieäu chænh nhieät ñoä do caùc baûng tra moû ñoát ñöôïc thieát laäp ôû ñieàu kieän chuaån. Caên cöù vaøo aùp suaát ñaõ cho vaø löu löôïng khoâng khí tính toaùn theo hình (3.19) [2], choïn ñöôïc moû ñoát loaïi ??? BC-150 ñaûm baûo ñöôïc löu löôïng khoâng khí yeâu caàu vaø aùp suaát tröôùc moû ñoát laø 250 mm H20 Theo hình 3.20 [2], choïn ñöôïc ñöôøng kính voøi phun. dvp = 14 mm Theo hình 3.22 [2] choïn toác ñoä cuûa khí wok = 80 m/s Khoái löôïng rieâng cuûa khoâng khí ôû 300oC ¦kk = 0,615 kg/m3 Theo giaûn ñoà hình 3.22 [2] => choïn toác ñoä chuyeån ñoäng cuûa khoâng khí wokk = 50 (m/s) Vì khoâng khí ñöôïc nung tröôùc. => Toác ñoä khoâng khí thöïc söï wkk = wokk. kt = 50 = 70 m/s - Tyû soá toác ñoä: Löu löôïng khí hoãn hôïp: Vhh = Vk + Vkk = 48,4 + 21326 = 2180 (m3/h) Theo hình 3.23, ta xaùc ñònh toác ñoä taïi mieäng ra cuûa moû ñoát (öùng vôùi dmr = 150 mm) laø wra = 34 (m/s) Kieåm tra keát quaû tính toaùn moû ñoát baèng phöông phaùp tính toaùn Tieát dieän mieäng phun khí ñoát cuûa moät moû ñoát xaùc ñònh nhö sau tuøy theo loaïi loø: Loø thieát keá thuoäc loaïi loø buoàng ñöùng, xem nhö loø buoàng. Tieát dieän mieäng phun: Fk = , m2 Trong ñoù: Vok : löôïng khí ñoát caàn caáp cho loø, m3/h wok : toác ñoä khí qua mieäng moû ñoát, thöôøng choïn töø 10 – 15 m/s n: soá löôïng beùt (choïn tröôùc) => Vok = B = 48,4 m3/h wok = 15 (m/s) n = 1 Ñöôøng kính mieäng oáng phun khí ñoát: dk = = 0,0378 (m) = 34 (mm) - Tieát dieän mieäng oáng phun hoãn hôïp khí ñoát vaø khoâng khí: Fc = Fk + Fkk Trong ñoù: - Fe: tieát dieän chung cuûa mieäng ra cuûa hoãn hôïp khoâng khí vaø khí ñoát, m2 - Fk: tieát dieän mieäng ra cuûa khí ñoát, m2 - Fkk: tieát dieän mieäng ra cuûa khoâng khí, m2 Tieát dieän mieäng oáng phun khoâng khí xaùc ñònh phuï thuoäc vaøo loaïi nhieân lieäu theo tyû soá cho trong baûng 3.21 [2] Töø baûng => (öùng vôùi khí nhieân nhieân) => Fkk = 14 Fk Vaäy Fc = Fk + Fkk = 14Fk + Fk = 15 Fk = 15 x = 0,0134 (m2) => dc = = 0,1308 (m) » 131 (mm) dc: coøn goïi laø dmr = ñöôøng kính moû ra laáy gaàn ñuùng dmr = 130 (mm) dkk = = 0,126 (m) = 126 (mm) Toån thaát aùp suaát qua moû ñoát a. Ñöôøng khoâng khí (htt) htt = k1 ¦okk (1 + btkk) ¦kk = ¦okk (1 + b tkk) : khoái löôïng rieâng cuûa khoâng khí ôû 300oC Trong ñoù: k1: heä soá toån thaát thöôøng choïn k = 2 ¦okk = 1,293 kg/m3 tkk : nhieät ñoä nung tröôùc cuûa khoâng khí tkk = 300oC wokk : toác ñoä khoâng khí qua moû ñoát, m/s wokk = (m/s) Vôùi vokk = B. La = 48,4 x 31,5 = 1524,6 (m3/h) Fkk = 0,0134 (m2) ; n = 1 => wokk = = 31,6 (m/s) Vaäy htt = 2 x = 2 x = 2 x = 614 N/m2 b. Ñöôøng khí ñoát: hk = K2 ¦k (N/m2) Trong ñoù: hk: toån thaát cuûa khí ñoát qua ñöôøng oáng daãn K2: heä soá toån thaát, thöôøng laáy K2 = 1,5 wok : toác ñoä khí qua moû ñoát, wok = 15 (m/s) ¦k: khoái löôïng rieâng cuûa khí ñoát ôû 20oC ¦k = 2,6 kg/m3 => hk = 1,5 x 2,6 = 438,75 N/m2 Khoái löôïng rieâng cuûa khí ñoát laáy töø phaàn tính toaùn söï chaùy cuûa nhieân lieäu. TÍNH TOAÙN HEÄ THOÁNG THOAÙT KHOÙI LOØ GIÖÕ NHIEÄT 1. Muïc ñích: Heä thoáng keânh khoùi, coáng khoùi caàn coù kích thöôùc ñaûm baûo khaû naêng thoaùt khoùi nhanh, ñoàng thôøi phaûi beàn vaø thuaän tieän khi söû duïng. Gaïch xaây caùc keânh khoùi, ñöôøng daãn khoùi phaûi ???, ñöôïc nhieät ñoä cao, beàn khi söû duïng. Tieát dieän keânh, coáng khoùi ñöôïc tính döïa theo toác ñoä chuyeån ñoäng cuûa khoùi thaûi trong ñieàu kieän bình thöôøng töø 1,5 – 3 m/s. Khi nhieät ñoä khoùi caøng cao thì toác ñoä chuyeån ñoäng cuûa khoùi caøng nhoû. - Taêng toác ñoä chuyeån ñoäng cuûa khoùi laø khoâng hôïp lyù bôûi vì seõ gaây neân söï taêng trôû löïc khí ñoäng cuûa keânh daãn vaø seõ daãn tôùi söï taêng chieàu cao cuûa oáng khoùi. - Toác ñoä chuyeån ñoäng toái öu cuûa khí loø trong keânh, coáng khoùi vaø oáng khoùi wo nhö sau: + Trong keânh vaø coáng khoùi: wo = 1 – 3 m/s + ÔÛ mieäng ra cuûa oáng khoùi: wo = 3 – 4 m/s Tính kích thöôùc keânh, coáng khoùi theo caùc böôùc sau: a. Tính löôïng khí loø ñi vaøo keânh Khi baét ñaàu vaøo keânh khoùi, löôïng khí loø laø: Va = BVn - åVo 4 (m3/h) Trong ñoù: - B: löôïng tieâu hao nhieân lieäu (m3/h) => B = 6,156 (m3/h) - Vn: löôïng saûn phaåm chaùy sinh ra khi ñoát moät ñôn vò ga m3/m3 => 33,8 (m3/m3) - åVo y: toång löôïng khí maát qua cöûa loø khi môõ cuûa thao taùc vaø quan saùt åVo y = 0,0188 (m3/s) x 3600 = 67,68 (m3/h) (caùc soá lieäu laáy töø caùc tính toaùn tröôùc) => Va = 6,156 x 33,8 – 67,7 = 140,37 (m3/h) 2. Tieát dieän keânh khoùi: Hình : Khi tính tieát dieän keânh khoùi caàn choïn soá löôïng keânh khoùi cho hôïp lyù. Khoaûng caùch toái thieåu giöõa 2 keânh khoùi phaûi ñuû xaây vieân gaïch coù chieàu daøi tieâu chuaån (230 mm, hoaëc 115 mm, hoaëc 65 mm). Ta choïn 3 keânh khoùi Dieän tích tieát dieän keânh khoùi ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc sau: Fk = m2 Trong ñoù: - Va: löôïng khí loø ñi vaøo caùc keânh, m3/h; Va = 140,37 (m3/h) - wkk : toác ñoä khi loø ñi trong keânh töø 1 ¸ 2 m/s ÔÛ ñaây ta choïn w = 1,5 (m/s) - N: soá löôïng keânh khoùi, N = 3 - Tieát dieän keânh khoùi choïn hình vuoâng Fk = a2 (m2) => Fk = , m2 = 8,665.10-3 (m2) => Fk = a2 => a = 0,093 (m) = 93 (mm) => Choïn a = 115 (mm) 3. Tính dieän tích tieát dieän coáng khoùi Dieän tích tieát dieän coáng khoùi xddd theo coâng thöùc sau. Fc = m2 Trong ñoù: - Vk : löôïng khí loø qua tieát dieän caàn tính (m3/h) Vk = Va = 140,37 (m3/h) - wkc: toác ñoä khi ñi trong coáng töø 1 – 3(m/s) Fc = = 0,03899 (m2) => Fc = a2 => a = = 0,197 (m) » 197 (mm) => Choïn ñöôøng kính oáng thoaùt khoùi laø 250 (mm) ñeå ñaûm baûo söï thoaùt khí toát. TÍNH TOAÙN KÍCH THÖÔÙC OÁNG DAÃN GIOÙ 1. Caáu taïo: Caùc oáng daãn khoâng khí vaø daãn khí ñoát laø caùc oáng theùp haøn. OÁng daãn khoâng khí coù thaønh oáng daøy 3 – 6 mm; coøn oáng daãn khí ñoát coù chieàu daøy thaønh oáng 5 – 8 mm. Neáu oáng daãn khoâng khí noùng hoaëc khí ñoát maø dòch theå coù nhieät ñoä nhoû hôn 500oC, thì phía ngoaøi oáng caàn boïc1 lôùp caùch nhieät. Neáu dòch theå coù nhieät ñoä > 500oC thì trong oáng daãn phaûi loùt 1 lôùp gaïch chòu löûa maùc thaáp, coøn phía ngoaøi boïc 1 lôùp caùch nhieät. - Khi tính tieát dieän caùc oáng daãn khoâng khí vaø daãn khí trong ñieàu kieän bình t neân choïn toác ñoä nhö sau: + Cho khoâng khí: 8 – 12 (m/s)., cho khí 8 – 10 m/s. Khi thieát keá caùc ñöôøng oáng daãn caàn ñaëc bieät chuù yù ñeán ñoä kín cuûa chuùng. - Ñeå ñieàu chænh löu löôïng dòch theå chuyeån ñoäng trong oáng treân ñöôøng daãn caàn ñaët caùc van sao cho ñuû kín ñeå dòch theå khoâng loït ra ngoaøi. + Ñeå chænh khoâng khí thöôøng duøng van röùt, hoaëc van böôùm, hoaëc van xoay. + Ñeå ñieàu chænh khí ñoát phaûi duøng van xoay. - Khoâng khí vaø khí ñoát thöôøng ñöôïc daãn ñeán loø baèng heä thoáng oáng kim loaïi, toác ñoä chuyeån ñoäng cuûa dòch theå trong oáng daãn nhö sau: (theo baûng 5 – 2 [1]) * Khoâng khí noùng wo = 4 – 6 (m/s) * Khí ñoát coù aùp suaát thaáp khoâng nung noùng. wo = 4 – 6 (m/s) Trong khi tính toaùn töøng ñoaïn oáng caàn chuù yù raèng dieän tích tieát dieän cuûa moãi ñoaïn oáng phuï thuoäc vaøo toác ñoä chuyeån ñoäng cuûa doøng dòch theå vaø löôïng dòch theå thöïc teá chuyeån ñoäng qua tieát dieän ñoù. * Dieän tích tieát dieän oáng daãn: F1 = m2 Trong ñoù: * Vkk : löu löôïng khoâng khí chuyeån ñoäng qua tieât dieän tính toaùn (m3/h) => Vikk = B.31,3 (m3/h) wikk: toác ñoä chuyeån ñoäng cuûa doøng khoâng khí qua tieát dieän tính toaùn (m2/s) wikk = = 5 (m/s) * Fi : dieän tích tieát dieän taïi ñoaïn oáng caàn tính => Fi = = 0,011 (m3) => Ñöôøng kính oáng daãn d = (m) = = 0,118 (m) = 118 (mm) Ñeå taän duïng nhieät cuûa khoùi ñeå nung khoâng khí tröôùc, ta boá trí oáng daãn khoùi ñoát vaø khoâng khí theo kieåu oáng loàng oáng. Trong ñoù khoùi chuyeån ñoäng trong moät oáng coù ñöôøng kính: d = 260 (mm) Phía ngoaøi coù loàng moät oáng coù ñöôøng kính d2 sao cho ñaûm baûo löu löôïng khoâng khí laïnh ñi vaøo: Ta coù: = Fik => d22 = = 0,0816 => d2 = 0,285 (m) » 285 (mm) => Ñöôøng kính oáng loàng phía ngoaøi: d2 = 300 (mm) Ngoaøi cuøng coù boïc 1 lôùp caùch nhieät baèng boâng thuûy tinh. CAÙCH XAÂY CAÙC KEÂNH KHOÙI, COÁNG KHOÙI 1. Xaây keânh khoùi: Hình : Keânh khoùi coù kích thöôùc 115 x 115, ñaâm ngang thaønh töôøng. Coù 3 keânh khoùi moãi keânh daøi 230 mm. Theo chieàu daøy böùc töôøng. Töôøng chöùa keânh khoùi daøy 460 (mm) Ñeå taïo keânh khoùi ta xaây 1 vieân gaïch theo chieàu cao: 115 (mm) cuûa vieân gaïch vaø chieàu daøy lôùp xaây laø 230 (mm) ñaâm vaøo böùc töôøng, Chuùng ta ñaët vieân gaïch coù kích thöôùc. 230 x 1115 x 65 theo chieàu cao 115, 4 vieân gaïch naøy xeáp caïnh nhau, moãi vieân caùch nhau 115 mm, keát quaû ta coù 3 keânh khoùi moãi keânh daøi 230 (mm) baèng 1/2 chieàu daøi böùc töôøng. Phía treân caùc vieân gaïch naøy ta xaây 1 lôùp gaïch naèm sao cho chieàu 230 laø naèm ngang, lôøp naøy goàm 2 vieân gaïch ñaët naèm taïo taïo thaønh 1 lôùp xaây. Nöûa töôøng coøn laïi theo chieàu cao vieân gaïch ñeå troáng khoâng xaây, taïo 1 keânh khoùi naèm doïc coù kích thöôùc: 230 x 605 thoâng vôùi 3 keânh khoùi laáy khoùi töø loø ra. Keânh khoùi naøy coù chieàu cao leân 850 (mm) Coáng khoùi loø daïng hình hoäp caïnh a = 460 (mm) Ñaët phía treân noùc loø thoâng vôùi keânh khoùi ñöùng. Coáng khoùi coù gaén 1 oáng hình vaønh khaên (oáng loàng oáng, khoùi chuyeån ñoäng trong oáng f 260 (mm) khoâng khí laïnh chuyeån ñoäng phía ngoaøi ngöôïc chieàu trong oáng bao quanh oáng chöùa khoùi coù f = 300 (mm). - OÁng daãn khoùi chaïy thaúng ra oáng khoùi. - Gioù töø quaït caáp vaøo oá