Đang tải... (xem toàn văn)
bài tập lớn thông gió
Btl thông gió gvhd: tg trần đông phong BàI tập lớn thông gió. A / Tính toán nhiệt thừa . I/ Chọn thông số tính toán. a/ nhiệt độ tính toán không khí trong nhà. Trong phân xởng thì ta thấy có các loại hình công việc khác nhau nhng nó bao gồm các loại công việc cụ thể là: công nhân mài, công nhân làm với máy tiện, công nhân làm việc với bể mạ thì chung quy lại ta thấy công việc ở đây là công việc nặng. Vì vậy ta chọn thông số nhiệt độ tối u trong nhà là 20-24 0 C vào mùa hè, và từ 18-20 0 C vào mùa đông. b / nhiệt độ tính toán không khí ngoài nhà Nhiệt độ của không khí ngoài trời thì luôn thay đổi theo từng tháng trong năm nhng ta thờng chọn giá trị trung bình cuả các tháng trong năm. Nh ở nơi thiết kế thông gió là YÊN BáI thì nhiệt dộ này ta chọn là t=32,5 0 C. Vậy thì từ các phân tích trên thì ta chọn các giá trị tính toán nh sau: Nhiêt độ không khí ngoài trời : Mùa Đông :t ng =13,1 0 C Mùa Hè: t ng =32,5 0 C Nhiệt độ không khí trong nhà: Mùa Đông :t t =20 0 C Mùa Hè: t t =34,5 0 C c/ Tốc độ gió : Tra theo phụ lục 3 trang 305 sách nhiệt và khí hậu học kiến trúc thì ta có vận tốc gió ở YÊN BáI là: Tốc độ gió tb trong năm (m/s) Tốc độ gió tb của tháng lạnh nhất (m/s) Tốc độ gió tb của tháng nóng nhât (m/s) 1,6 1,4 1,5 Vậy thi ta có bảng thống kê số liệu tính toán nhu sau: Svth: đỗ anh đông lớp 46mn2 mssv: 11195.46 1 Btl thông gió gvhd: tg trần đông phong Mùa Hè Mùa Đông t tt t ( 0 C) t tt n ( 0 C) V g (m/s) t tt t ( 0 C) t tt n ( 0 C) V g (m/s) 34,5 32,5 1,5 20 13,1 1,4 II/ Thông số tính toán nhiệt tổn thất qua KCBC. */Ta có công thức tính nhiệt tổn thất qua KCBC là: Q=k.F. t. (kcal/h) Trong đó: k Hệ ssố truyền nhiệt của KCBC.kcal/m 2 h 0 C. F Diên tích của KCBC, m 2 t Hiệu số nhiệt độ tính toán. 1/ Hiệu số nhiệt độ tính toán ( t) Ta có công thức tính toán nhiệt độ tính toán t : )( tt n tt t ttt ì= trong đó : : tt t t là nhiệt độ tính toán không khí bên trong nhà. : tt n t là nhiệt độ tính toán không khí bên ngoài nhà. : là hệ số kể đến vị trí của KCBC đối với không khí ngoài trời. (trong trờng hợp này ta tính toán với tờng và mái tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời lên hệ số 1 = ) 2/ Diện tích của KCBC. Cấu tạo cửa sổ: b x h = 0,8 x 1,4 (m x m) Cấu tạo cửa đi: b x h =2,4 x 3 (m x m) Cấu tạo cửa mái: b x h = 96 x 1 (m x m) Cấu tạo của nhà: Chiều dài: 96 m. Chiều rộng: 48 m. Chiều cao: 5 m Dựa vào mặt bằng thì ta có đợc diện tích của các kCBC nh sau:đv: m 2 Svth: đỗ anh đông lớp 46mn2 mssv: 11195.46 2 Btl thông gió gvhd: tg trần đông phong Hớng Loại Đông Tây Bắc Nam F cs 16 cửa 92,174,18,016 =ìì 14 cửa 68,154,18,014 =ìì 8 cửa 96,84,18,08 =ìì 4 cửa 48,44,18,04 =ìì F cđ 0 2 cửa ra vào 4,1434,22 =ìì 2 cửa ra vào 4,1434,22 =ìì 1 cửa ra vào 2,734,21 =ìì F t 462,08 449,92 216,64 228,32 F cm 1445,196 =ì 0 0 0 Chú thích: Với F t =F cs - F cđ , Và diện tích của mái là F m =96 x 48 =4608 m 2 Còn khi tính toán với nền thì ta chia nền ra làm 4 giải mỗi giả có bề rộng và bề ngang là 2m khi đó thì ta tính đợc diện tích của nền là:F n =f 1 +f 2 +f 3 +f 4 (m 2 ) f 1 = 2 5762)248296( m =ìì+ì , f 3 = 2 4962)236288( m =ìì+ì f 2 = 2 5282)240292( m =ìì+ì , f 4 = 2 3024)3684( m =ì Vậy thì ta có: F n =576 + 528 + 496 + 3024 = 4624 m 2 3/ Hệ số truyền nhiệt của KCBC.(k) Ta có: k= ni i n t R 11 11 1 0 ++ = . Trong đó: : t là hệ số trao đổi nhiệt của bề mặt bên trong của KCBC. (kcal/m 2 h 0 C) : n là hệ số trao đổi nhiệt của bề mặt bên ngoài của KCBC. . (kcal/m 2 h 0 C) i :là bề dày các lớp vật liệu trong KCBC. Svth: đỗ anh đông lớp 46mn2 mssv: 11195.46 3 Btl thông gió gvhd: tg trần đông phong :i là hệ số dãn nhiệt trong mỗi lớp vật liệu.(tra Phụ lục 2 trang 377) Hệ số trao đổi nhiệt bề mặt trong của KCBC( t ) .(kcal/m 2 h 0 C) Ta thấy bề mặt trong của tờng, sàn, trần là bề mặt nhẵn thì ta có t =7,5 Hệ số trao đổi nhiệt bề mặt trong của KCBC( n ) .(kcal/m 2 h 0 C) Do bề mặt ngoài tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoàI lên ta chọn n =20 a/ Xác định hệ số k tính toán với t ờng. Tờng cấu tạo bao gồm 3 lớp: Vữa trát mặt ngoài mm20 = , = 0,75.(kcal/m 2 h 0 C) Gạch đặc mm220 = , = 0,7.(kcal/m 2 h 0 C) Vữa trát mặt trong mm15 = , = 0,6 (kcal/m 2 h 0 C) Vậy thì ta có: k t = )/(82,1 20 1 60,0 015,0 7,0 22,0 75,0 02,0 5,7 1 1 02 hhmkcal = ++++ b/ Hệ số k tính toán với cửa. Cấu tạo của ra vào là cửa một lớp kính khung thép thì ta có 65,0,3 == mm (kcal/m 2 h 0 C) Lên ta có: k cr = 32,5 20 1 65,0 003,0 5,7 1 1 = ++ (kcal/m 2 h 0 C) Cấu tạo cửa sổ là cửa ssổ một lớp khính khung thép giống cửa đi lên ta cũng lấy k cr =k cs =5,32 (kcal/m 2 h 0 C) Còn với cửa mái thì ta có cấu tạo cửa mái giống nh là cửa đi và cửa sổ túc là k cm =5,32 (kcal/m 2 h 0 C) c/ Hệ số k tính toán với mái Theo cấu tạo của nhà công nghiệp thì ta có cấu tạo mái là mái tôn màu thì ta có 50,5,1 == mm (kcal/m 2 h 0 C) Svth: đỗ anh đông lớp 46mn2 mssv: 11195.46 4 Btl thông gió gvhd: tg trần đông phong k m = 45,5 20 1 50 0015,0 5,7 1 1 = ++ (kcal/m 2 h 0 C) d/ Hệ số k tính toán với nền: Cấu tạo nền bao gồm : Gạch mem. Vữa xi măng. Bê tông gạch vỡ. Đất đầm chặt. Nhà phân xởng với các thiết bị nh là lò nung hay máy mài thì ta chọn nền này là nền không cách nhiệt và nhuệt vậy thì ta có các hệ số k với các giải nh sau: Đối với dải 1: R 1 = 2,5 m 2 h 0 C/kcal ; k 1 = 0,4 kcal/ m 2 h 0 C Đối với dải 2: R 2 = 5 m 2 h 0 C/kcal ; k 2 = 0,2 kcal/ m 2 h 0 C Đối với dải 3: R 3 = 10 m 2 h 0 C/kcal ; k 3 = 0,1 kcal/ m 2 h 0 C Đối với dải 4: R 4 = 16,7 m 2 h 0 C/kcal ; k 4 = 0,06 kcal/ m 2 h 0 C Vậy ta có bảng tính hệ số k của các loại KCBC nh sau: Hệ số k t k cs =k cđ =k cm k m k n k (kcal/m 2 h 0 C) 1,82 5,32 5,45 Phụ thuộc vào từng giải Svth: đỗ anh đông lớp 46mn2 mssv: 11195.46 5 Btl thông gió gvhd: tg trần đông phong III/ Tính toán nhiệt qua KCBC: a/ Mùa Đông : tt n tt t D ttt = =20 13,1=6,9 0 C Tổn thất Hớng Tổn thất nhiệt: tFkQ ìì= (kcal/h) Q cs Q cđ Q t Q cm Đông 657,81 0 5802,80 5285,95 Tây 575,58 528,59 5650,10 Bắc 328,9 528,59 2720,56 Nam 164,45 264,29 2867,24 i Q 1726,74 1321,45 17040,7 5285,95 KC Q 28374,84 Đối với mái thì ta có: Tổn thất nhiệt: Q m = 84,1732839,645,54608 =ìì=ìì tkF mm Đối với nền thì ta có: Tổn thất nhiệt: Q n = tkFQ iii ì= 4 1 4 1 57,39129,6)06,030241,04962,05284,0576( 4 1 =ìì+ì+ì+ì= i Q Vậy thì ta có Q n = 3912,57 (kcal/h). Nh vậy tổng tổn thất nhiệt qua KCBC của nhà vào mùa Đông sẽ là: )/(10.57,205 3 hkcalQQ D tt == b/ Mùa Hè : tt n tt t H ttt = =34,5 32,5 =2 0 C Khi biết tổn thất nhiệt vào mùa đông, ta có thể tính tổn thất nhiệt cho mùa hè bằng công thức hiệu chỉnh sau: D HD H tt t tQ Q = . goc , [kcal/h]. Trong đó: H tht Q / : lợng nhiệt tổn thất qua kết cấu vào mùa hè, [kcal/h] H t , D t : hiệu số nhiệt độ tính toán vào mùa hè và mùa đông, [ 0 C] D goc Q = D tt Q - D ima Q ' =205,57.10 3 173,28384.10 3 = 32,287.10 3 kcal/h Svth: đỗ anh đông lớp 46mn2 mssv: 11195.46 6 Btl thông gió gvhd: tg trần đông phong Q H tt = ./55,9358 9,6 2 10.287,32 3 hkcal =ì Vậy tổng tổn thất nhiệt qua KCBC vào mùa Hè sẽ là: )/(55,9358 hkcalQ H tt = IV/ Tính toán rò gió qua các KCBC. Gió rò vào nhà qua các khe cửa thuộc phía đón gió và gió sẽ đi ra ở phía khuất gió. Khi gió vào nhà, trong nhà sẽ mất đi một lợng nhiệt để làm nóng lợng không khí lạnh đó từ t ng tới t t . Lợng nhiệt tiêu hao để làm nóng không khí vào nhà đợc tính theo công thức sau: ).(.24,0 tt Ng tt Trogio ttLQ = [Kcal/h] Trong đó: L: lu lợng gió lùa vào nhà qua khe cửa: L=g.l.a [Kg/h] g: lợng không khí lọt vào trên 1m dài khe cửa cùng loại, [kg/mh] l: tổng chiều dài khe cửa đón gió, [m] a: hệ số phụ thuộc vào các loại cửa: + cửa sổ 1 lớp khung thép: a = 0,65 + cửa đi 1 lớp khung thép: a = 2 0,24: tỉ nhiệt của không khí, [kcal/kg 0 C] Ta chỉ tính tổn thất do rò gió qua cửa sổ và cửa đi còn cửa mái có nhiệm vụ thông gió tự nhiên nên không tính. 1/ Tính cho mùa Đông : Tháng lạnh nhất ta chọn là tháng 1, thì ta có vận tốc gió trong tháng lạnh nhất là smv gio /4,1 = với hớng gió là hớng Đông theo hình vẽ thiết kế( Tra bảng trong sách nhiệt & khí hậu học kiến trúc ). Tra bảng & nội suy trên 1 m chiều dài thì ta có:L ro =5,075 m 3 /h.m lu lợng gió lùa vào trong nhà qua khe cửa trên 1 m chiều dài là: 3,3075,565,0 =ì= cua rogio L m 3 /h.m trên 1 m Svth: đỗ anh đông lớp 46mn2 mssv: 11195.46 7 Btl thông gió gvhd: tg trần đông phong Tổng chiều dài các khe cửa của mặt tờng hớng Đông với 16 cửa sổ là: l = 16 x (0,8 + 1,4) x 2 = 70,4 [m] Vậy thì ta có tổng lợng gió vào trong nhà qua khe cửa trên 70,4 m chiều dài là: 32,2324,703,3 =ì= cua rogio L m 3 /h.m )/(51,111275,55)(32,23224,0 hKcalttQ tt n tt trogio =ì=ìì= Vậy ta có lơng nhiệt do ro gió vào mùa Đông là: Q rògió =111,51 kcal/h 2/ Tính cho mùa Hè: Thì vận tốc của mùa Hè là v = 1,5 m/s . Tra bảng & nội suy trên 1 m chiều dài thì ta có:L ro (m 3 /h.m) lu lợng gió lùa vào trong nhà qua khe cửa trên 1 m chiều dài là: Khi vận tốc gió v=1 m/s thì L rp =4 m 3 /h.m Khi vận tốc gió v=2 m/s thì L rp =6,5 m 3 /h.m Nội suy ta có: v=1,5 L ro =5,25 m 3 /h.m Lu lợng gió lùa vào trong nhà qua khe cửa trên 1 m chiều dài là: L ro =5,25 x 0,65 = 3,4125 m 3 /h.m Vậy thì ta có tổng lợng gió vào trong nhà qua khe cửa trên 70,4 m chiều dài là: 24,2404,704125,3 =ì= cua rogio L m 3 /h.m )/(8,3979,66576,57)(24,24024,0 hKcalttQ tt n tt trogio =ì=ìì= Vậy ta có lơng nhiệt do ro gió vào mùa Hè là: Q rògió =397,8 kcal/h V/ Tính toán toả nhiệt trong nhà sản xuất Các thiết bị toả nhiệt trong nhà bao gồm : Svth: đỗ anh đông lớp 46mn2 mssv: 11195.46 8 Btl thông gió gvhd: tg trần đông phong Số liệu Tên thiết bị Kích thớc (m) Nhiết độ làm việc ( 0 C) Máy tiện 400 x 450 x 600 Máy mài số 1 400 x 600 x 600 Máy mài số 2 400 x 600 x 600 Bể nớc nóng 600 x 800 x 1200 65( 0 C) Bể mạ 600 x 600 x 1200 70( 0 C) Lò sấy 600 x 800 x 1600 900( 0 C) Lò nung 800 x 1400 x 2600 1100( 0 C) 1/ Toả nhiệt do động cơ: hkcalNkQ CD /)1(860 10/ = trong đó: - N là công suất lắp đặt của động cơ điện, KW - K 0 là hệ số yêu cầu đối với động cơ điện - . 1 a = với : Hệ số hiệu dụng của động cơ điện. a Hệ số hiệu chỉnh kể đến tải trọng làm việc của động cơ. Hay ta có thể tính toán lợng nhiệt toả ra từ các động cơ theo công thức : Q ĐC = ).1( . 4322 + N (V - 1) Trong đó: - N : là công xuất của động cơ.W - 1 : là hệ số sử dụng công xuất = 0,7 - 0,9. - 1 : hệ số tải trọnglấy từ 0,5 0,8. - 1 : hệ số làm việc đồng thời của động cơ từ 0,5 1. - 1 : hệ số chuyển biến cơ năng thành nhiệt năng lấy từ 0,1 - 1. - : hiệu suất của động cơ điện t 0,75 0,92. Xác định N: Từ bảng thống kê các thiết bị làm việc của nhà máy thì ta có đợc các số liệu sau: Máy mài số 1: N= 1,1 KW. Máy mài số 2: N= 1,1 KW. Svth: đỗ anh đông lớp 46mn2 mssv: 11195.46 9 Btl thông gió gvhd: tg trần đông phong Máy tiện : N= 1,1 KW. Quạt mát di động : N =1,7 KW. Quạt làm mát : N = 3 KW. Quạt làm mát : N = 1 KW. Quạt làm cho bể mạ : N = 1 KW. Quạt làm cho lò sấy : N = 1,7 KW. Quạt làm cho lò nung: N = 3 KW. Quạt làm cho bể nớc nóng : N = 1 KW. Vậy thì ta có tổng công xuất của các động cơ là:N ĐC = 15,7 [Kw] theo công thức V-1 thì ta có: Q ĐC = 33 1036,3)9,05,09,01(75,065,08,0107,15 ì=ì+ììììì W Hay Q ĐC =3,36 KW=2889,6 kcal/h. 2/ Toả nhiệt do ng ời: Ta có thể tính toán lợng nhiệt này theo công thức sau: Q h = )35).(3,105,2.(. pkAC tv + x n Trong đó: C - hệ số0 kể đến cờng độ làm việc trong trờng hợp này ta lấy bằng1,15(đối với công việc nặng) A - hệ số kể đén ảnh hởng của quần áo n là số ngời làm việc trong phòng.(n = 61 ngời) v k vận tốc chuyển động của không khí trong phòng. t p nhiệt độ không khí trong phòng. a/ Đối với mùa Hè thì ta có nh sau: v k = 1,5 m/s A =0,65 t p = 34,5 0 C C =1,15 Q h =1,15 . 0,65 . (2,5 + 10,3. 5,1 ).(35 34,5) x 61 Q h = 344,65 kcal/h b/ Đối với mùa Đông thì ta có nh sau: Svth: đỗ anh đông lớp 46mn2 mssv: 11195.46 10 [...]... liệu ta chọn đốt là khí than thì tra bảng 3 7 trang 95 sách kỹ thuật thông gió (GS Trần Ngọc Chấn) ta có đợc Qp=4200 kcal/kg Đồng thời ta chọn =0,9 Trong các loại thiết bị trong phân xởng thì chỉ co 3 loại thiết bị s dụng tới nhiên liệu đốt là:Bể nớc nóng, lò sấy, lò nung Svth: đỗ anh đông lớp 46mn2 mssv: 11195.46 11 Btl thông gió gvhd: tg trần đông phong Dựa vào công suất của loại thiết bị là:1200... gian bốc hơi Đối với các phân xởng thì ta có công thúc tính sau Svth: đỗ anh đông lớp 46mn2 mssv: 11195.46 24 Btl thông gió g = gvhd: tg trần đông phong a A.m.n 100 Trong đó; - a: Năng suất trung bình của một công nhân(chọn bằng50 m2/h) - n: số công nhân( 8ngời) Tra bảng trang 219 sách thông gió thì ta có đợc giá trị A= 180g/cm2 và m=75% thay số vào công thức trên ta có g= 50.180.75.8 =54000 100 (g/h)... lợng than dùng trong 1 h là 33,4Kg/h nên lợng CO2 thải ra khi đốt than là: G = 33,4 G=33,4[10+(1,4 - 1) 9] G = 454,24 m3/h Svth: đỗ anh đông lớp 46mn2 mssv: 11195.46 25 Btl thông gió gvhd: tg trần đông phong Nên ta có lu lợng thông gió khử CO2 là: L= y G c y0 Trong đó: - G là lợng chất độc hại tảo ra trong phòng(g/h) - yc: nồng độ cho phép của chất độc hại có trong phòng,(g/m 3) lấy bằng 3 g/m3) -... dung ẩm của kk xung quanh (nhiệt độ kk ngoài nhà t = 32,5)và bằng d =30/kg Svth: đỗ anh đông lớp 46mn2 mssv: 11195.46 27 Btl thông gió gvhd: tg trần đông phong 1168,8 L= 33 30 =389,6(kg/h) L=389,6(kg/h) 3/ lu lợng không khí khử nhiệt thừa: Công thức tính toán lu lợng thông gió khử nhiệt thừa: L= I Q R IV Kg/h Trong đó: - Q: là lợng nhiệt thừa ở trong phòng, kcal/h - IR: là nhiệt dung kk hút ra,... 46mn2 mssv: 11195.46 28 Btl thông gió gvhd: tg trần đông phong 4/ lu lợng theo bội số trao đổi không khí : Ta có công thức tính toán theo bội số trao đổi không khí là: L = m V Tra bảng tính toán sgk trang 54 - 55 thì ta chọn: L=75 m 3/h cho một xí và một tiểu Ta chọn giá trị tính toán Lmax=429033 Kg/h để làm giá trị tính toán IX/ Tính toán thuỷ lực của hệ thống 1/ Hệ thống thông gió chung Chọn Lmax=429033... thoáng của bể chứa tính cho bể nớc nóng Lợng bốc hơi này đợc xác định theo công thức: Ghn=(a + 0,0174.v)(p2 p1).F kg/h Trong đó: - a Thông số chuyển động đối lu của không khí xung quanh ứng với nhiệt độ trong phòng từ 15 ữ 30 0C thì lấy theo bảng 7 5 trang 225 sách thông gió. nội suy ứng với nhiệt đọ của nớc nóng t=650C thì ta có a = 0,039 - v vận tốc chuyển động của không khí bên trong bề mặt thoáng,... mặt phẳng chịu bức xạ tại thời điểm tính toán, kcal/m2h 1,2,3,4: là hệ số kể đến độ trong suốt của kính, độ bẩn của kính, mức độ che khuất bởi cánh cửa và bởi các hệ thông che nắng Svth: đỗ anh đông lớp 46mn2 mssv: 11195.46 20 Btl thông gió gvhd: tg trần đông phong Xác định các hệ số trên Diện tích của kính chính bằng diện tích của các cửa kể cả cửa đi, vì vậy ta có Fkính=Fcửa sổ+Fcửa đi=17,92+15,68+14,4=48m2... 2206,31 1020895 Q bức xạ (kcal/h) 1023101 Ta có bảng tổng hợp nhiệt toả ra từ các hệ thống nh sau: Mùa Đông Svth: đỗ anh đông lớp 46mn2 mssv: 11195.46 Mùa Hè 23 Btl thông gió Nhiệt lợng tổn thất Lợng nhiệt thu gvhd: tg trần đông phong Kết cấu Rò gió Động cơ Do ngời Chiếu sáng Toả do cháy sp Lò nung Bể mạ Bể nơc nóng Lò Sấy Bức xạ mặt trời qua kính Bức xạ mặt trời qua tờng Bức xạ mặt trời qua mái 93658.55... Tính toán thuỷ lực của hệ thống 1/ Hệ thống thông gió chung Chọn Lmax=429033 Kg/h = 430.103 =14794m3/h =14,794.103 m3/h để làm giá trị tính toán Và ta có sơ đồ hệ thông nh sau: Với 6 nhánh tức là có 12 nhánh phụ ra để hut 2/ Hệ thống thông gió cục bộ a/ Hút trên thành bể chứa: lu lợng toả raL=21600(m3/h) Hút bằng quạt thì áp suất của Svth: đỗ anh đông lớp 46mn2 mssv: 11195.46 29 ... Ta có tổng nhiệt lơng toả ra do lò nung là:QLò = i QLò= Qthành lò+Qnóc lò+Qtoả khi mở cửa+Qbản thân cửa lò QLò= 4936,96 + 6418,048 + 566,4 + 2054,1 Svth: đỗ anh đông lớp 46mn2 mssv: 11195.46 19 Btl thông gió gvhd: tg trần đông phong QLò=13975.5 [kcal/h] Ta có thể tính toả nhiệt cho các lò nung 2 bằng cách hiệu chỉnh theo lợng nhiệt toả của lò nung 1 theo công thức: lo lo Qtao( i ) = Qtoa(1) 0 Vi t . Btl thông gió gvhd: tg trần đông phong BàI tập lớn thông gió. A / Tính toán nhiệt thừa . I/ Chọn thông số tính. = IV/ Tính toán rò gió qua các KCBC. Gió rò vào nhà qua các khe cửa thuộc phía đón gió và gió sẽ đi ra ở phía khuất gió. Khi gió vào nhà, trong