Một thiết kế lập bản vẽ thi công nhà phố khi sử dụng các giá trị thông nhiệt toả ra qua thành lò nung khi biết, các giá trị trên đều được một công ty xây dựng khảo sát và cung cấp:
+Nhiệt độ bên trong lò nung: t1 = 12000C
+Nhiệt độ không khí xung quanh: t4 = 270C
+Bề mặt thành lò: δ = 480 mm, λ = 1, 1 (kcal/mh0C)
δ = 115 mm, λ = 0, 17 (kcal/mh0C)
+ Diện tích bề mặt thành lò được thiết kế trong không gian nhà phố: F = 10 m2.
Công ty TNHH hóa chất xây dựng Phương Nam trước tiên cần tính toán giá trị nhiệt tỏa ra sau khi tiến hành lập hồ sơ thiết kế kỹ thuật thi công nhà phố.
a. Giả thiết nhiệt độ bên trong thành lò: t2 = t1 – 5= 1200 – 5 = 1195 0C
b. Giả thiết nhiệt độ trên bề mặt ngoài thành lò: t3 = 150 0C (giả thiết lần 1)
Xác định α4. Dùng công thức 3-23 ta có
α4 = 2, 2 (150-27) 0, 25 + 4,2 / ( 150 - 27 ) [((150 + 273)/100) 4 + ((27 + 273)/100)4] = 15, 49 (kcal/m2hoC)
Xác định lượng nhiệt toả ra từ 1 m2 bề mặt bên ngoài của lò nung
q’(1) = α4(t3 - t4) = 15, 49(150-27)= 1905 (Kcal/m2h)
Xác định hệ số truyền nhiệt k1 theo công thức (3-30)
k1= 1/ (∑ λ / δ) = 1/((0.48/1.1) + (0.115/0.17)) = 0.9 (kcal/m2hoC )
Tính lượng nhiệt truyền qua 1m2 thành lò theo công thức (3-29)
q”= k1(t2 – t3) = 0.9( 1195- 150) = 940.5 (kcal/m2h) (3-29)
Ta nhận thấy rằng q’(1) # q” (1) có nghĩa là nhiệt độ t3 giả thiết không đúng vì vậy cần giả thiết lại lần 2.
Ta nhận thấy rằng q’(1) > q” (1) nên nhiệt độ t3 = 1500C cao hơn t3 thực tế. Lần này ta giả thiết t3 = 1250C (lần 2) . Tính lại α4
Lúc đó : α4 = 2, 2 ( 125 – 27) 0,25 +[4, 2 / (125 - 27)] [ ((125 + 273)/100)4 – (( 27 +273)/100)4] = 14, 2
Tính q’(2) = α4(t3 - t4) = = 14, 2(125 − 27) = 1392 (Kcal/m2h)
Hệ số K1 không thay đổi và K1 = 0, 9 (kcal/m2hoC )
Tính q”(2) = k1(t2 – t3) = 0,9(1195 − 125) = 963 (kcal/m2h) (3-29)
Vậy 2 giá trị q’(1) q”(2) cũng không bằng nhau nên cho phép ta lập đồ thị theo hình 3. 7
Hình 3. 7
Để được chính xác, ta chọn thêm 1 trị số t3 nữa : t3 = 1000C (gt lần 3)
Tính lại : α4 = 2, 2 ( 100 – 27)0, 25 + 4,2/(100 + 27) x [((100+273)/100) 4 – (( 27 +273)/100) 4 ]=12, 9
q’(3)=12, 9(100-27)=942(kcal/m2h)
Hai đường cắt nhau tại điểm M. Từ M ta tìm được t3 = 1030C và q = 990(kcal/m2hoC )
Kiểm tra lại t3 = 1030C.
+Tính α4 = 2, 2 ( 103 – 27)0, 25 + 4,2/(103 + 27) x [((103+273)/100) 4 – (( 27 +273)/100) 4 ]= 13,6
q’(4)=13,6(103-27)=993(kcal/m2h)
q’’(4)= 0, 9(1195 − 103) = 982, 8
So sánh q’&q” thì sai lệch nhau khoảng 1% Đạt yêu cầu lượng nhiệt trung bình sẽ là:
(993 +982,8)/2 = 988 (kcal/m2h)
Vậy lượng nhiệt toả ra toàn bề mặt thành lò là:
QTL =q. F = 988 x 10 =988 (kcal/h)
Để đơn giản và nhanh chóng hơn người ta lập biểu đồ để lượng nhiệt toả ra do bề mặt bị nung nóng của lò nung ( hình 3. 8)
Trên trục hoành là nhiệt trở củ bản thân thành lò nung ∑ δ/λ Các trục tung bên trái là hướng nhiệt toàn phần q0 lượng nhiệt qDL và lượng nhiệt qBX toả ra trên 1m2 bề mặt xung quanh của thành lò (kcal/m2h)
Các trục tung bên phải là hệ số trao đỏi nhiệt (kcal/m2h) và nhiệt độ [0C] trên bề mặt ngoài của lò.