1

TR¦êNG §¹I HäC B¸CH KHOA §µ N½NG
KHOA HãA - NGµNH cnhh & VËT LIÖU
luật cơ bản về chất khí cũng rất cần thiết để khảo sát dòng khí trong lò.
1.1.2 Các định luật.
1.1.2.1 Định luật Boil - Mariotte.
Khi nhiệt độ không đổi, áp suất của khối khí tỷ lệ nghịch với thể tích của nó.
- T = const ta có
1
2
2
1
V
V
P
P
=
(1-1)
Hay: pv = const
1.1.2.2 Định luật Gay - Lussac.
Khi áp suất không đổi, thể tích riêng khí lý tởng sẽ biến đổi tỷ lệ thuận với nhiệt độ
tuyệt đối.
- P = const, ta có
2
1
2
1
T
T
V
V
=
(1-2)

3
Khi tính toán ta thờng gặp và phải tính thể tích khí với khối lợng riêng của khí ở nhiệt
độ t
o
C khi biết thể tích và khối lợng riêng của nhiệt độ chuẩn O
o
C.

273
273
1
t
T
T
V
V
oo
t
+
==

V
t
= V
o
(1+
273
1
t ) , [ m
3

+
+

V
1
, V
2
, , V
n
: Thể tích các khí thành phần (%)

1
,
1
, ,
n
: Khối lợng riêng các khí thành phần (kg/m
3
)
Nếu biết tốc độ khí ở nhiệt độ chuẩn (hoặc nhiệt độ nào đó) ta có thể xác định đợc tốc
độ khí ở nhiệt độ (t
0
C) õang khảo sát
Wt = Wo (
273
273 t
+
) , [ m/s] (1-6)
Khi thể tích không đổi, áp suất tỷ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối của nó.
- v = const

o
K]
R:Hằng số khí bằng 8314/M, [j / kg.
0
C] và M khối lợng mol của khí.
1.1.2.4 Định luật Dalton.
áp suất chung của hổn hợp khí bằng tổng áp suất riêng phần của khí thành phần.
P
hh
= P
1
+ P
2
+ + P
n
(1-10)
V
hh
= V
1
+ V
2
+ + V
n
. (1-11)
P
hh
: áp suất của hỗn hợp khí.

4

= P
hh
.
hh
n
V
V
(1-12)
1.2. Các dạng áp suất khí.
Sự chuyển động của chất khí trong ống dẫn, trong kênh lò đều gắn liền với lực
gây chuyển động khí đó là áp suất. Đối với khí lý tởng có 3 dạng áp suất: áp suất tỉnh
học, áp suất tốc độ (hay động học) và áp suất hình học. Với khí thực, ngoài 3 dạng áp
suất trên còn có áp suất tổn thất hay trở lực.
1.2.1. áp suất tỉnh học.
áp suất tỉnh học đó là sự chênh lệch áp suất thực trong nồi hơi, trong lò hay trên đờng
ống (gọi là áp suất tuyệt đối P
tu
) với áp suất khí quyển bên ngoài thờng đo bằng
baromet P
ba
và nó có giá trị âm hay dơng.
P
th
= P
tu
- P
ba
(1-13)
Trong cơ học chất khí, áp suất tĩnh học đợc coi là dự trữ năng lợng, năng lợng này sẽ
tiêu tốn khi khí chuyển động. Vì vậy áp suất tĩnh học là thế năng của khí.

hh
= Hg (
kk
-
k
) , [ N/m
2
] (1-14)
H - Chiều cao của cột khí , [m]
g - Gia tốc trọng trờng [ m/s
2
]

kk
,
k
= Khối lợng riêng không khí và khí, [kg/m
3
]
Nh vậy áp suất hình học đợc tạo ra phụ thuộc vào độ cao H và độ chênh lệch
khối lợng riêng của khí và không khí. Nếu chiều cao H càng lớn, nhiệt độ khí càng cao
tức
k
càng nhỏ thì áp suất hình học hay sức hút do ống tạo nên càng lớn.
Giữa 2 tiết diện kênh hay ống dẫn có thể có áp suất hình học nếu có chênh lệch độ
cao của 2 tiết diện này và có khí chuyển động trong ống kênh đó (hình 1-1). Trờng hợp
này áp suất hình học xác định bằng
P
hh
= (H

Giá trị áp suất hình học có thể dơng (+) hoặc âm (-).
1.2.3. áp suất tốc độ.
áp suất tốc độ là động năng của dòng khí chuyến động. Trong cơ học, động năng
của vật thể rắn khi có khối lợng m chuyển động với tốc độ W xác định bằng đại lợng
mW
2
/2. Nếu ta thay khối lợng m bằng khối lợng riêng của vật thể khí ở nhiệt độ t
o
là
t

ta sẽ đợc áp suất tốc độ:
P
tđ
=
g
W
t
2
2

t
[ mmH
2
O]
Hay P
tđ
=
2
2

Vì áp suất tốc độ có liên quan và phụ thuộc nhiều vào tốc độ dòng khí, nên ta phải
chú ý đến chuẩn số Reynolds đặc trng chuyển động của dòng khí.
Re =
t
t
dW



t
- độ nhớt động học của khí ở nhiệt độ t, [m
2
/s.]
W
t
Vận tốc khí ở nhiệt độ t, [m/s]
d - đờng kính thủy lực của ống dẫn , [m]
ví dụ kênh dẫn khí hình chữ nhật có số đo các cạnh a, b
d =
ba
ab2
+
(1-18) 6
Nếu Re < 2200 ta có chuyển động dòng
Re > 2200 ta có chuyển đọỹng xoáy
Re = 2200 ta có chuyển động quá độ của dòng khí.
13 Phơng trình các chất khí.

P = P
k
- P
kk
= Hg (
kk
-
k
) [ N/m
2
]

(1-19)
Cũng chứng minh tơng tự, nếu bình hở miệng ta sẽ có:
P
k
= P
a
+ Hg
k

P
kk
= P
a
+ Hg
kk

P = P
k

1
,

F
2
- Tiết diện 1 và 2, [m
2
]
W
1
, W
2
- Tốc độ khí của tiết diện 1 và 2, [m/s]

1
,
2
- Mật độ khí của tiết diện 1 và 2, [Kg/m
3
]
Nếu = const khi T = const
F
1
W
1
= F
2
W
2
= V = const (1-21)

Nếu trên đờng ống không kín, khí trong ống rò ra ngoài hoặc không khí lọt vào
đờng ống qua lỗ hở đó, thì phơng trình liên tục của dòng có dạng sau:

7

1
. F
1
. W
1
= G [Kg/s]

hh
. F
2
. W
2
= G
2
V [Kg/s ] (1-24)

hh
- Khối lợng thể tích của hỗn hợp khí [Kg/m
3
]

2
- Khối lợng thể tích của khí lọt [Kg/m
3
]

+

= const (1-25)
hay
Hg + P +
2
2

W
= const (1-26)
Đó cũng chính là:
P
hh
+ P
th
+ P
tđ
= const (1-27)
Đối với khí thực, giữa tiết diện 1 và 2 có tổn thất áp suất cho nên phơng trình
Bernulli sẽ có dạng sau:
Hg + P +
2
2

W
+ h
t+t
= const (1-28)
Có nghĩa là: Đối với khí thực, khi chúng chuyển động thì tổng áp suất tĩnh học,
hình học, tốc độ và áp suất tổn thất là một đại lợng không đổi.

2
2
-
1
W
2
1
= 2 (
1
2
1
2
2
2
2
W
2
W

)

8
Nếu ống kênh không nằm ngang, chiều cao của tiết diện 1 là H
1
, của tiết diện 2 là
H
2
và H
2
> H

1
2
T
T

Nếu từ tiết diện 1 đến tiết diện 2 có tổn thất thì phơng trình chuyển động của khí có
dạng:
P
1
- P
2
= 2 (
1
2
1
2
2
2
2
W
2
W

) +
o

12
TT
273


th
h
tđ
h
tt

Khi đó, trong kênh tỉết diện không đổi, áp suất tốc độ luôn luôn không đổi do sự
chuyển hóa của áp suất tĩnh học. áp suất tổn thất thì ngợc lại, nó không thể biến thành
dạng áp suất nào khác, điều đó có nghĩa là áp suất tổn thất là dạng không thuận nghịch.
Động năng của khí khi đó chuyển thành nhiệt năng ứng với đại lợng áp suất tổn thất.
Thực tế, nhiệt độ khí khi đó tăng lên rất ít (chỉ vài phần của độ) và coi nh không tăng.
Do đó áp suất tổn thất làm giảm dự trữ năng lợng của áp suất tĩnh học.
Từ phơng trình Bernulli ta thấy rằng, khi thay đổi một áp suất này thì áp suất kia
cũng thay đổi theo. Điều đó có nghĩa là một áp suất này có thể chuyển thành áp suất
khác khi tổng áp suất của dòng khí chuyển động duy trì không đổi.
Thông thờng sự chuyển hóa áp suất xãy ra khi có sự thay đổi tiết diện kênh dẫn.
1.5 Sức cản (trở lực) của dòng khí.
Khi dòng khí chuyển động thẳng trong kênh thẳng có tiết diện không đổi thì năng
lợng của dòng khí phải tiêu tốn một ít do khí ma sát vào tờng, vào kênh
Khi tiết diện kênh thay đổi nh co hẹp hay ở rộng, hoặc thay đổi chiều hớng
chuyển động (quay vòng) hay có một cản trở nào đó trên đờng đi của dòng khí, đều
xuất hiện trồớ lực phụ và dòng khí phải tiêu tốn năng lợng để khắc phục trở lực đó. Trở
lực này xuất hiện làm cho tốc độ dòng khí phải phân bố lại theo tiết diện ngang, đồng
thời tạo ra các dòng xoáy phụ dẫn đến tiêu tốn năng lợng.

9
Nh vậy trên đờng đi của khí vào kênh ( ống hay tờng) và có.
- Sức cản do ma sát của khí vào kênh (ống hay tờng) và sức cản này xuất hiện
trên toàn bộ đờng đi của khí trong kênh dẫn ở mọi tiết diện và chiều hớng khác nhau.
- Sức cản địa phơng xuất hiện chỉ ở những khu vực hay đoạn nào đó của kênh

hoặc mm H
2
O.
1.5.1. Sức cản do ma sát.
Sức cản do ma sát có trên suốt đờng đi của khí, nó phụ thuộc vào đặc tính chuyển
động của dòng khí tức chuẩn số Reynolds, trạng thái bề mặt của kênh dẫn, chiều dài và
đờng kính của kênh đó:
h
ms
=
d
L
.
2
W
2
o
.
o

273
t273
+
, [N/m
2
] (1-31)
Trong đó:
2
W
2

F4

F - tiết diện ngang của kênh dẫn, [m
2
]
C- chu vi của tiết diện đó, [m]
Khi chuyển động xoáy, sự phân bố tốc độ trở nên không đều đặn. Do có dòng
xoáy mà trở lực tăng lên. Ngoài ra ở chỗ gồ ghề của mặt kênh còn tạo ra sức cản phụ do
các dòng xoáy riêng biệt gặp nhau.
Nếu tốc độ chuyển động của khí càng cao, độ xoáy càng lớn thì độ gồ ghề của mặt
kênh càng có ảnh hởng nhiều đến sức cản. Lớp khí cứ chuyển động dòng ngay sát mặt
kênh dần dần biến mất do độ xoáy tăng lên và sức cản đạt tới giá trị cực đại.
Khi khí chuyển động xoáy trong ống kim loại nhẫn, hệ số cản do ma sát không
phụ thuộc vào loại khí chuyển động. Nếu Re 10
5
hệ số này xác định theo công thức
Bzarius bằng:
=
25,0
Re
3164,0
(1-33)
Trong đó kim loại xù xì:
=
12,0
Re
129,0
(1-34)
Trong ống xây bằng gạch
=

11
Khi tính toán lò nung và lò sấy, hệ số cản do ma sát của không khí hay khói lò có thể
dùng công thức gần đúng = m
d
L
và m đối với:
Kênh gạch m = 0,05
ống kim loại không bị oxy hóa m = 0,025
ống kim loại bị oxy hóa ít m = 0,035
ống kim loại bị oxy hóa nhiều m = 0,045
Trong công nghiệp lò, do quá trình khí chuyển động gắn liền với sự trao đổi nhiệt nên
hàm lợng bụi trong khí cũng có ảnh hởng. Hệ số ma sát kể đến ảnh hởng này có dạng:

)1(
,
à
+= và à hàm lợng bụi trong khí, [kg/ kg]
Lúc này phải chú ý đến sự thay đổi khối lợng riêng của khí khi chuyển động.

o
k
khối lợng thể tích của khí ở điều kiện chuẩn
C nồng độ bụi trong khí [ kg/m
3
]
1.5.2. Sức cản địa phơng (cục bộ).
Khi thay đổi hình dạng hình học của ống dẫn (mở rộng, thu hẹp, chỗ uốn, gấp
khúc . . .) thì tốc độ, chiều hớng chuyển động, hình dạng của dòng khí cũng thay đổi
theo. Điều đó làm tăng độ xoáy của dòng, làm tốc độ của dòng theo tiết diện của kênh
dẫn bị phân bố lại. Kết quả phải tiêu tốn một phần năng lợng của khí chuyển động và để

t - Nhiệt độ của khí [
o
C]
- Hệ số cản địa phơng
Trờng hợp đột mở có thể sử dụng công thức gần đúng tính hệ số cản xác định theo
công thức của Borde - Karno:
= (1 -
2
1
F
F
)
2
(1- 38)
Nếu khí chuyển động dòng thì tỷ lệ
max
tb
W
W
= 0,5. Trong trờng F
2
>>F
1
hay (
2
1
F
F
0) hệ
số cản đối với ống tròn

Trờng hợp đột thu, hệ số cản phụ thuộc vào tỷ lệ F
2
/F
1
và hình dáng của khu vực thoát
khí nh trong trờng hợp hình vẽ trên, hệ số cản xác định theo công thức:
= 0,5 (1 -
1
2
F
F
) (1-39)
Nếu cạnh mép của lỗ ống thu hẹp đợc gia công tròn đi, không sắc nh hình trên,
thì dòng khí sẽ đều đặn hơn, giảm đợc khu vực cắt dòng, xoáy dòng và hệ số cản giảm
xuống còn
= 0,1 (1-
1
2
F
F
).
Trờng hợp thay đổi chiều của dòng tổn thất áp suất cũng tính theo công thức:
h
df
=
g2
W
2
01



= 1,35.
Trờng hợp dòng khí có hình chữ Z , tờng nhẫn thì

có giá trị khác nhau khi
khoảng cách ngoặt khác nhau. Nếu
b
1
nhỏ thì

có giá trị nhỏ và tăng đến

=4,22 khi
b
1

= 1,8. Sau đó
giảm và khi
b
1
> 10 cả hai đoạn quay 90
o
này có

=2,3.
Nếu quay theo hình chữ U với tiết diện nh nhau, giá trị

phụ thuộc vào tỷ lệ
b
1

0

o

273
t273
+
(
1.
2
+
k
t
T
T
) , [N/m
2
] (1-40)
L,d : chiều dài và đờng kính thủy lực đoạn kênh tính, [m].
t: nhiệt độ của khí, [
o
C].
T
t
, T
k
: nhiệt độ tờng kênh (ống dẫn) và của khí [
o
K].
Nếu khí có nhiều bụi, thì khi tính toán sức cản ta dùng hệ số cản nh sau:

W
0
Tốc độ trung bình của dòng khí ở tiết diện thoáng, [m/s]
t
tb
nhiệt độ trung bình của phần lò tính trở lực, [
0
C]
Với vật liệu xếp trong lò vòng, lò nằm . . . vật liệu đợc xếp thành các rãnh dẫn khí
song song với trục lò:
h
x
=
273
273
2
0
2
0 tb
t
l
g
W +

, [mH
2
O]
Trong đó l là chiều dài lớp vật liệu , [m]
- Hệ số cản, đối với kênh thẳng
=


1
- Hệ số cản của lớp vật liệu, nó phụ thuộc vào dạng vật liệu và chuẩn số Re xem hình
(1-9).

nh 1-9 : Hệ số cản của lớp vật liệu theo Re.
1- Aglopôrít (đờng kính hạt 12 - 82mm)
2- Vôi ( 14 ữ100mm)
3- Than Kok ( 14 ữ 100mm)
4- Aglôpôrít từ lò quay 14 ữ 52mm ) ĐếN ĐÂY
H- Chiều cao lớp vật liệu, [m]
H
ệs
ốc
ả
n

14
d- Đờng kính trung bình của hạt, [m]
f =
vl
o1v




v1
- Khối lợng riêng của vật liệu. [Kg/m
3
]

o
- Khối lợng thể tích vật liệu , [Kg/ m
3
]
Chuẩn số Re xác định theo công thức:

t
1dt
1
dW
.
f)f1(
45,0
Re


=
(1-47)

[m] (1-48)
G
1
,G
2
, ,G
n
- Khối lợng các phần hạt (Kg) ứng với đờng kính của các hạt d
1
, d
2
, , d
n


t
- Độ nhớt động học [m
2
/s ], và

1
- Gia số


1
=
tb
vr
t273
tt

h
1
=
l

2
W
0

o
(
273
t273
+
) , [N/m
2
] (1-50)
W
o
- Tốc độ khí ở O
o
C ứng với toàn tiết diện của lò đứng m/s

l
- Hệ số cản của lớp.
Đối với hạt tròn và chuyển động dòng Re < 7

l
=
c

Công thức trên ứng với f = 0,4 (thông thờng f = 0,4 - 0,6).
Để xác định hệ số cản của lớp vật liệu dạng hạt cũng có thể dùng công thức khác, ví dụ:

l
= 15,2
2.0
2,18,0
)(
t
W
df
H

(1-53)
H Chiều cao lớp vật liệu hạt cần tính trở lực, [m]
.f hệ số rỗng.

t
- Độ nhớt động của khí, [ m
2
/s]
d- Đờng kính quy đổi của hạt.
d =
f1
f
d
3
2
k


2
.h 300N/m
2
.
Sức cản của lớp than trên ghi đốt phẳng khi đốt antracit không phân loại
1000N/m
2
, có phân loại 800N/m
2
, than đá và nâu 500N/m
2
. Có thể dùng công thức sau:
h = m (
F
B
)
2
, [mH
2
O] (1-56)
B- Lợng than trung bình để đốt [kg/h].
F- Bề mặt của ghi đốt, [m
2
]
m- Hệ số với Than nâu: 0,001 - 0,0015.
Than đá không kết khối: 0,0003 đến 0,0005.
Antracit : 0,001 ữ 0,002
Cám antracit: 0,01 - 0,015
Khi thay đổi nhiệt độ ở lớp vật liệu dạng hạt trong trờng hợp đốt nóng và làm
nguội chúng, hệ số cản xác định theo công thức:



V
o
- Lực lợng khí, [m
3
/s]
D
s
- Đờng kính của xyclon .
D
S
= n
W222
V
t
t

V
t
- Lu lợng khí ở nhiệt độ t, [m
3
/h]
W
t
- Tốc độ khí ở ống thoát 18 ữ 22m/s
Sức cản của xyclon tính theo công thức:
h
s
=

+
) , [N/m
2
]

(1-59)

17
à- Hàm lợng bụi trong dòng khí lúc vào Siklon Kg/Kg .

s
- Hệ số cản của Siklon.
Sức cản thủy lực của tầng sôi xác định theo công thức:
h
ts
=9,81C
bk
H
1
(1- f), [N/m
2
] (1-60)
C- Hệ số kể đến các lớp tuần hoàn, với chế độ dòng.C= 1,0 và xoáy C = 0,95

bk
- Mật độ biểu kiến của vật liệu, [Kg/m
3
]
H
1

Nồng độ trung bình à
tb
của vật liệu trong lò sấy ống xác định theo công thức:
à
tb
=
)nL(5,0G
m5,01G
kkK
++

[Kg/Kg] (1-63)
G
1
- Khối lợng vật liệu khô đi vào lò sấy Kg/h
G
k
- khối lợng động lực sấy khi vào lò sấy ống, Kg/h
L
kk
- Lợng không khí hút theo vào lò sấy ống, Kg/h
n- Lợng hơi ẩm bốc hơi trong lò sấy, Kg/h.
Sức cản của đệm buồng hồi nhiệt xác định theo công thức:
h
hn
=
hn
l
2
W

57,1
(1-66)
d- Đờng kính thủy lực của kênh trong đệm, m
W
o
- Xác định ứng với tiết diện sống của đệm khi khối lợng thể tích của nó là
o
.
Sức cản của đệm có thể dùng công thức:

18
h
hn
= n
2
W
d
171,0
2
0
25,0

o
(
273
t273
+
) , [N/m
2
]

2
n
1
S
)
a
nF
F1,1
(

(1-69)
F
f
- Tiết diện sống của toàn lớp vật liệu xếp trong lò, m
2
.
n, S Số kênh và tiết diện ngang của mỗi kênh, m
2
.
a- Hệ số cản của kênh 0,012 ữ 0,015
K- Hệ số kinh nghiệm K = 0,075 ữ 2,4.
1.6 Thông gió trong lò.
Chuyển động khí trong lò có ảnh hởng nhiều đến điều kiện trao đổi nhiệt, sự
phân bố nhiệt độ, áp suất cũng nh đến sức cản của dòng khí chuyển động và những đặc
tính khác. ở lò phòng nung gốm hay lò nấu thủy tinh, khí chuyển động chậm hơn so với
lò quay. ở lò phòng chênh lệch nhiệt theo tiết diện ngang lớn hơn so với lò quay. Việc
làm đồng đều nhiệt độ ở lò phòng là nhờ dòng khí tuần hoàn tự nhiên. Còn ở lò quay do
tốc độ dòng khí quá lớn, cho nên việc làm đồng đều nhiệt độ là nhờ dòng cỡng bức.
Đa khí vào hay thải khí ra khỏi lò nung, lò sấy hoặc các thiết bị nhiệt khác đợc
tiến hành bởi thiết bị thông gió.

h
t
= H
g
(
k
t
kk
t

) -
)
273
t273
(
2
tbW
D
H
tb
0
2
0
tb
+

-
-
2
W

=
2
DD
nn
+
m (1-73)
D
n
- Đờng kính nền ống khói, m
D
m
Đờng kính miệng ống khói, m
Dn = 1,5D
m
(1-74)
W
0tb
Vận tốc trung bình của khói trong ống khói , [m/s]
W
om
Vận tốc khói ở miệng ống khói, [m/s]
Để xác định đờng kính miệng ống khói D
m
, ta chọn Wo
m
trong khoảng (4ữ5 )m/s. Tốc
độ không đợc nhỏ hơn 2m/s, vì nếu nhỏ hơn thì không khí dễ lọt qua miệng ống khói vào lò.
Cũng không đợc vợt quá 6m/s vì khi đó sức cản của bản thân ống khói tăng lên.
ở công thức trên chúng ta thấy, số hạng thứ nhất là áp suất hình học do ống khói
tạo nên, số hạng thứ hài là áp suất tổn thất do ma sát, số hạng thứ ba là sức cản địa

ống khói bằng thép không lót gạch chịu lửa bên trong
t =
M
2
, [
o
C]
ống khói bằng thép lót gạch chịu lửa bên trong

20
t =
M
8.0
, [
o
C]
ống khói xây bằng gạch có chiều dày >0.5m
t =
D
2.0
, [
o
C]
Nhiệt độ trung bình của khói trong ống khói:
.t
tb
=
2
mn
tt

- Nếu ống khói dùng chung cho 2 lò thì chiều cao ống khói ứng với lò nào có sức
cản lớn nhất và lu lợng khí bằng tổng lu lợng của hai lò. Dới chân ống khói phải có
tờng ngăn cao ít nhất (2 4)m để khói lò nọ không chạy sang lò kia.
- Nếu nhiệt độ khí thải > 700
o
C phải dùng gạch chịu lửa để xây.
1.6.2 Quạt gió.
Trong lò sấy, lò nung thờng sử dụng quạt tơng đối rộng rãi. Quạt gió dùng để
thổi không khí vào lò nhằm làm nguội sản phẩm nung, cung cấp không khí cho quá trình
cháy nhiên liệu hoặc tạo ra dòng đối lu trong lò. Ngoài ra quạt gió cũng dùng để hút và
thải khí ra ngoài trời. Tuy mục đích sử dụng quạt khác nhau, song tác dụng thông gió
trong lò và nguyên tắc họat đều nh nhau.
N
h
i
ệ
tđ
ộk
h
ó
il

Có hai loại quạt: Quạt ly tâm và quạt hớng trục. Đa số trờng hợp ta dùng quạt
ly tâm. Quạt hớng trục chỉ tạo ra áp suất thấp (340 ữ 400)N/m
2
và dùng để chuyển một
lu lợng khí lớn làm mát.
Các chỉ tiêu của quạt là năng suất V - tức thể tích không khí vận chuyển ở 20
o
C,
h
tổng
- toàn bộ áp suất động học và tĩnh học khi = 1,2 kg/m
3
, công suất động cơ điện, hệ
số tác dụng hữu ích của quạt (tỷ lệ giữa công suất hữu ích và công suất đòi hỏi).
Quạt gió sản xuất hàng loạt và đã tiêu chuẩn hóa. Vì vậy nhiệm vụ ở đây là lựa
chọn quạt sao cho phù hợp với lò chứ không phải thiết kế kết cấu của quạt. Để lựa chọn
quạt ta sử dụng những giản đồ để tìm quạt tơng ứng.
Giản đồ này gồm 2 phần, phần dới có năng suất ứng với số cuả quạt. Phần trên có
áp suất, hệ số tác dụng hữu ích
q
và chỉ số A dùng để xác định số vòng quay.
Cách chọn quạt
Từ năng suất cần thiết ta kẻ ngang và cắt những đờng ứng với số hiệu của quạt, từ
giao điểm này gióng ngợc lên gặp đờng kéo ngang là áp suất cần thiết. Tại giao điểm
cuối cùng đó ta sẽ đợc
q
và chỉ số A. Nh vậy có thể sử dụng quạt này hay quạt khác,
nhng cơ bản là lựa chọn quạt nào có hệ số tác dụng hữu ích cao và phải đạt ít nhất trên
90% hệ số tác dụng hữu ích cực đại. Thông thờng hệ số tác dụng hữu ích của quạt nằm
trong khoảng (50 -70)%.

q
- Hệ số tác dụng hữu ích của quạt.

q
- Hệ số truyền trục, tùy theo dạng truyền trục và dao động 0,90 ữ 0,98.
Khi thiết lập các thông số của quạt, áp suất của quạt đợc xác định đối với không khí ở
20
o
C ( = 1,2kg/m
3
). Khi sử dụng quạt để hút khói lò chẳng hạn, khối lợng riêng của
khí
k
khác nhiều với khối lợng riêng của không khí. Do đó áp suất để tính toán và lựa
chọn quạt sẽ bằng:

22
h
t
=
k
tt
2,1.h

N/m
2
(1-87)
h
tt
- Toàn bộ sức cản thủy lực đã kể đến dự trữ (20 ữ 40)%.

2
2
1
2
1
n
n
h
h
= ,
3
2
3
1
2
1
n
n
N
N
= (1-89)
Chú ý trong cùng một mạng thông gió cho trớc khi thay đổi số vòng quay của quạt ta sẽ
có:

2
00





1
=BC
2
với sức cản h
2
.
C
1
D
1
= C
1
D
2
= C
2
D
3
= C
2
D
4
sức cản h
3
.
áp suất mà quạt cần phải có: h
t
= h
1
+ h

3
/h], vì lợng không khí lọt vào nên
lu lợng khí thực là V
thực
[m
3
/h]. Do đó tốc độ khí tăng lên lần.
=
t
thực
V
V
(1-90)
và sức cản của hệ tăng lên
2
lần:
h
thực
= h
t
.
2
[N/m
2
] (1-91)
Khi thiết kế nên chọn tốc độ khí W
3
[m/s] nh sau:
ống dẫn khí 8 - 12
Kênh khói lò nổi (trên mặt đất) 1,5 - 3,0

quạt (2 V
1
).
Tuy nhiên nếu tăng lu lợng của mạng thì tổng thất áp suất của mạng cũng biến
đổi và biến đổi theo đờng parabol (đờng 3). Vì vậy năng suất của mạng phụ thuộc vào
điểm cắt a`
2
của đờng 2 và đờng 3. Điểm a`2 chỉ rằng năng suất của mạng tăng lên n =
1
21
V
VV
+
lần và áp suất của mạng tăng từ h
1
đến h
2
. Trong điều kiện có mỗi quạt sẽ có
năng suất
1
21
V
VV
+
và áp suất là h
2
. Hệ số tác dụng hữu ích của mỗi quạt sẽ nhỏ hơn hệ số
tác dụng hữu ích cực đại.
Nếu không thay đổi sức cản của mạng tức h
1

là hình 10a. Ưu điểm của sơ đồ này là nhiệt độ phân bố tơng đối đồng đều. Nhợc điểm
cơ bản của sơ đồ này là ngọn lửa sẽ phụt ra ngoài qua các khe hở, cửa lò. Vì vậy điều
kiện làm việc của công nhân sẽ rất nặng nhọc, sắt thép ở cửa lò dể bị cháy hỏng, tiêu tốn
nhiều nhiên liệu do tổn thất nhiệt theo khí lò ra ngoài.

25
Lò có thể làm việc dới áp suất âm bởi thiết bị hút gió (quạt hút hay ống khói) vối
đờng phân bố áp suất ở hình10b. Làm việc dới áp suất âm, đặc biệt lò dài nh lò tuyn-
nen chẳng hạn, trị số áp suất âm càng phải cao ở zôn đốt nóng. Kết quả không khí lạnh
sẽ lọt vào lò qua c ác khe hở, lổ quan sát, cửa đốt. Đặc biệt ở lò tuyn-nen, độ kín của lò
tơng đối kém, không khí lọt vào càng nhiều làm nhiệt độ phân bố trong lò càng không
đều.
Hình 1-10 - phân bố áp suất trong lò
(Xem trang sau)
Tốt hơn cả là lò làm viêc kết hợp cả quạt đẩy và quạt hút. ở đầu có quạt đẩy ta có
áp suất dơng, đầu cuối có quạt hút ta có áp suất âm. Giao điểm áp suất 0 khi chuyển
áp suất dơng sang âm (hình 1-10) nằm ở zôn nung. Với sơ đồ này, áp suất dơng có trị
số không lớn, nên khí lọt ra ngoài cũng ít đi nhiều. áp suất âm ở cuối lò cũng giảm đi
nhiều nên không khí lọt vào lò giảm đi. Đặc biệt ở zôn nung áp suất gần bằng áp suất
ngoài trời, vì vậy chế độ nhiệt trong lò ổn định, điều kiện làm việc tốt hơn.
Đối với các lò khác cũng vậy, phải bố trí làm sao để zôn nung ở nhiệt độ cao nằm trong
phạm vi áp suất 2 mm H
2
O (20 N/m
2
). Vì vậy ở các lò nung gốm sứ, nấu thủy tinh, xi măng
việc tính toán quạt gió phải bảo đảm zôn nung nằm trong phạm vi áp suất trên.)
1.7 Vòi phun.
Nếu ta thổi khí rất mạnh theo ống nhỏ vào ống to hơn nh hình vẽ 1-16 không khí
bên ngoài sẽ kéo theo vào ống lớn, vì dòng khí đã tạo nên một chân không ở miệng ống

1
Kg/s
m
2
: Khối lợng khí hút theo II và m
2
= V
2

2
Kg/s
W
1
: Tốc độ khí hút theo II, m/s
W
2
: Tốc độ khí hút theo II, m/s
W
3
: Tốc độ hỗn hợp khí m/s
Từ phơng trình trên ra rút ra:

21
2211
3
mm
WmWm
W
+
+