BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI PHẠM THỊ HẠNH - PHẠM THỊ HẠNH TÊN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU VAI TRÒ TRUYỀN NHIỆT CỦA TƯỜNG LÒ QUAY XI MĂNG KỸ THUẬT NHIỆT LẠNH 2009- 2010 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC KỸ THUẬT NHIỆT LẠNH Hà Nội - 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - PHẠM THỊ HẠNH BÁO CÁO ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU VAI TRÒ TRUYỀN NHIỆT CỦA TƯỜNG LÒ QUAY XI MĂNG Chuyên ngành: KỸ THUẬT NHIỆT LẠNH LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Hà Nội - 2011 LỜI CAM ĐOAN Luận văn thạc sỹ " Nghiên cứu vai trò truyền nhiệt tường lị quay xi măng ", hồn thành tác giả Phạm Thị Hạnh- học viên lớp Cao học Kỹ thuật nhiệt lạnh, khoá 2009 - 2011, Viện Khoa học công nghệ Nhiệt – Lạnh, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi, kết nêu luận văn hoàn toàn trung thực chưa công bố công trình khác Hà nội, ngày 26 tháng 09 năm 2011 Tác giả luận văn Phạm Thị Hạnh LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ cảm ơn chân thành tới thầy giáo hướng dẫn GS.TSKH Đặng Quốc Phú Những gợi ý giúp đỡ lựa chọn đề tài luận văn tốt nghiệp, hướng dẫn tận tình, ủng hộ thường xuyên động viên thầy trình thực đồ án sở để tơi hồn thành luận văn Bên cạnh thầy đưa đánh giá tổng kết sâu sắc gợi mở hướng phát triển đề tài nghiên cứu tương lai Tôi chân thành gửi lời cảm ơn tới : Tất thầy giáo tham gia giảng dạy học phần chương trình cao học Các Thầy cung cấp cho kiến thức cần thiết làm tảng để tơi hồn thành tốt nội dung luận văn tốt nghiệp Ban Giám đốc công ty tồn thể cán cơng nhân viên phân xưởng lị II cơng ty xi măng Hồng Thạch tận tình giúp đỡ tơi q trình thực tập công ty Ban giám hiệu, lãnh đạo khoa Cơ khí trường đại học Sao Đỏ tạo điều kiện thời gian cho tơi tham gia hồn thành khóa học trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Cuối cùng, muốn gửi lời cảm ơn đặc biệt tới người thân gia đình, bạn bè đồng nghiệp – với quan tâm, động viên ủng hộ nhiệt tình họ tơi suốt thời gian thực đề tài Trong q trình thực luận văn khơng thể tránh khỏi sai sót, tác giả mong ý kiến đóng góp, phê bình thầy bạn đồng nghiệp Hải Dương, tháng 09 năm 2011 Phạm Thị Hạnh MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN T 30T LỜI CẢM ƠN T 30T DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU- CÁC CHỮ VIẾT TẮT T T DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ T T MỞ ĐẦU 12 T 30T LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 12 T 30T LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU 12 T 30T MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU 13 T T Chương I : Tổng quan q trình truyền nhiệt lị quay xi măng 13 T T PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 13 T 30T CHUƠNG I: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH TRUYỀN NHIỆT TRONG LÒ QUAY XI MĂNG 14 T 30T 1.1 CÁC QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI NHIỆT TRONG LÒ QUAY XI MĂNG 14 T T 1.1.1 Trao đổi nhiệt xạ 14 T T 1.1.2 Trao đổi nhiệt đối lưu 19 T T 1.1.3 Trao đổi nhiệt vật liệu tiếp xúc với tường lò 22 T T 1.1.4 Các phương pháp tính truyền nhiệt lò quay xi măng 26 T T 1.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT TRONG LÒ QUAY 29 T 30T 1.2.1 Phương trình cân nhiệt cho bề mặt vật liệu tiếp xúc với dịng khí 29 T T 1.2.2 Phương trình cân nhiệt cho bề mặt tường tiếp xúc với khí 32 T T 1.2.3 Phương trình cân nhiệt cho bề mặt tường tiếp xúc với vật liệu 34 T T 1.2.4 Phương trình cân nhiệt tổng quát cho tường lò 36 T T 1.2.5 Phương trình cân nhiệt cho bề mặt vật liệu tiếp xúc với tường 37 T T 1.2.6 Phương trình cân nhiệt cho vật liệu 38 T T 3 1.2.7 Phương trình cân lượng cho dịng khí 40 T T 1.3 HỆ PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG 41 T T CHƯƠNG II: VAI TRÒ TRUYỀN NHIỆT CỦA TƯỜNG LÒ QUAY XI MĂNG 45 T T 2.1 TRUYỀN NHIỆT KHI NHIỆT ĐỘ BỀ MẶT THAY ĐỔI TUẦN HOÀN 45 T T 2.1.1 Xác định trường nhiệt độ bề mặt tường lò 45 T T 2.1.2 Dòng nhiệt truyền qua bề mặt tường tiếp xúc với vật liệu đến vật liệu 48 T T 2.2 TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY XI MĂNG HOÀNG THẠCH 50 T T 2.2.1 Lịch sử hình thành phát triển công ty 50 T T 2.2.2 Tổng quan hệ thống lị quay phân xưởng II- cơng ty xi măng Hoàng Thạch 51 T T Nhiên liệu sử dụng trình nung luyện lanh ke 54 T T 3 VAI TRÒ TRUYỀN NHIỆT ĐẶC THÙ CỦA TƯỜNG LÒ QUAY XI MĂNG –TRUYỀN NHIỆT KHI TIẾP XÚC VỚI LỚP LIỆU 56 T 30T 2.3.1 Khảo sát thơng số lị quay II cơng ty xi măng Hoàng Thạch 56 T T 2.3.2 Xác định lượng nhiệt truyền tiếp xúc với lớp liệu 56 T T CHƯƠNG III: THIẾT LẬP MƠ HÌNH XÁC ĐỊNH HỆ SỐ TRUYỀN NHIỆT HIỆU QUẢ TRONG LÒ QUAY XI MĂNG 65 T T 3.1 PHƯƠNG PHÁP TÍNH VÀ CÁC GIẢ THIẾT 65 T T 3.1.1 Phân vùng kích thước vùng tính tốn 65 T T 3.1.2 Tổn thất nhiệt môi trường xung quanh 68 T T 3.1.3 Tính toán lượng nhiệt truyền đối lưu 69 T T 3.1.4 Tính tốn lượng nhiệt truyền dẫn nhiệt 71 T T 3.1.5 Tính tốn lượng nhiệt truyền xạ 73 T T 3.2 MƠ HÌNH HĨA Q TRÌNH TRUYỀN NHIỆT TRONG LÒ QUAY XI MĂNG 76 T T 3.2.1 Mơ hình xác định nhiệt trở hiệu 76 T T 3.2.2 Tính tốn nhiệt trở hiệu 81 T T 3.3 KHẢO SÁT MỘT VÀI YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI HỆ SỐ TRUYỀN NHIỆT HIỆU QUẢ 91 T T 3.3.1 Ảnh hưởng tốc độ quay 92 T T 3.3.2 Ảnh hưởng hệ số dẫn nhiệt tường lò λ W 94 T R R3 T TÓM TẮT VÀ KẾT LUẬN 96 T 30T TÀI LIỆU THAM KHẢO 99 T 30T DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU- CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Thứ nguyên Ý nghĩa t C Nhiệt độ Celcius T K Nhiệt độ Kenvin α W/m2 K P P Độ đen ε σ Hệ số trao đổi nhiệt đối lưu Hằng số xạ vật đen tuyệt đối W/m2 K4 P P P σ = 5,67.10-8 W/m2 K4 P P P P P C’ kJ/m3 tc.độ λ W/m.K Hệ số dẫn nhiệt C J/kg.K Nhiệt dung riêng khối lượng ρ kg/m3 Khối lượng riêng a m2/s Hệ số dẫn nhiệt độ B kg/h Cơng suất lị K W/m2.K Q W Dòng nhiệt ϕ % Hệ số điền đầy L,l m Chiều dài D m Đường kính F, ∆A m2 Diện tích V m3 Thể tích P P P P P P P P P Nhiệt dung riêng thể tích Hệ số truyền nhiệt τ s n Vòng / phút M kg/h Thời gian Tốc độ quay Lưu lượng khối lượng Chỉ số Ký hiệu đầu Ký hiệu chân G Khí λ: Dẫn nhiệt W Tường α: Đối lưu S Vật liệu ε: xạ tc Tiêu chuẩn x,y,z Tọa độ U Môi trường DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Chỉ tiêu chất lượng than (TC 06 - 2003) 55 T T Bảng 2.2 Thành phần hóa học than cám trước sấy 55 T T Bảng 2.3 Thành phần làm việc than cám sau sấy 55 T T Bảng 2.4 Thông số nhiệt độ vỏ lò .Error! Bookmark not defined T T Bảng 2.5 Nhiệt lượng QWS , S thay đổi theo hệ số dẫn nhiệt vật liệu tường 61 T 30T 30T T Bảng 2.6 Nhiệt lượng QWS , S thay đổi theo đường kính lị quay 62 T 30T 30T T Bảng 2.7 Nhiệt lượng QWS , S thay đổi theo tốc độ quay 63 T 30T 30T T Bảng 3.1 Phân vùng tính tốn theo chiều dài lị 65 T T Bảng 3.2 Tổn thất nhiệt theo kích thước lị 68 T T Bảng 3.3: Tính chất vật lý vật liệu lớp lót 72 T T Bảng 3.4 Độ đen vật liệu tường lò 75 T T Bảng 3.6: Thơng số nhiệt độ vùng lị quay xi măng 81 T T Bảng 3.7 Thơng số tính tốn cho lị quay xi măng II-Hồng Thạch 82 T T Bảng 3.7 Kết tính tốn hệ số xạ hiệu dụng vùng 86 T T Bảng 3.8 Kết tính tốn nhiệt điện trở hiệu vùng tương ứng lò quay xi măng 86 T 30T Bảng 3.9 Bảng kết hệ số truyền nhiệt hiệu vùng lò quay xi măng 87 T Bảng 3.10 Các giá trị nhiệt trở, hệ số truyền nhiệt, nhiệt lượng hiệu khí vật liệu phụ thuộc vào tốc độ quay 92 T T Bảng 3.11 Các giá trị nhiệt trở, hệ số truyền nhiệt, nhiệt lượng hiệu khí vật liệu phụ thuộc vào hệ số dẫn nhiệt tường lò 94 T T T • RG• RUG • = 0,10109 + RG• + RUG = • RG ,S ,W eff GU R eff RSU = • •• RUS RUS = 2,293 • •• RUS + RUS RG• RG• ,S ,W RSG = eff • G • G , S ,W R +R + RG• + RG• ,S ,W = 6,71.10 - Tương tự ta có kết tính tốn cho vùng sau: Bảng 3.7 Kết tính tốn hệ số xạ hiệu dụng vùng Hệ số xạ Vùng Vùng Vùng ε GW 0,6815 0,7824 0,6815 ε WSG 0,6815 0,7824 0,6815 ε WSW 0,0908 0,1529 0,0908 ε GS 0,5385 0,7857 0,5385 hiệu dụng R R R R Bảng 3.8 Kết tính tốn nhiệt điện trở hiệu vùng tương ứng lò quay xi măng Nhiệt điện trở Vùng Vùng Vùng Rε WS, G 0,0033 0,0011 0,0058 Rλ,α,ε WS 0,050017 0,01001 0,070089 ReffGS 0,0025 6,71.10-4 0,0035 ReffGU 0,10052 0,10109 0,101 ReffSU 3,108438 2,293 1,282221 (m2.K/ W) P P P R P P R P P P P R P R P P R P 86 Bảng 3.9 Bảng kết hệ số truyền nhiệt hiệu vùng lò quay xi măng Hệ số truyền Vùng Vùng Vùng KeffGS 400 1490,8 285,7 KeffGU 9,95 9, 99 9,92 KeffSU 0,3 0,4 0,8 nhiệt hiệu (W/m2.K) P P P P R P R P P R P Từ kết tính tốn bảng 3.9 ta có đồ thị biểu diễn hệ số truyền nhiệt hiệu vùng sau: 87 KeffGS KeffGU KeffSU Hình 3.11: Đồ thị thể hệ số truyền nhiệt hiệu vùng KeffGS KeffGU KeffSU Hình 3.12: Đồ thị thể hệ số truyền nhiệt hiệu vùng KeffGS KeffGU KeffSU Hình 3.13: Đồ thị thể hệ số truyền nhiệt hiệu vùng 88 Hình 3.14 Đồ thị thể hệ số KeffGS vùng Qua đồ thị thể hệ số truyền nhiệt hiệu vùng ta thấy hệ số truyền nhiệt hiệu khí vật liệu đại lượng có giá trị lớn gấp nhiều lần so với hệ số truyền nhiệt hiệu khí với mơi trường vật liệu với mơi trường, ví dụ vùng ta có eff K GS eff K GU = eff eff K GS 400 400 K GS , = = 40 , 40 = = 1333,3 hay vùng eff eff 0,3 K SU K GU 9,9 K eff 1490,8 1490,8 = 150,73 , GS = = 3727 eff 9,89 0,4 K SU Trong lị quay nhiệt động bản, gây chênh lệch nhiệt độ đối tượng chính, trực tiếp việc thực q trình cơng nghệ sản xuất xi măng lửa-sản phẩm cháy (nguồn phát nhiệt), vật liệu cần nung (nguồn thu) môi trường xung quanh Do có hệ số truyền nhiệt hiệu quả, mà hệ số truyền nhiệt hiệu hệ số truyền nhiệt tổng hai đối tượng tính tới tất trình trao đổi nhiệt, gián tiếp lẫn trực tiếp, góp phần tạo lượng nhiệt trao đổi đối tượng Kết tính tốn trình bày cho thấy: 89 +Hệ số truyền nhiệt hiệu khí vật liệu lớn nhất, lớn hệ số truyền nhiệt hiệu khí mơi trường bên ngồi từ 40 đên 150 lần lớn hệ số truyền nhiệt vật liệu tường khoảng 28 lần + Hệ số truyền nhiệt hiệu khí mơi trường vật liệu môi trường thay đổi không đáng kể từ vùng đến vùng 2, vùng lửa hệ số truyền nhiệt hiệu khí vật liệu lớn vùng kế cận 1490,8/400 =3,727 lần; % KεWS,G Kε,λ,αWS KeffGS K Hình 3.15 Biểu đồ thể trị số KeffGS; KεWS,G; Kλ,α,εWS vùng So sánh dòng nhiệt trao đổi phương thức khác đến lớp liệu trình bày H 3.15 cho thấy: dòng nhiệt trao đổi xạ tường lị khơng bị che phủ với bề mặt thoáng lớp liệu chiếm 61 % lượng nhiệt trao đổi dạng cho vật liệu, vai trò truyền nhiệt đối tượng tiếp xúc trực tiếp với chiếm 6,7 %, tức khoảng 11 % lượng nhiệt xạ mà tường lị truyền cho vật liệu khơng tiếp xúc Tổng hợp thấy tổng hệ số truyền nhiệt từ tường lò đến vật liệu chiếm tới 67,7% hệ số truyền nhiệt hiệu trình gia nhiệt cho vật liệu lị quay xi măng, tức tính đến khác độ chênh nhiệt độ tương ứng q trình truyền nhiệt 90 tường lị góp tới xấp xỉ hai phần ba tổng lượng nhiệt mà vật liệu nhận vùng nóng lị-vùng cháy Điều cho thấy vai trị quan trọng tường lò quay việc gia nhiệt cho vật liệu công nghệ nung xi măng lò quay Từ hệ số truyền nhiệt hiệu truyền nhiệt trình ta dễ dàng tính dịng nhiệt trao đổi đối tượng bản: QeffGS = Keff GS ∆A GS (T G - T S,G )= 1490,8 5,57(1952,37 - 1784,32) = 1395446 (W) P R P R P R P R R R R R R R QeffGU = Keff GU A WU (T WG - T WU )= 9,89 24,433(1932,46 - 608) = 320045 (W) P R P R P R P R R R R R R R QeffSU = Keff SU A SU (T WS - T WU )= 0,4.5,571.( 1840,39 - 608) = 2747,39 (W) P R P R P R P R R R R R R R Có thể thấy vùng lị nóng lượng nhiệt tổn thất mơi trường khoảng 23 % lượng nhiệt vật liệu nhận để thực biến đổi hóa lý nhằm tạo lanh ke xi măng 3.3 KHẢO SÁT MỘT VÀI YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI HỆ SỐ TRUYỀN NHIỆT HIỆU QUẢ Như phân tích trên, có tới 61% lượng nhiệt truyền cho vật liệu thực thơng qua vai trị xạ trung gian tường lò nên yếu tố ảnh hưởng tới vai trò truyền nhiệt tường lị quay ảnh hưởng quan trọng, khơng nói chủ yếu, tới hệ số trao đổi nhiệt hiệu tổng quát, hay nhiệt trở tổng quát lò: ReffGS = f(n, D, δ, ρ W , λ W , C W , φs) P R P R R R R R R R Để xét yếu tố ảnh hưởng đến trình truyền nhiệt lò quay xi măng hay ảnh hưởng đến hệ số truyền nhiệt hiệu khí – vật liệu, ta phải đưa hệ số truyền nhiệt hiệu biểu thức không thứ nguyên dạng: eff  RGS eff  ∂RGS  ∂ eff RGS ( P)  ∂xi  = A= eff  xi  RGS ( P)   ∂  xi ( P )  xi ( P )  (3-22) 91 Trong đó: P trạng thái hay điểm khảo sát quy ước x i yếu tố ảnh hưởng thứ i R R 3.3.1 Ảnh hưởng tốc độ quay Sử dụng Matlab tính tốn giá trị biểu thức (3-22 ) với giá trị tốc độ quay n = 2,7 vòng/ phút ( tức ứng với tốc độ quay lò giảm 10%), ta giá trị A= 0,0594 Điều cho thấy tốc độ quay lị giảm 10% nhiệt điện trở hiệu khí truyền cho vật liệu tăng thêm 5,94% Vậy giá trị nhiệt điện trở hệ số truyền nhiệt hiệu tương ứng là: ReffGS = 6,71.10-4.(1+0,0594 ) = 7,140 10-4 (m2.K / W) P R P R P K eff GS = R eff = GS P P P P P = 1400,56 (W/m2.K) -4 7,140 10 P P Q eff GS = K eff GS ∆AGS (TG − TS ) == 1400,56.5,57.(1952,37 - 1784,32) = 1319978(W ) Kết tính tốn trình bày 3.10 cho thấy, tăng tốc độ quay lò từ 2,7 vòng/phút lên 3,9 vòng/phút (tăng 44,4%) với điều kiện khác không thay đổi hệ số truyền nhiệt hiệu Keff GS tăng lên % Ảnh hưởng tốc độ quay P R P R thấy rõ H,3.16 3.17 Bảng 3.10 Các giá trị nhiệt trở, hệ số truyền nhiệt, nhiệt lượng hiệu khí vật liệu phụ thuộc vào tốc độ quay n( vòng/ phút) 2,1 2,7 3,3 3,9 A 0,0667 0,0594 -0,044 -0,0403 ReffGS (m2.K/W) 7,189 10-4 7,140 10-4 6,6110-4 6,6.10-4 KeffGS (W/m2.K) 1390 1400,56 1513,392 1515,547 P R P P R R P P R QeffGS (W) P R P P P P P P P P 1301093,52 1310978,08 R 92 1416593,18 1418610,34 Hình 3.16: Đồ thị thể ảnh hưởng KeffGS vào tốc độ quay Hình 3.17: Đồ thị thể ảnh hưởng QeffGS vào tốc độ quay So sánh với kết nghiên cứu ảnh hưởng tốc độ quay vai trò truyền nhiệt tiếp xúc với tường lị thấy rằng: ảnh hưởng yếu tố hệ số truyền nhiệt hiệu lớn nhiều hệ số truyền nhiệt ẩn chứa không trình truyền nhiệt tường lị tiếp xúc với lớp liệu mà cịn số q trình khác góp phần cấp nhiệt cho vật liệu, truyền nhiệt từ khí tường lị (khi khơng bị che phủ) tới bề mặt thoáng lớp liệu vv… Như chương giải thích thay tốc độ quay lị làm thay đổi nhiệt độ vỏ lị nên khó khảo sát ảnh hưởng yếu tố đến nhiệt lượng trao đổi khí vật liệu tiếp xúc, nhiên theo hình 3.7 vai trị hệ số truyền nhiệt tiếp xúc tường với 93 vật liệu nhỏ chiếm 6,7%) so với hệ số truyền nhiệt hiệu khí- vật liệu chiếm 11% hệ số truyền nhiệt xạ khí đến bề mặt tường lị Do thay đổi tốc độ quay phản ánh ảnh hưởng hệ số truyền nhiệt kiệu khí- vật liệu với yếu tố 3.3.2 Ảnh hưởng hệ số dẫn nhiệt tường lò λW Kết khảo sát ảnh hưởng hệ số dẫn nhiệt tường tới hệ số truyền nhiệt hiệu khí vật liệu theo biểu thức (3-22) trình bày bảng 3.11 H, 3.20 Bảng 3.11 Các giá trị nhiệt trở, hệ số truyền nhiệt, nhiệt lượng hiệu khí vật liệu phụ thuộc vào hệ số dẫn nhiệt tường lò λW λ W (W/m.K) 0,812 1,044 1,276 A 1,80.10-05 1,11.10-05 - 5,47.10-06 -7,54.10-06 ReffGS (m2.K/W) 7,87 10-04 7,41 10-04 6,305 10-04 6,17 10-04 KeffGS (W/m2.K) 1270,65 1349,53 1586,04 1620,75 1484597,15 1517080,2 R P R R P P R R P P P R P P P P P P P P R P QeffGS (W) P P 1,508 P 1189375,476 1263209,9 R Biểu diễn giá trị KeffGS , Qeff GS ta có đồ thị sau: P R P R P R P R Hình 18 Đồ thị thể hiệ ảnh hưởng λW tới Keff GS 94 Hình 3.19: Sự phụ thuộc dòng nhiệt hiệu QeffGS vào hệ số dẫn nhiệt λW Qua bảng 3.11 H.3.18 thấy giảm hệ số dẫn nhiệt tường 0,116 W/m.K (ứng với 10%) hệ số truyền nhiệt hiệu theo dịng nhiệt hiệu mà vật liệu nhận vùng lò giảm 132236,1 W (tương ứng 9,5%) Ảnh hưởng này, với lí giải thích mục 3.3.1, lớn ảnh hưởng hệ số dẫn nhiệt tường lò tới lượng nhiệt trao đổi tường-lớp liệu tiếp xúc trình bày chương Ở trường hợp cụ thể lớn lần Từ phân tích cho ta thấy hệ số truyền nhiệt hiệu khí đến vật liệu chịu ảnh hưởng lớn nhiều yếu tố, xét đến hai yếu tố là: tốc độ quay hệ số dẫn nhiệt tường lò Khi thay đổi yếu tố làm thay đổi đặc tính tường lò như: thay đổi hệ số dẫn nhiệt vật liệu tường, tốc độ quay lò làm thay đổi nhiệt độ bề mặt trao đổi nhiệt tường lò Nên lò quay xi măng, tường lò có vai trị quan trọng việc cấp nhiệt từ nguồn phát nhiệt đến vật liệu nung 95 TÓM TẮT VÀ KẾT LUẬN Do tính đặc thù nên tường lị quay xi măng có vị trí đặc biệt trình truyền nhiệt xác định hiệu trình nung lanh ke xi măng Để khảo sát vai trò đặc thù này, phạm vi luận văn tiến hành công việc chính, gồm: + Xây dựng cơng thức tính tốn vai trò truyền nhiệt tiếp xúc tường lò lớp liệu, xác định độ lớn mật độ dòng nhiệt lò nung số II nhà máy xi măng Hoàng Thạch + Khảo sát số yếu tố ảnh hưởng tới vai trò truyền nhiệt tường lị tiếp xúc với lớp liệu; tính tốn thực vùng cháy- vùng có nhiệt độ công suất nhiệt trao đổi lớn lị quay xi măng Hồng Thạch + Xây dựng mơ hình tính tốn xác định hệ số trao đổi nhiệt hiệu lò quay xi măng sở biểu diễn phân tích q trình truyền nhiệt dạng mơ hình điện; xác định hệ số truyền nhiệt hiệu xuất phát từ nhiệt động lò quay: độ chênh nhiệt độ lửa-sản phẩm cháy, vật liệu mơi trường bên ngồi hệ số truyền nhiệt xạ tường lị bề mặt thống lớp liệu vùng cháy lò quay xi măng Hoàng Thạch + Khảo sát vài yếu tố ảnh hưởng tới hệ số truyền nhiệt hiệu khí-vật liệu qua tới dịng nhiệt hiệu (tổng lượng nhiệt mà vật liệu nhận theo dạng truyền nhiệt) tốc độ quay, hệ số dẫn nhiệt vật liệu làm tường lị Các thí dụ tính toán thực sở số liệu thực tế lị nung số II cơng ty xi măng Hoàng Thạch Từ kết nghiên cứu tính tồn thu rút số kết luận sau đây: Công thức tính dịng nhiệt trao đổi tường lị vật liệu chúng tiếp xúc với (công thức 2-15) xây dựng dựa việc giải 96 toán dẫn nhiệt nửa vô hạn với nhiệt độ bề mặt thay đổi cách tuần hoàn biểu diễn dạng chuỗi Fourier cho phép xác định thuận tiện đủ tin cậy vai trò truyền nhiệt tiếp xúc tường lò quay thực tế Vai trò truyền nhiệt tiếp xúc tường lò quay lớn, vùng cháy lị quay xi măng Hồng Thạch mật độ dịng nhiệt trao đổi theo chế có trị số 80,912 kW Điều nói lên ảnh hưởng quan trọng “sự quay” vai trò đặc thù tường lị quay qua tới việc cường hóa q trình trao đổi nhiệt lị Trong yếu tố ảnh hưởng tới vai trò truyền nhiệt tiếp xúc tường lị khảo sát ảnh hưởng đường kính lị lớn nhất, dịng nhiệt trao đổi tăng lên mức tăng đường kính lò; ảnh hưởng hệ số dẫn nhiệt vật liệu làm tường lò khó để có kết xác thay đổi tốc độ quay, lị hoạt động tốc độ quay định Phương pháp xác định hệ số truyền nhiệt hiệu xây dựng dựa việc thiết lập phân tích mơ hình điện biểu diễn trình truyền nhiệt lị quay cho phép khơng xác định đánh giá dòng nhiệt trao đổi hiệu mà khảo sát, đánh giá cách tin cậy ảnh hưởng yếu tố tính chất nhiệt vật lí, đường kính lị, mức điền đầy vật liệu đến hiệu truyền nhiệt lò quay xi măng Vai trò truyền nhiệt trung gian tường lò quay lớn, chiếm tới 67,7% (đối với vùng cháy) toàn lượng nhiệt mà vật liệu nhận tất dạng, 61 % truyền xạ đến bề mặt thoáng lớp liệu 6,7 % truyền theo chế tiếp xúc 97 Lượng nhiệt truyền theo “cơ chế đặc thù”- truyền tường vật liệu tiếp xúc chiếm khoảng 11 % tồn vai trị truyền nhiệt tường lò Hệ số truyền nhiệt hiệu khí vật liệu vùng cháy cao hệ số truyền nhiệt khí mơi trường bên 150,73 lần Theo mức nhiệt độ vùng lò tỉ số thay đổi, vùng làm nguội tỉ số 40,4 Do hạn chế thời gian nên chưa thể khảo sát cách tồn diện nhân tố ảnh hưởng đến vai trị truyền nhiệt tường lị nói chung vai trị đặc thù, nói riêng, nhiên kết thu cho phép đánh giá cách tổng quát vai trò tường lò quay phương diện truyền nhiệt yếu tố ảnh hưởng tới vai trị qua giải yêu cầu mà đề tài đặt 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] A.C Hebckuu- Лучистый теплобмен в печах и топкак- Металлцргия Москва, 1971 [2] Е.И Ходоров- Печи цементной промышленности-Лениград, 1968 [3] Folliot- Wärmetechnische Untersuchung des Drehofens zur Herstellung von PZ- klinker Diss zürich , 1937 [4] А.Ф Мешик- Научные сообщения ниицемент- № 17 стр 48 Стройиздать, 1964 [5] Косаревой В М-Труды Типроцемент, век 19, 1950 [6] Х.С Воробов, С Мазуров-Теплотехенническии рачеты цементых печей и аппараты-«Высшая школа», 1962 [7] H Gygi - Wärmetechnische Untersuchung des Drehofens zur Herstellung von PZ- klinker Diss Zürich, 1937 [8] М.А Михеев, И.М Михеева-Основы теплопередачи-Госэнергия Москава, 1967 [9] G.Weislehner- Der Anteil des Drehofenfutters am Wärmetransport in das Brenngut, ZKG(1959) S.408-411 [10] Nguyễn Thị Hồng Hà- Xây dựng mơ hình tốn học để xác định nhiệt độ tối ưu cho lò quay xi măng, Hà Nội , Luận văn Tốt nghiệp ngành nhiệt ĐHBK Hà Nội, 1984 [11] V Frisch-Vereinfachtes mathematisches Modell der Wärmeübertragung im Zementdrehofen unter Berücksichtigung chemiescher Reaktionen, Diss Clausthal, 1983 [12] R.Frankenberger- Beitrag zur Berechnung des Wärmeübergangs in Zementdrehöfen Schriftenreihe der Zementindustrie H36, 1969 [13] Е.И Ходоров-Теплообмен во вращающейся печи-«Цемент» № 6, 1961 стр 25-38 99 [14] Hoyt C.Hottel Radiation Tranfer, McGraw- Hill Book company 1983 [15] В.Н Адрианов-Основы радиационного и сложного теплообмена Mockba 1975 [16] Nguyễn Hải Anh - Xây dựng mơ hình tốn học để tính tốn trường nhiệt độ lớp vật liệu thiết bị gia nhiệt kiểu thùng quay- Luận văn tốt nghiệp ngành nhiệt ĐHBK Hà Nội, 1990 [17] W Schupe - Vereintfacht Berechnung des Strahlungswasmubergangs in Industrieofen und Vergleich mit Mesungen in einem Versuchs brennkammer, 1974 [18] Cohen E.S- Effect of Gas Temperature Gradients on Radiant heat transmission Thesis, Massachusettts, Instittule of Technology, 1955 [19] E.Rammler - Verbrennungs-und Vergasungslehre- Freiberg, 1956 [20] Gumz, W- Kürzes Handbuch der Brennstoff und Feuerungstechnick- Berlin, 1963 [21] В.И Бабушкин, Г.М Матвеев -Термодинамика силикатов - Москва, 1962 [23] HO Gardeik H.Ludwig - Berechnung des Wandwärmeverlustes von Drehöfen und Mülen, ZKG 38 (1985) N.3 S.144 ÷ S.149 [24] П.В Левченко Расчеты печей и сугилл силикатной – промышленности Высшая школа, 1968 [25] Hemsath K.H-Zur Berechnung der Flammenstrahlung.Diss T.H.Stuttgart,1969 [26] Thring - M.W Pre diction of the aemissinty of Hydrocacbon Flammes International Development of heat transfer Colorado, 1961 [27] E.U.Schlünder- Wärmeübertragung zwischen Heizfläche und Schüttgut Verfahrenstechnik 14, 1980 Nr 7/8.S.460 ÷467 [28] Phạm Lê Dần, Đặng Quốc Phú- Bài tập sở kỹ thuật nhiệt- NXBGD, 2009 [29] Weber, P- Warmeübergang im Drehofen ZKG, Sonderheft 9, 1960 [30] Đặng Quốc Phú- Truyền Nhiệt, Nhà xuất giáo dục, 2004 [31] Nguyễn Văn Thảo - Xây dựng mơ hình xác định trường nhiệt độ lò quay xi măng- Luận văn tốt nghiệp ngành nhiệt ĐHBK Hà Nội, 1990 100 ... lựa chọn đề tài ? ?Nghiên cứu vai trò truyền nhiệt tường lò quay xi măng? ?? LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU Hiện để đánh giá vai trò truyền nhiệt tường lò quay yếu tố ảnh hưởng đến trình truyền nhiệt nhằm đưa biện... NGHIÊN CỨU VAI TRÒ TRUYỀN NHIỆT CỦA TƯỜNG LÒ QUAY XI MĂNG Chuyên ngành: KỸ THUẬT NHIỆT LẠNH LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Hà Nội - 2011 LỜI CAM ĐOAN Luận văn thạc sỹ " Nghiên cứu vai trò truyền nhiệt. .. xi măng Chương II : Vai trò truyền nhiệt tường lị quay xi măng Chương III:Thiết lập mơ hình xác định hệ số truyền nhiệt hiệu lò quay xi măng PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Nghiên cứu lý thuyết, khảo