Đồ án Trạm trộn bê tông nhựa nóng

4320 mm. ¸p lùc tÝnh to¸n t¸c dông lªn gç: qg= n.qtc1 Þqg= 1,2.0,4869. = 0,4674 (KG/cm2) Þqg= 0,0467 MPa. T¶i träng t¸c dông lªn gê gia c­êng (theo ph­¬ng vu«ng gãc víi vá) Pg= qg.l1 = 0,0467.1,10= 0,0514 MN/m M« men uèn: Mg= H×nh 2.6: BiÓu ®å néi lùc & m« men t¸c dông lªn gê TÝnh cho c¹nh ng¾n: lg1=2060 mm =2,06 m Þ Mg1== = 0,027. TÝnh cho c¹nh dµi: lg2= 3540 mm = 3,45 m ÞMg2== 0,081 (MNm) NhËn xÐt: Ta thÊy Mg1< Mg2 do ®ã ta sÏ chän tÝnh theo tr­êng hîp: Mg=Mg2, nh­ vËy sÏ tho¶ m·n ¸p dông cho tr­êng hîp Mg1. Lùc kÐo trong gê gia c­êng: Ng. Ng= qg.l1 ¸p lùc lªn c¸c mÆt tiÕp gi¸p ë cao ®é gê: q= q1. = 0,5843. = 0,4674 KG/cm2. ChiÒu dµi gê theo mÆt hÑp (gãc nghiªng ) l= 2060mm = 2,06m. H×nh chiÕu ph¶n lùc cña gê ë mÆt hÑp lªn ph­¬ng gê cña mÆt réng lµ: Ng= qg.l1. = 0,0467.1,1. = 0,065(MN). H×nh 2.7: Gê ra c­êng A A A – A Chän thÐp h×nh L 5/3,2/4 ®Ó lµm gê gia c­êng: C¸c sè liÖu cña thÐp L5/3,2/4 lµ: (tra b¶ng 4- trang 380 - phô lôc 1- S¸ch Gi¸o Khoa Søc bÒn vËt liÖu). DiÖn tÝch mÆt c¾t ngang: F= 3,17 cm2. Khèi l­îng trªn 1m dµi: m = 2,49 kg. H×nh 2.8: Ph­¬ng ph¸p bè trÝ gê gia cè. KiÓm tra mÆt c¾t ®· chän: §iÒu kiÖn c­êng ®é: KiÓm tra theo c«ng thøc 3.1(35)- S¸ch KÕt cÊu thÐp-1996. s= Thay sè: s= Þs < [s]. §iÒu kiÖn ®é cøng: KiÓm tra theo c«ng thøc: . (S¸ch gi¸o khoa trang 36-KCT). Trong ®ã: - f: ®é vâng lín nhÊt ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: fmax= (H×nh 86- trang 134- s¸ch gi¸o khoa Søc bÒn vËt liÖu). Thay sè: E= 2.106daN/cm2. fmax= = 0,0094(cm). ÞTû sè: Víi: . §é vâng cho phÐp tra theo s¸ch KÕt cÊu thÐp. Þ . Tho¶ m·n. Þ VËy kÕt cÊu gê ®­îc chän tho¶ m·n c¸c ®iÒu kiÖn c­êng ®é còng nh­ ®iÒu kiÖn ®é cøng. Nh­ vËy, gê gia c­êng tÝnh to¸n lµ hîp lý. 3. TÝnh hÖ cÊp nhiÖt ( SÊy vËt liÖu Bª t«ng nhùa nãng). 3.1. Bª t«ng nhùa nãng: Sau qu¸ tr×nh trén hçn hîp ®¸, c¸t, phô gia vµ nhùa ®­êng, ng­êi ta thu ®­îc Bª t«ng nhùa nãng cã nhiÖt ®é kho¶ng 1600C. Hçn hîp bª t«ng nµy sÏ ®­îc vËn chuyÓn b»ng «t« tíi c«ng tr­êng ®Ó thùc hiÖn c«ng t¸c d¶i th¶m mÆt ®­êng. HoÆc ®­îc vËn chuyÓn b»ng hÖ thèng xe kÝp vµo bån chøa ®Ó ®Ò phßng tr­êng hîp xe «t« kh«ng vËn chuyÓn kÞp hoÆc do ®iÒu kiÖn thêi tiÕt kh«ng thÓ thùc hiÖn c«ng t¸c tr¶i th¶m. VËy nh×n trªn mét khÝa c¹nh nµo ®ã th× bån chøa bª t«ng nhùa nãng lµ mét thiÕt bÞ cÇn thiÕt vµ quan träng ®èi víi tr¹m trén bª t«ng nhùa nãng. Nã ®Æc biÖt quan träng ®èi víi nh÷ng n­íc cã khÝ hËu nhiÖt ®íi, m­a nhiÒu vµ thÊt th­êng nh­ ë n­íc ta, bëi v× c«ng t¸c r¶i th¶m kh«ng thÓ thùc hiÖn ®­îc trong ®iÒu kiÖn trêi m­a. Nh­ vËy, ta coi bª t«ng nhùa nãng ®­îc ®­a vµo thïng chøa ë 1600C v× qu·ng ®­êng vËn chuyÓn b»ng xe kÝp lµ t­¬ng ®èi ng¾n, thêi gian vËn chuyÓn kh«ng dµi nªn tæn thÊt nhiÖt coi lµ b»ng kh«ng. 3.2. C¸c ph­¬ng ph¸p sÊy nãng bª t«ng nhùa nãng: HÖ thèng sÊy bª t«ng nhùa nãng: Lµ hÖ thèng sö dông thiÕt bÞ gia nhiÖt ®Ó truyÒn nhiÖt cho bª t«ng nhùa nãng nh»m duy tr× nhiÖt ®é cña bª t«ng nhùa nãng trong thïng chøa trong mét kho¶ng thêi gian nhÊt ®Þnh nµo ®ã. Mét sè yªu cÇu c¬ b¶n ®èi víi hÖ thèng sÊy bª t«ng nhùa nãng: Ph¶i ®¶m b¶o nhiÖt ®é ®ång ®Òu cña bª t«ng nhùa trong bån chøa, tr¸nh c¸c hiÖn t­îng thiÕu nhiÖt, qu¸ nhiÖt hay ch¸y côc bé sÏ lµm biÕn chÊt hoÆc háng bª t«ng nhùa. KÕt cÊu cña hÖ thèng ph¶i hîp lý, an toµn, dÔ ®iÒu khiÓn, ®¶m b¶o ®­îc hiÖu qu¶ kinh tÕ mµ vÉn cung cÊp ®ñ nhiÖt l­îng ®Ó sÊy nãng bª t«ng nhùa sao cho chÊt l­îng cña th¶m nãng ®¹t ®­îc c¸c chØ tiªu quy ®Þnh. Trªn thùc tÕ, cã rÊt nhiÒu ph­¬ng ph¸p sÊy bª t«ng nhùa nãng, cã thÓ ph©n lo¹i theo nguån truyÒn nhiÖt hay theo nguyªn lý truyÒn nhiÖt. ë ®©y xÐt ph­¬ng ph¸p ph©n lo¹i theo nguyªn lý truyÒn nhiÖt, cã hai ph­¬ng ph¸p sÊy bª t«ng nhùa sau: Ph­¬ng ph¸p truyÒn nhiÖt trùc tiÕp. Ph­¬ng ph¸p truyÒn nhiÖt gi¸n tiÕp. 3.2.1. Ph­¬ng ph¸p sÊy bª t«ng nhùa theo ph­¬ng ph¸p truyÒn nhiÖt trùc tiÕp: Nguyªn lý cña ph­¬ng ph¸p nµy lµ sö dông nguån n¨ng l­îng ®iÖn trùc tiÕp truyÒn cho bª t«ng nhùa nh»m duy tr× nhiÖt ®é cÇn thiÕt cña th¶m nãng. ThiÕt bÞ gåm cã: Mét thïng chøa bª t«ng nhùa, trong bån chøa cã bè trÝ c¸c d©y ®iÖn trë, ®­îc c¸ch ®iÖn víi thïng vµ víi bª t«ng nhùa chøa trong thïng. 2 3 1 H×nh 2.9 : M« h×nh sÊy s¶n phÈm Bª t«ng nhùa nãng theo nguyªn lý truyÒn nhiÖt trùc tiÕp sö dông nguån n¨ng l­îng ®iÖn. 1.ThiÕt bÞ ®iÖn 2.Thïng chøa s¶n phÈm Bª t«ng nhùa nãng 3.D©y ®iÖn trë Nguyªn lý: Khi cã dßng ®iÖn ch¹y qua d©y cã ®iÖn trë lín, ®iÖn n¨ng sÏ ®­îc chuyÓn ho¸ thµnh nhiÖt n¨ng. NhiÖt l­îng to¶ ra tõ d©y cã ®iÖn trë cao nµy sÏ trùc tiÕp truyÒn cho bª t«ng nhùa. Nh­ vËy qu¸ tr×nh sÊy nãng bª t«ng nhùa ®­îc thùc hiÖn. NhËn xÐt: Ph­¬ng ph¸p sÊy bª t«ng nhùa trong thïng chøa theo nguyªn lý truyÒn nhiÖt trùc tiÕp cã ®­îc ­u ®iÓm næi bËt lµ thêi gian truyÒn cho bª t«ng nhùa cã thÓ ®¹t ®­îc cao trong kho¶ng thêi gian ng¾n. Tuy nhiªn, ph­¬ng ph¸p nµy cßn tån t¹i mét sè nh­îc ®iÓm ®¸ng kÓ lµ: rÊt khã khèng chÕ ®Ó ®¹t ®­îc nhiÖt ®é ®ång ®Òu trong thïng chøa cã dung tÝch lín. H¬n n÷a t¹i nh÷ng n¬i bª t«ng nhùa tiÕp gi¸p trùc tiÕp víi d©y ®iÖn trë cao, nhiÖt ®é lín sÏ dÔ g©y ch¸y côc bé, lµm biÕn chÊt bª t«ng nhùa, dÉn tíi chÊt l­îng cña th¶m nãng bÞ gi¶m sót, kh«ng ®¶m b¶o ®­îc c¸c chØ tiªu kü thuËt ®Ò ra. Nh­ vËy, hiÖn nay trªn thùc tÕ ph­¬ng ph¸p truyÒn nhiÖt trùc tiÕp cho bª t«ng nhùa chøa trong thïng b¶o «n kh«ng n©ng cao ®­îc chÊt l­îng th¶m nãng. Do ®ã ngµy nay ng­êi ta ®ang thay thÕ dÇn ph­¬ng thøc sÊy trùc tiÕp b»ng ®iÖn b»ng c¸c ph­¬ng ph¸p kh¸c cã hiÖu qu¶ cao h¬n nhiÒu. 3.2.2. Ph­¬ng ph¸p sÊy bª t«ng nhùa theo nguyªn lý truyÒn nhiÖt gi¸n tiÕp: Cã hai ph­¬ng ph¸p gia nhiÖt cho nhùa ®­êng theo nguyªn lý truyÒn nhiÖt gi¸n tiÕp, ®ã lµ dïng chÊt trung gian truyÒn nhiÖt lµ h¬i n­íc qu¸ nhiÖt hoÆc chÊt trung gian truyÒn nhiÖt lµ dÇu nhên chÞu nhiÖt ®é cao. Gia nhiÖt cho bª t«ng nhùa sö dông ph­¬ng ph¸p truyÒn nhiÖt gi¸n tiÕp nhê chÊt trung gian truyÒn nhiÖt lµ h¬i n­íc qu¸ nhiÖt: ThiÕt bÞ: Gåm cã lß h¬i, bé qu¸ nhiÖt, thïng chøa bª t«ng nhùa bªn trong cã hÖ thèng giµn èng gia nhiÖt, b×nh ng­ng vµ b¬m cÊp n­íc ( xem h×nh 2.10) H×nh 2.10: S¬ ®å thiÕt bÞ gia nhiÖt cho bª t«ng nhùa b»ng ph­¬ng ph¸p gi¸n tiÕp nhê chÊt truyÒn nhiÖt lµ h¬i n­íc qu¸ nhiÖt. Thïng chøa bª t«ng nhùa. Bé qu¸ nhiÖt. èng gia nhiÖt. Lß h¬i. B¬m n­íc. Bé ng­ng tô. Nguyªn lý: N­íc ®­îc ®un nãng trong lß h¬i qua bé qu¸ nhiÖt t¹o thµnh h¬i n­íc qu¸ nhiÖt cã ¸p suÊt 6¸10 at, nhiÖt ®é ®¹t ®­îc kho¶ng 180¸2000C ®­îc l­u th«ng trong hÖ thèng ®­êng èng ®Æt s½n trong thïng chøa bª t«ng nhùa. Qu¸ tr×nh gia nhiÖt cho bª t«ng nhùa gi÷ ®­îc nhiÖt ®é nhiÖt ®é cÇn thiÕt trong mét kho¶ng thêi gian nhÊt ®Þnh nhê nhiÖt l­îng cña h¬i n­íc qu¸ nhiÖt truyÒn qua v¸ch èng. H¬i n­íc qu¸ nhiÖt víi nhiÖt ®é vµ ¸p suÊt cao sau khi truyÒn nhiÖt cho bª t«ng nhùa sÏ qua hÖ thèng ng­ng tô ®­îc ho¸ láng råi qua b¬m n­íc trë vÒ lß h¬i. Nhiªn liÖu dung ®Ó ®èt lß cã thÓ lµ than, gç, dÇu hay n¨ng l­îng ®iÖn lµ tuú thuéc vµo tõng ®iÒu kiÖn sö dông cô thÓ. Gia nhiÖt cho bª t«ng nhùa sö dông ph­¬ng ph¸p truyÒn nhiÖt gi¸n tiÕp víi chÊt trung gian truyÒn nhiÖt lµ dÇu nhên chÞu nhiÖt ®é cao. ThiÕt bÞ gåm cã: Bån nÊu dÇu nhên, ®Çu ®èt, thïng chøa bª t«ng nhùa bªn trong cã hÖ thèng giµn èng dÉn dÇu nãng ®Ó truyÒn nhiÖt, trªn ®­êng dÇu nhên trë vÒ bån nÊu cã ®Æt hÖ thèng b¬m dÇu nhên (xem h×nh 2.11). H×nh 2.11: S¬ ®å thiÕt bÞ gia nhiÖt cho bª t«ng nhùa b»ng ph­¬ng ph¸p gi¸n tiÕp nhê m«i chÊt dÇu nhên chÞu nhiÖt ®é cao. Thïng chøa bª t«ng nhùa. §­êng èng gia nhiÖt. èng gia nhiÖt. Bån nÊu dÇu. §Çu ®èt dÇu. èng khãi. B¬m dÇu nãng. Nguyªn lý: DÇu nhên chÞu nhiÖt ®é cao sÏ ®­îc ®un nãng trong bån nÊu dÇu do n¨ng l­îng nhiÖt cung cÊp tõ dÇu ®èt, ch¹y trong hÖ thèng gia nhiÖt cho dÇu. DÇu nhên nãng ®­îc b¬m ®Õn thïng chøa bª t«ng nhùa nhê b¬m dÇu nãng, nã sÏ truyÒn nhiÖt cho bª t«ng nhùa qua thµnh èng gia nhiÖt. DÇu sau khi gia nhiÖt sÏ theo ®­êng èng trë vÒ bån nÊu dÇu. Bån nÊu dÇu nhên cÇn cã bån d·n në dÇu, nã cã t¸c dông gi÷ cho ¸p suÊt bªn trong èng dÉn dÇu lu«n nhá h¬n 2 at khi nhiÖt ®é cña dÇu nãng thay ®æi. So s¸nh hai ph­¬ng ph¸p truyÒn nhiÖt gi¸n tiÕp: C¶ hai ph­¬ng ph¸p truyÒn nhiÖt gi¸n tiÕp ë trªn ®Òu ®¸p øng ®­îc sù ®ång ®Òu nhiÖt ®é bªn trong thïng chøa bª t«ng nhùa. Do vËy bª t«ng nhùa sÏ kh«ng bÞ ch¸y côc bé. V× vËy chÊt l­îng bª t«ng nhùa ®­îc ®¶m b¶o, do ®ã t¨ng ®­îc chÊt l­îng cña th¶m nãng ®¶m b¶o tho¶ m·n c¸c yªu cÇu kü thuËt còng nh­ c¸c quy ®Þnh ®Ò ra. XÐt vÒ kÕt cÊu thiÕt bÞ: Ph­¬ng ph¸p gia nhiÖt gi¸n tiÕp b»ng h¬i n­íc qu¸ nhiÖt sö dông lß h¬i ¸p lùc cao vµ hÖ thèng èng dÉn h¬i n­íc qu¸ nhiÖt còng chÞu ¸p lùc lín(6¸10at). V× vËy sÏ rÊt khã trong kh©u chÕ t¹o, kiÓm ®Þnh vµ an toµn lao ®éng trong qu¸ tr×nh vËn hµnh. Ph­¬ng ph¸p gia nhiÖt gi¸n tiÕp dïng dÇu nhên chÞu nhiÖt ®é cao sÏ kh¾c phôc ®­îc nh÷ng nh­îc ®iÓm ®· nªu ë trªn, thiÕt bÞ ®¬n gi¶n, chÕ t¹o dÔ dµng h¬n. ChÝnh v× vËy ph­¬ng ph¸p gia nhiÖt gi¸n tiÕp sö dông dÇu nhên chÞu nhiÖt ®é cao cã tÝnh kh¶ thi cao h¬n rÊt nhiÒu. XÐt vÒ b¶n chÊt trung gian truyÒn nhiÖt: Khi sö dông h¬i n­íc qu¸ nhiÖt víi nhiÖt ®é cao (180¸2000C) sÏ sinh ra qu¸ tr×nh «xy ho¸, ¨n mßn ®­êng èng rÊt m¹nh. T¹i c¸c vÞ trÝ chç nèi èng, mèi hµn, ®o¹n ®ét më, ®ét thu cña dßng ch¶y lµ nh÷ng n¬i cã tèc ®é ¨n mßn rÊt cao g©y rØ, mät ®­êng èng v× vËy g©y rß h¬i qu¸ nhiÖt nªn ¸p suÊt còng nh­ nhiÖt ®é h¬i n­íc sÏ gi¶m, kh«ng ®¶m b¶o qu¸ tr×nh gia nhiÖt cho bª t«ng nhùa. XÐt vÒ tæng thÓ, tuæi thä cña thiÕt bÞ sÏ gi¶m. Ng­îc l¹i, khi sö dông dÇu nhên lµm m«i chÊt truyÒn nhiÖt gi¸n tiÕp cho bª t«ng nhùa sÏ c¬ b¶n kh¾c phôc ®­îc nh÷ng nh­îc ®iÓm tån t¹i nªu trªn. Cô thÓ khi sö dông dÇu nhên, dÇu nhên l¹i lµ m«i tr­êng b¶o vÖ cho ®­êng èng chèng ®­îc c¸c hiÖn t­îng «xy ho¸, do vËy sÏ lµm t¨ng ®­îc tuæi thä cña thiÕt bÞ, qu¸ tr×nh gia nhiÖt sÏ ®­îc b¶o ®¶m ®óng nh­ thiÕt kÕ. XÐt vÒ kh¶ n¨ng sö dông nhiÖt cã Ých: NÕu sö dông h¬i n­íc qóa nhiÖt c«ng t¸c trong ph­¬ng ph¸p gia nhiÖt cho bª t«ng nhùa b»ng c¸ch truyÒn nhiÖt gi¸n tiÕp th× h¬i n­íc qu¸ nhiÖt sau khi ra khái thïng chøa bª t«ng nhùa, h¬i n­íc sÏ ph¶i qua b×nh ng­ng, ng­ng tô thµnh n­íc vµ l¹i tiÕp tôc tham gia chu k× gia nhiÖt tiÕp theo. V× vËy sÏ kh«ng tiÕt kiÖm ®­îc l­îng nhiÖt cña h¬i n­íc qu¸ nhiÖt cho chu k× c«ng t¸c tiÕp theo. Ng­îc l¹i khi sö dông dÇu nhên chÞu nhiÖt ®é cao lµm m«i chÊt trung gian trong qu¸ tr×nh truyÒn nhiÖt gi¸n tiÕp cho bª t«ng nhùa trong thïng chøa th× dÇu nhên sau khi truyÒn nhiÖt cho bª t«ng nhùa vµ ra khái thïng chøa sÏ trë vÒ bån nÊu dÇu. ChÝnh v× vËy l­îng nhiÖt cßn l¹i mang vÒ sÏ hoµ nhËp vµo qu¸ tr×nh gia nhiÖt sau cña chu k× lµm viÖc tiÕp theo. Nh­ vËy kh¶ n¨ng sö dông nhiÖt cã Ých sÏ triÖt ®Ó h¬n, kinh tÕ h¬n. Tãm l¹i, víi viÖc ph©n tÝch ­u nh­îc ®iÓm cña c¸c ph­¬ng ph¸p gia nhiÖt cho bª t«ng nhùa ë trªn, kÕt hîp víi viÖc tham kh¶o thùc tÕ ta thÊy ph­¬ng ph¸p truyÒn nhiÖt gi¸n tiÕp sö dông chÊt trung gian truyÒn nhiÖt lµ dÇu nhên chÞu nhiÖt ®é cao cã cã nh÷ng ­u ®iÓm næi tréi mµ c¸c ph­¬ng ph¸p kh¸c kh«ng cã ®­îc. Tuy nhiªn nÕu sö dông dÇu nhên th× sau mét kho¶ng thêi gian lµm viÖc nhÊt ®Þnh ph¶i tiÕn hµnh thay thÕ dÇu ®Ó ®¶m b¶o cho qu¸ tr×nh truyÒn nhiÖt ®¹t ®­îc c¸c yªu cÇu còng nh­ chÊt l­îng cña qu¸ tr×nh truyÒn nhiÖt. MÆc dï vËy trong kho¶ng thêi gian sö dông cña dÇu lµ t­¬ng ®èi lín, do ®ã tÝnh kinh tÕ cña nã vÉn ®­îc ®¶m b¶o. Nh­ vËy, víi nh÷ng nhËn xÐt ë trªn, ta sÏ lùa chän ph­¬ng ph¸p gia nhiÖt gi¸n tiÕp dïng m«i chÊt trung gian truyÒn nhiÖt lµ dÇu nhên ®Ó thùc hiÖn qu¸ tr×nh sÊy nãng bª t«ng nhùa trong thïng chøa. 3.3. Ph­¬ng ph¸p sÊy bª t«ng nhùa trong thïng chøa b»ng dÇu nhên chÞu nhiÖt ®é cao: 3.3.1. C¸c kh¸i niÖm më ®Çu: C«ng nghÖ gia nhiÖt cho bª t«ng nhùa trong thïng chøa sö dông ph­¬ng ph¸p truyÒn nhiÖt gi¸n tiÕp víi chÊt trung gian truyÒn nhiÖt lµ dÇu nhên chÞu nhiÖt ®é cao chÝnh lµ qu¸ tr×nh trao ®æi nhiÖt mµ chÊt cho nhiÖt lµ dÇu nhên vµ chÊt nhËn nhiÖt lµ s¶n phÈm bª t«ng nhùa trong thïng chøa. V× vËy, dÇu nhên vµ bª t«ng nhùa lµ hai ®èi t­îng chÝnh cña qu¸ tr×nh nghiªn cøu tÝnh to¸n nµy. DÇu nhên chÞu nhiÖt: DÇu nhên ®­îc gia nhiÖt t¹i bån nÊu dÇu ®Õn nhiÖt ®é cÇn sö dông. Tuú theo tõng lo¹i dÇu nhên mµ nhiÖt ®é sö dông cho phÐp tõ 220¸2600C. NhiÖt ®é ra khái bån nÊu dÇu còng chÝnh lµ nhiÖt ®é b¾t ®Çu vµ thïng b¶o «n bª t«ng nhùa vµ ®©y còng chÝnh lµ nhiÖt ®é sö dông cña dÇu nhên. NhiÖt ®é cña dÇu nhên khi ra khái thïng b¶o «n bª t«ng nhùa th­êng lín h¬n 10¸200C so víi yªu cÇu cña cÇn gia nhiÖt cho s¶n phÈm bª t«ng nhùa. Nh­ vËy nhiÖt ®é cña dÇu khi ra khái thïng chøa b¶o «n sÏ ë vµo kho¶ng:170¸1800C. M« h×nh kÕt cÊu tæng thÓ cña thiÕt bÞ sÊy s¶n phÈm bª t«ng nhùa b»ng ph­¬ng ph¸p gi¸n tiÕp sö dông m«i chÊt dÇu nhên chÞu nhiÖt cao ®­îc thÓ hiÖn trªn h×nh vÏ d­íi ®©y: H×nh 2.12: M« h×nh kÕt cÊu tæng thÓ cña thiÕt bÞ sÊy s¶n phÈm bª t«ng nhùa nãng b»ng ph­¬ng ph¸p gi¸n tiÕp. §­êng dÇu tõ bån nÊu dÇu ®Õn thïng chøa b¶o «n §­êng dÇu håi tõ thïng chøa b¶o «n vÒ thïng nÊu dÇu Van ®iÒu chØnh l­îng dÇu B¬m dÇu 3.3.2. Lý thuyÕt c¸c qu¸ tr×nh truyÒn nhiÖt: TruyÒn nhiÖt lµ khoa häc nghiªn cøu qu¸ tr×nh truyÒn nhiÖt n¨ng trong kh«ng gian vµ sù trao ®æi nhiÖt gi÷a c¸c vËt kh¸c nhau. Mçi qu¸ tr×nh truyÒn nhiÖt ®Òu lµ c¸c qu¸ tr×nh kh«ng thuËn nghÞch, chóng tù x¶y ra khi cã sù chªnh lÖch nhiÖt ®é. C¸c qu¸ tr×nh truyÒn nhiÖt lu«n tån t¹i vµ x¶y ra kh¾p n¬i bëi trong thùc tÕ khã t¹o ra hoÆc tù tån t¹i mét kh«ng gian cã nhiÖt ®é ®ång ®Òu. NhiÖt n¨ng ®­îc truyÒn tõ chç nµy sang chç kh¸c hoÆc tõ vËt nµy sang vËt kh¸c b»ng nhiÒu ph­¬ng thøc kh¸c nhau: DÉn nhiÖt, trao ®æi nhiÖt ®èi l­u, trao ®æi nhiÖt bøc x¹. Trªn thùc tÕ, c¸c ph­¬ng thøc truyÒn nhiÖt nµy th­êng x¶y ra ®ång thêi vµ ¶nh h­ëng qua l¹i lÉn nhau, nh­ng ®Ó cã thÓ nghiªn cøu vµ ph¸t biÓu qui luËt mét c¸ch chÝnh x¸c trong lý thuyÕt truyÒn nhiÖt ng­êi ta sÏ xem xÐt tõng ph­¬ng thøc c¬ b¶n. Qu¸ tr×nh truyÒn nhiÖt xÐt trong bµi to¸n nµy lµ qu¸ tr×nh truyÒn nhiÖt tõ mét chÊt láng (dÇu nhên) cã nhiÖt ®é cao qua v¸ch ng¨n (èng thÐp) cho mét hçn hîp kh¸c (s¶n phÈm bª t«ng nhùa nãng). Trong tr­êng hîp nµy, qu¸ tr×nh trao ®æi nhiÖt x¶y ra do t¸c dông ®ång thêi cña nhiÒu d¹ng truyÒn nhiÖt c¬ b¶n: chÊt láng cã nhiÖt ®é cao truyÒn nhiÖt cho v¸ch cã thÓ võa b»ng ®èi l­u, võa b»ng bøc x¹, sau ®ã nhiÖt sÏ ®­îc truyÒn b»ng dÉn nhiÖt trong v¸ch trô mét líp sang mÆt tiÕp xóc víi s¶n phÈm bª t«ng nhùa vµ tõ ®ã truyÒn cho s¶n phÈm bª t«ng nhùa b»ng ®èi l­u hoÆc c¶ ®èi l­u lÉn bøc x¹. Thùc chÊt cña bµi to¸n nµy chÝnh lµ bµi to¸n truyÒn nhiÖt qua v¸ch trô mét líp trong ®iÒu kiÖn biªn giíi lo¹i 3 (xem lKL h×nh d­íi). - L­îng nhiÖt ®­îc truyÒn trong tr­êng hîp nµy ®­îc tÝnh H×nh 2.13: M« h×nh qu¸ tr×nh trao ®æi nhiÖt theo c«ng thøc d­íi d¹ng ph¸t triÓn cña ®Þnh luËt New-ton: q= (3.1) Trong ®ã: a: hÖ sè to¶ nhiÖt tõ chÊt láng (dÇu nhên) ®Õn bÒ mÆt v¸ch (w/m2 ®é) a= a®l+ abx a®l: hÖ sè truyÒn nhiÖt ®èi l­u (w/m2 ®é) abx: hÖ sè truyÒn nhiÖt bøc x¹ (w/m2 ®é) C«ng thøc x¸c ®Þnh hÖ sè truyÒn nhiÖt ®èi l­u: abx=C1,2 (3.2) Tw: Lµ nhiÖt ®é v¸ch (0K) Tf: NhiÖt ®é chÊt láng tiÕp xóc víi v¸ch (0K) C1,2: HÖ sè bøc x¹ cña hÖ thèng C1,2= C0: HÖ sè bøc x¹ cña vËt ®en tuyÖt ®èi A1, A2: HÖ sè hÊp thô cña c¸c vËt. HÖ sè a®l rÊt khã x¸c ®Þnh. Bëi qu¸ tr×nh truyÒn nhiÖt ®èi l­u hÕt søc phøc t¹p, a®l phô thuéc h×nh d¸ng, kÝch th­íc vËt, chÕ ®é chuyÓn ®éng, tèc ®é, tÝnh chÊt vËt lý cña chÊt láng hoÆc khÝ. Ngoµi ra a®l cßn phô thuéc vµo d¹ng truyÒn nhiÖt lµ ®èi l­u tù nhiªn hay ®èi l­u c­ìng bøc kÌm ®èi l­u tù nhiªn. Trªn thùc tÕ, a®l ®­îc tÝnh theo c¸c c«ng thøc ®Æc tr­ng cho nh÷ng tr­êng hîp c¸ biÖt v× khi nghiªn cøu nã cã rÊt nhiÒu ®iÒu kiÖn giíi h¹n. Trong ®iÒu kiÖn thùc tÕ hiÖn nay, c«ng t¸c nghiªn cøu truyÒn nhiÖt ®èi l­u trªn c¬ së thùc nghiÖm cã kÕt hîp víi lý thuyÕt ®ång d¹ng ®Ó gia c«ng c¸c sè liÖu thùc tÕ cña thùc nghiÖm cã mét ý nghÜa rÊt to lín. V× hÖ sè a®l phô thuéc vµo rÊt nhiÒu c¸c tham sè ®Æc tr­ng cho qu¸ tr×nh trao ®æi nhiÖt nªn tr­êng hîp tæng qu¸t ph­¬ng tr×nh truyÒn nhiÖt ®èi l­u ë tr¹ng th¸i æn ®Þnh cã thÓ ®­îc viÕt d­íi d¹ng ph­¬ng tr×nh tiªu chuÈn sau: Nu= f (3.3) Trong ®ã: Nu: Tiªu chuÈn ®ång d¹ng Nuy-xen (Nusself): §Æc tr­ng cho c­êng ®é cña qu¸ tr×nh to¶ nhiÖt. Nu= a: HÖ sè truyÒn nhiÖt ®èi l­u (w/m2 ®é) l: §Æc tr­ng cho kÝch th­íc chiÒu dµi (m) l: HÖ sè dÉn nhiÖt cña chÊt láng hoÆc khÝ (w/m ®é). Gr: Tiªu chuÈn ®ång d¹ng Gr¸t-sèp (Grashoff) M« t¶ quan hÖ gi÷a lùc n©ng do sù chªnh lÖch mËt ®é chÊt láng g©y ra lùc ma s¸t, nã chÝnh lµ tiªu chuÈn ®Æc tr­ng cho ®èi l­u tù do. Gr = b.. b: HÖ sè në thÓ tÝch cña chÊt láng hay chÊt khÝ (1/ 0K) T: NhiÖt ®é x¸c ®Þnh (0K) g: Gia tèc träng tr­êng (m/s2) n: §é nhít ®éng häc (m2/s) Dt: HiÖu sè (®é chªnh) nhiÖt ®é. Dt=(t-t0) ®é. Re:Tiªu chuÈn ®ång d¹ng R©y-n«n (Reynolds), ®Æc tr­ng cho chÕ ®é ch¶y cña chÊt láng, trong tr­êng hîp ®èi l­u c­ìng bøc, tèc ®é ch¶y cho tr­íc nªn khi ®ã Re lµ mét tiªu chuÈn x¸c ®Þnh. Re= . w: Tèc ®é chuyÓn ®éng cña chÊt láng hoÆc khÝ (m/s) Pr: Tiªu chuÈn Pr¨ng (Prandtl), ®Æc tr­ng cho sù ®ång d¹ng gi÷a tr­êng tèc ®é vµ tr­êng nhiÖt ®é cña chÊt láng vµ nã lu«n lµ tiªu chuÈn x¸c ®Þnh. Pr= a: HÖ sè dÉn nhiÖt ®é (m2/s) a=. c: NhiÖt dung riªng cña chÊt láng hoÆc khÝ (kj/kg ®é) r: Khèi l­îng riªng cña chÊt láng hoÆc khÝ (kg/m3) Tr­êng hîp ®èi l­u c­ìng bøc, tèc ®é chuyÓn ®éng cña chÊt láng ®ñ lín th× cã thÓ bá qua ¶nh h­ëng cña lùc n©ng(tiªu chuÈn Gr¸t-sèp: Gr), lóc ®ã: Nu= f.( Re, Pr) (3.4) Khi trao ®æi nhiÖt ®èi l­u tù nhiªn, vai trß cña tèc ®é kh«ng ®¸ng kÓ (bá qua tiªu chuÈn R©y-n«n: Re), nh­ vËy: Nu= f.(Gr, Pr) (3.5) Quan hÖ ®Þnh l­îng gi÷a c¸c tiªu chuÈn th­êng ®­îc thiÕt lËp ë d¹ng hµm sè mò nh­ sau: Nu= C. Rem. Pnr. Gpr (3.6) Trong ®ã: c, m, n, p: Lµ c¸c h»ng sè ®­îc x¸c ®Þnh b»ng thùc nghiÖm. KÕt luËn: Nh­ vËy viÖc x¸c ®Þnh a®l lµ c«ng viÖc rÊt khã kh¨n vµ phøc t¹p. NÕu khi biÕt ®­îc c¸c gi¸ trÞ a®l vµ abx ta sÏ hoµn toµn tÝnh ®­îc a theo c«ng thøc: a= a®l+ abx Tøc lµ sÏ tÝnh ®­îc mËt ®é nhiÖt truyÒn tõ chÊt láng nãng (dÇu nhên) sang hçn hîp bª t«ng nhùa nãng chøa trong bån chøa. Tr­êng hîp v¸ch trô mét líp cã c¸c th«ng sè sau: §­êng kÝnh trong cña v¸ch: d1. §­êng kÝnh ngoµi cña v¸ch: d2. HÖ sè dÉn nhiÖt cña v¸ch: l DÇu nhên nãng (chÊt cho nhiÖt) cã nhiÖt ®é: tf1. HÖ sè to¶ nhiÖt gi÷a dÇu nhên nãng vµ mÆt trong cña v¸ch lµ: a1. S¶n phÈm bª t«ng nhùa nãng (chÊt nhËn nhiÖt) cã nhiÖt ®é: tf2. HÖ sè to¶ nhiÖt gi÷a s¶n phÈm bª t«ng nhùa nãng vµ mÆt ngoµi v¸ch lµ: a2. Nh­ vËy, mËt ®é dµi cña dßng nhiÖt q truyÒn qua v¸ch trô trong ®iÒu kiÖn trªn sÏ lµ: q= (w/m) (3.7) (c«ng thøc: S¸ch gi¸o khoa Kü thuËt nhiÖt- trang 182) 3.3.3. ThiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt: a. Kh¸i niÖm thiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt: ThiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt lµ thiÕt bÞ trong ®ã thùc hiÖn qu¸ tr×nh trao ®æi nhiÖt gi÷a c¸c chÊt mang nhiÖt. b. Ph©n lo¹i thiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt: Trªn thùc tÕ hiÖn nay, cã rÊt nhiÒu c¸ch ph©n lo¹i thiÕt bÞ truyÒn nhiÖt. Tuy nhiªn, ®Ó phôc vô cho c«ng t¸c tÝnh to¸n thiÕt kÕ ®å ¸n nµy, cô thÓ lµ phÇn tÝnh to¸n nhiÖt trong qu¸ tr×nh sÊy s¶n phÈm bª t«ng nhùa trong thïng chøa, ta chØ xÐt c¸ch ph©n lo¹i thiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt theo nguyªn lý lµm viÖc cña thiÕt bÞ. Theo c¸ch ph©n lo¹i nµy thiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt bao gåm ba lo¹i chÝnh sau: ThiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt lo¹i ng¨n c¸ch: C¸c chÊt mang nhiÖt chuyÓn ®éng trong nh÷ng kh«ng gian c¸ch biÖt nhau bëi v¸ch ng¨n. Sù trao ®æi nhiÖt gi÷a chóng ®­îc thùc hiÖn qua v¸ch ng¨n. thiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt lo¹i nµy trªn thùc tÕ rÊt hay gÆp. ThiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt lo¹i håi nhiÖt: Cã ®Æc ®iÓm lµ bÒ mÆt truyÒn nhiÖt mang tÝnh chÊt chu k×, ®iÒu nµy cã nghÜa lµ: ë nöa chu k× ®Çu bÒ mÆt tiÕp xóc víi chÊt láng nãng sÏ nhËn nhiÖt tõ chÊt láng nãng, nöa chu k× sau bÒ mÆt nhËn nhiÖt ®ã l¹i nh¶ nhiÖt cho chÊt láng l¹nh ®i qua nã. ThiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt lo¹i hçn hîp: C¸c chÊt láng nãng vµ c¸c chÊt láng l¹nh trao ®æi nhiÖt cho nhau khi chóng hçn hîp víi nhau, nh­ vËy trong qu¸ tr×nh nµy x¶y ra ®ång thêi c¶ trao ®æi nhiÖt vµ trao ®æi chÊt. Nh­ vËy thiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt tÝnh to¸n trong thiÕt kÕ nµy chÝnh lµ thiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt lo¹i ng¨n c¸ch. ChÊt mang nhiÖt chÝnh lµ dÇu nhên nãng, dÇu nhên nãng ®­îc chuyÓn ®éng trong kh«ng gian c¸ch biÖt (®­êng èng dÉn) víi chÊt nhËn nhiÖt lµ s¶n phÈm bª t«ng nhùa. Sù trao ®æi nhiÖt gi÷a dÇu nhên nãng vµ s¶n phÈm bª t«ng nhùa ®­îc thùc hiÖn qua v¸ch ng¨n chÝnh lµ vá cña ®­êng èng. c. TÝnh to¸n thiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt: §Ó tÝnh to¸n qu¸ tr×nh trao ®æi nhiÖt cña thiÕt bÞ, ta cÇn dùa vµo hai ph­¬ng tr×nh c¬ b¶n ®ã lµ: Ph­¬ng tr×nh c©n b»ng nhiÖt vµ ph­¬ng tr×nh truyÒn nhiÖt. Ph­¬ng tr×nh c©n b»ng nhiÖt: Q= G1.(i’1- i1’’) = = G2.(i2’- i’’2)+ Qtt (w) (3.8) (c«ng thøc 3-11 ) Trong ®ã: Q: L­îng nhiÖt trao ®æi trong mét giê (w) G1: Khèi l­îng chÊt láng nãng- chÊt cho nhiÖt (dÇu nhên nãng) (kg) G2: Khèi l­îng chÊt nhËn nhiÖt (s¶n phÈm bª t«ng nhùa) (kg) i’1: Hµm nhiÖt cña chÊt láng nãng (chÊt cho nhiÖt) øng víi nhiÖt ®é khi vµo thiÕt bÞ (ch­a cho nhiÖt) i1’’: Hµm nhiÖt cña chÊt nhËn nhiÖt øng víi nhiÖt ®é khi ch­a nhËn nhiÖt i2’: Hµm nhiÖt cña chÊt cho nhiÖt øng víi nhiÖt ®é khi ra khái thiÕt bÞ (®· cho nhiÖt) i’’2: Hµm nhiÖt cña chÊt nhËn nhiÖt øng víi nhiÖt ®é khi ®· nhËn nhiÖt. Qtt= C.t C: NhiÖt dung riªng cña chÊt nhËn nhiÖt Qtt: L­îng nhiÖt to¶ ra m«i tr­êng xung quanh (w) Nh­ vËy, ph­¬ng tr×nh c©n b»ng nhiÖt (3.8) thÓ hiÖn néi dung cña ®Þnh luËt b¶o toµn n¨ng l­îng. Ph­¬ng tr×nh truyÒn nhiÖt: Q= K.. F (w) (3.9) (c«ng thøc trang 233- s¸ch Kü thuËt nhiÖt) Trong ®ã: F: DiÖn tÝch bÒ mÆt truyÒn nhiÖt : §é chªnh lÖch trung b×nh nhiÖt ®é gi÷a c¸c chÊt thùc hiÖn trao ®æi nhiÖt trªn toµn bé bÒ mÆt truyÒn nhiÖt F. K: HÖ sè truyÒn nhiÖt. K= SRi: Tæng nhiÖt trë víi v¸ch ph¼ng nhiÒu líp. Q= q.F= = (3.10) TÝnh to¸n cho thïng chøa s¶n phÈm bª t«ng nhùa nãng: Nh­ trªn ®· kh¼ng ®Þnh, thïng chøa s¶n phÈm bª t«ng nhùa nãng lµ mét thiÕt bÞ trao ®æi nhiÖt d¹ng ng¨n c¸ch trong ®ã: dÇu nhên chÞu nhiÖt lµ chÊt cho nhiÖt, s¶n phÈm bª t«ng nhùa nãng lµ chÊt nhËn nhiÖt tõ dÇu nhên th«ng qua v¸ch trô mét líp lµ èng thÐp dÉn dÇu nhên ch¹y trong bån chøa. Tæn thÊt nhiÖt to¶ ra ngoµi m«i tr­êng lµ qu¸ tr×nh trao ®æi nhiÖt gi÷a s¶n phÈm bª t«ng nhùa nãng vµ m«i tr­êng kh«ng khÝ bªn ngoµi thïng chøa ®­îc thùc hiÖn th«ng qua vá cña thïng chøa vµ vËt liÖu b¶o «n, ®©y chÝnh lµ bµi to¸n truyÒn nhiÖt qua v¸ch ph¼ng ba líp. 1. TÝnh to¸n líp c¸ch nhiÖt cña thïng chøa b¶o «n s¶n phÈm bª t«ng nhùa. d2KL dC d1KL M« h×nh bµi to¸n: H×nh vÏ 2.14. H×nh2.14: M« h×nh truyÒn nhiÖt qua vá thïng chøa s¶n phÈm bª t«ng nhùa nãng. C«ng thøc tÝnh to¸n: Theo ph­¬ng tr×nh c©n b»ng nhiÖt (3.8), l­îng nhiÖt to¶ ra trong mét giê cña qu¸ tr×nh b¶o «n ®­îc tÝnh theo c«ng thøc sau: Q1= (w) (3.11) Trong ®ã: DtB: §é chªnh nhiÖt ®é cña s¶n phÈm bª t«ng nhùa tr­íc vµ sau khi b¶o «n. DtB= t2B- t1B t1B: NhiÖt ®é cña bª t«ng nhùa sau qu¸ tr×nh b¶o «n. t2B: NhiÖt ®é cña bª t«ng nhùa b¾t ®Çu qu¸ tr×nh b¶o «n. T: Thêi gian b¶o «n. CB: NhiÖt dung riªng cña bª t«ng nhùa nãng. mB: Khèi l­îng bª t«ng nhùa nãng ®­îc b¶o «n. Nh­ vËy, chÝnh lµ tèc ®é gi¶m nhiÖt ®é tù nhiªn vB: vB= . VËy cã thÓ viÕt l¹i c«ng thøc (3.11) d­íi d¹ng nh­ sau: Q1= CB.mm.vB (w) (3.11’) L­îng nhiÖt mµ m«i tr­êng hÊp thô trong mét giê do bª t«ng nhùa nãng truyÒn qua vá bån chøa ®­îc tÝnh theo c«ng thøc (3.10) vµ viÕt l¹i cho tr­êng hîp cô thÓ nµy nh­ sau: Q2= q.F= (w) (3.12) F6 F3 F1 F2 F4 F5 H×nh 2.15: TÝnh diÖn tÝch vá thïng. Trong ®ã: F: DiÖn tÝch vá thïng chøa bª t«ng nhùa (m2) F= F1= F2= F3= 2,42.3,4=8,228 F4= 4,6.2,42=11,132 F5= F6= F7= 1,6.2,6= 4,16 (DiÖn tÝch cöa n¹p) F8= 2,5.0,8= 2 (DiÖn tÝch cöa x¶) Þ F= 77,42 m2. Thùc hiÖn c©n b»ng nhiÖt ta cã: Q1 = Q2 Û CB.mB.vB= Tõ ph­¬ng tr×nh trªn ta suy ra: (3.13) Nh­ vËy, c«ng thøc (3.13) ë trªn ®­îc ¸p dông ®Ó tÝnh chiÒu dµy líp c¸ch nhiÖt cña thïng chøa bª t«ng nhùa nãng sö dông m«i chÊt dÇu nhên chÞu nhiÖt lµm m«i chÊt trung gian truyÒn nhiÖt. Qua qu¸ tr×nh nghiªn cøu tµi liÖu, kÕt hîp víi tham kh¶o thùc tÕ, ®¸nh gi¸ ­u, nh­îc ®iÓm còng nh­ hiÖu qu¶ b¶o «n cña c¸c lo¹i vËt liÖu c¸ch nhiÖt kh¸c nhau, ta quyÕt ®Þnh chän lo¹i vËt liÖu b¶o «n lµ sîi thuû tinh. Trong c«ng thøc (3.13) cã: lC: hÖ sè dÉn nhiÖt cña sîi thuû tinh. lC = 0,037 w/m ®é t2B: nhiÖt ®é cña s¶n phÈm bª t«ng nhiÖt nãng trong thïng chøa b¶o «n t2B = 1600C tKK: nhiÖt ®é trung b×nh cña kh«ng khÝ tKK = 200C CB: NhiÖt dung riªng cña bª t«ng nhùa nãng. CB= 0,39 Kcal/kg ®é= 0,0454 w/ kgh ®é mB: khèi l­îng bª t«ng nhùa ®­îc b¶o «n mB = 100 T = 100. 103 kg vB: tèc ®é gi¶m nhiÖt ®é tù nhiªn. Trong tÝnh to¸n ®é gi¶m nhiÖt ®é tù nhiªn cho phÐp: vB = (0,5 ¸ 1)0C/h Chän vB = 0,75 F: diÖn tÝch vá thïng chøa bª t«ng nhùa: F = 77,42 m2. aB: hÖ sè to¶ nhiÖt cña bª t«ng nhùa nãng aB = 0,9 Kcal/m2 h ®é = 1,05 w/m2 ®é d1KL: chiÒu dµy cña vá thïng chøa. Theo tÝnh to¸n ë phÇn tr­íc: d1KL= 5mm =0,005 m d2KL: chiÒu dµy líp t«n b¶o vÖ líp c¸ch nhiÖt (bäc ngoµi). Chän t«n 1,2 mm lµm líp vá b¶o vÖ. d2KL = 1,12 mm = 0,0012 m lKL: hÖ sè dÉn nhiÖt cña kim lo¹i. lKL= 45 w/ m ®é aKK: hÖ sè to¶ nhiÖt cña kh«ng khÝ aKK = 11,63 w/m2 ®é Thay c¸c sè liÖu trªn vµo c«ng thøc (3.13) ®­îc: Þ Chän chiÒu dµy líp c¸ch nhiÖt: d=50 mm. 2. TÝnh to¸n kÝch th­íc, c¸ch bè trÝ hÖ thèng giµn èng dÉn dÇu trong thïng chøa s¶n phÈm bª t«ng nhùa. M« h×nh bµi tËp: Xem h×nh 16 lKL H×nh 16: M« h×nh truyÒn nhiÖt tõ dÇu nhên vµo s¶n phÈm bª t«ng nhùa C«ng thøc tÝnh to¸n: + TÝnh c©n b»ng nhiÖt trong bån chøa: NhiÖt l­îng cÇn cung cÊp cho bª t«ng nhùa trong 1 giê lµ: QB (w) ë phÇn tÝnh to¸n nµy, ta tÝnh cho tr­êng hîp khi bª t«ng nhùa xuèng tíi nhiÖt ®é thÊp nhÊt cho phÐp chøa trong thïng chøa (1200C) vµ cÇn ph¶i n©ng nhiÖt ®é cña nã lªn tíi nhiÖt ®é cÇn thiÕt ®Ó b¶o «n tøc lµ tíi nhiÖt ®é sau ®ã trén (1600C). Nh­ vËy nhiÖt l­îng cÇn ®Ó cung cÊp cho bª t«ng nhùa tõ nhiÖt ®é t1B = 1200C lªn tíi nhiÖt ®é t2B = 1600C trong mét giê ®­îc tÝnh theo c«ng thøc 3.11 nh­ sau: QB= (w) (3.14) Trong ®ã: CB: NhiÖt dung riªng cña bª t«ng nhùa nãng CB= 0,454 w/ kgh ®é mB: Khèi l­îng bª t«ng nhùa trong thïng b¶o «n mB= 100 tÊn = 105 kg. t2B: NhiÖt ®é sau khi b¶o «n t2B= 1600 t1B: NhiÖt ®é tr­íc khi b¶o «n t1B= 1200C T: Thêi gian cña qu¸ tr×nh. Qua qu¸ tr×nh tham kh¶o thùc tÕ chän T= 8h Thay c¸c sè liÖu trªn vµo c«ng thøc (3.14) ®­îc: QB= = 2227000 (w). NhiÖt l­îng tæn thÊt trong mét giê b¶o «n bª t«ng nhùa (Qtt) bao gåm c¸c ®¹i l­îng sau: L­îng nhiÖt mÊt m¸t do hiÖn t­îng truyÒn nhiÖt tõ bª t«ng nhùa nãng qua vá bån chøa ra ngoµi m«i tr­êng kh«ng khÝ, Qtt ®­îc tÝnh to¸n theo c«ng thøc (3.12) nh­ sau: Qtt1= (w) Trong ®ã: F: Dung tÝch vá thïng chøa bª t«ng nhùa nãng. F=77,42 m2. t2B: NhiÖt ®é cña bª t«ng nhùa nãng sau khi ®· ®­îc b¶o «n. t2B= 1600 tKK: NhiÖt ®é trung b×nh cña kh«ng khÝ tKK= 200C. aB: HÖ sè to¶ nhiÖt cña bª t«ng nhùa nãng. aB= 1,05 w/m2 ®é. d1KL: ChiÒu dµy líp kim lo¹i lµm vá bån. d1KL= 5 mm= 0,005 m d2KL: ChiÒu dµy líp kim lo¹i b¶o vÖ líp c¸ch nhiÖt. d2KL= 1,2 mm= 0,0012 m. lKL: HÖ sè dÉn nhiÖt cña kim lo¹i. lKL=45 w/ m ®é. dC: ChiÒu dµy líp c¸ch nhiÖt b»ng sîi thuû tinh. dC=50 mm= 0,05 m lC: HÖ sè dÉn nhiÖt cña líp c¸ch nhiÖt lµm b»ng sîi thuû tinh. lC= 0,037 w/m ®é. aKK: HÖ sè to¶ nhiÖt cña kh«ng khÝ. aKK= 11,63 w/ m2 ®é. L­îng nhiÖt mÊt m¸t do qu¸ tr×nh më cöa thïng chøa ®Ó cho xe kÝp chë s¶n phÈm bª t«ng nhùa nãng tõ buång trén ®æ vµo thïng chøa trong mét giê (Qtt2) ®­îc tÝnh to¸n theo c«ng thøc sau: Qtt2= (3.16) Trong ®ã: FC: diÖn tÝch cöa më ®Ó xe kÝp ®æ vËt liÖu vµo thïng chøa: FC = 1,6. 2,6 = 4,16 m2 T: tæng thêi gian më cöa trong mét giê. Víi: + thêi gian chu k× ho¹t ®éng cña xe kÝp: t = 55 s Þ 1 giê cÇn më cöa thïng chøa 65 lÇn + Thêi gian mét lÇn më cöa lµ 5 s Þ T = (giê) Thay sè vµo c«ng thøc (3.16) ®­îc: Qtt2= (w). + Ngoµi ra, trong qu¸ tr×nh b¶o «n bª t«ng nhùa nãng trong thïng chøa cßn cã hiÖn t­îng tæn thÊt nhiÖt do më cöa x¶ bª t«ng nhùa xuèng ph­¬ng tiÖn vËn chuyÓn. Tuy nhiªn, l­îng nhiÖt mÊt m¸t x¶y ra trong qu¸ tr×nh nµy rÊt nhá nªn cã thÓ bá qua ®­îc. Nh­ vËy, l­îng nhiÖt tæn thÊt Qtt ®­îc tÝnh b»ng: Qtt = Qtt1 + Qtt2 (3.17) VËy l­îng nhiÖt cÇn thiÕt cña qu¸ tr×nh b¶o «n bª t«ng nhùa trong mét giê (Q) lµ: Q = QB + Qtt = QB + Qtt1 + Qtt2 = 227.000 + 4535,34 + 50,48 = 231.585,82 (w) » 231,59 (Kw) (3.18) C©n b»ng nhiÖt th× Q chÝnh lµ nhiÖt l­îng dÇu nhên to¶ ra trong 1 giê khi ch¹y trong èng, do ®ã theo ph­¬ng tr×nh c©n b»ng nhiÖt (3.8) ta cã: Q = Cd.md (t2d – t1d) (w) (3.19) Trong ®ã: - Cd: NhiÖt dung riªng cña dÇu -md: Khèi l­îng cña dÇu trao ®æi nhiÖt -t2d: NhiÖt ®é cña dÇu tr­íc khi trao ®æi nhiÖt - t1d: NhiÖt ®é cña dÇu sau khi trao ®æi nhiÖt. TÝnh chän ®­êng èng: - Ta cã: md = Sd. Vd (3.20) Trong ®ã: md: khèi l­îng dÇu nhên tham gia truyÒn nhiÖt trong 1 giê (kg) Sd: khèi l­îng riªng cña dÇu nhên (kg/m3) Vd: thÓ tÝch dÇu truyÒn nhiÖt trong 1 giê (m3) Tõ c«ng thøc (3.19) vµ (3.20) ta cã: Vd= (m3) (3.21) L­u l­îng dÇu nhên ch¹y trong èng Vd ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: Vd= (m3/ h) (3.22) Trªn thùc tÕ, qu¸ tr×nh truyÒn nhiÖt tõ dÇu nhên ®Õn v¸ch èng lµ qu¸ tr×nh truyÒn nhiÖt bao gåm 2 qu¸ tr×nh: bøc x¹ nhiÖt vµ ®èi l­u c­ìng bøc. Trong ®ã, vai trß cña truyÒn nhiÖt bøc x¹ ¶nh h­ëng lín khi nhiÖt ®é cao (xem c«ng thøc 3.2), ë nhiÖt ®é thÊp trong tr­êng hîp sÊy bª t«ng nhùa (nhiÖt ®é cña qu¸ tr×nh lu«n nhá h¬n 2600) th× abx rÊt nhá tøc lµ qu¸ tr×nh truyÒn nhiÖt bøc x¹ lµ kh«ng ®¸ng kÓ do ®ã cã thÓ bá qua trong qu¸ tr×nh tÝnh to¸n. V× vËy hÖ sè ad lóc nµy chØ cßn cã mét thµnh phÇn lµ hÖ sè truyÒn nhiÖt ®èi l­u: a®l. Bè trÝ ®­êng èng: Trªn thùc tÕ cã thÓ bè trÝ ®­êng èng dÉn dÇu gia nhiÖt cho bª t«ng nhùa theo 3 c¸ch chÝnh: nèi tiÕp, song song vµ hçn hîp. Ph­¬ng ¸n l¾p nèi tiÕp: chØ cã mét ®­êng èng dµi ch¹y ngo»n nghÌo trong thïng chøa s¶n phÈm bª t«ng nhùa. Ph­¬ng ph¸p nµy cã ­u ®iÓm lµ: tèc ®é chuyÓn ®éng cña dÇu nhên lín lµm cho hÖ sè truyÒn nhiÖt ®èi l­u t¨ng, do ®ã mËt ®é dµi dßng nhiÖt q1 sÏ t¨ng dÉn tíi chiÒu dµi ®­êng èng ng¾n. Nh­ng nh­îc ®iÓm lín nhÊt cña ph­¬ng ph¸p nµy lµ ®­êng èng dµi liªn tôc trong kh«ng gian thïng chøa cã kÝch th­íc nhÊt ®Þnh do ®ã sÏ ph¶i uèn cong ®­êng èng rÊt nhiÒu lÇn, ®o¹n uèn khóc nµy lµm khã cho c«ng nghÖ s¶n xuÊt dµn èng vµ còng lµm t¨ng tæn thÊt dßng ch¶y. MÆt kh¸c, theo chiÒu dµi cña ®­êng èng th× nhiÖt ®é dÇu còng thay ®æi gi¶m dÇn tõ t2d ®Õn t1d lµm cho c¸c vïng kh¸c nhau trong thïng chøa cã nhiÖt ®é kh«ng ®ång ®Òu, v× vËy chÊt l­îng b¶o «n bª t«ng nhùa kh«ng ®­îc ®¶m b¶o. V× vËy kh«ng nªn ¸p dông ph­¬ng ph¸p nµy. Ph­¬ng ph¸p l¾p song song: So víi ph­¬ng ph¸p l¾p nèi tiÕp th× ph­¬ng ph¸p nµy lµm cho tèc ®é chuyÓn ®éng cña dßng dÇu nãng trong ®­êng èng gi¶m, khi cã cïng l­u l­îng dÇu vµo vµ sè èng l¾p song song cµng lín th× tèc ®é cµng gi¶m, lµm cho ad trong èng gi¶m, mËt ®é dµi dßng nhiÖt q1 còng gi¶m. V× vËy ®ßi hái kÝch th­íc ®­êng èng t¨ng. Tuy nhiªn, c¸ch l¾p song song t¹o ra sù ®ång ®Òu nhiÖt ®é cña bª t«ng nhùa gi÷a c¸c vïng kh¸c nhau trong thïng chøa, ®©y chÝnh lµ ­u ®iÓm næi bËt cña ph­¬ng ph¸p l¾p ®­êng èng song song. MÆc dï vËy, trong thùc tÕ chiÒu dµi ®o¹n èng l¾p song song còng lín h¬n chiÒu dµi cña thïng chøa rÊt nhiÒu, v× vËy sÏ cã nhiÒu ®o¹n ph¶i uèn khóc vµ lµm khã cho c«ng nghÖ chÕ t¹o giµn èng dÉn dÇu. V× vËy, ®©y còng chÝnh lµ ph­¬ng ph¸p mµ ng­êi ta Ýt lùa chän. §Ó kh¾c phôc ®­îc c¸c nh­îc ®iÓm cña 2 ph­¬ng ph¸p l¾p èng dÉn dÇu song song vµ nèi tiÕp ë trªn, ®ång thêi kÕt hîp ®­îc c¸c ­u ®iÓm cña chóng, ng­êi ta thùc hiÖn ph­¬ng ph¸p l¾p èng hçn hîp. Nh­ vËy, ®­êng èng dÉn dÇu trong thïng chøa sÏ cã kÝch th­íc võa ph¶i, ®¶m b¶o ®­îc sù ®ång ®Òu nhiÖt ®é gi÷a c¸c vïng kh¸c nhau trong thïng chøa, thªm vµo ®ã lµ viÖc lµm ®¬n gi¶n h¬n c«ng nghÖ chÕ t¹o giµn èng. H×nh 2.16. d­íi ®©y m« t¶ mét c¸ch tæng qu¸t kÕt cÊu cña dµn èng dÉn dÇu l¾p hçn hîp. Trong h×nh 2.16 kÝch th­íc dµi ®o¹n èng l¾p song song L0 chän sao cho ph¶i nhá h¬n chiÒu dµi thïng chøa, ®ång thêi ph¶i c¨n cø vµo kÝch th­íc thïng chøa mµ ta chän: Sè èng l¾p song song trong mét giµn m vµ sè giµn l¾p nèi tiÕp n sao cho phï hîp. Khi ®ã tæng chiÒu dµi ®­êng èng l sÏ ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: l = L0 . m. n (3.23) H×nh 2.16. t2d t1d - Bè trÝ giµn èng theo ph­¬ng ph¸p l¾p hçn hîp: S¶n phÈm bª t«ng nhùa chøa trong thïng b¶o «n cã mét ®Æc ®iÓm vÒ nhiÖt lµ: Bª t«ng nhùa cã nhiÖt ®é thÊp h¬n sÏ n»m ë phÝa d­íi do ®­îc ®æ vµo thïng chøa tr­íc, ng­îc l¹i bª t«ng nhùa cã nhiÖt ®é cao h¬n do ®­îc ®æ vµo thïng chøa sau sÏ n»m phÝa tr­íc. §Ó t¹o ®iÒu kiÖn ®ång ®Òu nhiÖt ®é ta sÏ bè trÝ c¸c giµn èng l¾p song song thµnh tõng líp chång lªn nhau, mçi líp chØ cã mét giµn èng vµ ®­êng ®i cña dÇu khi vµo vµo ë giµn thÊp vµ khi ra ë giµn cao nhÊt. Nh­ vËy, chuyÓn ®éng cña dÇu nhên trong ®­êng èng lµ d¹ng chuyÓn ®éng c­ìng bøc vµ tr¹ng th¸i ch¶y lµ ch¶y tÇng. VËy c«ng thøc tÝnh hÖ sè truyÒn nhiÖt ®èi l­u lµ: Nu= 13,2.(Re.Pr)0,23. (3.24) ¸p dông c«ng thøc: Nu= f.(Gr, Re, Pr), ta cã: Þ (3.25) Theo c«ng thøc (3.22) ta tÝnh ®­îc V nªn tÝnh ®­îc w khi cho gi¸ trÞ m: w= (3.25) VËy hoµn toµn tÝnh ®­îc ad ¸p dông c«ng thøc tÝnh to¸n nhiÖt cho v¸ch trô nhiÒu líp ta cã: l= (m) Trong ®ã: (0C) Bè trÝ giµn èng cho thïng chøa bª t«ng nhùa cã dung tÝch 100 tÊn: Dùa vµo c¸c tÝnh to¸n vµ lËp luËn ë trªn, ®ång thêi kÕt hîp víi tham kh¶o thùc tÕ, s¬ bé ta chän c¸ch bè trÝ giµn èng trong thïng nh­ sau: (B¶n vÏ) Víi c¸ch bè trÝ ®­êng èng dÉn dÇu nh­ trªn, chóng ta tÝnh ®­îc tæng chiÒu dµi giµn èng lµ: l = 220 m TÝnh hÖ sè truyÒn nhiÖt ®èi l­u cña dÇu trong tr­êng hîp ch¶y tÇng. B¶ng th«ng sè cña 2 lo¹i dÇu ®­îc sö dông phæ biÕn ®Ó sÊy nãng vËt liÖu: Th«ng sè dÇu Seri«la 1510 Isogsade 46 Cd (w/ kg h ®é) l (w/m ®é) S (kg/m3) t2d (0C) g (m2/h) 0,5 0,1256 910 220 72. 10-4 0,766 0,1166 720 260 72. 10-4 V× giµn èng cã sè èng m = 6 chiÕm ®a sè nªn ta tÝnh ad cho tr­êng hîp nµy. Khi ®ã: L0 = 4560 mm = 4,56 m m = 6 n = 6 TÝnh l­u l­îng dÇu nhên ch¹y trong èng theo c«ng thøc (3.22): + Víi dÇu seri«la 1510 cã: Vd = (m3/ h) Þ Khèi l­îng dÇu nhên tham gia truyÒn nhiÖt trong 1 giê: md = 910. 12,7 = 11557 (kg) Vd = = 5,25 (m3/ h) Þ Khèi l­îng dÇu nhên tham gia truyÒn nhiÖt trong 1 giê: md = 720. 5,25 = 3780 (kg) C¨n cø vµo c¸c sè liÖu vµ c«ng thøc ®· nªu, ta lËp ®­îc b¶ng sè liÖu sau: di d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d1 (m) 0,036 0,040 0,045 0,050 0,054 0,059 0,064 0,068 0,073 d2 (m) 0,040 0,045 0,050 0,055 0,060 0,065 0,070 0,075 0,080 ad cña dÇu Seri«la 1510 72,89 67,49 61,93 57,35 54,21 50,82 47,89 45,82 43,5 ad cña dÇu Isogsade 46 58,57 54,24 49,77 46,08 43,57 40,84 38,48 36,82 34,96 l cña dÇu seri«la 1510 445,83 396,88 357,66 325,56 298,84 184,13 167,20 159,97 150,14 l cña dÇu Isogsade 46 298,37 265,7 239,52 218,23 200,25 185,13 172,16 160,93 151,09 - C¨n cø vµo b¶ng thèng kª ë trªn ta thÊy: + Víi dÇu Seri«la 1510 kÝch th­íc ®­êng èng d1 = 0,059 m trë lªn sÏ tho¶ m·n. + Víi dÇu Isogsade 46 kÝch th­íc ®­êng èng tho¶ m·n lµ tõ: d1= 0,050 m Tuy nhiªn phï hîp nhÊt ë ®©y ta chän dÇu Isogsade 46 ®Ó sÊy vËt liÖu, víi kÝch th­íc ®­êng èng dÉn dÇu sÊy hîp lý nhÊt lµ: d1 = 0,050 d2 = 0,055 Ch­¬ng 3: TÝnh chän cöa x¶ vµ hÖ thèng thñy lùc ®ãng më cöa x¶. C¨n cø vµo kÕt cÊu cña thïng chøa ®· tÝnh vµ kÕt cÊu cña tr¹m thùc tÕ ta chän cöa x¶ cho thïng chøa s¶n phÈm Bª t«ng nhùa nãng lµ lo¹i cöa x¶ h×nh qu¹t, v× nã cã ­u ®iÓm lµ ®iÒu chØnh ®­îc tiÕt diÖn dßng vËt liÖu khi x¶ xuèng xe vËn chuyÓn. Cöa x¶ ®­îc ®iÒu chØnh b»ng mét cÆp xi lanh thñy lùc. Cöa x¶ vµ cÆp xi lanh thñy lùc ph¶i tho¶ m·n ®­îc nh÷ng yªu cÇu sau: Cöa x¶ ph¶i ®¶m b¶o x¶ ®­îc hÕt hçn hîp trong thïng chøa. §iÒu chØnh ®­îc l­u l­îng trong qu¸ tr×nh x¶ vËt liÖu. HÖ thèng ®ãng më cña x¶ ph¶i ®¶m b¶o ®ãng më døt kho¸t, cã hµnh tr×nh vµ lùc kÐo phï hîp. §ãng ph¶i ®¶m b¶o kÝn khÝt cöa x¶. DÔ dµng trong c«ng t¸c b¶o d­ìng vµ söa ch÷a. 1. CÊu t¹o cöa x¶ H×nh 3-1: CÊu t¹o cöa x¶ Thïng chøa. KÕt cÊu thÐp ®ì thïng trén. Thanh r»ng. Cöa x¶. Xi lanh thñy lùc ®ãng më cöa x¶. 2. TÝnh chän hÖ thèng xi lanh thñy lùc ®ãng më cöa x¶ §Ó x¶ ®­îc vËt liÖu nhanh th× cÆp xi lanh thñy lùc ph¶i cã lùc kÐo vµ hµnh tr×nh ®ñ lín. C¨n cø vµo phÇn tÝnh thïng chøa ta cã kÝch th­íc ®¸y thïng chøa còng chÝnh lµ kÝch th­íc cña cöa x¶ nh­ sau: L x B = 2500 x 800 (mm) VËy hµnh tr×nh cña xi lanh ph¶i tho¶ m·n: S ³ = 400 (mm) Chän kÝch th­íc h×nh häc cña cöa x¶ nh­ sau: H = 600 (mm) B = 400 (mm) L = 250 (mm) q H×nh 3.2: S¬ ®å lùc t¸c dông nªn cöa x¶. Lùc t¸c dông lªn cöa x¶ ®­îc tÝnh theo c«ng thøc (4-36) tµi liÖu [2] ta cã: T = V.g.g = F.h.g.g (3-1) Trong ®ã: + F: TiÕt diÖn ngang cña dßng vËt liÖu t¸c dông lªn cöa x¶ (m2) F = 0,8 . 2,5 = 2 (m2) + g: Khèi l­îng riªng cña hçn hîp vËt liÖu (kg/m3) g = 1900 (kg/m3) + g: Gia tèc träng tr­êng g = 9,8 (m/s2) + h: ChiÒu cao cña khèi vËt liÖu t¸c dông lªn cöa x¶. h = 5,4 (m) Thay sè vµo c«ng thøc (3-1) ta cã: T = 2. 5,4. 1900. 9,8 = 201096 (N) VËy lùc t¸c dông lªn mçi cöa x¶ lµ: T1 = T2 = = 100548 (N) XÐt c©n b»ng cöa x¶: H×nh 3.3: TÝnh c©n b»ng cöa x¶. Trong ®ã: + T1: Lùc t¸c dông lªn cöa x¶ (N) T1 = 100548(N) + Fms: Lùc ma s¸t khi ®ãng më cöa x¶ (N) Fms = T1.f Víi f: lµ hÖ sè ma s¸t cña hçn hîp vËt liÖu ®· trén víi thÐp f = 0,84 Þ Fms = 0,84.100548 = 84460,32 (N) + TXL : Lùc ®Èy cña xi lanh (N) LÊy m« men ®èi víi ®iÓm O1 ta cã: SM01 = 0 ÛFms.H + T1. - TXL. H. Cos550 = 0 (KN) Nh­ vËy, dùa vµo lùc cÇn thiÕt cña xi lanh ®Ó më cöa x¶, c¨n cø vµo hÖ thèng b¬m thñy lùc cña tr¹m Bª t«ng nhùa nãng 40 ¸ 80 (T/h), chän xi lanh thñy lùc cña §øc cã c¸c th«ng sè sau : + §­êng kÝnh xi lanh : F = 70 (mm) + §­êng kÝnh piston : F = 30 (mm) + Hµnh tr×nh cña xi lanh : L = 400 (mm) Ch­¬ng 4: TÝnh to¸n kÕt cÊu thÐp cña th¸p trén Khi tÝnh to¸n, thiÕt kÕ kÕt cÊu thÐp cña khung gi¸ ®ì ta ph¶i tÝnh theo lý thuyÕt khung. H×nh 4-1: Tæng thÓ thïng chøa Chó thÝch: Mãng bªt«ng KÕt cÊu thÐp ch©n ®ì Thanh gi»ng xiªn Thïng chøa KÕt cÊu thÐp tÇng trªn Thanh gi»ng ngang Cöa x¶ 1. T¶i träng tÜnh t¸c dông lªn kÕt cÊu ch©n ®ì. 1.1. Träng l­îng vËt liÖu chøa trong thïng chøa. - TÝnh cho tr­êng hîp thïng chøa ®ang chøa ®Çy s¶n phÈm Bª t«ng nhùa nãng, khi ®ã khèi l­îng Bª t«ng nhùa chøa trong thïng lµ: m1 = 100 (T) ÞP1= m1.g= 100. 103.10= 106 (N) 1.2. Träng l­îng thïng chøa m2 = (F1.d1 + F1. d2).g Trong ®ã: + F1: DiÖn tÝch thÐp lµm vá bån chøa F1 = 77,42 (m2) + d1 : ChiÒu dµy cña thÐp lµm vá bån chøa. d1 = 5 mm = 0,005 m + F2: DiÖn tÝch t«n b¶o vÖ líp c¸ch nhiÖt F2 = 77,42 m2 + d2: ChiÒu dµy cña t«n b¶o vÖ líp c¸ch nhiÖt d2 = 1,2 (mm) = 0,0012 (m) + g: Khèi l­îng riªng cña thÐp g = 7,85 (T/m3) = 7850 (kg/m3) Þ m2 = (77,42.0,005 + 77,42.0,0012).7850 = = 3768,03 (kg) ÞP2= m2.g= 3768,03.10= 37680,3 (N) 1.3. Khèi l­îng b«ng thñy tinh c¸ch nhiÖt m3 = F3. g3.d3 Trong ®ã: F3: DiÖn tÝch líp b«ng thñy tinh b¶o «n F3 = 77,42 (m2) d3: ChiÒu dµy líp b«ng thñy tinh d3 = 50 (mm) = 0,05 (m) g3: Khèi l­îng riªng cña b«ng thñy tinh g3 = 69 (kg/m3) Þ m3 = 77,42.0,05.69 = 267 (kg) ÞP3= m3.g= 267.10= 2670 (N). 1.4. T¶i träng giã t¸c dông lªn kÕt cÊu - V× thïng chøa lµm viÖc trong ®iÒu kiÖn ngoµi trêi nªn trong tÝnh to¸n cÇn ph¶i xÐt ®Õn t¶i träng giã t¸c dông lªn c¬ cÊu. - T¶i träng giã ®­îc coi lµ t¸c dông ngang vµ tÝnh cho tr­êng hîp kÕt cÊu thïng chøa chÞu lùc nguy hiÓm nhÊt tøc lµ chiÒu cña lùc giã t¸c dông cïng chiÒu víi lùc cña xe kÝp t¸c dông lªn thïng chøa. T¶i träng giã t¸c dông ®­îc tÝnh theo c«ng thøc sau: Pg = Ko.q.Fg (C«ng thøc trang 123 - [2]) Trong ®ã: + K0: HÖ sè c¶n khÝ ®éng häc. §èi víi dÇm vµ dµn lÊy K0=1,4; ®èi víi buång l¸i, ®èi träng, d©y c¸p … lÊy K0 =1,2. NÕu lµ kÕt cÊu èng trßn lÊy theo b¶ng sau: Qd2 £ 10 12 13 13,5 14 ³15 K0 1,2 1,0 0,9 0,7 0,55 0,4 (d: ®­êng kÝnh èng) + q0: ¸p lùc tÝnh to¸n lÊy theo tµi liÖu khÝ t­îng ViÖt Nam hoÆc theo b¶ng gi¸ trÞ sau: B¶ng ¸p lùc giã ë tr¹ng th¸i lµm viÖc (N/m2) §Æc ®iÓm phÐp tÝnh CÇn trôc c¶ng vµ cÇn trôc næi C¸c cÇn trôc kh¸c TÝnh kÕt cÊu thÐp, c¬ cÊu vµ æn ®Þnh cña cÇn trôc TÝnh c«ng suÊt ®éng c¬ TÝnh søc bÒn mái 400 250 50 250 150 50 B¶ng ¸p lùc giã ë tr¹ng th¸i lµm viÖc (N/m2) ChiÒu cao tõ mÆt ®Êt (m) 0¸20 20¸40 40¸60 60¸80 80¸100 ³100 ¸p lùc giã (N/m2) 1000 1150 1300 1500 1650 1800 + Fg: DiÖn tÝch chÞu giã tÝnh to¸n (m2). §èi víi kÕt cÊu thµnh kÝn diÖn tÝch chÞu giã tÝnh to¸n chÝnh lµ diÖn tÝch giíi h¹n bëi ®­êng viÒn ngoµi cña kÕt cÊu, cßn ®èi kÕt cÊu dµn ph¶i trõ ®i kho¶ng trèng gi÷a c¸c thanh cã thÓ tÝnh gÇn ®óng b»ng c¸ch nh©n vµo hÖ sè a Fg = a. F (Trang 124 - [2]) Trong ®ã: + Fg: DiÖn tÝch chÞu giã cña kÕt cÊu thÐp vµ c¸c c¬ cÊu m¸y trôc + F: DiÖn tÝch ®­êng viÒn + a: HÖ sè; víi dµn lÊy nh­ sau a = 0,3¸0,4; víi kÕt cÊu kh¸c lÊy a = 0,8¸1,0 Nh­ vËy ta cã: Pg= K0.q.Fg Víi: K0 = 1,4 Q = 1000 (N/m2) Fg= 4,6.2,42 + = 21,122 (m2) Þ Pg = 1,4.1000.21,122 = 29570,8 (N) 1.5. T¶i träng ®éng cña xe kÝp 600 Pxk P2xk P1xk Khèi l­îng cña hÖ xe kÝp t¸c dông lªn thïng chøa ®­îc tÝnh theo tr­êng hîp t¶i träng ®éng (do xe kÝp ho¹t ®éng lªn xuèng). mxk= 1500 (kg) Þ Pxk= k.mxk.g = = 1,2.1500.9,8 = = 17640 (N) V× xe kÝp tùa vµo thïng ë gãc nghiªng 600 nªn Pxk d­îc ph©n thµnh 2 thµnh phÇn sau: + P1xk: Thµnh phÇn lùc do xe kÝp t¸c dông theo ph­¬ng th¼ng ®øng vµ h­íng xuèng. P1xk= Pxk.Sin600 = 15276,7 (N) + P2xk: Thµnh phÇn lùc do xe kÝp t¸c dông theo ph­¬ng ngang vµ cïng chiÒu víi lùc giã. P2xk= Pxk.Cos600 = 8820 (N). 2. Tæng hîp lùc t¸c dông lªn kÕt cÊu thÐp ch©n ®ì: -T¶i träng th¼ng ®øng: Ptd= P1+ P2+ P3+ P1xk= = 106+ 37680,3+ 2670+ 15276,7= = 1055627 N. T¶i träng ngang: Png= Pg+ P2xk= = 29570,8+ 8820= =38390,8 N. 3.Ph©n tÝch lùc vµ tÝnh to¸n: Sö dông ch­¬ng tr×nh SAP 2000 ®Ó kiÓm nghÞªm kÕt cÊu thÐp. - Qua tham kh¶o kÕt cÊu thùc tÕ, s¬ bé chän thÐp èng ®Ó lµm ch©n vµ thanh gi»ng, kÝch th­íc mÆt c¾t nh­ sau: Ch©n ®ì vµ èng thÐp tÇng trªn (chi tiÕt 2 vµ 5 - h×nh 4.1) cã kÝch th­íc f= 200 mm, chiÒu dµy d= 15 mm. Thanh gi»ng ngang vµ thanh gi»ng xiªn (chi tiÕt 6 vµ 3- h×nh 4.1) cã kÝch th­íc f= 90 mm, chiÒu dµy d= 8 mm. - §Ó tÝnh SAP 2000, ta ph©n lùc th¼ng ®øng cho 4 nót, nh­ vËy mçi nót chÞu lùc lµ:P= T¶i träng t¸c dông ngang ®­îc ph©n ®Òu cho 5 nót, nh­ vËy mçi nót chÞu lùc lµ: P’= Sö dông SAP 2000 ®Ó kiÓm nghiÖm kÕt cÊu trªn ta thÊy, viÖc s¬ bé chän kÕt cÊu theo thùc tÕ ë trªn lµ tho¶ m·n. (KÕt qu¶ ch¹y SAP còng nh­ c¸c sè liÖu vµ biÓu ®å lùc, m« men cã ®Ýnh kÌm theo). Ch­¬ng V: Quy tr×nh l¾p dùng vµ vËn hµnh. I. Quy tr×nh l¾p dùng: Sau khi tÝnh to¸n thiÕt kÕ thïng chøa th× viÖc lËp ra mét quy tr×nh l¾p dùng thïng chøa hîp lý cã ¶nh h­ëng ®Õn ®é bÒn vµ ®é æn ®Þnh cña thïng chøa trong qu¸ tr×nh khai th¸c vµ sö dông. V× tr¹m lµm viÖc cã ®­îc an toµn hay kh«ng, ®é æn ®Þnh cã ®¶m b¶o hay kh«ng, qu¸ tr×nh lµm viÖc cña thïng chøa cã ®­îc liªn tôc kh«ng hay ph¶i gi¸n ®o¹n. Cã thÓ do c¸c nguyªn nh©n sau ®©y do trong qu¸ tr×nh l¾p dùng thïng chøa ch­a ®­îc quan t©m ®Õn nh­ : + Do trong qu¸ tr×nh vËn chuyÓn vµ bèc xÕp c¸c chi tiÕt cã thÓ bÞ thay ®æi h×nh d¹ng h×nh häc. + Côm thïng chøa bao gåm ba phÇn liªn kÕt l¹i víi nhau b»ng bu l«ng bëi vËy khi vËn chuyÓn cÇn th¸o rêi ®Ó ®¶m b¶o kÝch th­íc vËn chuyÓn cña ph­¬ng tiÖn. + Trong thïng chøa cã l¾p ®Æt hÖ thèng èng dÇu sÊy nãng bª t«ng. bëi vËy khi vËn chuyÓn cÇn l­u ý tr¸nh lµm cong vªnh, thñng ®­êng èng g©y dß gØ dÇu trong qu¸ tr×nh lµm viÖc 1. C«ng t¸c chuÈn bÞ : §Ó l¾p dùng ®­îc hÖ thèng thïng chøa nhanh chãng vµ ®¶m b¶o an toµn trong qu¸ tr×nh l¾p dùng còng nh­ sö dông th× cÇn lµm tèt c«ng t¸c chuÈn bÞ sau: CÇn chuÈn bÞ mÆt b»ng ®Ó tËp kÕt thiÕt bÞ vµ l¾p dùng hÖ thèng thïng chøa. BÒ mÆt cña mÆt b»ng ®­îc ®Çm lÌn s¬ bé ®¹t ®é chÆt cÇn thiÕt còng nh­ ®é b»ng ph¼ng yªu cÇu. CÇn chuÈn bÞ mãng bª t«ng ®Ó l¾p thïng chøa. M¸c bª t«ng yªu cÇu tèi thiÓu lµ 250. ChuÈn bÞ c¸c phô kiÖn kh¸c cÇn thiÕt ®Ó l¾p dùng nh­: C¸p kÐo, kµ lª, … Chän cÇn trôc «t« cã søc n©ng vµ tÇm víi phï hîp ( th­êng lµ chän lín h¬n) ®Ó phôc vô cho c«ng t¸c l¾p dùng. C¸ch chän nh­ sau: + C¨n cø vµo khèi l­îng cña c¸c bé phËn l¾p dùng nh­ c¸c phÇn cña thïng chøa, kÕt cÊu thÐp ch©n... Xem bé phËn nµo cã träng l­îng lín nhÊt th× ta chän cÇn trôc « t« cã søc n©ng ³ t¶i träng cña côm ®ã. Ta thÊy bé phËn cã träng l­îng lín nhÊt lµ < 5 tÊn. + C¨n cø vµo chiÒu cao n©ng lín nhÊt mµ thïng chøa cÇn ph¶i l¾p (víi chiÒu cao n©ng lín nhÊt kho¶ng 8,5 m). + Cã xÐt tíi vÊn ®Ò kinh tÕ trong viÖc l¾p dùng. Do ®ã ta chän cÇn trôc «t« cã søc n©ng 5 tÊn vµ tÇm víi 9 m. 5. XÕp s¾p c¸c côm chi tiÕt trªn b·i theo thø tù l¾p dung ®Ó c«ng t¸c l¾p dùng ®­îc nhanh chãng vµ thuËn tiÖn. 6. CÇn kiÓm tra xem trong qu¸ tr×nh th¸o dì, vËn chuyÓn h×nh d¹ng h×nh häc cña c¸c kÕt cÊu cã bÞ biÕn d¹ng hay kh«ng nÕu cã th× ph¶i cã biÖn ph¸p chØnh söa ngay. 7. ChuÈn bÞ sè c«ng nh©n phôc vô cho viÖc l¾p dùng tèi thiÓu lµ 5 ng­êi. 2. Quy tr×nh l¾p dùng: Sö dông cÈu ®Ó l¾p dùng 4 ch©n trªn nÒn bª t«ng xi m¨ng, cè ®Þnh ch©n cét víi mãng b»ng c¸c bu l«ng nÒn. Dïng cÈu l¾p kÕt cÊu thÐp tÇng trªn víi ch©n cét b»ng c¸c bu l«ng th«ng qua mÆt bÝch. CÈu c¸c thanh gi»ng ngang lªn ®Ó l¾p víi kÕt cÊu thÐp tÇng trªn ®Ó t¨ng ®é æn ®Þnh cho kÕt cÊu. Sö dông cÈu ®Ó l¾p 3 phÇn cña vá bån chøa l¹i víi nhau. ViÖc l¾p ®Æt nµy ®­îc thùc hiÖn trªn mÆt b»ng ®· ®­îc bè trÝ s½n. TiÕn hµnh l¾p cöa x¶ vµ l¾p ®Ëy cña thïng chøa. L¾p cÆp xi lanh ®ãng më cöa x¶. Buéc c¸p vµo thïng chøa ®Ó c¨n chØnh trong qu¸ tr×nh l¾p dùng. Dïng cÇn cÈu cÈu toµn bé côm thïng chøa lªn ®Ó l¾p víi kÕt cÊu thÐp tÇng trªn. Trong qu¸ tr×nh l¾p ®Æt thïng chøa cÇn sö dông c¸p ®Ó ®iÒu chØnh thïng chøa vµo ®óng vÞ trÝ mÆt bÝch ®Ó b¾t bu l«ng. Dïng cÇn trôc l¾p ®Æt thanh gi»ng xiªn ®Ó kÕt cÊu ®¹t ®é æn ®Þnh tèi ®a theo thiÕt kÕ. L¾p dùng thang. Liªn kÕt thang víi mãng bª t«ng , thïng chøa vµ lan can. L¾p ®Æt b¬m dÇu vµ ®­êng èng dÉn dÇu tõ bån nÊu dÇu tíi thïng chøa. Sau khi l¾p dùng xong cÇn kiÓm tra l¹i toµn bé c¸c mèi ghÐp. II. Quy tr×nh vËn hµnh vµ b¶o d­ìng söa ch÷a: Khi tr¹m trén ho¹t ®éng, s¶n phÈm bª t«ng nhùa nãng ®­îc xe skÝp chë lªn, n¾p ®Ëy thïng chøa sÏ tù ®éng më ra do hÖ thèng xe skÝp t× vµo Puli, hÖ thèng nµy ®Èy cöa më ra ®Ó xe skÝp ®æ l­îng bª t«ng vµo thïng. nh­ vËy hÖ thïng chøa b¾t ®Çu ho¹t ®éng. Khi cÇn sÊy nãng bª t«ng nhùa trong thïng th× tiÕn hµnh cho bån nÊu dÇu ho¹t ®éng vµ tiÕn hµnh b¬m dÇu nãng lªn thïng chøa. Khi cÇn x¶ vËt liÖu ra khái thïng, hÖ xi lanh thuû lùc ho¹t ®éng kÐo cöa x¶ më ra, l­îng bª t«ng trong thïng do träng l­îng riªng sÏ tù ch¶y xuèng ph­¬ng tiÖn vËn chuyÓn. Trong qu¸ tr×nh ho¹t ®éng cña hÖ thïng chøa cÇn th­êng xuyªn b¶o d­ìng khíp quay cña cöa x¶ còng nh­ hÖ thèng Puli më cöa thïng chøa. Trong qu¸ tr×nh sö dông cÇn chó ý c¸c hiÖn t­îng kÑt cöa x¶ nÕu thÊy xuÊt hiÖn hiÖn t­îng nµy cÇn kiÓm tra söa ch÷a. CÆp xi lanh thuû lùc th­êng cã c¸c háng hãc nh­: Háng xÐc m¨ng, mßn phít,…trong c¸c tr­êng hîp nµy cÇn t×m lo¹i t­¬ng øng ®Ó thay thÕ. Ch­¬ng VI: S¬ bé tÝnh gi¸ thµnh thiÕt bÞ. 1. Gi¸ thµnh thÐp chÕ t¹o vá thïng: C1= m1. c1 Trong ®ã: C1: Tæng gi¸ thµnh thÐp chÕ t¹o vá thïng (®ång) c1: §¬n gi¸ thÐp tÊm (®ång/kg): c1= 6500 ®ång/kg m1: Khèi l­îng cña thÐp (kg). m1= 2500 kg Þ C1= 2500. 6500= 16250000 (®ång) 2. Gi¸ thµnh thÐp gãc: C2= m2.c2 C2: Tæng gi¸ thµnh thÐp gãc (®ång) c2: §¬n gi¸ thÐp gãc (®ång/kg) c2= 7800 (®ång) m2: Khèi l­îng cña thÐp gãc (kg) m2= 210 (kg) Þ C2= 7800. 210= 1638000 (®ång) Gi¸ thµnh t«n b¶o vÖ: C3= m3. c3 C3: Tæng gi¸ thµnh t«n b¶o vÖ c¸ch nhiÖt líp. m3: Khèi l­îng líp t«n b¶o vÖ. m3= 800 (kg) c3: §¬n gi¸ cña t«n. c3= 6500 (®ång) Þ C3= 800. 6500= 5200000 (®ång) 4. Gi¸ thµnh b«ng thuû tinh c¸ch nhiÖt: DiÖn tÝch b«ng thuû tinh bäc bån chøa lµ 85 m2. Mét kiÖn gåm cã 6 miÕng víi kÝch th­íc 0,6 m x 1,2 m cã ®é dµy mçi miÕng lµ 5 mm th× gi¸ 1 kiÖn lµ 200000 ngh×n ®ång. Nh­ vËy, l­îng b«ng thuû tinh cÇn mua lµ 20 kiÖn. VËy gi¸ thµnh b«ng thuû tinh c¸ch nhiÖt lµ: C4= 20.200000=4000000 (®ång) 5. Gi¸ thµnh cÆp xi lanh thuû lùc: C5 » 7000000 (®ång) 6. Gi¸ thµnh èng dÉn dÇu: C6» 6600000 (®ång) 7. Gi¸ thµnh chÕ t¹o cöa më vµ n¾p ®Ëy: C7» 3000000 8. Gi¸ thµnh kÕt cÊu thÐp ch©n ®ì: C8= m8.c8 = 2000.7800 = 15600000 (®ång) 9. C¸c chi phÝ kh¸c: C9=1000000 (®ång) Nh­ vËy s¬ bé tÝnh ®­îc gi¸ thµnh vËt liÖu ®Ó chÕ t¹o thïng chøa lµ : C = C1 + C2 + C3 + C4 + C5 +C6 +C7 + C7 + C8 + C9 = = 53288000 (®ång) B»ng ch÷ : N¨m ba triÖu hai tr¨m t¸m t¸m ngh×n ®ång tµi liÖu tham kh¶o 1. C¸c vÝ dô tÝnh to¸n kÕt cÊu thÐp – Tr­êng §H x©y dùng 2 . TS. TrÇn Quang Quý (Chñ biªn). TS. NguyÔn V¨n VÞnh TS. NguyÔn BÝnh. M¸y vµ thiÕt bÞ s¶n xuÊt vËt liÖu x©y dùng Nhµ xuÊt b¶n GTVT Hµ Néi 2001. 3 . Vò Duy Tr­êng (Chñ biªn). NguyÔn §øc Huy- TrÞnh V¨n Quang Vò Duy Tr­êng – Vò Hång V©n. C¬ së kü thuËt nhiÖt. Tr­êng §¹i häc Giao Th«ng VËn T¶i Hµ Néi 1993. 4 . Vò Duy Tr­êng (Chñ biªn). NguyÔn §øc Huy- TrÞnh V¨n Quang Vò Duy Tr­êng – Vò Hång V©n. Bµi tËp kü thuËt nhiÖt. Tr­êng §¹i häc Giao Th«ng VËn T¶i Hµ Néi 1993. 5 . KS. §oµn Tµi Ngä (Chñ biªn). TS.NguyÔn ThiÖu Xu©n PGS.TS. TrÇn V¨n TuÊn - KS. NguyÔn ThÞ Thanh Mai- Ths.NguyÔn KiÕm Anh. M¸y s¶n xuÊt vËt liÖu vµ cÊu kiÖn x©y dùng. Nhµ xuÊt bµn x©y dùng Hµ Néi 2000. 6 . Vò Minh B»ng. LuËn ¸n th¹c sü khoa häc kü thuËt. Tr­êng §¹i häc Giao Th«ng VËn T¶i Hµ Néi 1998. 7 . NguyÔn V¨n Hîp - Ph¹m ThÞ NghÜa. KÕt cÊu thÐp m¸y x©y dùng vµ xÕp dì. Tr­êng §¹i häc Giao Th«ng VËn T¶i Hµ Néi 1996. 8. NguyÔn V¨n Hîp (Chñ biªn). Ph¹m ThÞ NghÜa- Lª ThiÖn Thµnh M¸y trôc vËn chuyÓn. Nhµ xuÊt b¶n GTVT Hµ Néi 2000. 9. Vò §×nh Lai (Chñ biªn). NguyÔn Xu©n Lùu- Bïi §×nh Nghi Søc bÒn vËt liÖu. Nhµ xuÊt b¶n GTVT Hµ Néi. 10. Lª §×nh Quý C¬ häc kÕt cÊu. Tr­êng §¹i häc Giao Th«ng VËn T¶i Hµ Néi 1996. 11. pgs.ts.ng­t.Vò Thanh B×nh pgs.ts.Vò V¨n Bang pgs.ts.ng­t. TS. nguyÔn ®¨ng ®iÖm pgs.ts.ng­t. nguyÔn v¨n hîp- ts. ph¹m v¨n héi pgs.ts.ng­t.Vò ThÕ Léc – TS. Th¸i Hµ Phi pgs.ts.TrÇn V¨n TuÊn - ks. Ph¹m Kim S¬n TS. §ç M¹nh Toµn. Sæ tay m¸y x©y dùng (Nhµ xuÊt b¶n GTVT Hµ Néi 2000).