Практическое задание №1
Проектирование приточной и вытяжной механической вентиляции
Вариант № 16
Задание:
Рассчитать механическую вытяжную вентиляцию для помещения, в котором выделяется пыль или газ и наблюдается избыточное явное тепло.
Исходные данные: Количество выделяющихся вредностей: m
вр
.
= 1,2 кг/час пыли, Q
я
изб
.
= 26 кВт. Параметры помещения: 9´26´6 м. Температура воздуха: t
п
.
= 21 °С, tу.
= 24 °С. Допустимая концентрация пыли Сд
.
=50 мг/м2
. Число работающих: 80 человека в смену. Схема размещения воздуховода приведена на рис.3.1. Подобрать необходимый вентилятор, тип и мощность электродвигателя и указать основные конструктивные решения.
|
Рис 3.1. Схема воздуховодов
вытяжной вентиляции.
Расчет:
L
П
– потребное количество воздуха для помещения, м3
/ч;
L
СГ
- потребное количество воздуха исходя из обеспечения в данном помещение санитарно-гигиенических норм, м3
/ч;
L
П
– тоже исходя из норм взрывопожарной безопасности, м3
/ч.
Расчет значения L
СГ
ведут по избыткам явной или полной теплоте, массе выделяющихся вредных веществ, избыткам влаги (водяного пара), нормируемой кратности воздухообмена и нормируемому удельному расходу приточного воздуха. При этом значения L
СГ
определяют отдельно для теплого и холодного периода года при плотности приточного и удаляемого воздуха r
= 1,2 кг/м3
(температура 20 °С).
При наличии в помещении явной теплоты в помещении потребный расход определяют по формуле:
где ty
и t
п
– температуры удалённого и поступающего в помещение воздуха
При наличии выделяющихся вредных веществ (пар, газ, пыль т
вр
мг/ч) в помещении потребный расход определяют по формуле:
где Сд
–
концентрация конкретного вредного вещества, удаляемого из помещения, мг/м3
Сп
–концентрация вредного вещества в приточном воздухе, мг/м3
в рабочей зоне
Расход воздуха для обеспечения норм взрывопожарной безопасности ведут по массе выделяющихся вредных веществ в данном помещении, способных к взрыву
где Снк
= 60 г/м3
– нижний концентрационный предел распространения пламени по пылевоздушным смесям.
Найденное значение уточняют по минимальному расходу наружного воздуха:
Lmin
=n
×
m
×
z = 80
×
25
×
1,3 = 2600
м3
/ч
где m
= 25 м3
/ч–норма воздуха на одного работника,
z
=1,3 –коэффициент запаса.
n
= 80 – число работников
Окончательно L
М
= 34286 м3
/ч
Аэродинамический расчет ведут при заданных для каждого участка вентсети значений их длин L
, м, и расходов воздуха L
, м3
/ч. Для этого определяют:
1. Количество вытяжного воздуха по магистральным и другим воздуховодам;
2. Суммарное значение коэффициентов местных сопротивлений по i
-участкам по формуле:
x
пов
– коэффициент местного сопротивления поворота (табл. 6 [2]);
S
x
ВТ
=
x
ВТ
×
n
– суммарный коэффициент местного сопротивления вытяжных тройников;
x
СП
– коэффициент местного сопротивления при сопряжении потоков под острым углом, x
СП
= 0,4.
В соответствии с построенной схемой воздуховодов определяем коэффициент местных сопротивлений. Всасывающая часть воздуховода объединяет четыре отсоса и после вентилятора воздух нагнетается по двум направлениям.
На участках а, 1, 2 и 3 давление теряется на входе в двух (четырех) отводах и в тройнике. Коэффициент местного сопротивления на входе зависит от выбранной конструкции конического коллектора. Последний устанавливается под углом a = 30° и при соотношении l/d0
= 0,05, тогда по справочным данным коэффициент равен 0,8. Два одинаковых круглых отвода запроектированы под углом a = 90° и с радиусом закругления R0
/d
э
=2.
Для них по табл. 14.11 [3] коэффициент местного сопротивления x0
= 0,15.
Потерю давления в штанообразном тройнике с углом ответления в 15° ввиду малости (кроме участка 2) не учитываем. Таким образом, суммарный коэффициент местных сопротивлений на участках а,1,2,3
S
x
= 0,8 + 2
×
0,15 = 1,1
На участках б
и в
местные потери сопротивления только в тройнике, которые ввиду малости (0,01…0,003) не учитываем. На участке г
потери давления в переходном патрубке от вентилятора ориентировочно оценивают коэффициентом местного сопротивления x
г
= 0,1. На участке д
расположено выпускная шахта, коэффициент местного сопротивления зависит от выбранной её конструкции. Поэтому выбираем тип шахты с плоским экраном и его относительным удлинением 0,33 (табл. 1-28 [2]), а коэффициент местного сопротивления составляет 2,4. Так как потерей давления в тройнике пренебрегаем, то на участке д
(включая и ПУ) получим xд
= 2,4. На участке 4
давление теряется на свободный выход (x = 1,1 по табл. 14-11 [3]) и в отводе (x = 0,15 по
S
x
4
= 1,1 + 0,15 + 0,15 = 1,4
Определение диаметров воздуховодов из уравнения расхода воздуха:
Вычисленные диаметры округляются до ближайших стандартных диаметров по приложению 1 книги [3]. По полученным значениям диаметров пересчитывается скорость.
По вспомогательной таблице из приложения 1 книги [3] определяются динамическое давление и приведенный коэффициент сопротивления трения. Подсчитываются потери давления:
Для упрощения вычислений составлена таблица с результатами:
| N
участка |
L
, м |
S
x |
L1
, м3 /ч |
d
, мм |
V
, м/с |
Па
|
|
|
|
Р, Па
|
РI
, Па |
Р, Па
|
| а
|
7 | 1.1 | 8572 | 400 | 19 | 216 | 0.04 | 0.28 | 1.38 | 298 | 298 | - |
| б
|
8 | - | 17143 | 560 | 19.4 | 226 | 0.025 | 0.2 | 0.2 | 45.2 | 343 | - |
| в
|
3,5 | - | 34286 | 800 | 19 | 216 | 0.015 | 0.053 | 0.053 | 11.4 | 354.4 | - |
| г
|
3,5 | 0.1 | 34286 | 800 | 19 | 216 | 0.015 | 0.053 | 0.153 | 33 | 387 | - |
| д
|
6 | 2.4 | 25715 | 675 | 23 | 317 | 0.02 | 0.12 | 2.52 | 799 | 1186 | - |
| 1
|
7 | 1.1 | 8572 | 400 | 19 | 216 | 0.04 | 0.28 | 1.38 | 298 | 298 | - |
| 2
|
7 | 1.1 | 8572 | 400 | 19 | 216 | 0.04 | 0.28 | 1.38 | 298 | 343 | 45 |
| 3
|
7 | 1.1 | 8572 | 400 | 19 | 216 | 0.04 | 0.28 | 1.38 | 298 | 343 | 45 |
| 4
|
4 | 1.4 | 8572 | 400 | 19 | 216 | 0.04 | 0.16 | 1.56 | 337 | 799 | 462 |
Как видно из таблицы, на участке 4
получилась недопустимая невязка в 462 Па (57%).
Как видно из таблицы, на участке 2
,
3
получилась недопустимая невязка в 45 Па (13%).
Для участка 4
: уменьшаем d
с 400 мм до 250 мм, тогда
м/с,
при этом =418 Па и
= 0.08, Р = 780 Па, Ñ
Р = 80 Па, Þ.
Для участка 2
и 3
: уменьшаем d с 400 мм до 250 мм, тогда V = 10 м/с, при этом = 226 Па и
= 0.25, Р = 305 Па, Ñ
Р = 80 Па, Þ.
Выбор вентилятора.
Из приложения 1 книги [3] по значениям Lпотр
= 34286 м3
/ч и РI
= 1186 Павыбран вентилятор Ц-4-76 №12.5 Qв
– 35000 м3
/ч, Мв
– 1400 Па, hв
= 0,84, hп
= 1. Отсюда установленная мощность электродвигателя составляет:
где Qв
– принятая производительность вентилятора, Nв
–принятый напор вентилятора, hв
=h - кпд вентилятора, hп
– кпд передачи.
Из приложения 5 книги [3] по значениям N = 75 кВт и w = 1000 об/мин выбран электродвигатель АО2-92-6 (АО» – защитное исполнение, 92 – размер наружного диаметра, 6 – число полюсов). Схема электродвигателя показана на рис.3.2.
Рис. 3.2. Схема электродвигателя А02-92-6
При этом необходимо предусмотреть установку реверсивных магнитных пускателей для реверсирования воздуха при соответствующих аварийных ситуациях в данном помещении.
Вентилятор и электродвигатель устанавливаются на железной раме при их одноосном расположении. Для виброизоляции рама устанавливается на виброизолирующие материал. На воздухоотводе устанавливают диафрагму, а между ними и вентилятором переходник.
Список использованной литературы:
1. Бережной С.А., Романов В.В., Седов Ю.И. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие. – Тверь: ТГТУ, 1996.
2. Практикум по безопасности жизнедеятельности:/С.А.Бережной, Ю.И.Седов, Н.С.Любимова и др.; Под ред С.А.Бережного. – Тверь: ТГТУ, 1997.
3. Калинуткин М.П. Вентиляторные установки, Высшая школа, 1979.