Необходимое количество воздуха

5. Необходимое количество воздуха

L₁=L_0.3 + (Q_я – L_0.3*C*p(t_0.3-tn)/C*p*(t_yx-t_n));

Qя – избыток явного тепла в помещении

(Qя= 7056+3240+1440+6720+4800=23256 кДж/ч);

р – плотность поступающего воздуха; р=1,2 кг/см³;

t_yx – температура воздуха, удаляемого из помещения за пределы рабочей или обследуемой зоны;

t_yx =7+t_п=7+22=29^оС;

С – массовая удельная теплоемкость воздуха, С = 1кДж/кг*^оС;

L₁= 600+(23256-600*1*1.2(36-22)/1*1.2(29-22))=600+(23256-10080/8.4)=2168,6 м³/ч

Расчет естественной общеобменной вентиляции

Естественная вентиляция зданий и помещений обусловлена тепловым напором (разностью плотностей внутреннего и наружного воздуха) и ветровым напором. Согласно закону Гей—Люссака при нагревании воздуха на 1 К его объем увеличивается на 1/273, а плотность соответственно уменьшается. Следовательно, тепловой напор тем больше, чем значительнее разница температур наружного и внутреннего воздуха. В соответствии с указаниями СНиП 2.04.05—91 ветровой напор надлежит учитывать только при решении вопросов защиты вентиляционных проемов от задувания. Поэтому естественную вентиляцию рассчитывают, основываясь только на действии теплового напора.

Естественная вентиляция зданий осуществляется посредством удаления загрязненного воздуха с помощью вытяжных труб (шахт) и поступления чистого наружного воздуха через приточные каналы или неплотности в строительных конструкциях (рис. 2).

Разность давлений, Па, на концах вытяжной трубы:

где g = 9,81 м/с² — ускорение свободного падения; h —длина вытяжной трубы, м; p_н, p_в - плотность соответственно наружного и внутреннего воздуха, кг/м³: при нормальном атмосферном давлении и температуре Т (К) плотность воздуха р = 353/ T (здесь 353 — переводной коэффициент).

ΔН=9,81*4*(1,3-1,19)=4,3 Па

Рис. 2 Схема действия естественной вентиляции зданий

Теоретическая скорость воздуха в вытяжной трубе, м/с,

V=(2*4,3/1,3)^1/2=2,58 м/с

Действительная скорость движения воздуха в трубе меньше теоретической, так как на своем пути он преодолевает сопротивление, зависящее от формы поперечного сечения трубы и качества поверхности ее стенок. Эту скорость рассчитывают по формуле

где ψ = 0,32...0,65 — коэффициент, учитывающий сопротивление движению воздуха в вытяжной трубе; в расчетах принимают ψ = 0,5.

V_д=4,43*0,5*(4*(1,3-1,19)/1,3)^1/2=1,3 м/с

По найденному значению V_д вычисляют суммарную площадь сечения вытяжных труб, м²,

S_r = L/(3600 V_д),

где L — требуемый воздухообмен, м³/ч.

S_r=2168,6/(3600*1,3)=0,5

Число вытяжных шахт определяют, исходя из конструктивных размеров шахты:

n = S_r/S,

где S — площадь поперечного сечения шахты, м².

n=0,5/0,25=2

Для увеличения пропускной способности вытяжных шахт за счет использования энергии ветра на их верхних концах в некоторых случаях устанавливают дефлекторы (рис. 3). Дефлекторы устроены таким образом, что при обдувании их ветром площадь сечения участка,работа ющего на вытяжку, значительно больше, чем участка, работающего на приток

Рис. 3. Дефлекторы:

А - ЦАГИ: 1-колпак, 2-обечайка, 3-конус, 4 -диффузор, 5 - шахта; б -остроугольный: 1-фланец, 2-диффузор, 3- колпак, 4- корпус, 5 -лапка; в -звездообразный: 1- колпак, 2 -корпус, 3 -косынка для крепления корпуса к трубе

Рис. 4. Схема работы дефлекторов:

а — звездообразного (горизонтальный разрез); б— ЦАГИ (вертикальный разрез); + — зоны повышенного давления;-- -зоны разрежения

В результате разность давлений на концах вытяжной трубы увеличивается, поэтому воздухообмен также возрастает. Дефлектор подбирают по диаметру, м, вычисляемому по формуле

где L_д — пропускная способность дефлектора, м³/ч; k_э — коэффициент эффективности: для цилиндрического дефлектора ЦАГИ k_э = 0,4, для звездообразного k_э, = 0,42; V_B — скорость обдувающего дефлектор воздуха, м/с.

Рис. 5 Принципиальная схема вентиляции для выбора соотношения объемов приточного и удаляемого воздуха:

а – L_в>L_пр,p₁<p₂; б – L_в<L_пр,p₁>p₂

Рис. 6 Схемы организации воздухообмена при общеобменной вентиляции

Расчет искусственной общеобменной вентиляции

В производственных помещениях широко применяют системы вентиляции с искусственным побуждением воздуха. Несмотря на повышенные затраты на их устройство и эксплуатацию, такие системы обладают следующими преимуществами: подача воздуха в любую точку помещения; обработка приточного воздуха посредством его нагрева, увлажнения и очистки от нежелательных примесей; улавливание вредностей непосредственно в местах их выделения; очистка удаляемого воздуха и использование его теплоты для нагрева подаваемого в помещение наружного воздуха.

В состав системы вентиляции входят: воздухозаборники в виде отверстий в конструкциях ограждений или шахт, оснащенных жалюзийными решетками; устройства для регулировки количества поступающего воздуха (клапаны, заслонки, шиберы); вентилятор, воздуховоды, фильтры, воздухораспределительные устройства и пр.

Для побуждения воздуха в системах вентиляции применяют центробежные и осевые вентиляторы. По создаваемому давлению центробежные вентиляторы делят на три группы: низкого давления — до 1000 Па, среднего давления — от 1000 до 3000 Па и высокого давления — свыше 3000 Па. Давление, создаваемое осевыми вентиляторами, как правило, не превышает 350 Па. Существуют крышные вентиляторы, устанавливаемые на кровлях зданий, которые могут быть как центробежными, так и осевыми.

В зависимости от состава перемещаемой среды вентиляторы изготовляют:

обычного исполнения — для перемещения неагрессивных сред с температурой менее 423 К, не содержащих липких веществ, при концентрации пыли и других твердых примесей менее 150 мг/м³;

антикоррозийного исполнения — для перемещения агрессивных сред;

взрывобезопасного исполнения — для перемещения взрывоопасных смесей;

пылевые — для перемещения воздуха с содержанием пыли более 150мг/м³.

Проектирование и расчет системы искусственной (механической) вентиляции выполняют в следующем порядке. Выбирают конфигурацию вентиляционной сети в зависимости от формы помещения и размещения в нем оборудования, разбивают ее на участки. Зная требуемый расход воздуха на отдельных участках сети и задавая скорость движения воздуха (для участков, находящихся рядом с вентилятором, 8...12 м/с, а для отдаленных участков сети 1...4м/с), определяют диаметр воздуховодов, а также материал для их изготовления. Затем рассчитывают общие потери напора в сети, Па,

н_с = н_м + н_п,

Н_с=1,28+0,12=1,4 Па

где Н_м — местные потери; Н_п — потери на прямых участках воздуховодов.

Местные потери напора, Па, определяют по формуле

Н_м=0,5*0,5*2²*1,28=1,28 Па

где ψ_м — коэффициент местных потерь напора: для жалюзи на входе 0,5, для внезапного сужения 0,2...0,3, для колена под углом 90° 1,1, колена под углом 120° 0,5, колена под углом 150° 0,2 и т. д.; v — скорость воздуха на соответствующем участке вентиляционной сети, м/с; р — плотность движущегося в сети воздуха, кг/м³.

Потери напора на прямых участках вентиляционной сети, Па, находят по формуле

Н_п=0,5*0,02*10*4*0,3=0,12 Па

Где ψ_T — коэффициент сопротивления движению воздуха в трубе, зависящий от материала, из которого она изготовлена: для железных труб 0,02, для труб из полиэтилена 0,01; l_T— длина трубы соответствующего участка сети, м; v_cp — средняя скорость движения воздуха на расчетном участке вентиляционной сети, м/с; d_T, — принятый диаметр трубы на расчетном участке, м.

Зная требуемый воздухообмен, рассчитывают производительность вентиляторов, м³/ч, с учетом потерь или подсосов воздуха в вентиляционной сети:

где k_л — поправочный коэффициент на расчетное количество воздуха: при использовании стальных, пластмассовых и асбоцементных воздуховодов из труб длиной до 50 м k_п = 1,1, в остальных случаях k_п = 1,15.

L_в=1,1*1000=11000 м³/ч

На основе известных величин L_B и Н_с по номограммам (рис. 7) выбирают марку вентилятора с наибольшим значением коэффициента полезного действия (КПД) и в зависимости от состава воздушной среды определяют конструктивное исполнение вентилятора.

Рис. 7. Номограмма для выбора вентиляторов серии Ц 4-70

Центробежные вентиляторы с колесами диаметром 0,5 м и более должны иметь следующий КПД: при лопастях, загнутых назад, >0,8; при лопастях, загнутых вперед, >0,6; при лопастях, оканчивающихся радиально, >0,65.

КПД пылевых вентиляторов должен быть не менее 0,55, осевых вентиляторов с колесами диаметром 0,5 м и более — не менее 0,6.

Мощность электродвигателя, кВт, для принятого вентилятора рассчитывают по формуле

Где k_з= 1,05...1,5— коэффициент запаса; η_в — КПД вентилятора: для центробежных вентиляторов η|_в = 0,4. .0,8; η_п — КПД передачи: для плоскоременной передачи 0,9, клиноременной 0,95, при соединении электродвигателя с вентилятором с помощью муфты 0,98, при непосредственной насадке вентилятора на вал электродвигателя 1.

Для снижения аэродинамического шума вентиляторов необходимо добиваться выполнения следующего условия:

где D — диаметр рабочего колеса вентилятора, м; n —частота вращения вентилятора, мин^-1: n = A/(60N); А — безразмерный параметр, определяемый по номограммам при выборе вентилятора; N— номер вентилятора (диаметр его рабочего колеса в дециметрах).

Расчет местной вентиляции

Расчет производительности вытяжного зонта. Над оборудованием, являющимся источником выделения загрязненного вредными веществами нагретого воздуха (кузнечные горны, горячие ванны или печи и т. п.), чаще всего устанавливают вытяжные зонты. Преимущество такого вида местной вентиляции заключается в том, что нагретый воздух при движении вверх увлекает выделяющиеся пары, газы и аэрозоли, приближая их к зоне всасывания. Площадь зонта должна перекрывать поверхность выделения вредностей, а его рабочий проем - быть максимально приближен к источнику. Скорость движения воздуха в рабочем проеме зонта принимают в пределах 0,15...1,25 м/с, причем большие ее значения при большей токсичности выделяющихся веществ и меньшей площади перекрытия источника. Объем воздуха, отсасываемого зонтом за единицу времени (производительность), м³/ч, находят из выражения

L = 3600a6v,

где а,6 — размеры рабочего проема (приемной части) зонта, м; v — скорость движения воздуха в приемной части зонта, м/с.

L=3600*0,4*0,6*0,2=173 м³/ч

Расчет местной вентиляции наплавочных установок. Выделяющиеся при полуавтоматической и автоматической сварках и наплавке под слоем флюса пыль и вредные газы удаляются через воронкообразные отсосы или отсосы щелевидной формы длиной 250...350 мм. В этом случае производительность местной вытяжной вентиляции, м³/ч, рассчитывают по формуле

где k₀ — коэффициент, зависящий от вида отсоса: для щелевого 12, для воронкообразного 13,2; I—сварочный ток, А.

L=12*(1000)^1/3=120 м³/ч

Расчет местной вентиляции обдирочно-заточных станков. Источником образования пыли часто служат точильные, шлифовальные и полировочные круги. Их закрывают кожухами (рис.9), которые через воздуховоды соединяют с вытяжным вентилятором, причем вытяжной воздуховод должен быть направлен в сторону центробежного перемещения пылевых частиц. Эффективность кожуха зависит от количества удаляемого через него воздуха и возрастает при наличии специального козырька в передней части кожуха. Производительность вентиляции, м³/ч, заточных, шлифовальных и аналогичных станков зависит от диаметра установленных в них абразивных кругов:

L=1000DA,

где D — диаметр абразивного круга, м; А — коэффициент, зависящий от диаметра круга: 2 при D<0,25м, 1,8 при D= 0,25...0,6м и 1,6 при D>0,6m.

L=1000*0.3*1.8=540 м³/ч

Похожие работы

Метеорологические условия на промышленных предприятиях

Скачать

14675

2

3

... 0,3—0,7 Не более 1, но не менее 0,5 Не более чем на 3" С выше средней температуры наружного воздуха в 13 ч самого жаркого месяца То же 3. Защита от ненормальных метеорологических условий Оптимальный микроклимат в помещении обеспечивает поддержание теплового равновесия между организмом и окружающей средой. Поддержание на заданном уровне параметров, определяющих микроклимат ...

Сравнительная оценка эффективности возделывания смешанных посевов овса с зернобобовыми в условиях Приобской зоны

Скачать

82936

11

1

... слое. Длительное отсутствие осадков, суховейные явления обусловили значительную потерю влаги из верхних слоев почвы. 2.   Литературный обзор по вопросам сравнительная оценка эффективности возделывания смешанных посевов овса с зернобобовыми в условиях Приобской зоны   2.1 Виды смешанных посевов и принцип подбора культур   Совместные посевы – это посевы двух или более видов растений на одном ...

Агробиологическое обоснование технологии возделывания кукурузы в условиях степной зоны

Скачать

64039

7

0

... , ккал/га Qфар – приход ФАР за период вегетации, ккал/га 100 – для перевода в относительные величины. 2624х104 КФАР= ________ х 100 = 0,9% 26,3х108 5.   Обоснование технологии возделывания кукурузы 5.1 Место в севообороте Кукурузу выращивают в севооборотах как бессменную культуру. Почвы должны быть чистыми от сорняков, вредителей и болезней. Место в севообороте определяется, прежде ...

Оценка эффективности различных норм внесения десикантов в посевах кормовых бобов в условиях лесостепной зоны Челябинской области

Скачать

100728

10

0

... все исследования и анализы проводились над растениями и зерновой массой кормовых бобов сорта Мария. Этот сорт является наиболее перспективным для возделывания кормовых бобов в условиях лесостепной зоны Челябинской области. Включен в Госреестр по 9 Уральскому региону Российской Федерации. Растение средней высоты, полудетерминантного типа развития. Цветок длинный. Парус цветка имеет меланиновое ...