Проектирование приточной и вытяжной механической вентиляции

Практическое задание №1

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: mвр.= 1,2 кг/час

пыли, Qяизб.= 26 кВт. Параметры помещения: 9(26(6 м. Температура воздуха:

tп.= 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: [pic]

LП – потребное количество воздуха для помещения, м3/ч;

LСГ - потребное количество воздуха исходя из обеспечения в данном

помещение санитарно-гигиенических норм, м3/ч;

LП – тоже исходя из норм взрывопожарной безопасности, м3/ч.

Расчет значения LСГ 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 LСГ определяют отдельно для теплого и холодного

периода года при плотности приточного и удаляемого воздуха ( = 1,2 кг/м3

(температура 20 (С).

При наличии в помещении явной теплоты [pic] в помещении потребный

расход определяют по формуле:

[pic]

где ty и tп – температуры удалённого и поступающего в помещение

воздуха

При наличии выделяющихся вредных веществ (пар, газ, пыль твр мг/ч)

в помещении потребный расход определяют по формуле:

[pic]

где Сд –концентрация конкретного вредного вещества, удаляемого

из помещения, мг/м3

Сп –концентрация вредного вещества в приточном воздухе, мг/м3

[pic] в рабочей зоне

Расход воздуха для обеспечения норм взрывопожарной безопасности ведут

по массе выделяющихся вредных веществ в данном помещении, способных к

взрыву

[pic]

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 LМ = 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:

[pic]

(пов – коэффициент местного сопротивления поворота (табл. 6 [2]);

((ВТ = (ВТ ( n – суммарный коэффициент местного сопротивления

вытяжных тройников;

(СП – коэффициент местного сопротивления при сопряжении потоков под

острым углом, (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 ( = 30( и при соотношении l/d0 = 0,05, тогда по справочным данным

коэффициент равен 0,8. Два одинаковых круглых отвода запроектированы под

углом ( = 90( и с радиусом закругления R0/dэ =2.

Для них по табл. 14.11 [3] коэффициент местного сопротивления (0 =

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

(( = 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 (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 (д = 2,4. На участке 4

давление теряется на свободный выход (( = 1,1 по табл. 14-11 [3]) и в

отводе (( = 0,15 по табл. 14-11 [3]). Кроме того, следует ориентировочно

предусмотреть потерю давления на ответвление в тройнике (( = 0,15), так как

здесь может быть существенный перепад скоростей. Тогда суммарный

коэффициент местных сопротивлений на участке 4

((4 = 1,1 + 0,15 + 0,15 = 1,4

Определение диаметров воздуховодов из уравнения расхода воздуха:

[pic]

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:

[pic]

Для упрощения вычислений составлена таблица с результатами:

|N |L, |(( |L1, |d, |V, |[pi|[pic]|[pic]|[pic]|Р, |РI, |[pi|

|учас|м | |м3/ч |мм |м/с |c] | | | |Па |Па |c]Р|

|тка | | | | | |Па | | | | | |, |

| | | | | | | | | | | | |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

[pic]м/с,

при этом [pic]=418 Па и [pic]= 0.08, Р = 780 Па, (Р = 80 Па, ( [pic].

Для участка 2 и 3: уменьшаем d с 400 мм до 250 мм, тогда V = 10 м/с,

при этом [pic]= 226 Па и [pic]= 0.25, Р = 305 Па, (Р = 80 Па, ( [pic].

Выбор вентилятора.

Из приложения 1 книги [3] по значениям Lпотр = 34286 м3/ч и РI

= 1186 Па выбран вентилятор Ц-4-76 №12.5 Qв – 35000 м3/ч, Мв –

1400 Па, (в = 0,84, (п = 1. Отсюда установленная мощность электродвигателя

составляет:

[pic]

где Qв – принятая производительность вентилятора, Nв – принятый напор

вентилятора, (в=( - кпд вентилятора, (п – кпд передачи.

Из приложения 5 книги [3] по значениям N = 75 кВт и

( = 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.

-----------------------

lд=6м

ПУ

l4=4м

l3=7м

l1=7м

lг=2м

lв=3,5м

lб=8м

la=7м

l2=7м