Проектирование приточной и вытяжной механической вентиляции 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. lд =6м 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 табл. 14-11 [3]). Кроме того, следует ориентировочно предусмотреть потерю давления на ответвление в тройнике (x = 0,15), так как здесь может быть существенный перепад скоростей. Тогда суммарный коэффициент местных сопротивлений на участке 4 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.