Проектирование приточной и вытяжной механической вентиляции - реферат
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: 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.
lд
=6м
Рис 3.1. Схема воздуховодов
вытяжной вентиляции.
Расчет:
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 r
= 1,2 кг/м3
(температура 20 °С).
При наличии в помещении явной теплоты
в помещении потребный расход определяют по формуле:
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:
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 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:
xпов
– коэффициент местного сопротивления поворота (табл. 6 [2]);
SxВТ = xВТ×n
– суммарный коэффициент местного сопротивления вытяжных тройников;
xСП
– коэффициент местного сопротивления при сопряжении потоков под острым углом, xСП
= 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
/dэ
=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
Sx = 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 xг
= 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
Sx4 = 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
Sx
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:
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.