Автор: Роман Сидоров
Прислав: Сергій Поляков (kosh_s@mail.ru)
Назва роботи: Проектування припливної і витяжної механічної вентиляції
Розрахунково-графічна робота
Здавався в 2000 році в Тверському Державному Технічному Університеті
на кафедрі безпеки життєдіяльності та екології професору Бережному А.С.
Практичне завдання № 1
Проектування припливної і витяжної механічної вентиляції
Варіант № 16
Завдання: Розрахувати механічну витяжну вентиляцію для приміщення, в якому виділяється пил або газ і спостерігається надлишковий явне тепло.
Вихідні дані: Кількість виділяються шкідливостей: m вр. = 1,2 кг / год пилу, Q я хат. = 26 кВт. Параметри приміщення: 9 26 6 м. Температура повітря: t п. = 21 С, t у. = 24 С. Допустима концентрація пилу С д. = 50 мг / м 2. Число працюючих: 80 людини в зміну. Схема розміщення воздуховода наведена на рис.3.1. Підібрати необхідний вентилятор, тип і потужність електродвигуна і вказати основні конструктивні рішення.
Р
l д = 6м
ис 3.1. Схема повітроводіввитяжної вентиляції.
ПУ
l 4 = 4м
l 1 = 7м
l 3 = 7м
l г = 2м
l б = 8м
l в = 3,5 м
l a = 7м
l 2 = 7м
Розрахунок:
L П - потрібне кількість повітря для приміщення, м 3 / год;
L СГ - Потрібне кількість повітря виходячи із забезпечення в даному приміщення санітарно-гігієнічних норм, м 3 / год;
L П - теж виходячи з норм вибухопожежної безпеки, м 3 / ч.
Розрахунок значення L СГ ведуть по надлишку явною або повної теплоті, масі виділяються шкідливих речовин, надлишку вологи (водяної пари), яка нормується кратності повітрообміну і нормованому питомій витраті припливного повітря. При цьому значення L СГ визначають окремо для теплого і холодного періоду року при щільності припливного і повітря, що видаляється = 1,2 кг / м 3 (температура 20 С).
При наявності в приміщенні явною теплоти в приміщенні реквізит витрата визначають за формулою:
де t y і t п - температури віддаленого і поступає в приміщення повітря
При наявності виділяються шкідливих речовин (пар, газ, пил т вр мг / год) у приміщенні реквізит витрата визначають за формулою:
де С д - концентрація конкретного шкідливої речовини, що видаляється з приміщення, мг / м 3
З п-концентрація шкідливої речовини в припливно повітрі, мг / м 3
в робочій зоні
Витрата повітря для забезпечення норм вибухопожежної безпеки ведуть за масою виділяються шкідливих речовин в даному приміщенні, здатних до вибуху
де С нк = 60 г / м 3 - нижня концентраційна межа поширення полум'я по пилоповітряної суміші.
Знайдене значення уточнюють у мінімальній витраті зовнішнього повітря:
L min = n m z = 80 25 1,3 = 2600 м 3 / год
де m = 25 м 3 / ч-норма повітря на одного працівника,
z = 1,3-коефіцієнт запасу.
n = 80 - число працівників
Остаточно L М = 34286 м 3 / год
Аеродинамічний розрахунок ведуть при заданих для кожної ділянки вентсеті значень їх довжин L, м, та витрат повітря L, м 3 / ч. Для цього визначають:
Кількість витяжного повітря по магістральних і іншим воздуховодам;
Сумарне значення коефіцієнтів місцевих опорів по i-ділянкам за формулою:
пов - коефіцієнт місцевого опору повороту (табл. 6 [2]);
ЗТ = ВТ n - сумарний коефіцієнт місцевого опору витяжних трійників;
СП - коефіцієнт місцевого опору при сполученні потоків під гострим кутом, СП = 0,4.
У відповідності з побудованою схемою повітроводів визначаємо коефіцієнт місцевих опорів. Усмоктувальна частина воздуховода об'єднує чотири відсмоктування і після вентилятора повітря нагнітається за двома напрямками.
На ділянках а, 1, 2 і 3 тиск губиться на вході у двох (чотирьох) відводи і в трійнику. Коефіцієнт місцевого опору на вході залежить від вибраної конструкції конічного колектора. Останній встановлюється під кутом = 30 і при співвідношенні l / d 0 = 0,05, тоді за довідковими даними коефіцієнт дорівнює 0,8. Два однакових круглих відведення запроектовані під кутом = 90 і з радіусом закруглення R 0 / d е. = 2.
Для них за табл. 14.11 [3] коефіцієнт місцевого опору 0 = 0,15.
Втрату тиску у штанообразном трійнику з кутом ответленія в 15 зважаючи малості (крім ділянки 2) не враховуємо. Таким чином, сумарний коефіцієнт місцевих опорів на ділянках а, 1,2,3
= 0,8 + 2 0,15 = 1,1
На ділянках б і в місцеві втрати опору тільки в трійнику, які через дрібниці (0,01 ... 0,003) не враховуємо. На ділянці г втрати тиску в перехідному патрубку від вентилятора орієнтовно оцінюють коефіцієнтом місцевого опору г = 0,1. На ділянці д розташоване випускна шахта, коефіцієнт місцевого опору залежить від обраної її конструкції. Тому вибираємо тип шахти з плоским екраном і його відносним подовженням 0,33 (табл. 1-28 [2]), а коефіцієнт місцевого опору становить 2,4. Так як втратою тиску в трійнику нехтуємо, то на ділянці д (включаючи і ПУ) отримаємо д = 2,4. На ділянці 4 тиск губиться на вільний вихід ( = 1,1 за табл. 14-11 [3]) і у відведенні ( = 0,15 за табл. 14-11 [3]). Крім того, слід орієнтовно передбачити втрату тиску на відгалуження в трійнику ( = 0,15), так як тут може бути суттєвий перепад швидкостей. Тоді сумарний коефіцієнт місцевих опорів на ділянці 4
4 = 1,1 + 0,15 + 0,15 = 1,4
Визначення діаметрів повітроводів з рівняння витрати повітря:
Обчислені діаметри округляються до найближчих стандартних діаметрів за додатком 1 книги [3]. За отриманими значеннями діаметрів перераховується швидкість.
За допоміжної таблиці з додатку 1 книги [3] визначаються динамічний тиск і приведений коефіцієнт опору тертя. Підраховуються втрати тиску:
Для спрощення обчислень складена таблиця з результатами:
N ділянки | L, м | | L 1, м 3 / год | d, мм | V, м / с | Па | Р, Па | Р I, 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 |
Як видно з таблиці, на ділянці 4 вийшла неприпустима нев'язка у 462 Па (57%).
Як видно з таблиці, на ділянці 2, 3 вийшла неприпустима нев'язка в 45 Па (13%).
Для ділянки 4: зменшуємо d з 400 мм до 250 мм, тоді
м / с,
при цьому = 418 Па і = 0.08, Р = 780 Па, Р = 80 Па, .
Для ділянки 2 і 3: зменшуємо d з 400 мм до 250 мм, тоді V = 10 м / с, при цьому = 226 Па і = 0.25, Р = 305 Па, Р = 80 Па, .
Вибір вентилятора.
З додатку 1 книги [3] за значеннями L потр = 34286 м 3 / год і Р I = 1186 Па обраний вентилятор Ц-4-76 № 12.5 Q в - 35000 м 3 / год, М в - 1400 Па, в = 0,84, п = 1. Звідси встановлена потужність електродвигуна становить:
де Q в - прийнята продуктивність вентилятора, N в - прийнятий напір вентилятора, в = - ккд вентилятора, п - ККД передачі.
З додатку 5 книги [3] за значеннями N = 75 кВт і = 1000 об / хв обраний електродвигун АО2-92-6 (АТ »- захисне виконання, 92 - розмір зовнішнього діаметра, 6 - число полюсів). Схема електродвигуна показана на рис.3.2.
Рис. 3.2. Схема електродвигуна А02-92-6
При цьому необхідно передбачити установку реверсивних магнітних пускачів для реверсування повітря при відповідних аварійних ситуаціях в даному приміщенні.
Вентилятор і електродвигун встановлюються на залізниці рамі при їх одноосьовому розташуванні. Для віброізоляції рама встановлюється на виброизолирующие матеріал. На воздухоотвода встановлюють діафрагму, а між ними і вентилятором перехідник.
Список використаної літератури: