з основ безпеки життєдіяльності
на тему: РОЗРАХУНОК МЕХАНІЧНОЇ ВЕНТИЛЯЦІЇ
Завдання
У виробничому приміщенні працюють 25 чоловік, робота середньої тяжкості. Оптимальна температура 21-23 0 С. Є 4 види обладнання, що живиться від електродвигунів. Установча потужність першого 0,4 кВт, другого - 0,27 кВт, третього - 1,7 кВт, четвертого - 0,12 кВт. Р = 35600 кДж/м 3 , норма расхода 4 м 3 /ч; и электрическая печь с N УСТ = 4 кВт. Є 2 печі: газова, працює на природному газі з Q Р = 35600 кДж / м 3, норма витрати 4 м 3 / год; і електрична піч з N УСТ = 4 кВт. УСТ = 12,6 кВт. Освітлювальна установка з ЛН: настановна потужність N УСТ = 12,6 кВт. Температура всередині виробничого приміщення Т ВВ = 23 0 С, зовні - Т ВН = 18 0 С.
Розрахувати надмірна кількість тепла, що надходить в приміщення, і механічну вентиляцію.
Розрахунок надлишкового кількості тепла від усіх джерел тепловиділення
Кількість тепла, що виділяється однією людиною, залежить від умов навколишнього середовища і ступеня тяжкості виконуваної ним роботи. Усереднена кількість тепла наведено в таблиці 1.
Таблиця 1
Виконуваності робота
Тепло, Вт
при 10 0 С
при 35 0 С
1. Стан спокою
160
93
2. Фізична робота а) легка
б) середньої тяжкості
в) важка
180
215
290
145
195
290
ИЗБ (чел) = 25*205 = 5125 Вт Q хат (осіб) = 25 * 205 = 5125 Вт
Тепловиділення виробничого приміщення від обладнання, що приводиться в дію електродвигунами:
ЭД = 1000 × N УСТ ×h 1 ×h 2 ×h 3 ×h 4 , [Вт]
Q ЕД = 1000 × N УСТ × h 1 × h 2 × h 3 × h 4, [Вт]УСТ
– установочная мощность, [кВт]; h 1 = 0,7..0,9 – коэффициент использования установочной мощности; h 2 = 0,5..0,8 – коэффициент загрузки оборудования; де N УСТ - настановна потужність, [кВт]; h 1 = 0,7 .. 0,9 - коефіцієнт використання настановної потужності; h 2 = 0,5 .. 0,8 - коефіцієнт завантаження обладнання;h 3 = 0,5 .. 1,0 - коефіцієнт одночасності роботи двигунів; h 4 = 0,2 - коефіцієнт, що характеризує частку механічної енергії, перетворюється в тепло. Залежить від потужності електродвигуна.
ИЗБ (эд) =1000* N УСТ *ŋ 1 *ŋ 2 *ŋ 3 *ŋ 4 Вт; где N УСТ [кВт]; ŋ 1 =0,8; ŋ 2 =0,6; ŋ 3 =1; ŋ 4 =0,2. Q хат (ед) = 1000 * N УСТ * ŋ 1 * ŋ 2 * ŋ 3 * ŋ 4 Вт; де N УСТ [кВт]; ŋ 1 = 0,8; ŋ 2 = 0,6; ŋ 3 = 1; ŋ 4 = 0,2.
ИЗБ (эд) =1000*(0,4+0,27+1,7+0,12)*0,8*0,6*1*0,2= 239 Вт Q хат (ед) = 1000 * (0,4 +0,27 +1,7 +0,12) * 0,8 * 0,6 * 1 * 0,2 = 239 Вт
Тепловиділення від печей, або інших джерел, що працюють на твердому, рідкому або газоподібному паливі, визначається за формулою:
П = 0,278 × Q Р × B ×a× n , Q П = 0,278 × Q Р × B × a × n,
Р – низшая рабочая теплота сгорания топлива, [кДж/м 3 ]; В – норма расхода топлива, [м 3 /ч]; де Q Р - нижча робоча теплота згоряння палива, [кДж / м 3]; В - норма витрати палива, [м 3 / ч];
- коэффициент, учитывающий долю тепла, поступающего в помещение; a - коефіцієнт, що враховує частку тепла, що надходить в приміщення;
– коэффициент одновременности работы печей. n - коефіцієнт одночасності роботи печей.
ИЗБ (п)=0,278* Q Р *В* α * n Q хат (п) = 0,278 * Q Р * В * α * n Р [м 3 /кДж]; α =0,3; n =1 де Q Р [м 3 / кДж]; α = 0,3; n = 1
ИЗБ (п)=0,278*35600*4*1=39587,2 Вт Q хат (п) = 0,278 * 35600 * 4 * 1 = 39587,2 Вт
Тепловиділення від електричних печей або ванн
ЭП = 1000 × N УСТ ×a× n , где N УСТ [кВт]; α =0,7; n =1 Q ЕП = 1000 × N УСТ × a × n, де N УСТ [кВт]; α = 0,7; n = 1
ИЗБ ( эп )= 1000*4*0,7*1=2800 Вт Q хат (еп) = 1000 * 4 * 0,7 * 1 = 2800 Вт
ОУ = 1000 × N УСТ . где N УСТ [кВт]; α=0,1 Тепловиділення від освітлювальних установок штучного освітлення: установки з ЛН розраховують за формулою: Q ОУ = 1000 × N УСТ. Де N УСТ [кВт]; α = 0,1
ИЗБ (оу)=1000*12,6*0,1=1260 Вт Q хат (оу) = 1000 * 12,6 * 0,1 = 1260 Вт
6. Загальне надмірна кількість тепла, що надходить в приміщення:
ИЗБ = ∑ Q ИЗБ Q хат = Σ Q хат
ИЗБ =5125+239+39587,2+2800+1260= 49011,2 Вт Q хат = 5125 +239 +39587,2 +2800 +1260 = 49011,2 Вт
Розрахунок механічної вентиляції приміщення
Викреслюють схему системи вентиляції. Позначають вигини, прямолінійні ділянки.
Рис. 1. Схема системи вентиляції приміщення
2. Т i и диаметр труб воздуховодов d Т j считаем заданными, [м]: l Т I = 4, l Т II = 2, l Т III = 1, l Т IV = 5, l Т V = 4, l Т VI = 3, l Т VII = l Т XI = l Т XII = 15, l Т VIII = 3, l Т IX = 5, l Т X = 10; d Т I = d Т II = d Т III = d Т IV = 0,5, d Т V = d Т VIII = d Т IX = 0,3, d Т VI = d Т VII = d Т X = d Т XI = d Т XII = 0,15. Довжину прямолінійних ділянок l Т i і діаметр труб повітроводів d Т j вважаємо заданими, [м]: l Т I = 4, l Т = II 2, l Т III = 1, l Т IV = 5, l Т V = 4, l Т VI = 3, l Т VII = l Т XI = l Т XII = 15, l Т VIII = 3, l Т IX = 5, l Т X = 10; d Т I = d Т II = d Т III = d Т IV = 0,5, d Т V = d Т VIII = d Т IX = 0,3, d Т VI = d Т VII = d Т X = d Т XI = d Т XII = 0,15.
3. Визначимо необхідний повітрообмін, який повинен бути в приміщенні. Для видалення з приміщення надлишкової кількості тепла, необхідний повітрообмін розраховують за формулою:
, [М 3 / год]
ИЗБ – избыточное количество тепла, которое выделяется в помещении всеми источниками, [Вт]; С = 1 Дж/кг × К – теплоемкость сухого воздуха; r = 1,174 кг/м 3 - плотность воздуха; Т ВВ , Т ВН – температура воздуха внутри помещения и снаружи соответственно, 0 С. де Q хат - надмірна кількість тепла, що виділяється в приміщенні всіма джерелами, [Вт]; С = 1 Дж / кг × К - теплоємність сухого повітря; r = 1,174 кг / м 3 - щільність повітря; Т ВВ, Т ВН - температура повітря всередині приміщення і зовні відповідно, 0 С.
= W T = = 37572,5 м 3 / год
4. = K З W T , где K З = 1,3..2,0 – коэффициент запаса. Визначають продуктивність вентилятора: W B = K З W T, де K З = 1,3 .. 2,0 - коефіцієнт запасу.
В =1,7*37572,5=63873,25 W В = 1,7 * 37572,5 = 63873,25
5. Розрахуємо втрати напору на прямолінійних ділянках повітроводів:
,
ср – средняя скорость движения воздуха на рассчитываемом участке воздушной сети. Y Т = 1,02 - коефіцієнт, що враховує опір труб; v сер - середня швидкість руху повітря на розраховується ділянці повітряної мережі.
ср = 8..10 м/с , а для наиболее удаленных участков v ср = 1..4 м/с . На ділянках, прилеглих до вентилятора v ср = 8 .. 10 м / с, а для найбільш віддалених ділянок v ср = 1 .. 4 м / с.
H P (I) = Па H P (II)= = 43,11 Па H P (II) =
Па = 193,99 Па
H P (III) = Па H P (IV)= = 97,00 Па H P (IV) =
Па = 53,89 Па
H P (V) = Па H P (VI)= = 71,85 Па H P (VI) =
Па = 107,77 Па
H P (VII) = Па H P (VIII)= = 538,87 Па H P (VIII) =
Па = 53,89 Па
H P (IX) = Па H P (X)= = 89,81 Па H P (X) =
Па = 359,24 Па
H P (XI) = Па H P (XII)= = 538,87 Па H P (XII) =
Па = 538,87 Па
Визначаємо сумарні втрати напору на всіх прямолінійних ділянках повітряної мережі:
.
=43,11+193,99+97,00+53,89+71,85+107,77+538,87+53,89+89,81+359,24+ +538,87+538,87=2687,16 Па H PI = 43,11 +193,99 +97,00 +53,89 +71,85 +107,77 +538,87 +53,89 +89,81 +359,24 + +538,87 +538, 87 = 2687,16 Па
Розраховують місцеві втрати напору у вигинах, переходах, жалюзі:
,
М – коэффициент местных потерь. Y М выбирается из таблицы 2. де Y М - коефіцієнт місцевих втрат. Y М вибирається з таблиці 2.
Таблиця 2
Найменування місцевого опору
Y М
Вигин a = 90 0
a = 120 0
a = 150 0
1,1
0,5
0,2
Перехід розширення
звуження
0,5 .. 0,8
0,2 .. 0,3
Жалюзі вхід
вихід
0,5
3,0
Па H MJ (2)=0,5*1,1*1,174*9 2 =52,30 Па H MJ (1) = 0,5 * 3,0 * 1,174 * 9 2 = 142,64 Па H MJ (2) = 0,5 * 1,1 * 1,174 * 9 2 = 52,30 Па
Па H MJ (4)=0,5*0,5*1,174*3 2 =2,64 Па H MJ (3) = 0,5 * 0,7 * 1,174 * 3 2 = 3,70 Па H MJ (4) = 0,5 * 0,5 * 1,174 * 3 2 = 2,64 Па
Па H MJ (5,6,7,8,11,12,13,14,16,17,18,19) = 0,5 * 0,5 * 1,174 * 3 2 = 2,64 Па
Па H MJ (10)=0,5*0,7*1,174*3 2 =3,70 Па H MJ (9) = 0,5 * 1,1 * 1,174 * 3 2 = 5,81 Па H MJ (10) = 0,5 * 0,7 * 1,174 * 3 2 = 3,70 Па
Па H MJ (15) = 0,5 * 1,1 * 1,174 * 3 2 = 5,81 Па
Визначаємо сумарні місцеві втрати напору:
.
=142,64+ 52,30 +2* 3,70 +13* 2,64 +2*5,81=248,28 Па H MJ = 142,64 + 52,30 +2 * 3,70 +13 * 2,64 +2 * 5,81 = 248,28 Па
Визначаємо сумарні втрати напору в системі: Н Л = Н П + Н М, де Н Л - втрати напору на лінії.
Л =2687,16+248,28=2935,44 Па. H Л = 2687,16 +248,28 = 2935,44 Па.
У результаті проведених розрахунків має виконуватися така умова:
т.е. Н Л = Н В. Тобто такий тиск повинен забезпечити вентилятор.