Розрахунок стінок траншей стійок бокових стінок механічної вентиляції для виробничих приміщень

=4,905*1600 кг/м ³ *(1,5м) ² tg (45 ^o -26/2)=114 328,49 н/м. Q = 4,905 * 1600 кг / м ³ * (1,5 м) ² tg (45 ^o -26 / 2) = 114 328,49 н / м.

1 кг = 9,81 М.

Максимальна величина бічного тиску на глибині «Н» визначається за формулою:

= 9,81* y * H * tg ² (45 ^o - φ /2), н/м ² , (2) σ _n = 9,81 * y * H * tg ² (45 ^o - φ / 2), н / м ^2, (2)

= 9,81*1600 кг/м ³ *1,5м tg ² (45 ^o -26/2)=10 359,36 н/м ² , σ _n = 9,81 * 1600 кг / м ³ * 1,5 м tg ² (45 ^o -26 / 2) = 10 359,36 н / м ^2,

де Н - глибина траншеї, м;

– плотность грунта, кг/м ³ ; y - щільність грунту, кг / м ^3;

– угол естественного откоса в градусах. φ - кут природного укосу в градусах.

а) Розрахунок стійок

Стійку розраховуємо на вигин як балку, що лежить на двох опорах, з навантаженням розподіленої по трикутнику (рис.2).

Максимальний момент, що вигинає балку, визначаємо за формулою:

=0,128*Р*Н, Н*см, (3) М _max = 0,128 * Р * Н, Н * см, (3)

* b ; н де Р = Q * b; н

Р = 114 328,49 * 1,2 = 137 194,18 н; (4)

= 0,128*137 194,18 *150 см=2 634 128,34 Н*см, М _max = 0,128 * 137 194,18 * 150 см = 2634 128,34 Н * см,

– полное активное давление грунта на стенку крепления на 1 пог. де Q - повне активний тиск грунту на стінку кріплення на 1 пог. метр, Н / м (формула 1);

– расстояние между стойками, м (рис. 1); b - відстань між стійками, м (рис. 1);

Н - глибина траншеї, см (рис. 1).

Визначаємо момент опору за формулою:

= M _max / R _и , см ³ ; (5) W = M _max / R _і, см ^3; (5)

– момент сопротивления, см ³ ; де W - момент опору, см ^3;

– максимальный изгибающий момент, Н*см (формула 3); M _max - максимальний згинальний момент, Н * см (формула 3);

_и – расчетное сопротивление материала стоек на изгиб, Н/см ² (табл. 3). R _і - розрахунковий опір матеріалу стійок на вигин, Н / см ² (табл. 3). (З урахуванням коефіцієнта роботи).

= 2 634 128,34 /1570=1 958,46 см ³ . W = 2 634 128,34 / 1570 = ​​1 958,46 см ^3.

Приймаються стійку круглого перерізу. ) равен: Для круглого перерізу момент опору (W) дорівнює:

=π d ³ _с /32, см ³ , (6) W = π d ³ _с / 32, см ^3, (6)

_с – диаметр стойки, см. (рис.1). де d _с - діаметр стійки, см. (рис.1).

з формули (6):

_с = d _з = = 27,13, см. (7)

б) Розрахунок розпірок між стійками

На розпірку (рис. 1 і 2) буде передаватися опорна реакція від тиску грунту, і стискати її. Стискувані розпірки розраховуються на міцність і стійкість.

Величину опорних реакцій визначаємо за формулою для балки, вільно опертої по кінцях, при навантаженні розподіленої по трикутнику. Розрахунок ведемо для точок «А» і «В» (рис.2):

Точка «А»:

₌ N _{A =} , Н; (8)

=1/3*137 194,18 =45 731,39 Н; N _A = 1 / 3 * 137 194,18 = 45 731,39 Н;

Точка «В»:

_В= N _{В =} , Н; (9)

_В =2/3*137 194,18 =91 462,79 Н. N _В = 2 / 3 * 137 194,18 = 91 462,79 Н.

де Р - навантаження на стійку, Н (ф-ла 4).

Визначаємо перетин розпірок:

Точка «А»:

= F _A = , См ^2. (10)

=45 731,39 /1088=42,03 см ² . F _A = 45 731,39 / 1088 = 42,03 см ^2.

Точка «В»:

_В = F _В = , См ² (11).

_В =91 462,79 /1088=84,07 см ² . F _В = 91 462,79 / 1088 = 84,07 см ^2.

де F _{A В} – площади поперечного сечения распорок, см ^2; і F _В - площі поперечного перерізу розпірок, см ^2;

и N _В – нагрузка на распорку, Н (ф-лы 8 и 9); N _A і N _В - навантаження на розпірку, Н (ф-ли 8 і 9);

– расчетное сопротивление сжатия, Н/см (табл. 3). R _c - розрахунковий опір стиску, Н / см (табл. 3).

Приймаються круглий перетин розпірок і визначаємо їх діаметри:

Точка «А»:

= d _pa = , См (12)

= d _pa = = 7,32 см.

точка «В»:

_В = d _{p В} = , См (13)

_В = d _{p В} = и d _{p В} – диаметр распорок, см; = 10,35 см, де d _pa і d _{p В} - діаметр розпірок, см;

F _{A В} – площади поперечного сечения распорок, см ² (ф-лы 10, 11). і F _В - площі поперечного перерізу розпірок, см ² (ф-ли 10, 11).

Перевіряємо розраховані розпірки на стійкість за формулою (розрахунок ведемо для розпірок в тт. «А» і «В»):

, (14) ≤ R _c, (14)

=1280 Н/см ² ; 1429,8> R _c = 1280 Н / см ^2;

=1280 Н/см ² . 1235,7> R _c = 1280 Н / см ^2.

– нагрузка на распорку, Н (ф-лы 8,9); де N - навантаження на розпірку, Н (ф-ли 8,9);

– Площадь поперечного сечения распорок, см ² (ф-лы 10, 11); F - Площа поперечного перерізу розпірок, см ² (ф-ли 10, 11);

– расчетное сопротивление древесины сжатию вдоль волокон, Н/см ² (табл. 3); R _c - розрахунковий опір деревини стиску вздовж волокон, Н / см ² (табл. 3);

ƒ - коефіцієнт поздовжнього згину, що визначається за формулами:

/100) ² при λ ≤75; (15) ƒ = 1-0.8 (λ / 100) ² при λ ≤ 75; (15)

ƒ _А = 1-0.8 (54,66 / 100) ² = 0,76;

ƒ _У = 1-0.8 (38,65 / 100) ² = 0,88.

² при λ >75; (16) ƒ = 3100 / λ ² при λ> 75; (16)

= L / r , (17) λ = L / r, (17)

_А =100/1,83=54,66; λ _А = 100 / 1,83 = 54,66;

_В = 100/2,59=38,65. λ _В = 100 / 2,59 = 38,65.

– гибкость элемента (распорки); де λ - гнучкість елемента (розпірки);

– расчетная длина элемента, см (рис.1); L - розрахункова довжина елемента, см (рис.1);

– радиус инерции сечения элемента. r - радіус інерції перерізу елемента.

= r = , Див. (18)

_А = r _А = = 1,83 см,

_В = r _В = = 2,59 см

– момент инерции элемента, см ⁴ . де I - момент інерції елемента, см ^4.

Для круглого перерізу елемента (розпірки):

== I == , См ^4. (19)

_А = I _А = = 140,66 см ^4;

_В = I _В = = 562,65 см ^4.

– Площадь поперечного сечения распорок, см ² (ф-лы 10, 11); F - Площа поперечного перерізу розпірок, см ² (ф-ли 10, 11);

– диаметр распорки, см (ф-лы 12, 13). d _p - діаметр розпірки, см (ф-ли 12, 13).

Якщо перевірка за ф-ле (14) показала, що отримані за розрахунком на міцність розпірки не стійкі як в точці «А», так і в точці «В», то необхідно збільшити діаметри розпірок в точках «А» і «В» і знову перевірити їх на стійкість за вищенаведеною методикою і остаточно прийняти діаметри розпірок в точках «А» і «В».

Таким чином, з перевірки розпірка не стійка в точці «А», тому необхідно збільшити діаметр розпірки в точці і знову перевірити її на стійкість і остаточно прийняти діаметр розпірки в точці «А». Ми прийняли діаметр до 8,5 см, результати обчислень наведені у додатку № 1.

в) Розрахунок обшивки бічних стінок

Для розрахунку беремо саму нижню дошку обшивки кріплення (рис.1). и высотой, равной ширине доски а (рис. 1,2). Для спрощення приймаємо, що нижня дошка навантажена за законом прямокутника з основою σ _n і висотою, що дорівнює ширині дошки а (рис. 1,2).

Визначаємо тиск на дошку за формулою:

*а, н/м, (20) Р ₁ = σ _n * а, н / м, (20)

Р _{1 =} 2 071,87 н / м.

де Р ₁ - тиск на дошку, н / м;

σ _n - Максимальна величина бічного тиску на глибині, н / м ² (ф-ла 2);

а - ширина дошки, м.

Розглядаємо дошку, як балку, що лежить на двох опорах з рівномірно розподіленим навантаженням (рис. 3).

Рис. 3 Схема до розрахунку обшивки бічних стінок кріплення

Визначаємо максимальний момент, що вигинає дошку за формулою:

M _max = = = 310,78 н * м, (21)

де Р ₁ - тиск на дошку, н / м (ф-ла 20);

– длина доски (расстояние между стойками), м (рис. 1) b - довжина дошки (відстань між стійками), м (рис. 1)

Визначаємо момент опору за формулою:

^/ = 100 M _max / R _и =100*310,78/1345=23,11 см ³ (22) W ^/ = 100 M _max / R _і = 100 * 310,78 / 1345 = 23,11 см ³ (22)

де ^/ – момент сопротивления доски, см ³ W ^- момент опору дошки, см ³

– максимальный изгибающий момент, Н*м (ф-ла 21); M _max - максимальний згинальний момент, Н * м (ф-ла 21);

_и – расчетное сопротивление материала доски на изгиб, Н/см ² (табл. 3). R _і - розрахунковий опір матеріалу дошки на вигин, Н / см ² (табл. 3).

(рис.1) по формулам: Для дощок шириною «а» визначаємо товщину дошки t (рис.1) за формулами:

^/ = W ^/ = = , См ³ (23)

=6 W ^/ /а ² =6*23,11/(20) ² =0,34 см , где Звідки t = 6 W ^{/ /} а ² = 6 * 23,11 / (20) ² = 0,34 см, де

^/ – момент сопротивления доски, см ³ (ф-ла 22); W ^- момент опору дошки, см ³ (ф-ла 22);

а - ширина дошки, см;

– толщина доски, см. Результаты расчетов приведены в приложении №1. t - товщина дошки, см. Результати розрахунків наведено у додатку № 1.

2. Розрахунок механічної вентиляції для виробничих приміщень

Завдання:

Необхідно провести розрахунок механічної вентиляції, ремонтних майстерень, що складаються з 5 відділень, а саме: 1. верстатне відділення; 2. відділення ремонту паливної апаратури; 3. термічне відділення; 4. мийне відділення; 5. деревообробному відділення.

Розташування приміщень відділень, вентилятора і воздуховодов з фасонними частинами показано на рис. 4. Там же показані ділянки магістрального воздухоотвода і відгалуження.

Система вентиляції - припливна.

Для системи вентиляції застосувати:

1. Відцентровий вентилятор з електродвигуном. Привід від електродвигуна до вентилятора в залежності від кількості оборотів підібраних вентилятора та електродвигуна;

2. Воздухоотводи сталеві круглого перерізу;

3. При підрахунку втрат напору за воздухоотвода, рекомендуються наступні значення швидкостей руху повітря по воздухоотвода:

магістральні - до 12 м / с;

відгалуження - до 6 м / с.

4. Діаметри воздухоотводов визначають для всіх ділянок вентиляційної системи (ділянки 1-9 на рис.4.). Для магістрального воздуховода (ділянки 1-5 на рис.4.) На всіх ділянках прийняти, по можливості, однаковий діаметр.

5. Визначення втрат напору (тиску) проводити тільки для магістрального воздуховода (ділянка 1-5 на рис.4.);

6. Вихідні дані - за відповідною цифрі шифру;

7. Результати розрахунку зведені в табл.;

Рис. 4.

Вентиляція - часткова або повна заміна забрудненого повітря чистим.

За родом дії вентиляція поділяється на вентиляцію - в приміщення подається чисте повітря; витяжну - з приміщення видаляється забруднене повітря; припливно-витяжну - з приміщення видаляється забруднене повітря і одночасно подається чисте повітря.

Системи вентиляції можуть бути з природним і механічним (штучним) спонукою руху повітря. У першому випадку переміщення повітря здійснюється за рахунок різниці об'ємних ваг (тиску) зовнішнього і внутрішнього (у приміщенні) повітря чи за рахунок дії вітру, у другому - переміщення повітря здійснюється за допомогою вентиляторів.

Механічна вентиляція може бути загальнообмінної і місцевої. Загальнообмінна - обмінюється все повітря в приміщенні; місцева - видаляються шкідливості безпосередньо на місці їх утворення.

У цьому завданні розглядається загальнообмінна припливна вентиляція.

Для розрахунку загальнообмінної вентиляції в першу чергу необхідно знати повітрообмін.

Повітрообміном називається часткова або повна заміна забрудненого повітря приміщень чистим вентиляційно обробленим або атмосферним повітрям.

Визначити повітрообмін можна за різними формулами в залежності від що виділяються в атмосферу приміщення шкідливостей.

1. За кратність повітрообміну.

Кількість повітря, що подається або видаляється з приміщення за 1 год, віднесене до внутрішньої кубатури приміщення, називається кратністю повітрообміну (ф-ли 25, 26)

, (25)

– кратность воздухообмена; де k - кратність повітрообміну;

– объем подаваемого или удаляемого воздуха (воздухообмен), м ³ /ч; L - обсяг подається або видаляється повітря (повітрообмін), м ³ / год;

– внутренняя кубатура (объем) помещения, м ³ . W - внутрішня кубатура (об'єм) приміщення, м ^3.

(26) L = kW (26)

Таблиця № 4

Визначати кількість повітря для вентиляції по кратності повітрообміну не допускається за винятком випадків, обумовлених у нормативних документах (в атмосферу приміщення виділяється багато шкідливих речовин, серед яких неможливо визначити пануючу шкідливість, наприклад - верстатне відділення майстерень і т.д.).

Значення кратностей повітрообміну наведені в таблиці № 4.

Повітрообмін повинен визначатися в залежності від виділяється в приміщенні шкідливості. До факторів, шкідливий вплив яких усувається за допомогою вентиляції, відносяться: а) надлишкове тепло, б) надлишкові водяні пари - волога, в) гази і пари хімічних речовин; г) токсична і нетоксична пил; д) радіоактивні речовини.

У нашому випадку:

) верстатне відділення (I)

= kW =2,5*180м ³ =450 м ³ /ч. L = kW = 2,5 * 180м ³ = 450 м ³ / ч.

2. За надлишкового тепла.

, М ³ / год (27)

_изб – избыточное количество тепла, поступающего в помещение, Дж/ч (ккал/ч); де Q _хат - надмірна кількість тепла, що надходить в приміщення, Дж / ​​год (ккал / ч);

– средняя удельная теплоемкость воздуха, принимается равной 1005,5 Дж/кг*град (0,24 ккал/кг*град); G - середня питома теплоємність повітря, приймається рівною 1005,5 Дж / ​​кг * град (0,24 ккал / кг * град);

_вн – температура воздуха, удаляемого из помещения, С ^о ; t _вн - температура повітря, що видаляється з приміщення, З ^о;

_н – температура наружного воздуха, поступающего в помещение, С ^о ; t _н - температура зовнішнього повітря, що надходить в приміщення, З ^о;

- Щільність зовнішнього повітря, кг / м ^3.

): Термічне відділення (III):

_изб = 2*4190000=8380000 Дж/ч; Q _хат = 2 * 4190000 = 8380000 Дж / ​​год;

= 683,12 м ³ / ч.

3. За надлишку водяної пари.

, М ³ / год (28)

_вп – масса водяных паров, выделяющихся в помещение, г/ч; де G _вп - маса водяної пари, що виділяються в приміщення, м / год;

_в – содержание паров в 1 кг воздуха в помещении при относительной влажности φ _в , соответствующей температуре помещения t _в , г; q _в - вміст пари в 1 кг повітря в приміщенні при відносній вологості φ _в, що відповідає температурі приміщення t _в, г;

_н – содержание паров в 1 кг воздуха подаваемого в помещение при его относительной влажности φ _н , соответствующей температуре помещения t _н , г; q _н - вміст пари в 1 кг повітря, що подається в приміщення при його відносній вологості φ _н, відповідній температурі приміщення t _н, м;

): Мийне відділення (IV):

= 327,86 м ³ / ч.

4. За газової шкідливості.

, М ³ / год (29)

де К - вагова кількість газів, що виділяється в приміщенні, мг / год;

До _доп - гранично допустима концентрація газів (таблиця № 5), мг / м ^3;

До _пр - концентрація газів в припливно повітрі, мг / м ^3.

Таблиця № 5

Гранично допустима концентрація газів і парів токсичних рідин у виробничих приміщеннях

): Відділення ремонту паливної апаратури (II):

= 66,6, м ³ / ч.

5. За пилу.

, М ³ / год (30)

де Р - кількість пилу, що виділяється в приміщенні, мг / год;

Р _доп - допустима кількість пилу в приміщенні (таблиця № 6);

Р _пр - кількість пилу в припливно повітрі, мг / м ^3.

Таблиця № 6

Допустима концентрація пилу у виробничих приміщеннях

): Деревообделочной відділення (V):

= 50 м ³ / ч.

а) Визначення необхідного тиску

Системи механічної вентиляції складається з вентиляційного агрегату (вентилятор і електродвигун) і воздухоотводов для подачі повітря на певні відстані.

Для пересування заданої кількості повітря по воздуховодам на подолання опору тертя по шляху руху повітря і місцевих опорів (у фасонних частинах воздухоотводов).

У цьому вправі прийняті воздухоотводи круглого перерізу.

Для практичних розрахунків тиск (Р), необхідне для подолання опору при русі повітря у повітряних відводах, визначається за формулою 31.

, Па (31) Р = RL + Z, Па (31)

– потери давления на трение в воздухоотводе длиной 1 м, Па (определяется по таблице данной в методике); де R - втрати тиску на тертя в воздухоотвода довжиною 1 м, Па (визначається за таблицею даної в методикою);

– длина участка воздухоотвода, м; L - довжина ділянки воздухоотвода, м;

- Втрати тиску в місцевих опорах в тому ж воздухоотвода, Па;

Σ е - сума коефіцієнтів місцевих опорів на даній ділянці воздухоотвода (визначається за таблицею даної в методикою);

- Динамічний тиск, Па (визначається за таблицею даної в методиці).

Втрати тиску в розрахунковій гілки воздухоотводов становлять суму втрат тиску в ділянках, складових розраховується гілка (ф-ла 32).

+ Z ), Па. (32) Р = Σ (RL + Z), Па. (32)

Всі розраховані дані наведені у додатку № 2.

б) Підбір вентиляційного агрегату

До складу вентиляційного агрегату входять вентилятор і електродвигун, що приводить у рух робоче колесо вентилятора.

У цьому завданні для розраховується системи вентиляції застосовуються відцентрові вентилятори.

Вентилятор підбирають за потрібної продуктивності потребному тиску, користуючись характеристиками рис. 5., Що представляє собою графічну залежність тиску, від числа оборотів від продуктивності вентилятора.

Для підбору вентилятора потребную продуктивність визначають за формулою:

_вент = L _расч *k , (33) L _вент = L _розр * k, (33)

_расч – полученный по расчету суммарный воздухообмен для всех вентилируемых помещений, м ³ /ч; L _розр - отриманий за розрахунком сумарний повітрообмін для всіх вентильованих приміщень, м ³ / год;

– коэффициент запаса – k =1,1 – для стальных воздуховодов длинной до 50 м; k =1,15 – для стальных воздуховодов длиной более 50 м. k - коефіцієнт запасу - k = 1,1 - для сталевих повітропроводів довжиною 50 м; k = 1,15 - для сталевих повітропроводів довжиною понад 50 м.

_вент =1577,58*1,1=1735,34 м ³ /ч L _вент = 1577,58 * 1,1 = 1735,34 м ³ / год

Тиск для підбору вентилятора (Р _вент) визначають за формулою:

Р _вент = Р _розр * , (34)

Р _розр - тиск, підрахована за формулами 31, 32 для всієї системи вентиляції, Па;

- Коефіцієнт запасу, = 1,1.

Р _вент = 942,95 Па

_вент и Р _вент не попадают на характеристику одного из вентиляторов, имеющихся на графике, то принимают ближайший подходящий вентилятор и, изменяя число оборотов вентилятора, получают требуемую по расчету производительность и давление. Якщо при підборі вентилятора отримані величини L _вент і Р _вент не потрапляють на характеристику одного з вентиляторів, наявних на графіку, то приймають найближчий підходящий вентилятор і, змінюючи число обертів вентилятора, отримують необхідну за розрахунком продуктивність і тиск.

Перерахунок робити згідно з формулами:

₂ = L ₁ L ₂ = L ₁ , (35)

P ₂ = P ₁ ( (36)

N ₂ = N ₁ ( (37)

₁ – число оборотов по характеристике; де n ₁ - число оборотів по характеристиці;

₂ – число оборотов измененное; n ₂ - число оборотів змінене;

₁ N ₁ – соответственно производительность, давление и мощность по характеристике; P ₁ N ₁ - відповідно продуктивність, тиск і потужність по характеристиці;

₂ N ₂ –производительность, давление и мощность расчетные. P ₂ N _{2-продуктивність,} тиск і потужність розрахункові.

Електродвигун підбирається за настановної потужності і числа оборотів вентилятора (визначається за таблицею даної в методиці).

Необхідну потужність електродвигуна визначають за формулою:

_в = N _в = = (38)

_в – мощность, потребляемая вентилятором, кВт; де N _в - потужність, споживана вентилятором, кВт;

- К.к.д. вентилятора (за характеристикою);

- К.к.д. приводу, що приймається:

для електровентиляторів - 1,0;

для муфтового з'єднання - 0,98;

для клинопасової передачі - 0,95.

Установчу потужність електродвигуна визначають за формулою:

_уст = m * N _в , (39) N _вуст = m * N _в, (39)

– коэффициент запаса мощности электродвигателей (таблица № 7). де m - коефіцієнт запасу потужності електродвигунів (таблиця № 7).

Коефіцієнт запасу потужності електродвигунів при відцентрових вентиляторах

Таблиця № 7