МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ РФ
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ
Пензенська ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
АРХІТЕКТУРИ І БУДІВНИЦТВА
Інститут Інженерної Екології
Кафедра теплогазопостачання і вентиляції
Пояснювальна записка
Позначення ТГВ-41
Керівник
Робота захищена Оцінка
Зміст
Введення
1 Вибір параметрів повітря
1.1 Вибір розрахункових параметрів зовнішнього повітря
1.2 Вибір розрахункових параметрів внутрішнього повітря
2 Опалення
2.1 Тепловтрати через зовнішні огороджувальні конструкції будівлі
2.2 Тепловтрати на нагрів інфільтрують повітря
2.3 Тепловтрати на нагрів автотранспорту
2.4 Тепловтрати на нагрів автотранспорту
3 Вентиляція
3.1 Розрахунок теплопоступленій від устаткування
3.2 Розрахунок теплопоступленій від сонячної радіації
3.3 Розрахунок теплопоступленій від остигаючого матеріалу
3.4 Тепловий баланс розрахункових приміщень
3.5 Місцева витяжна вентиляція
3.6 Розрахунок повітрообміну
3.7 Повітряний баланс приміщень
3.8 Розрахунок чергового опалення
3.9 Розрахунок аерації
3.10 Розрахунок повітряної теплової завіси
4 Аеродинамічний розрахунок систем вентиляції
4.1 Аеродинамічний розрахунок системи П1
4.2 Аеродинамічний розрахунок системи В1
4.3 Аеродинамічний розрахунок системи В2
5 Аеродинамічний розрахунок припливної системи аспірації
УНІРС. Факельний викид
Список використаних джерел
Додаток А (обов'язковий) - Розрахунок сонячної радіації
Введення
Основне завдання виконання проекту промислової вентиляції - забезпечення ефективності роботи вентиляційних систем, які сприяють поліпшенню умов праці, підвищення її продуктивності та якості продукції, що випускається, виробничого травматизму та професійних захворювань, захист навколишнього середовища від виробничих забруднень.
Ефективність роботи систем багато в чому залежить від правильності виконання інженерних розрахунків, застосування новітнього обладнання, засобів автоматизації, умов експлуатації.
Технологічні процеси, пов'язані з виробництвом і переробкою пластмас, супроводжуються, як правило, тепло-, пило-, газовиділення і виробничим шумом.
Наявність шкідливих виділень у поєднанні з підвищеною температурою повітря, шумом та іншими несприятливими факторами зумовлює несприятливу санітарно-гігієнічну обстановку на деяких підприємствах, пов'язаних з виробництвом або переробкою пластмас.
Для пресових цехів характерні висока температура повітря робочої зони (до 36 0 С), теплове опромінення робочих місць (до 250 Вт / м 2). На ділянках підготовки прес-матеріалів (розтирання, таблетування) відзначається підвищена запиленість, в 5-7 разів вище припустимої.
Ливарні машини та екструзійні цехи відрізняються підвищеним рівнем шуму. Переробка пластмас супроводжується вивільненням пов'язаних і утворенням нових хімічних речовин, частіше дуже токсичних. Тому, щоб стан повітряного середовища відповідало вимогам нормативних документів, необхідно виконати комплекс різних заходів, що включають технологічні, об'ємно-планувальні та вентиляційні рішення.
1 Вибір параметрів повітря
При проектуванні систем вентиляції та опалення механічного цеху параметри в робочій зоні приймаються в залежності від характеру і категорії роботи, а також від величини надлишків теплоти. Роботи, виконувані в цьому цеху, відносяться до категорії робіт середньої тяжкості (
Згідно із завданням в курсовому проекті розглядається цех пластмас, що знаходиться в місті Іваново. Фасад будівлі орієнтований на захід.
1.1 Вибір розрахункових параметрів зовнішнього повітря
Розрахункові параметри зовнішнього повітря приймаються відповідно до [1, додаток 7]: для теплого періоду за параметрами А; для холодного періоду - за параметрами Б. Всі дані зводимо в таблицю 1.
1.2 Вибір розрахункових параметрів внутрішнього повітря
Розрахункові параметри внутрішнього повітря приймаємо у відповідність до [1, дод. 2], але температура внутрішнього повітря не повинна бути більше вказаних в [1, дод. 2]. Всі дані зводимо в таблицю 2.
Для теплого періоду року вона розраховується за формулою
де
t в = 21,8 + 4 = 25,8 о С.
2 Опалення
2.1 Тепловтрати через зовнішні огороджувальні конструкції будівлі
При виконанні курсового проекту втрати теплоти через зовнішні огороджувальні конструкції будівлі визначають за укрупнені показниками, Вт, на весь об'єм приміщення, за формулою
Q = q ∙ (t в - t н) ∙ V н , (2.1)
де q - питома теплова характеристика будівлі, (приймається в залежності від обсягу будинку по [3, прил.4]), Вт / (м 3 о C);
t в - температура повітря всередині приміщення, ° С;
t н - температура зовнішнього повітря за параметром Б, ° С;
V н - Зовнішній обсяг будинку, м 3.
Q = 0,53 ∙ 6318 ∙ (18 - (-39)) = 223278, Вт.
2.2 Тепловтрати на нагрів інфільтрують повітря
Вихідні дані:
1.Рассчітать витрата теплоти на нагрівання ірфільтрующегося через вікно повітря в приміщенні механічного цеху.
2.Висота будівлі від рівня землі до верху карнизу H = 6 м.
3.Висота вікна дорівнює 4,2 м., ширина 5 м., відстань від підлоги до верху вікна - 5,4 м.
4.Для скління значення К = 0,4
5.Плотность зовнішнього повітря при t н = -39, ρ = 1,5 кг / м ³.
6.Коеффіціент врахування впливу зустрічного теплового потоку в конструкціях дорівнює к = 1.
7.Коеффіціент урахування зміни швидкісного тиску вітру дорівнює К н = 0,8.
8.Удельний вага зовнішнього повітря при t н = -39 ° С визначаємо за формулою
γ н = QUOTE
, І він становить 13,4 н / м, і внутрішнього повітря при QUOTE 
= 19 ° С як γ н QUOTE 
= QUOTE 
9.Аеродінаміческіе коефіцієнти С н = 0,8 З п = -0,6.
10.Скорость вітру ν = 3,2 м / с.
Приклад розрахунку:
1.Определяем різниця тисків повітря на зовнішню і внутрішню поверхні огородження, ΔP, Па за формулою:
ΔP = (Hh) ∙ (γ н QUOTE
- Γ в QUOTE 
) +0,5 ∙ ν ² ∙ ρ н QUOTE 
(QUOTE 
До (2.2)
- Для вікна:
ΔP = (6-2,7) ∙ (14,8-11,9) +0,5 ∙ 1,5 ∙ 3,2 2 (0,8 +0,6) ∙ 0,4 = 13,9 Па
Аналогічно розрахунок ведеться і для дверних прорізів
- Для дверей:
ΔP = 15,9 Па
2.Вичісляем витрата інфільтрують повітря Σ G і, кг / год за формулою:
Σ G і = QUOTE
+ ΣА 2 G (Δp / Δp січня) 0,67 + 3456 ∙ ΣА ∙ ΔР 0,5 (2.3)
G =
3.Вичісляем витрата теплоти для нагрівання інфільтрують повітря Q і, Вт:
Q і = 0,28 ∙ Σ G і ∙ (t в-t н) ∙ k (2.4)
Q і = 0,28 ∙ Σ G і ∙ (t в-t н) ∙ k = 0,28 ∙ 1917 (1918 +39) ∙ 0,8 = 24479 Вт
2.3 Тепловтрати на нагрів автотранспорту
Переймаючись маркою автомашини і значеннями
де
2.4 Тепловтрати на нагрівання матеріалу надходить до цеху
За відомим значенням
де G м - маса вступників однорідних матеріалів протягом однієї години, кг
β - коефіцієнт враховує поглинання теплоти за часом, (приймаємо = 0,5)
З м - питома теплоємність матеріалу, (для металу = 0,46)
3 Вентиляція
3.1 Розрахунок тепловиділень від устаткування
Теплопоступленія від устаткування, Вт, розраховуються в залежності від виду обладнання, що стоїть в приміщенні.
Механічний цех
де N у - потужність електродвигуна;
k п - коефіцієнт повноти завантаження електродвигуна [6, стор.43];
k T - коефіцієнт переходу теплоти в приміщення [6, стор.43];
k с - коефіцієнт враховує тип верстата [6, стор.43];
Приклад:
Прес однокривошипний.
Прес.
Голтовочний барабан.
Верстат відрізний, 2 шт.
Ножиці.
Автомат токарно-револьверний.
Автомат токарно-револьверний, 6 шт.
Подальший розрахунок аналогічний, сумарне значення зводимо в таблицю 3.
3.2 Розрахунок теплопоступленій від сонячної радіації
Розрахунок сонячної радіації виконується на ПВЕМ. У результаті розрахунку отримали максимальні величини теплопоступленій в приміщення через стіни, вікна, покриття.
Результати розрахунку для розрахункових приміщень наводяться в додатку А.
3.3 Розрахунок теплопоступленій від остигаючого матеріалу
Тепловиділення від остигаючих матеріалів і виробів надходять в цех можна визначити за формулою
β - коефіцієнт враховує інтенсивність тепловіддачі за часом, (приймаємо = 0,5)
З м - питома теплоємність матеріалу, (для металу = 0,46)
t н, t к - відповідно температура металу спочатку і наприкінці остигання.
Для теплого періоду
Для холодного періоду
3.4 Тепловий баланс розрахункових приміщень
Тепловий баланс складають на основі розрахунків теплопоступленій і тепловтрат у холодний і теплий період року. Результатом теплового балансу є значення надлишків або недоліків теплоти, які отримують як різниця між загальною кількістю теплопоступленій і тепловтрат.
Тепловий баланс розрахункових приміщень представлений у вигляді таблиці 3.
3.5 Місцева вентиляція
В якості місцевої витяжної вентиляції застосовуємо місцеві відсмоктувачі. Витрата повітря для пристроїв місцевих відсмоктувачів для верстатів з відомими значеннями діаметрів заточувальних кіл визначається за формулою
Механічний цех
Заточний верстат d кр = 300мм, 4 шт.
Розрахунок місцевої витяжної вентиляції зводимо в таблицю 4.
3.6 Розрахунок повітрообміну
- По вредностям
Кількість повітря, м 3 / год, що подається в приміщення для забезпечення необхідних параметрів повітряного середовища в робочій зоні, слід визначати, враховуючи масу шкідливих речовин, за формулою
де G - кількість шкідливих парів або пилу, що надходять у повітря приміщення,
мг / год;
L м.о. - кількість повітря, що видаляється з робочої зони, в тому числі місцевими
відсмоктувачами, м 3 / год;
з р.з. - гранично допустима концентрація шкідливих речовин у робочій зоні
приміщення, мг / м 3, визначається за [4, табл.1];
з о - концентрація шкідливих речовин у повітрі, що подається в приміщення,
мг / м 3, (30% ГДК робочої зони або фон заводської площадки);
з ух - концентрація шкідливих речовин у повітрі, що видаляється з приміщення,
мг / м 3, (з ух = з рз).
Механічний цех
Основною шкідливістю виділяється верстатами і пресами, є пари масел.
Визначимо кількість виділених парів масла від всього обладнання, вихідними даними для розрахунку є:
де 334,92 - потужність всього устаткування, кВт;
0,2 - кількість виділень на 1 кВт настановної потужності.
G = 334,92 ∙ 0,2 = 66,984 м / ч = 66984 мг / год,
- По виділяється надлишку явною теплоти
Витрата повітря, м 3 / год, що подається в приміщення для забезпечення нормованих параметрів повітряного середовища в робочій зоні в теплий період року, визначається за формулою з урахуванням надлишків явною теплоти
де Q - кількість що поступає в приміщення надлишкового явного тепла, Вт,
(Тепловиділення від устаткування, сонячної радіації, матеріалу);
L м.о. - кількість повітря, що видаляється з робочої зони, в тому числі місцевими
відсмоктувачами, м 3 / год;
с - теплоємність повітря, що дорівнює 1,2 кДж / (м 3о С);
t р.з. - температура робочої зони приміщення, о С;
t пр - Температура припливного повітря, о С;
t ух - температура минає повітря, про С.
Механічний цех
Для теплого періоду за розрахункове значення приймаємо витрата повітря по виділяється надлишку явною теплоти з урахуванням додавання 40% від місцевих відсмоктувачів.
Для холодного періоду за розрахункове значення приймаємо витрата повітря по вредностям з урахуванням додавання 40% від місцевих відсмоктувачів.
3.7 Повітряний баланс приміщень
Повітряний баланс виробничих приміщень або цехів складають для двох періодів року і виконують в табличній формі (табл.5).
3.8 Розрахунок чергового опалення
У холодний період року в цехах передбачається чергове опалення, поєднане в робочий час з вентиляцією.
Для розрахунку чергового опалення необхідно визначити кількість тепла, яке повідомляється приміщенню в холодний період року Q Д.О., Вт, з метою підтримання температури повітря в неробочий час не нижче +5 о С.
де
Механічний цех
Температура припливного повітря визначається за формулою
де
Для механічного цеху
3.9 Розрахунок аерації
При відомому повітрообміні мета розрахунку аерації - визначення потрібної площі аераційних отворів для забезпечення заданої температури повітря в робочій зоні в теплий період року.
Визначаємо площу аераційних отворів за формулою
(3.8)
де
тут
в ліхтарі, (верхні стулки вікон);
подвійних обидві стулки на верхньому підвісі (одна - назовні,
інша - всередину);
Для 5 отворів:
3.10 Розрахунок повітряної теплової завіси
Повітряні завіси призначені для запобігання надходження зовнішнього повітря через відкриті отвори воріт і дверей будівлі.
1) Визначаємо кількість повітря, що подається завісою, кг / год, за формулою
(3.9)
де
проріз при роботі завіси:
для бічних завіс
тут
до нейтральної зони, м;
роботі середньої тяжкості
2) Розраховуємо температуру повітря, що подається завісою,
де
які йдуть через відкритий отвір назовні
потужності
3) Обчислюємо сумарну теплову потужність повітронагрівачів (калориферів)
де с - теплоємність повітря, що дорівнює 1,2 кДж / (м 3о С);
нии вентилятора завіси на підлозі і заборі повітря на рівні його
отвору для всмоктування
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ
Пензенська ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
АРХІТЕКТУРИ І БУДІВНИЦТВА
Інститут Інженерної Екології
Кафедра теплогазопостачання і вентиляції
Пояснювальна записка
до курсового проекту по вентиляції
на тему: Вентиляція промислової будівлі
АвторПозначення ТГВ-41
Керівник
Робота захищена Оцінка
Зміст
Введення
1 Вибір параметрів повітря
1.1 Вибір розрахункових параметрів зовнішнього повітря
1.2 Вибір розрахункових параметрів внутрішнього повітря
2 Опалення
2.1 Тепловтрати через зовнішні огороджувальні конструкції будівлі
2.2 Тепловтрати на нагрів інфільтрують повітря
2.3 Тепловтрати на нагрів автотранспорту
2.4 Тепловтрати на нагрів автотранспорту
3 Вентиляція
3.1 Розрахунок теплопоступленій від устаткування
3.2 Розрахунок теплопоступленій від сонячної радіації
3.3 Розрахунок теплопоступленій від остигаючого матеріалу
3.4 Тепловий баланс розрахункових приміщень
3.5 Місцева витяжна вентиляція
3.6 Розрахунок повітрообміну
3.7 Повітряний баланс приміщень
3.8 Розрахунок чергового опалення
3.9 Розрахунок аерації
3.10 Розрахунок повітряної теплової завіси
4 Аеродинамічний розрахунок систем вентиляції
4.1 Аеродинамічний розрахунок системи П1
4.2 Аеродинамічний розрахунок системи В1
4.3 Аеродинамічний розрахунок системи В2
5 Аеродинамічний розрахунок припливної системи аспірації
УНІРС. Факельний викид
Список використаних джерел
Додаток А (обов'язковий) - Розрахунок сонячної радіації
Введення
Основне завдання виконання проекту промислової вентиляції - забезпечення ефективності роботи вентиляційних систем, які сприяють поліпшенню умов праці, підвищення її продуктивності та якості продукції, що випускається, виробничого травматизму та професійних захворювань, захист навколишнього середовища від виробничих забруднень.
Ефективність роботи систем багато в чому залежить від правильності виконання інженерних розрахунків, застосування новітнього обладнання, засобів автоматизації, умов експлуатації.
Технологічні процеси, пов'язані з виробництвом і переробкою пластмас, супроводжуються, як правило, тепло-, пило-, газовиділення і виробничим шумом.
Наявність шкідливих виділень у поєднанні з підвищеною температурою повітря, шумом та іншими несприятливими факторами зумовлює несприятливу санітарно-гігієнічну обстановку на деяких підприємствах, пов'язаних з виробництвом або переробкою пластмас.
Для пресових цехів характерні висока температура повітря робочої зони (до 36 0 С), теплове опромінення робочих місць (до 250 Вт / м 2). На ділянках підготовки прес-матеріалів (розтирання, таблетування) відзначається підвищена запиленість, в 5-7 разів вище припустимої.
Ливарні машини та екструзійні цехи відрізняються підвищеним рівнем шуму. Переробка пластмас супроводжується вивільненням пов'язаних і утворенням нових хімічних речовин, частіше дуже токсичних. Тому, щоб стан повітряного середовища відповідало вимогам нормативних документів, необхідно виконати комплекс різних заходів, що включають технологічні, об'ємно-планувальні та вентиляційні рішення.
1 Вибір параметрів повітря
При проектуванні систем вентиляції та опалення механічного цеху параметри в робочій зоні приймаються в залежності від характеру і категорії роботи, а також від величини надлишків теплоти. Роботи, виконувані в цьому цеху, відносяться до категорії робіт середньої тяжкості (
Згідно із завданням в курсовому проекті розглядається цех пластмас, що знаходиться в місті Іваново. Фасад будівлі орієнтований на захід.
1.1 Вибір розрахункових параметрів зовнішнього повітря
Розрахункові параметри зовнішнього повітря приймаються відповідно до [1, додаток 7]: для теплого періоду за параметрами А; для холодного періоду - за параметрами Б. Всі дані зводимо в таблицю 1.
1.2 Вибір розрахункових параметрів внутрішнього повітря
Розрахункові параметри внутрішнього повітря приймаємо у відповідність до [1, дод. 2], але температура внутрішнього повітря не повинна бути більше вказаних в [1, дод. 2]. Всі дані зводимо в таблицю 2.
Для теплого періоду року вона розраховується за формулою
де
t в = 21,8 + 4 = 25,8 о С.
2 Опалення
2.1 Тепловтрати через зовнішні огороджувальні конструкції будівлі
При виконанні курсового проекту втрати теплоти через зовнішні огороджувальні конструкції будівлі визначають за укрупнені показниками, Вт, на весь об'єм приміщення, за формулою
Q = q ∙ (t в - t н) ∙ V н , (2.1)
де q - питома теплова характеристика будівлі, (приймається в залежності від обсягу будинку по [3, прил.4]), Вт / (м 3 о C);
t в - температура повітря всередині приміщення, ° С;
t н - температура зовнішнього повітря за параметром Б, ° С;
V н - Зовнішній обсяг будинку, м 3.
Q = 0,53 ∙ 6318 ∙ (18 - (-39)) = 223278, Вт.
2.2 Тепловтрати на нагрів інфільтрують повітря
Вихідні дані:
1.Рассчітать витрата теплоти на нагрівання ірфільтрующегося через вікно повітря в приміщенні механічного цеху.
2.Висота будівлі від рівня землі до верху карнизу H = 6 м.
3.Висота вікна дорівнює 4,2 м., ширина 5 м., відстань від підлоги до верху вікна - 5,4 м.
4.Для скління значення К = 0,4
5.Плотность зовнішнього повітря при t н = -39, ρ = 1,5 кг / м ³.
6.Коеффіціент врахування впливу зустрічного теплового потоку в конструкціях дорівнює к = 1.
7.Коеффіціент урахування зміни швидкісного тиску вітру дорівнює К н = 0,8.
8.Удельний вага зовнішнього повітря при t н = -39 ° С визначаємо за формулою
γ н = QUOTE
9.Аеродінаміческіе коефіцієнти С н = 0,8 З п = -0,6.
10.Скорость вітру ν = 3,2 м / с.
Приклад розрахунку:
1.Определяем різниця тисків повітря на зовнішню і внутрішню поверхні огородження, ΔP, Па за формулою:
ΔP = (Hh) ∙ (γ н QUOTE
- Для вікна:
ΔP = (6-2,7) ∙ (14,8-11,9) +0,5 ∙ 1,5 ∙ 3,2 2 (0,8 +0,6) ∙ 0,4 = 13,9 Па
Аналогічно розрахунок ведеться і для дверних прорізів
- Для дверей:
ΔP = 15,9 Па
2.Вичісляем витрата інфільтрують повітря Σ G і, кг / год за формулою:
Σ G і = QUOTE
G =
3.Вичісляем витрата теплоти для нагрівання інфільтрують повітря Q і, Вт:
Q і = 0,28 ∙ Σ G і ∙ (t в-t н) ∙ k (2.4)
Q і = 0,28 ∙ Σ G і ∙ (t в-t н) ∙ k = 0,28 ∙ 1917 (1918 +39) ∙ 0,8 = 24479 Вт
2.3 Тепловтрати на нагрів автотранспорту
Переймаючись маркою автомашини і значеннями
де
2.4 Тепловтрати на нагрівання матеріалу надходить до цеху
За відомим значенням
де G м - маса вступників однорідних матеріалів протягом однієї години, кг
β - коефіцієнт враховує поглинання теплоти за часом, (приймаємо = 0,5)
З м - питома теплоємність матеріалу, (для металу = 0,46)
3 Вентиляція
3.1 Розрахунок тепловиділень від устаткування
Теплопоступленія від устаткування, Вт, розраховуються в залежності від виду обладнання, що стоїть в приміщенні.
Механічний цех
де N у - потужність електродвигуна;
k п - коефіцієнт повноти завантаження електродвигуна [6, стор.43];
k T - коефіцієнт переходу теплоти в приміщення [6, стор.43];
k с - коефіцієнт враховує тип верстата [6, стор.43];
Приклад:
Прес однокривошипний.
Прес.
Голтовочний барабан.
Верстат відрізний, 2 шт.
Ножиці.
Автомат токарно-револьверний.
Автомат токарно-револьверний, 6 шт.
Подальший розрахунок аналогічний, сумарне значення зводимо в таблицю 3.
3.2 Розрахунок теплопоступленій від сонячної радіації
Розрахунок сонячної радіації виконується на ПВЕМ. У результаті розрахунку отримали максимальні величини теплопоступленій в приміщення через стіни, вікна, покриття.
Результати розрахунку для розрахункових приміщень наводяться в додатку А.
3.3 Розрахунок теплопоступленій від остигаючого матеріалу
Тепловиділення від остигаючих матеріалів і виробів надходять в цех можна визначити за формулою
β - коефіцієнт враховує інтенсивність тепловіддачі за часом, (приймаємо = 0,5)
З м - питома теплоємність матеріалу, (для металу = 0,46)
t н, t к - відповідно температура металу спочатку і наприкінці остигання.
Для теплого періоду
Для холодного періоду
3.4 Тепловий баланс розрахункових приміщень
Тепловий баланс складають на основі розрахунків теплопоступленій і тепловтрат у холодний і теплий період року. Результатом теплового балансу є значення надлишків або недоліків теплоти, які отримують як різниця між загальною кількістю теплопоступленій і тепловтрат.
Тепловий баланс розрахункових приміщень представлений у вигляді таблиці 3.
3.5 Місцева вентиляція
В якості місцевої витяжної вентиляції застосовуємо місцеві відсмоктувачі. Витрата повітря для пристроїв місцевих відсмоктувачів для верстатів з відомими значеннями діаметрів заточувальних кіл визначається за формулою
Механічний цех
Заточний верстат d кр = 300мм, 4 шт.
Розрахунок місцевої витяжної вентиляції зводимо в таблицю 4.
3.6 Розрахунок повітрообміну
- По вредностям
Кількість повітря, м 3 / год, що подається в приміщення для забезпечення необхідних параметрів повітряного середовища в робочій зоні, слід визначати, враховуючи масу шкідливих речовин, за формулою
де G - кількість шкідливих парів або пилу, що надходять у повітря приміщення,
мг / год;
L м.о. - кількість повітря, що видаляється з робочої зони, в тому числі місцевими
відсмоктувачами, м 3 / год;
з р.з. - гранично допустима концентрація шкідливих речовин у робочій зоні
приміщення, мг / м 3, визначається за [4, табл.1];
з о - концентрація шкідливих речовин у повітрі, що подається в приміщення,
мг / м 3, (30% ГДК робочої зони або фон заводської площадки);
з ух - концентрація шкідливих речовин у повітрі, що видаляється з приміщення,
мг / м 3, (з ух = з рз).
Механічний цех
Основною шкідливістю виділяється верстатами і пресами, є пари масел.
Визначимо кількість виділених парів масла від всього обладнання, вихідними даними для розрахунку є:
де 334,92 - потужність всього устаткування, кВт;
0,2 - кількість виділень на 1 кВт настановної потужності.
G = 334,92 ∙ 0,2 = 66,984 м / ч = 66984 мг / год,
- По виділяється надлишку явною теплоти
Витрата повітря, м 3 / год, що подається в приміщення для забезпечення нормованих параметрів повітряного середовища в робочій зоні в теплий період року, визначається за формулою з урахуванням надлишків явною теплоти
де Q - кількість що поступає в приміщення надлишкового явного тепла, Вт,
(Тепловиділення від устаткування, сонячної радіації, матеріалу);
L м.о. - кількість повітря, що видаляється з робочої зони, в тому числі місцевими
відсмоктувачами, м 3 / год;
с - теплоємність повітря, що дорівнює 1,2 кДж / (м 3о С);
t р.з. - температура робочої зони приміщення, о С;
t пр - Температура припливного повітря, о С;
t ух - температура минає повітря, про С.
Механічний цех
Для теплого періоду за розрахункове значення приймаємо витрата повітря по виділяється надлишку явною теплоти з урахуванням додавання 40% від місцевих відсмоктувачів.
Для холодного періоду за розрахункове значення приймаємо витрата повітря по вредностям з урахуванням додавання 40% від місцевих відсмоктувачів.
3.7 Повітряний баланс приміщень
Повітряний баланс виробничих приміщень або цехів складають для двох періодів року і виконують в табличній формі (табл.5).
3.8 Розрахунок чергового опалення
У холодний період року в цехах передбачається чергове опалення, поєднане в робочий час з вентиляцією.
Для розрахунку чергового опалення необхідно визначити кількість тепла, яке повідомляється приміщенню в холодний період року Q Д.О., Вт, з метою підтримання температури повітря в неробочий час не нижче +5 о С.
де
Механічний цех
Температура припливного повітря визначається за формулою
де
Для механічного цеху
3.9 Розрахунок аерації
При відомому повітрообміні мета розрахунку аерації - визначення потрібної площі аераційних отворів для забезпечення заданої температури повітря в робочій зоні в теплий період року.
Визначаємо площу аераційних отворів за формулою
(3.8)
де
тут
в ліхтарі, (верхні стулки вікон);
подвійних обидві стулки на верхньому підвісі (одна - назовні,
інша - всередину);
Для 5 отворів:
3.10 Розрахунок повітряної теплової завіси
Повітряні завіси призначені для запобігання надходження зовнішнього повітря через відкриті отвори воріт і дверей будівлі.
1) Визначаємо кількість повітря, що подається завісою, кг / год, за формулою
(3.9)
де
проріз при роботі завіси:
для бічних завіс
тут
до нейтральної зони, м;
роботі середньої тяжкості
2) Розраховуємо температуру повітря, що подається завісою,
де
які йдуть через відкритий отвір назовні
потужності
3) Обчислюємо сумарну теплову потужність повітронагрівачів (калориферів)
де с - теплоємність повітря, що дорівнює 1,2 кДж / (м 3о С);
нии вентилятора завіси на підлозі і заборі повітря на рівні його
отвору для всмоктування
4) Визначаємо ширину повітряний зони
де
5) Знаходять швидкість повітря на виході з щілини, м / с
6) Визначаємо додаткові теплопоступленія, необхідні для компенсації тепловтрат приміщення внаслідок вриванія повітря через відкриті ворота або технологічні отвори, Вт
де
1часа (60хв);
За розрахованими значеннями підбираємо марку повітряно-теплової завіси по [9, табл.4.4].
Тип установки А10
Марка електродвигуна АО2-51-6 N = 5,5 кВт; n = 980 об / хв
Воздухораздаточний короб: 1000х1000; b щ = 200мм;
Витрата повітря
Калорифер типу КВБ4-П-01 (4 шт.) Q = 325,6 кВт
4 Аеродинамічний розрахунок систем вентиляції
4.1 Аеродинамічний розрахунок системи П1
Визначаємо коефіцієнти місцевих опорів для кожної ділянки системи П1. Чисельні значення коефіцієнтів місцевих опорів для елементів мережі приймаємо по [8, ч.3, кн.2].
| 1 ділянка | Плафон регульований ПРМ2 Відведення 90 про Трійник на прохід | 1,4 0,4 0,3 Σξ = 2,1 |
| 2 ділянку | Трійник на прохід | 0,25 Σξ = 0,25 |
| 3 ділянку | Трійник на прохід | 0,25 Σξ = 0,25 |
| 4 ділянку | Відведення 90 про Трійник на відгалуження | 0,4 1,05 Σξ = 1,45 |
| 5 ділянку | Відведення 90 про (2 шт.) | 0,8 Σξ = 0,8 |
| 6 ділянку | Плафон регульований ПРМ2 Відведення 90 про Трійник на прохід | 1,4 0,4 0,3 Σξ = 2,1 |
| 7 ділянку | Трійник на прохід | 0,25 Σξ = 0,25 |
| 8 ділянку | Трійник на прохід | 0,25 Σξ = 0,25 |
| 9 ділянку | Відведення 90 про Трійник на відгалуження | 0,4 1,05 Σξ = 1,45 |
4.2 Аеродинамічний розрахунок системи В1
Дана система вентиляції призначена для видалення забрудненого повітря від заточувальних верстатів.
Визначаємо коефіцієнти місцевих опорів для кожної ділянки системи В1. Чисельні значення коефіцієнтів місцевих опорів для елементів мережі приймаємо по [8, ч.3, кн.2; 9, табл.9.11., Ріс.9.6., 9.7., 9.8.]
| 1 ділянка | Відведення 90 про Трійник на прохід 30 о | 0,4 0,04 Σξ = 0,44 |
| 2 ділянку | Трійник на прохід 30 о | 0,7 Σξ = 0,7 |
| 3 ділянку | Трійник на прохід 30 о | 0,8 Σξ = 0,8 |
| 4 ділянку | Відведення 90 про (4 шт.) | 1,6 Σξ = 1,45 |
| 5 ділянку | Відведення 90 про Трійник на відгалуження 30 о | 0,4 0,04 Σξ = 0,44 |
| 6 ділянку | Трійник на відгалуження 30 о | 0,7 Σξ = 0,7 |
| 7 ділянку | Трійник на відгалуження 30 о | 0,8 Σξ = 0,8 |
| 8 ділянку | Факельний насадок | 1,5 Σξ = 1,5 |
Аеродинамічний розрахунок системи В1 зводимо в таблицю 7.
Підбираємо витяжний вентилятор.
1. Необхідний тиск
2. Необхідна подача
3. Вибираємо вентилятор
Вентилятор радіальний ВЦ 4-75-4 (виконання 2).
Позначення Е4.090-2
η = 0,74
V = 26,3 м / с
n в = 1390 об / хв
D ном = 90
Двигун типу 4A71А4
Потужність Ny = 0,55 кВт
N дв = 1390 об / хв
Маса вентилятора (з двигуном) 61,8 кг.
4.3 Аеродинамічний розрахунок системи В2
Дана система вентиляції є загальнообмінною. Визначаємо коефіцієнти місцевих опорів для кожної ділянки системи В2.
| 1 ділянка | Відведення 90 про Решітка вентиляційна регульована РВ-3 Трійник на прохід | 0,4 1,8 1,1 Σξ = 3,3 |
| 2 ділянку | Трійник на прохід | 0,6 Σξ = 0,6 |
| 3 ділянку | Трійник на прохід | 0,85 Σξ = 0,85 |
| 4 ділянку | Трійник на прохід | 0,55 Σξ = 0,55 |
| 5 ділянку | Відведення 90 про (3 шт.) Трійник на прохід | 1,2 0,25 Σξ = 1,45 |
| 6 ділянку | Трійник на прохід | 0,3 Σξ = 0,3 |
| 7 ділянку | Відведення 90 про (2 шт.) Трійник на прохід | 0,8 0,2 Σξ = 1,0 |
| 8 ділянку | Відведення 90 про | 0,4 Σξ = 0,4 |
| 9 ділянку | Відведення 90 про Решітка вентиляційна регульована РВ-3 Трійник на прохід | 0,4 1,8 1,1 Σξ = 3,3 |
| 10 ділянку | Трійник на прохід | 1 Σξ = 1 |
| 11 ділянку | Трійник на прохід | 1 Σξ = 1 |
| 12 ділянку | Трійник на відгалуження | 0,3 Σξ = 0,3 |
Повітропровід ув'язаний.
Підбираємо витяжний вентилятор.
1. Необхідний тиск
2. Необхідна подача
3. Вибираємо вентилятор
Вентилятор даховий ВКР12 ,5-01.
n в = 380 об / хв
Двигун типу 4А112МВ6
Потужність Ny = 4,00 кВт
N дв = 950 об / хв
Підбираємо витяжний вентилятор.
1. Необхідний тиск
2. Необхідна подача
3. Вибираємо вентилятор
Вентилятор радіальний ВЦ 4-75-2,5 (виконання 1)
Позначення Е2 ,5.090-1
η = 0,68
V = 16,3 м / с
n в = 1380 об / хв
D ном = 90
Двигун типу 4AА50А4
Потужність Ny = 0,06 кВт
N дв = 1380 об / хв
Маса вентилятора (з двигуном)
Аеродинамічний розрахунок витяжної системи аспірації А 1
У даному курсовому проекті аеродинамічний розрахунок витяжної системи аспірації вважається для відрізних верстатів і галтувальних барабана, які розташовані в механічному цеху. Шкідливою речовиною, що виділяється від цих верстатів, є пил.
| 1 ділянка | Відведення 90 про Трійник на прохід 30 о | 0,4 0,1 Σξ = 0,5 |
| 2 ділянку | Трійник на прохід 30 о | 0,3 Σξ = 0,3 |
| 3 ділянку | Відведення 90 про (4 шт.) | 1,6 Σξ = 1,6 |
| 4 ділянку | Відведення 90 про (2 шт.) | 0,8 Σξ = 0,8 |
| 5 ділянку | Факельний насадок | 1,5 Σξ = 1,5 |
1. Необхідний тиск
2. Необхідна подача
3. Вибираємо вентилятор
Вентилятор радіальний ВЦ 4-75-2,5 (виконання 2)
Позначення Е2 ,5.105-2
η = 0,66
V = 39,8 м / с
n в = 2840 об / хв
D ном = 105
Двигун типу 4А71А2
Потужність Ny = 0,75 кВт
N дв = 2840 об / хв
Маса вентилятора (з двигуном) 36,3 кг.
Підбираємо Циклон.
1. Необхідний тиск
2. Необхідна подача
3. Вибираємо циклон
Циклон марки ВЦНІІОТ № 6
Lр = 2 тис. м 3 / год
Маса установки (з бункером) 169,4 кг.
Таблиця 10 - Розрахунок системи аспірації
| № уч | Обладнання | Марка верстата | L м 3 / год | l, м | d, мм | v, м / с | ξ | P д, Па | ΔР уч | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
| 1 | Полірувальний верстат | 3А852 | 1800 | 1,5 | 225 | 13 | 0,073 | 0,11 | 0,25 | 101 | 0,36 | 36,4 |
| 2 | Полірувальний верстат | 3А852 | 1800 | 1,8 | 225 | 13 | 0,073 | 0,13 | 0,25 | 101 | 0,36 | 38,2 |
| Невязка | ||||||||||||
| 3 | магістраль | 3600 | 4,0 | 315 | 13 | 0,05 | 0,4 | 0,25 | 101 | 0,65 | 65,7 | |
| 4 | Свердлильний верстат | НС12А | 300 | 4,5 | 110 | 12 | 0,177 | 0,765 | 0,5 | 86,4 | 1,265 | 109,2 |
| Невязка | ||||||||||||
| 5 | магістраль | 3900 | 4,0 | 315 | 14 | 0,05 | 0,2 | - | 118 | 0,2 | 23 | |
| 6 | Полірувальний верстат | 3А852 | 1800 | 1,5 | 225 | 13 | 0,073 | 0,11 | 0,25 | 101 | 0,36 | 36,4 |
| 7 | Полірувальний верстат | 3А852 | 1800 | 1,8 | 225 | 13 | 0,073 | 0,13 | 0,25 | 101 | 0,36 | 38,2 |
| Невязка | ||||||||||||
| 8 | магістраль | 3600 | 4,0 | 315 | 13 | 0,05 | 0,4 | 0,25 | 101 | 0,65 | 65,7 | |
| 9 | Свердлильний верстат | НС12А | 300 | 4,5 | 110 | 12 | 0,177 | 0,765 | 0,5 | 86,4 | 1,265 | 109,2 |
| 10 | магістраль | 3900 | 3,0 | 315 | 14 | 0,05 | 0,15 | - | 118 | 0,15 | 17,7 | |
| Невязка | ||||||||||||
| 11 | магістраль | 7800 | 2 | 450 | 14 | 0,033 | 0,066 | 1,6 | 118 | 1,666 | 196,6 | |
| N уч. 4,5,11 Σ | 328,2 | |||||||||||
2. Необхідна подача
3. Вибираємо вентилятор
Вентилятор радіальний Ц4-70-6, 3 (виконання 1).
Позначення А 6,3.095-1
Ny = 5,5 кВт
η = 0,83
V = 35,8 м / с
n в = 950 об / хв
D ном = 95
Двигун типу 4A90LA6
Потужність 1,5 кВт
n в = 930 об / хв
Маса вентилятора (з двигуном) 177 кг.
6 Підбір обладнання для системи П1
6.1 Підбір жалюзійних грат
1. Приймаються швидкість в живому перетині грат вузла повітрозабору від 4 до 6 м / с.
2. Визначаємо площу живого перетину вузла повітрозабору
де L - витрата повітря в припливної установки, м 3 / год;
υ - швидкість у живому перетині, м / с.
3. Визначаємо кількість решіток
Приймаються 17 решіток СТД 5289.
4. Визначаємо дійсну швидкість в живому перетині
Дана швидкість потрапляє в діапазон допустимих.
5. Розраховуємо середню опір у живому перетині решітки
де ξ - коефіцієнт місцевого опору решітки, дорівнює 1,2.
ρ - щільність зовнішнього повітря, кг / м 3.
Смолоскипна ВИКИД
Повітря, забруднений шкідливими газами, парами і аерозолями, навіть при видаленні його місцевими відсмоктувачами, як правило, не очищається перед викидом його назовні. Щоб уникнути забруднення повітряного басейну поблизу підприємства видаляється вентиляцією повітря зазвичай відводять в можливо більш високі шари атмосфери.
Відведення витягується з приміщень повітря у верхні шари атмосфери особливо істотно при значному питомій вазі видаляються шкідливостей, які, охолоджуючись зовні, мають тенденцію опускатися. Цій тенденції значною мірою сприяють застосовуються ще до цих пір парасольки над вихлопними вентиляційними трубами. Забрудненість шкідливими газами приземних шарів атмосфери промислового майданчика (саме ці верстви нас цікавлять) зростає при безвітрі, а також під час дощу, снігопаду, туману і паморозі.
Релі на підприємстві є висока труба (60-100 м) і якщо можливо прийняти вентиляційні вихлопи в цю трубу, то видалення забрудненого повітря у верхні шари дозволяється просто. Але здебільшого це неможливо. Пристрій ж для кожної вентиляційної системи відвідних труб висотою хоча б 40-60 м навряд чи реально, бо кількість вихлопів па сучасних підприємствах досягає декількох сотень.
Видалення забрудненого повітря у верхні шари атмосфери найбільш просто здійснюється за допомогою так званого факельної викиду.
Факельний викид заснований на властивості виходить з насадки струменя - її далекобійності. Конструктивне оформлення факельної викиду нескладно. Замість звичайного парасольки вихлопна труба забезпечується плавним конфузор і закінчується циліндричним насадком. За рахунок зменшення перетину швидкість виходу повітря відповідно підвищується, що дозволяє створити дальнобійну струмінь. В окремому випадку при короткій і прямої вихлопної труби звуження можна не робити. Тоді вся труба буде мати діаметр, необхідний для створення факела.
Втрата тиску па факельний викид складається з динамічного тиску на виході і з втрати тиску в конфузор.
Крім основної переваги - відводу шкідливостей в більш високі шари атмосфери, факельний викид володіє і іншими позитивними властивостями. Він компактний завдяки відсутності громіздкого парасольки і може мати велику висоту над покрівлею завдяки відсутності громіздкого парасольки і може бути виведений на велику висоту над покрівлею (завдяки меншій вазі і меншою «парусність»).
Застосовуючи факельний викид, можливо виводити гирлі насадка на значну (граничну) висоту над покрівлею - до 20 м. Труба такої висоти завдяки відсутності парусність і щодо невеликій вазі легко встановлюється на залізобетонної покрівлі і кріпиться двома комплектами розтяжок.
Застосування факельної викиду можливо не тільки в промисловій вентиляції, а й при вентиляції непромислових будівель. Інакше кажучи, рекомендується зовсім відмовитися від парасольок над вихлопними шахтами.
У вентиляційній техніці завжди оперують з середньогодинні величинами. До цього можна вдатися і при розрахунку факельних викидів, беручи до уваги не максимальну швидкість «пульсуючого» вітру, а якусь середню. Для більшості місцевостей максимальна швидкість «пульсуючого» вітру може бути прийнята рівною 5 м / сек. Отже, середня розрахункова швидкість дорівнюватиме 2,5 м / сек. Таку швидкість і рекомендується приймати при розрахунку вентиляційних факельних викидів.
Висота підйому шкідливостей над гирлом насадка не є суто геометричній величиною. Це величина умовна, що враховує не тільки фактичне піднесення струменя, але і значне зниження концентрації шкідливостей в струмені за рахунок її розмиву. Отже, якщо враховувати повну кількість шкідливих речовин, що виноситься назовні даними вихлопом (г / год), цілком логічно приймати значення висоти більшим, ніж її дійсна геометрична величина.
І, нарешті, останнє міркування, яке слід враховувати при розрахунку факельної викиду. Досліди показують, що найвища концентрація шкідливостей в розмитій струмені знаходиться не на осі, а як раз там, де спостерігаються найбільш стійкі струми, тобто на її поверхні з боку набігаючого потоку. Значить, якщо говорити про частину розмитою струменя, що наближається до горизонтального положення, то найбільша концентрації шкідливостей опиниться на верхній межі факела. А це, у свою чергу, збільшує розмір, тому що навіть чисто геометрично це висота не до осі струп (як вважають деякі дослідники), а до верхньої її межі.
При сильному вітрі, що має швидкість близько 10-15 м / сек, факела як такого не утворюється і не доводиться говорити про якийсь відчутному підйомі струменя над гирлом насадка. За при такому вітрі струмінь настільки розмивається, що концентрації шкідливостей зменшуються в сотні разів. Таким чином, факельний викид ефективний і при сильному вітрі.
Список використаних джерел
1. СНиП 2.04.05-91 *. Опалення, вентиляція і кондиціонування. - М.: Стройиздат, 1996.
2. СНиП 2.01.01-82 Будівельна кліматологія і геофізика. - М.: Стройиздат, 1983.
3. Єрьомкін А.І. Тепловий режим будівель
4. Кононова В.П. Опалення та вентиляція цехів пластмас: Навчальний посібник. - Львів: ПДАБА, 1999. - 67с.
5. Внутрішні санітарно-технічні пристрої. Ч.З. Вентиляція і кондиціювання повітря. Кн. 1,2 / Богословський В.Н., Пірумов А.І., Посохин В.М. та ін / За ред. Павлова М.М. і Шіллера Ю.І., - 4-е вид.; перероб. і доп. - М.: Стройиздат, 1992.
6. Волков О.Д. Проектування вентиляції промислової будівлі. - Харків: Вища школа, 1989.
7. Сазонов Е.В. Вентиляція громадських будівель: Навчальний посібник. - Воронеж: Видавництво ВДУ, 1991. - 188 с.
8. Внутрішні санітарно-технічні пристрої. Ч.2. Вентиляція і кондиціювання повітря. / Богословський В.Н., Шепелєв І.О., Ельтерман В.М. та ін / За ред. Староверова І.Г. Вид. 3-є. У 2-х ч. - К.: Стройиздат, 1978.
9. Торговніков Б.М. Проектування промислової вентиляції. - Київ: Видавництво «Будiвельник», 1983