Проектирование приточной и вытяжной механической вентиляции

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: 9266 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=6мРис 3.1. Схема воздуховодов 

вытяжной вентиляции.



ПУ



l4=4м



l3=7м

l1=7м



lг=2м





lв=3,5м

lб=8м





la=7м





l2=7м



























	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  = 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:

Количество вытяжного воздуха по магистральным и другим воздуховодам;

Суммарное значение коэффициентов местных сопротивлений по i-участкам по формуле:



	пов – коэффициент местного сопротивления поворота (табл. 6 [2]);

	ВТ = ВТ  n – суммарный коэффициент местного сопротивления вытяжных тройников;

	СП – коэффициент местного сопротивления при сопряжении потоков под острым углом, СП = 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  = 30 и при соотношении l/d0 = 0,05, тогда по справочным данным коэффициент равен 0,8. Два одинаковых круглых отвода запроектированы под углом  = 90 и с радиусом закругления R0/dэ =2. 

	Для них по табл. 14.11 [3] коэффициент местного сопротивления 0 = 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

		 = 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   г = 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 д = 2,4. На участке 4 давление теряется на свободный выход ( = 1,1 по табл. 14-11 [3]) и в отводе ( = 0,15 по табл. 14-11 [3]). Кроме того, следует ориентировочно предусмотреть потерю давления на ответвление в тройнике ( = 0,15), так как здесь может быть существенный перепад скоростей. Тогда суммарный коэффициент местных сопротивлений на участке 4 

		4 = 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



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, Р = 80 Па,  .

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, Р = 80 Па,  .



Выбор вентилятора.

Из приложения 1 книги [3] по значениям Lпотр = 34286 м3/ч и         РI = 1186 Па выбран вентилятор Ц-4-76 №12.5 Qв – 35000 м3/ч,             Мв – 1400 Па, в = 0,84, п = 1. Отсюда установленная мощность электродвигателя составляет:



где Qв – принятая производительность вентилятора, Nв – принятый напор вентилятора, в= - кпд вентилятора, п – кпд передачи.

Из приложения 5 книги [3] по значениям N = 75 кВт и                      = 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.









Список использованной литературы:



Бережной С.А., Романов В.В., Седов Ю.И. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие. – Тверь: ТГТУ, 1996.

Практикум по безопасности жизнедеятельности:/С.А.Бережной, Ю.И.Седов, Н.С.Любимова и др.; Под ред С.А.Бережного. – Тверь: ТГТУ, 1997.

Калинуткин М.П. Вентиляторные установки, Высшая школа, 1979.