Вентиляция производственного здания

Определяют ширину воздуховыпускной щели, м: bщ= Fпр/2, (5.15)где Нщ - высота щели, равная высоте ворот (проема), м.;Находят скорость воздуха на выходе из щели, м/с: (5.17)Если она окажется больше допустимой (vдоп = 25 м/с), то bщ, м определяют по формулеbщ=Gзав/vдоп23600 (5.18)Определяют дополнительные теплопоступления, необходимые для компенсации теплопотерь помещения вследствие врывания воздуха через открытые ворота или технологические проемы, Вт:(5.19)где tр.з. - температура воздуха в рабочей зоне, °С;- продолжительность открывания ворот (проема) в пределах одного часа, мин.Рассчитаем двухстороннюю боковую завесу у распашных ворот помещения при закрытых аэрационных проёмах в холодный период года. Механический приток и механическая вытяжка сбалансированы. Исходные данные: =-320С; =1,5 кг/м3; tр.з.=150С, =1,226 кг/м2; tсм=80С, =1,256 кг/м3, длина притворов приточных аэрационных проёмов lп=850 м; длина притворов фонаря lф=700 м; расстояние от центра фрамуг аэрационного фонаря до центра приточных проёмов hп+hв=5,5м; приточные проёмы расположены на уровне проёма ворот, т.еh1=0; вентилятор завесы расположен на отметке 0,000; ворота (43) открыты 10 м в течение одного часа.Задаёмся характеристикой завесы =0,6; =20; =0,25. Находим расчётное значение:мВычисляем расчётную разность давлений∆Р=9,81h(ρн –ρр.з.)= 9,81×4(1,5-1,226)=10,75 ПаОпределяем количество воздуха, подаваемого завесой=кг/чНаходим температуру газа, воздуха, подаваемого завесой при(см. табл.2.2): =(5.20)=[(8+32)/0,6(1-0,06)] +(-32)=30,6980СВычисляем тепловую мощность воздухонагревателей0,278·33673·1,005(30,698-8)=213540 ВтНаходим ширину воздуховыпускной щелиbщ= Fпр/2FHщ=7)Скорость воздуха на выходе из щели<25 м/сДополнительные теплопоступления необходимые для нагрева холодного воздуха, поступившего в помещение через ворота, Вт5.2. Расчёт воздушного душированияРассчитать воздушное душирование рабочего места у нагревательной печи. Категория работ – тяжёлая. Поверхностная плотность лучистого теплового потока =1400 Вт/м2 (табл. 4.24), температура воздуха в рабочей зоне . (г. Караганда =25,I=11,1 кДж/кг) Согласно табл. 4.23 средняя температура tр.м.=18, подвижность воздуха на рабочем месте vр.м.=2 м/с. Расстояние от душирующего патрубка до рабочего x=2 м.Поскольку >350 Вт/ м2, душирование осуществляется наружным воздухом. При адиабатическом процессе охлаждения на выходе из фокусной камеры температура воздуха tф.к.=17, а нан выходе из душирующего патрубка tо=tф.к.+ = 17+1,5= 18,5. Предварительно принимаем душирующий патрубок ПДВ=3 с углом наклона лопаток , для которого по табл. 5.11 находим n=3,5, m=5,1.Определяем площадь живого сечения патрубка:= (5.21)Табличное значение =0,14 м2 . Находим скорость воздуха на выходе из патрубка:(5.22)Устанавливаем расход воздуха подаваемого душирующим патрубком =3600·0,14·2,1=1000 м3/ч. В холодный период года и в переходных условиях температура и скорость движения воздуха на рабочем месте должны быть в таких пределах: , м/с, = 13…19 (см. табл. 4.23). Оставляя неизменной производительность вентилятора, а следовательно и ;; принятые для тёплого периода, определим температуру вопросы из душирующего патрубка при и , используя формулу:, (5.23)Откуда to=23Работа фокусной камеры в холодный период года и в переходных условиях отключается. Нагрев подаваемого воздуха осуществляется в калорифере до температуры tк=23-1,5=21,5.6.ВОЗДУХООБМЕН И ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛЕНИЕ В ЦЕХЕ6.1. Расчет воздухообменов общеобменной вентиляцииПлощадь цеха 1866 м, высота 8 м;; теплота, вносимая солнечной радиацией, 𝚺= 19051 Вт; потери теплоты через ограждающие конструкции включая инфильтрацию в холодный период Qт.п.= 810544 Вт. Объем воздуха, удаляемого местной вытяжной вентиляцией Lм.о.= 4186 м3/ч.Поскольку в помещении имеются местные отсосы, расчетную наружную температуру для - холодного периода года выбираем по климату Б, т. е. =-320C; расчетная температура для теплого периода =25,10С (параметры климата А).Теплый период года. Определяем тепловую напряженность цеха исходя из условного объема помещения высотой Н = 6 м, т. е.V=18668=4224м2: Вт/м2(6.1)Находим температуру воздуха в рабочей зоне. Согласно табл. 1.8 (прим. 8) при g>23 Вт/м3tр.з=+(5-2) = 25,1+3 = 28,10С (категория работ тяжелая).Вычисляем температуру воздуха, удаляемого из верхней зоны помещения,0C(6.2)где m = 0,4 (по табл. 5.2 [7]), tпр= = 25,1°С, поскольку в целях экономии электроэнергии воздух подается естественным путем. При найденных значениях tпр , tр.з., tух. расход воздуха для ассимиляции избыточной теплоты=(6.3)==156212кг/чПриточный воздух Gпр = Gм.о.+Gя = 5148,78+156212=161361 кг/чподается в цех естественным путем через нижние приточные проемы. Удаление воздуха из цеха осуществляется местной вытяжной вентиляцией и естественным путем через фонарь (Gух= Gя=161361кг/ч) благодаря чему обеспечивается вентиляция верхней зоны помещения. Необходимая площадь приточных и вытяжных проемов определяется при расчете аэрации.Переходные условия. Температура наружного воздуха tн= 8 °С, рабочей зоны tр.з.=15 °С (см. табл. 1.7 [6]). Потери теплоты Вт (6.4)Тепловыделения 𝚺= 519563 Вт, теплота солнечной радиации Qс.р.= 14674 Вт. Поскольку теплопоступления превышают потери теплоты, искомой величиной является потребное количество воздуха для ассимиляции избытков теплоты. Температура уходящего воздуха (приток естественный)8+=25,5 0С.Расход воздуха для ассимиляции избытков теплотыGя = =85919 кг/чПриточный воздух, поскольку он не требует нагрева, подается естественнымпутем на высоте не ниже 4 м от уровня пола в количестве Gпр = Gм.о.+Gя=4186×1,23+859191=91068 кг/ч, удаление осуществляется местной вытяжной вентиляцией 5132 кг/ч и через фонарь. Площадь приточных и вытяжных проемов определяется расчетом аэрации на переходные условия.Холодный период года. Температура воздуха в рабочей зоне tр.з. = 15 0С (по табл. 1.7). Поскольку суммарные потери теплоты превышают теплопоступления𝚺, искомой величиной будет температура приточного воздуха. дополнительно к местной вытяжной вентиляции предусматривается вентиляция верхней зоны в минимальном объеме из расчета 6 м3/ч на 1 м2площади пола помещения: Lв.з. = 28·12·6=2016 м3/ч. Температуру удаляемого воздуха примем на 3 °С выше tр.з., т. е. tух.=15+3=18 0С, =1,213 кг/м3.В таблице 6.1. приводится уравнение тепловоздушного балансаТаблица 6.1Уравнение тепловоздушного баланса Теплоизбытки и содержание теплоты в приточном воздухе, кДж/чТеплонедостатки и содержание теплоты в вытяжном воздухе, кДж/ч∑Qт.в.=453909·3,6=1634072Qт.п.=3,6·810544=2917958Qпр=(Lм.о.+Lз.в.)сρпрtпр==(4186+2016)1,005·ρпрtпр= 6233ρпрtпрQм.о.= Lм.о.·с·ρр.з.·tр.з.=4186·1,005·1,23.·15=77618Qв.з.=Lв.з.·с·ρух·tух=1800·1,005·1,213·18=39498Итого: 1634072+6233ρпрtпрИтого:2005719Решив уравнение баланса относительно tпр и приняв 1,2 кг/м3, получим:tпр= 0СПриточный воздух подается механическим путем с подогревом до 19°С.Производительной установки принята равной Lп.у. = Lм.о.+Lв.з.= 4186+2016= =6202 м2/ч. Удаление воздуха осуществляется местной вытяжной вентиляцией и естественным путем через фонарь.6.2. Расчёт аэрацииАэрация представляет собой естественный организационный воздухообмен, происходящий вследствие разности плотностей наружного и внутреннего воздуха, действия ветра и их совокупного воздействия. Применяется в цехах со значительными тепловыделениями, если концентрация пыли и вредных газов в приточном воздухе не превышает 30 % ПДК в рабочей зоне. Аэрация недопустима в цехах с источниками выделения газов и паров вредных веществ или пыли из-за возможности загрязнения окружающей среды, а также в помещениях с искусственным климатом.При известном воздухообмене цель расчета аэрации - определить потребную площадь аэрационных проемов для обеспечения заданной температуры воздуха в рабочей зоне. Возможно решение и обратной задачи. Приточные проемы устраивают в наружных стенах на высоте не менее 0,3 м, но не выше 1,8 м для теплого периода года, и не менее 4 м от уровня пола или рабочей площадки до низа вентиляционного проема для переходных условий и холодного периода. Подачу неподогретого воздуха в холодный период года на более низких отметках допускается проектировать, предусматривая мероприятия, предотвращающие непосредственное воздействие холодного воздуха на работающих. Площади аэрационных проемов определяют по формулам:Приточных:(6.5)Вытяжных(6.6)Здесь Gпр - количество приточного воздуха, кг/ч; Gух - количество воздуха, удаляемого через фонарь, кг/ч; - потери давления на проход воздуха приточные проемы; Па; - потери давления на проход воздуха через проемы фонаря, Па; -плотность наружного (приточного) и удаляемого воздуха, кг/м2- коэффициент местного сопротивления приточных проемов, для одинарных верхнеподвесных створок с углом открытия = 60°, = 3,5; - коэффициент местного сопротивления фонаря, для П-образного фонаря с ветрозащитными панелями и углом открытия створок = 45 = 6,2 (при отношении ширины фонаря к его высоте А/hф = 3,3 и высоты фонаря к расстоянию между фонарем и ветрозащитной панелью hф/l = 2). При расчете аэрации обычно рассматривают наиболее неблагоприятные условия, т. е. без учета ветрового давления. Для обеспечения устойчивой аэрации площадь приточных проемов должна быть несколько больше вытяжных, что обеспечит относительно невысокие скорости поступления воздуха в цели устойчивость восходящих конвективных потоков. С этой целью значение следует принимать в пределах = nр = (0,1…0,4)р , где р = 9,81h () -естественное (гравитационное) давление, Па; h- расстояние между центром приточных и вытяжных проемов в фонаре, м.Определим площадь приточных и вытяжных аэрационных проемов при следующих условиях: температура приточного воздуха tпр==25,10С; = 1,424 кг/м3; температура удаляемого воздуха tух= 32,60С, =1,154 кг/м3 Gпр= Gух = 161361 кг/ч. 3дание однопролетное, расстояние между центром приточных и вытяжных проемов в фонаре h = 6м.Определяем гравитационное давление p == 9,81·6(1,424-1,154)= 16 Па. Примем долю давления, расходуемого на проход воздуха через приточные проёмы, n = 0,25, = np = 16·0,25= 4 Па; ПаНаходим площади аэрационных проёмов:м2м2Для переходного периода. Температура приточного воздуха tпр==80С; = 1,256 кг/м3; температура удаляемого воздуха tух= 25,50С, =1,181 кг/м3 Gпр= Gух = 91068 кг/ч.Определяем гравитационное давление p == 9,81·6(1,256-1,181)= 4,4 Па. Примем долю давления, расходуемого на проход воздуха через приточные проёмы, n = 0,25, = np = 0,25·4,4= 1,1 Па; Пам2м26.3 Аэродинамический расчет системы аспирацииАэродинамический расчет системы аспирации заключается в определении давления в сети воздуховодов и пылеулавливающих устройствах. Воздуховоды системы рассчитываем из условия одновременной работы всех отсосов. Расчет проводим по методу скоростных давлений, при котором потери давления на трение условно заменяем эквивалентными им потерями давления на местные сопротивления.При перемещении малозапыленного воздуха с μ ≤ 0,01 кг/кг потери давления, Па, на расчетном участке определяются по формуле:Руч= (ζэ+Σζ)*(ρ*V2)/2 где Σζ – сумма коэффициентов местных сопротивлений на расчетном участке;ζэ – приведенный коэффициент трения, ζэ= λ/d*l;λ – коэффициент сопротивления трения;d – диаметр воздуховода;l – длина расчетного участка, м.При перемещении воздуха с μ ≥ 0,01 кг/кг потери давления, Па, на расчетном участке определяются по формуле:Рсм= 1,1*Σ(Руч*(1+к*μ)), где 1,1 – коэффициент на неучтенные потери;Руч – потери на участке;к – опытный коэффициент, зависящий от характера транспортируемого материала, к=1,4;μ – концентрация транспортируемой смеси.Потери давления, Па, при подъеме транспортируемого материала на высоту h учитывают, если μ ≥0,02 кг/кг и определяют по формуле:Рпод= ρ*q*μ*h, где ρ – плотность чистого воздуха, ρ=9,8 м/с2;μ – концентрация смеси, кг/кг;h – высота подъема материала, м.Минимально допустимый диаметр воздуховодов в системах аспирации деревообрабатывающих цехов – 80 мм. Допускаемая неувязка потерь давления в ответвлениях – не более 5 %. Если потери давления более 5% можно устанавливать диафрагмы на вертикальных участках. Все расчеты сводим в таблицу 4.1NучСопротивления на участкеξΣξ1Отсос 2 отвод 30010,1х2=0,21,62отсос11,43Тройник на проход0,43Lо/Lств=1100/8396=0,18Fп/Fств=0,0989/0,0989=1Fо/Fств=0,0177/0, 0989=0,223отсос11,32Тройник на проход0,32Lо/Lств1320/9716=0,19Fп/Fств=0,0989/0,01256=0,79Fо/Fств=0,0201/0,01256=0,24отсос11,43Тройник на проход0,43Lо/Lств=1100/8396=0,18Fп/Fств=0,0989/0,0989=1Fо/Fств=0,0177/0, 0989=0,225отсос11,32Тройник на проход0,32Lо/Lств1320/9716=0,19Fп/Fств=0,0989/0,01256=0,79Fо/Fств=0,0201/0,01256=0,27отсос10,31,3Тройник на проходLо/Lств=1764/11480=0,2Fп/Fств=0,0989/0,1256=0,88отсос10,31,3Тройник на проходLо/Lств=1764/11480=0,2Fп/Fств=0,0989/0,1256=0,8Ответвление6отсос11,662 отвода 30оС0,1*2=0,2Тройник на проход0,46Lо/Lств=850/1700=0,5Fотв/Fств=0,0254/0,0254=1Fп/Fств=0,0113/0,0254=0,44Таблица 6.4-Аэродинамический расчет системы аспирации№ уч-ка№ станкаЗаданные макс. величиныПринимаемые расчетные величиныζэΣζζэ+ΣζРд, ПаРуч, ПаПодсчет значений местных сопротивленийL,м3/чν,м/сl,мLр, м3/чνр, м/сd,ммλ/ d1111500187,18997,0018,001400,1230,8831,202,119,841,30,1х2+1=1,2264182121100197,351375,0019,001600,1030,7571,432,222,148,31+0,43=1,4331313201810,771648,0018,001800,1031,1091,322,419,848,11+0,32=1,324141000175,811230,0017,001600,0920,6271,432,117,6836,41+0,43=1,435151100196,811375,0019,001600,1060,7221,322,022,145,11+0,32=1,327163648185,973988,0018,002800,0550,3281,301,619,8232,31+0,3=1,3∑12466С учетом 10% запаса на неучтенные потери ∑Р=1,1*476,5=524,15 Па.Увязка ответвлений:Рсм 1-7= 1,1* (251,4*(1+1,4*0,05))=295,9 ПаРсм 6,8= 1,1* (225*(1+1,4*0,05))=15,88+250,7=281,41 Пауч.1-7 и уч.6-8:Невязка = [(Р1-7 - Р6,8)/ Р1-7] × 100% = [(295,9 – 281,41)/ 295,9] × 100% = 4,9% < 5%Список ИспользованныхисточниковТихомиров В.К. «Общая теплотехника, тепло- газоснабжение и вентиляция», Москва – стройиздат,1991г.Волков О.Д. «проектирование вентиляции промышленного здания», издат-объединение «Выща-школа», Киев 1989г.СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология и геофизика».Приложение к СНиП 2.04.05-84 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха».Кострюков В.А. «Сборник примеров расчета по отплению и вентиляции», частьII-вентиляция, Москва – госстройиздат,1962г.Справочник проектировщика под редакцией Староверова И.Г., часть II-вентиляция и кондиционирование воздуха, Москва – стройиздат,1978г.Молчанов