Расчёт механической общеобменной вентиляции

В системах механической вентиляции движение воздуха осуществляется вентиляторами и эжекторами.

Вентиляторы - это воздуходувные машины (осевые или центробежные), служащие для перемещения воздуха.

Эжекторы - это устройства, применяемые в вытяжных системах в тех случаях, когда необходимо удалить агрессивную среду, пыль, способную к

взрыву не только от удара, но и от трения или легковоспламеняющиеся и взры­воопасные газы (рис. 3.11).

1 - труба; 2 - сопло; 3 - камера разрежения; 4 - конфузор; 5- горловина; 6 - диффузор

Рис. 3.11. Схема эжектора

Для подбора вентиляторов нужно знать требуемую производительность и полное давление.

Требуемую производительность W_нт (м³/ч) рассчитывают по формуле

^Wвент

(3.34)

где L - полученный по расчету суммарный воздухообмен для всех вен­тилируемых помещений, м /ч;

k₃ - коэффициент запаса, k₃ ⁼ 1,1 для стальных воздуховодов длиной до 50 м; k3 = 1,15 для стальных воздуховодов длиной более 50 м.

Давление для подбора вентилятора (Н_вент) определяют по формуле

Н_вент=Н-к₃ (3.35)

где Н — давление, подсчитанное для всей системы вентиляции, Па (рис.

3.12);

k₃ - коэффициент запаса (k₃ = 1/1).

I-VI - участки сети; 1, 2,4-7, 9, 10 - изгибы воздуховода (колена); 3,8 - переходы V _уч -объем воздуха на участке; D_уч - диаметр трубопровода на участке; Н_уч - потери напора на участке; а - угол колена; Н - потери напора; F1/F2 - соотношения поперечных сечений су­жений труб.

Рис. 3.12. Схема вентиляционной сети

Расчётное давление (напор) определяется из выражения

(3.36)

где H - напор, Па;

R - потери давления на трение в воздуховоде длиной 1 м, Па; l - длина участка воздуховода, м; Z - потери давления в местных сопротивлениях в том же воздуховоде,

Потери давления (напора) на прямых участках труб рассчитывают по фор-

'

(3.37)

где ЪЕ - сумма коэффициентов местных сопротивлений на рассматривав­ши участке воздуховода (табл. 3.8);

- динамическое давление, Па (табл. 3.8).

Или потери напора на прямых участках можно определить по формуле

Z =

2d

(3.38)

где срт - коэффициент, учитывающий сопротивление труб (для железных труб ср_т =0,02);

v_cp - средняя скорость воздуха, м/с (для прилегающих к вентилятору уча­стков v_cp = 8... 12м/с, для удаленных - v_cp = 1...4м/с);

l - длина воздуховода, м;

d - диаметр трубы, м;

/>_в - плотность воздуха, кг/м3 (табл. 2.11).

Таблица 3.8 - Данные для расчета круглых стальных воздуховодов

Потери давления в расчётной ветви воздуховодов составляют сумму по­терь давления в участках, составляющих рассчитываемую ветвь (Па)

Я = Ъ(Я L + Z) или H = Z +Z_м

где Z - потери напора на прямых участках, Па; Z_м - местные потери напора, Па

(3.39)

Местные потери напора в коленах, переходах, жалюзи рассчитываются по формуле

Z_M = 0,5if/_Mv²_cpPe, (3.40)

где ^- коэффициенты местных потерь напора (табл. 3.9); v_cp - средняя скорость движения воздуха, м/с; _в - плотность воздуха, кг/м³.

Таблица 3.9 - Значения коэффициентов местных сопротивлений воздуховодов

Зная величину максимальных потерь напора Н, по номограмме выбирают номер вентилятора N, максимальный КПД вентилятора г\_в и безразмерный па­раметр А (рис. 3.13).

По номеру вентилятора N и коэффициенту А рассчитывают количество оборотов вентилятора по формуле

п =A/N

(3.41)

Рис. 3.13. Номограмма для выбора вентилятора

Если при подборе вентилятора полученные величины W и Н_вент не попа­дают на характеристику одного из вентиляторов, имеющихся на графике (но­мограмме), то принимают ближайший подходящий вентилятор, и, изменяя чис­ло оборотов вентилятора, получают требуемую по расчёту производительность и давление.

Пересчёт производят по формулам

₂

(3.42)

где n1 - оборотов по характеристике; n₂ - число оборотов измененное;

W1, H1, N1 - соответственно производительность, давление и мощность по характеристике;

W2, H2, N2 - производительность давление и мощность расчетные. Необходимую мощность электродвигателя определяют по формуле

W H

дг _ вент вент

⁵~⁶

(3.43)

где NВ — мощность, потребляемая вентилятором, кВт; Цв - к.п.д. вентилятора (по характеристике);

Цп - к.п.д. привода, принимаемый (для электровентиляторов ц_и = 1,0; для муфтового соединения щ ⁼ 0,98; для клиноремённой передачи щ ⁼ 0,95).

Марки вентиляторов приведены в табл. 3.10. Размеры воздухорас­пределителя даны на рис. 3.14.

1 — корпус; 2 — выходной патрубок; 3 — винт регулировочный; 4 — диск;

5 — входной патрубок

Рис. 3.14. Воздухораспределитель центробежный типа ВЦ Тогда кратность воздухообмена (раз в час) будет равна

К = Р_ф/Р_ПДК= 350/300 = 1,2

Приняв объем кабины трактора V=1,5 м3, определим требуемый воздухо­обмен

L_Т = # К=1,2-1,5 = 1,8м2/ч

Определим площадь поперечного сечения воздуховода F, принимая ско­рость воздушного потока v = 7 м/с по формуле (3.15)

¥=L_T-3600 v =1,8/3600 = 5W⁴м Так как воздуховод круглого сечения, радиус его будет равен

г =

F 5-10

3,14

= 0,012 м

Производительность вентилятора найдем с учетом коэффициента запаса (k3= 1,3) по формуле (3.34)

= Ь_гк₃=1,81,3=2м³/ч

Рассчитаем потери напора в вентиляционной сети по формуле (3.38), при­нимая, что коэффициент, учитывающий сопротивление труб, срт = 0,02; средняя скорость воздуха, м/с; v_cp = 1м/с; длина воздуховода, м; l_m =1,5 м; диаметр трубы, м; d= 0,024 м; плотность воздуха р_в = 1,247 кг/м¹.

Z = ^-k-Pe^cp _=Од._х 2471 • 1,5/2 -0,024 = 0,75 ПА

Местные потери в коленах, переходах, жалюзи найдем по формуле (3.40), принимая коэффициент местных потерь напора для колена а = 120° щ= 0,5; для колена а = 90° щ ⁼1Д; для внезапного расширения щ = 0,8; для входа в вентилятор после фильтра щ = 6

Z_м = 0,5if/_Mv²_cpPe= 0,5(1,5 + 1,1 + 0,8 + 6) 1,247 = 5,9 Па Суммарные потери напора в линии определим по формуле (3.39)

ZЛ = Z +Z_м = 5,9 + 0,75 = 6,65 Па Тогда напор вентилятора Н_вент = Z_Л = 6,65 Па.

Найдем мощность (кВт), необходимую для привода вентилятора, по фор­муле (3.43)

_N W_eeHmH_{eeHm =6},₆₅._2/3600.₀₄ -0,9 = 4-Ю"³ кВт 3610^ь

Вывод. Выбираем электродвигатель МЭ-12,5 мощностью 12,5Вт.

1 Рассчитайте, какое количество воздуха необходимо удалить из отделе­
ния обкатки карбюраторных двигателей для поддержания концентрации угар­
ного газа (СО) в помещении в пределах допустимой нормы. Известно, что в от­
делении одновременно обкатывается 3 двигателя ЗИЛ-130, часовой расход топ­
лива всех двигателей равен ПО кг/ч, доля содержания СО в отработанных газах
равна 5%, а доля СО, прорывающаяся в помещение из системы газоотвода, со­
ставляет 0,05% от общего количества угарного газа в продуктах сгорания.

2 При работе молотковой дробилки КДУ-2 в помещение через неплотно­
сти прорывается 0,25 г/с, нетоксичной пыли зерновых отходов с примесью дву­
окиси кремния менее 2%. Количество воздуха, удаляемого из помещения L =
0,7 м³/с. Определите, какова при этом будет фактическая концентрация пыли в
помещении. Будет ли фактическая концентрация пыли удовлетворять санитар­
но-гигиеническим нормам?

3 В отделении мойки деталей в окружающую среду выделяется 0,5 г/с во­
дяных паров. Рассчитайте, какое количество воздуха необходимо удалить из
помещения для поддержания относительной влажности 65%, при влажности
поступающего воздуха 55%, температура удаляемого и поступающего воздуха
соответственно равна 23 и 17°С.

4 Помещение оборудовано шестью вытяжными шахтами, сечением
0,75x0,75 м и высотой 4,2 м. Каждая шахта оборудована заслонкой, позволяю-

щей регулировать сечение шахты. Рассчитайте площадь проходного сечения шахты, обеспечивающую удаление 12000 м /ч воздуха при условии, что темпе­ратура удаляемого воздуха равна 24°С, а температура приточного воздуха 10°С, коэффициент, учитывающий потерю скорости воздуха в канале шахты 0,55.

5 Оценить эффективность местного отсоса типа вытяжного шкафа по ско­
рости движения воздуха в рабочем проёме, если часовой объем удаляемого
воздуха равен 2800 м3, площадь сечения шкафа 0,25 м2, минимально допусти­
мая скорость движения воздуха 3,5 м/с.

6 Определить какой воздухообмен необходимо обеспечить в помещении
объемом 12x15x8 м, если известно, что в условиях естественной вентиляции с
кратностью воздухообмена 3,5 раза в час концентрация пыли в воздухе состав­
ляет 15 мг/ м³, а ПДК этой пыли равна 2 мг/ м.

7 Найти воздухообмен для аспирационного кожуха диаметром 110 мм, ес­
ли известно, что диаметр абразивного круга 260 мм.

8 Рассчитайте скорость движения воздуха в вытяжном зонте сварочного
поста, если в час расходуется 0,7 кг электродов, а норма воздухоотбора 4000 м³
/кг, площадь сечения воздуховода 0,85x1,2 м².

9 В гараже площадью 850 м2, и высотой 6 м одновременно заводят 5 дви­
гателей мощностью 70 л.с. Время заводки 4 минуты, содержание угарного газа
в выхлопе 5 %, коэффициент загрузки двигателя 0,15, часовой расход топлива
450 г/(л.с- ч). Рассчитать воздухообмен на удаление окиси углерода.

10 Определить необходимую производительность вентилятора в медниц­
ком отделении ремонтной мастерской, если известно, что площадь помещения
46 м2, высота 5 м. Кратность воздухообмена К = 4,5.

11 В размолочном отделении кормоцеха выделяется в час 14 г мучной пы­
ли. Рассчитать производительность вентилятора, необходимую для удаления
излишков пыли.

12 В цехе ремонта топливной аппаратуры для производственных целей
применяют бензин, который ежечасно испаряется в количестве 350 г. Рассчи­
тать производительность вентиляции, необходимую для доведения концентра­
ции паров бензина до предельно допускаемой - 0,3 г/м3.

13 В литейном цехе авторемонтного завода размерами 15x10x5 м³ при
разливке жидкого чугуна в час выделяется 90 г окиси углерода (СО). Рассчи­
тать производительность вентилятора, необходимую для поддержания в цехе
нормальной концентрации СО.

14 В термическом цехе установлены три электропечи. Каждая печь отдает
в атмосферу цеха 5000 кал/ч тепла. Без вентиляции температура в цехе возрас­
тет до 28°С. Рассчитать производительность вентиляции, снижающей темпера­
туру воздуха, если наружный воздух нагрет до 17°С.

15 Рассчитать производительность вентилятора для удаления избытков
влаги из коровника, в котором размещено 90 лактирующих коров массой по 300
кг, 50 коров массой по 400 кг и 40 коров массой по 600 кг. Внутренняя темпера­
тура коровника +12°С, наружная -9°С.

16 В свинарнике размещено 70 откормочных свиноматок живой массой по
100 кг и 50 - по 200 кг. Животные выделяют углекислоту, которую необходимо

удалить естественным вентилированием. Конструкция свинарника допускает установку вытяжных шахт высотой 4,2 м. Температура внутри свинарника +12°С, снаружи -10°С.

17 Определить количество воздуха, отсасываемого с верстака медника вы-
тяжным зонтом, открытым с трех сторон. Размеры зонта 1,7x0,9 м2. Скорость
движения отсасываемого воздуха 0,7 м/с.

18 В ремонтной мастерской установлена ванна для восстановления плун­
жерных пар хромированием. Размеры ванны 0,5x1,Ом². Температура ванны
+60°С, температура в помещении +17°С. Рассчитать двухбортовую отсосную
вентиляцию.

Date: 2015-07-01; view: 2313; Нарушение авторских прав