Проект отопления и приточно-вытяжной вентиляции кузнечно-сварочного участка

Проект отопления и приточно-вытяжной вентиляции кузнечно-сварочного участка

Содержание

1. Описание проектируемого объекта и конструктивных особенностей здания

. Описание технологического процесса и характеристика выделяющихся вредностей

. Расчетные параметры температуры наружного и внутреннего воздуха для теплого, холодного периодов и переходных условий

. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

. Расчет теплопотерь здания

. Определение количества вредностей, поступающих в помещение

. Составление теплового баланса и выбор системы отопления

. Расчет нагревательных приборов системы отопления

. Определение типов и производительности местных отсосов

. Расчет воздухообмена для теплого, холодного периодов и переходных условий и выбор расчетного

. Описание принятых решений приточно-вытяжной вентиляции в цехе

. Расчет раздачи приточного воздуха в помещении

. Аэродинамический расчет приточной и вытяжной механических систем

. Подбор вентиляционного оборудования

. Расчет и подбор воздушно-тепловых завес

Список использованных литературных источников

1. Описание проектируемого объекта и конструктивных особенностей здания

В соответствии с заданием необходимо запроектировать отопление и приточно-вытяжную вентиляцию кузнечно-сварочного участка. Объект находится в г. Минске. Здание одноэтажное, без подвала и чердака. Размеры здания 18000х30000 м. Высота от пола до низа фермы 5,0 м. Фасад ориентирован на юг. Полы неутеплённые на грунте. Остекление тройное в раздельно-спаренных деревянных переплётах. Окна имеют размер 4х2,5(h) м. В здании имеются ворота размером 3,6х4(h) м, оборудованные воздушно-тепловой завесой. Объект снабжается теплом от котельной. Теплоноситель - перегретая вода - имеет следующие параметры: 120/70 ⁰С. Число рабочих - 16 человек. Категория работ - средней тяжести II а.

. Описание технологического процесса и характеристики выделяющихся вредностей

В кузнечно-сварочном участке имеются семь столов для электросварочных работ, два молота ковочных (N=15 кВт), две электропечи камерные (N=20 кВт), два бака закалочных для масла, двое вальцов ковочных (N=25 кВт) и два оборудования для мойки деталей.

Производственный процесс в кузнечных цехах сопровождается следующими технологическими операциями: резка или рубка заготовок металла на прессах и ножницах, предание им формы на ковочных вальцах, нагрев металла под ковку в печах с доведением температуры нагрева до 1150-1250 °С, ковка металла на молотах и других ковочных машинах.

К основным вредностям в кузнечных относятся конвективная и лучистая теплота, выделяющаяся от горячих поверхностей печей и металла, окись углерода, сернистый газ при работе печей на твердом и жидком топливе.

При электросварке в окружающий воздух выделяется теплота и окись железа.

Источниками теплопоступлений являются также люди, искусственное освещение, солнечная радиация и теплопоступления через массивные ограждающиеся конструкции.

Удаление воздуха осуществляется местными отсосами и общеобменной вентиляцией. Подача приточного воздуха - в рабочую зону через воздухораспределители типа ВЭПш.

. Расчетные параметры наружного и внутреннего воздуха для теплого, холодного периодов и переходных условий

Параметры наружного воздуха.

Согласно [2] параметры наружного воздуха следует принимать для г. Минска:

для холодного периода по параметру Б;

для теплого периода по параметру А;

для переходного периода [2] установлены следующие параметры:

.

Холодный период:

.

Теплый период:

.

Параметры внутреннего воздуха.

Согласно [15] параметры внутреннего воздуха следует принимать для категории работ средней тяжести II а:

Для холодного периода: , принимаем .

Для теплого периода: .

4. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

Определение толщины и термического сопротивления наружной стены

Конструкция наружной стены следующая:

. железобетон:

. плиты полистеролбетонные:

3. железобетон:

Коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м·⁰С), и коэффициент теплоусвоения S, Вт/(м²·⁰С), определяем в зависимости от условий эксплуатации по [5, табл.А.1]. Режим помещения - влажный и условия эксплуатации - “Б”.

Сопротивление теплопередаче наружных ограждающих конструкций R_т, за исключением наружных дверей, ворот и ограждающих конструкций помещений с избытками явной теплоты, следует принимать не менее нормативного сопротивления теплопередаче R_т.норм., указанного в [5, табл. 5.1].

Нормативное сопротивление теплопередачи для наружных стен здания производственного назначения:

 = 2,0 .

Требуемое сопротивление теплопередачи, ,, определяется по выражению:

 (4.1.1)

где t_в - расчетная температура внутреннего воздуха, ⁰С;_н - расчетная температура наружного воздуха в холодный период, ⁰С, принимается в зависимости от значения тепловой инерции D ограждающей конструкции (в нашем случае принимаем температуру наружного воздуха наиболее холодных суток обеспеченностью 0,92, для г. Минска t_н=-28°C);- коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности по отношению к наружному воздуху, для наружных стен принимается равным 1;

 - коэффициент теплоотдачи на внутренней поверхности ограждения, Вт/(м²·⁰С), для внутренних плоских поверхностей всех ограждений независимо от назначения помещения по [5,табл.5.4] принято значение = 8,7 Вт/(м²·⁰С);

- расчетный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаем по [5,табл.5.5] в зависимости от назначения помещения, =8 ⁰С.

Подставляя известные величины в выражение (3.1.1) получим:

 .

Так как >, то:

 . (4.1.2)

Из выражения (3.1.2) получаем:

 , (4.1.3)

Тогда подставив известные величины в (4.1.3) получим:

 м.

Принимаем = 0,16 м.

Соответственно, действительное сопротивление теплопередаче равно:

Уточняем действительное значение тепловой инерции D, используя следующее выражение

 , (4.1.4)

Подставив известные значения в выражение (3.1.4) получим:

.

Полученное значение, D = 3,14, удовлетворяет интервалу 1,5<D<4, принятого нами для расчета.

Толщина наружной стены равна: δ=0,04+0,16+0,04=0,24 м.

Определение толщины и термического сопротивления покрытия.

1.железобетонная плита:

.рубероид:

3. минеральная вата:

4.цементно - песчаная стяжка:

.рубероид:

Расчет производим аналогично п. 4.1.

При этом  =3,0 , =5,5 ⁰С.

Расчётную температуру наружного воздуха в холодный период t_н принимаем при значении тепловой инерции 1,5<D<4, т.е. для холодных суток обеспеченностью 0,92. Подставляя полученные значения в выражения (4.1.1), получаем: .

Так как >, то:

 . (4.2.1)

Из выражения (3.2.1) получаем:

 , (4.2.2)

Тогда подставив известные величины в (3.2.2) получим:

 м.

Уточняем действительное значение тепловой инерции D, используя следующее выражение:

 , (4.2.3)

Подставив известные значения в выражение (3.2.3) получим:

Полученное значение, D = 2,83, удовлетворяет интервалу 1,5<D<4, принятого нами для расчета.

Определение термического сопротивления заполнения световых проемов.

Принимаем  .

Определение термического сопротивления дверей и ворот.

Принимаем  .

Определение термического сопротивления пола.

Пол - неутепленный на грунте. Теплопотери через полы определяются по зонам. Для 1-й полосы шириной 2 м, примыкающей к наружной стене R₁= =2,2 м^{2 о}С/Вт; для 2-й полосы шириной 2 м, примыкающей к 1-й зоне R₂= =4,3 м^{2 о}С/Вт; для 3-й полосы шириной 2 м, примыкающей ко 2-й зоне R₃= =8,6 м^{2 о}С/Вт; для 4-й внутренней части помещения, ограниченной 3-ей зоной R₄=14,2 м^{2 о}С/Вт.

5. Расчет теплопотерь здания

Теплопотери определяются по [2, прил. Ж].

В основу расчета потерь теплоты положена формула:

 (5.1)

где А - расчетная площадь наружного ограждения, м²;

t_р - расчетная температура внутреннего воздуха в помещении, с учетом повышения её в зависимости от высоты для помещений высотой более 4 м, °С;

t_ext - расчетная температура наружного воздуха, °С;

k - коэффициент теплопередачи через наружное ограждение, Вт/м²·°С;

β - добавочные потери теплоты в долях от основных потерь, принимаемый по [2, прил. Ж.2]

n - коэффициент принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху.

Для части вертикальных ограждений, расположенных выше 4 м от пола расчетную температуру принимают равной:

, °С (5.2)

°С

Потери теплоты на нагревание инфильтрационного воздуха принимаем в количестве 30% от потерь теплоты через ограждающие конструкции.

Расчет производим для холодного и переходного периода и сводим его в таблицу 5.1.

Таблица 5.1. Расчет теплопотерь цеха

Определяем теплопотери при температуре в помещении t_в=5°С, обеспечиваемую системой дежурного отопления, Вт по формуле:

, Вт (5.2)

- для цеха:

Вт;

6. Определение количества вредностей, поступающих в помещение

Теплопоступления от людей

Теплопоступления от людей зависят от выделяемой людьми энергии при работе и температуры окружающего воздуха в помещении.

Теплопоступления от людей, Вт:

, (6.1.1)

где n - количество людей;

q_я - тепловыделения одним взрослым человеком (мужчиной) Вт, принимается в зависимости от температуры внутреннего воздуха и категории работ [1,табл.2.3];

k_л=1-для мужчин, k_л=0,85-для женщин, k_л=0,75-для детей.

Расчет теплопоступлений от людей приведен в таблице 6.1.1.

Таблица 6.1.1 Расчет теплопоступлений от людей

Тепловыделения от искусственного освещения

Тепловыделения от источников искусственного освещения, если пренебречь частью энергии, нагревающей конструкции и уходящей через них, Вт:

, (6.2.1)

где N_осв. - суммарная мощность источников освещения, Вт.

Тепловыделения от источников искусственного освещения, если суммарная мощность источников освещения известна, Вт:

, (6.2.2)

где Е - нормируемая освещенность помещения, лк [1,табл.2.5];

q_осв - удельные тепловыделения от ламп, Вт/(м² лк) [1,табл.2.6];

F - площадь пола помещения, м²;

η_осв - доля теплоты, поступающей в помещение. В данном случае, η_осв=1,00, так как осветительные лампы установлены на некотором расстоянии от потолка.

Расчет тепловыделений от искусственного освещения приведен в таблице 6.2.1.

Таблица 6.2.1 Расчет тепловыделений от искусственного освещения

Теплопоступления через заполнения световых проемов.

Теплопоступления через заполнение световых проемов складываются из теплопоступлений за счет солнечной радиации и за счет теплопередачи:

Q_ll=(q_llр+q_llт)·F_ll, Вт, (6.3.1)

где q_llр - теплопоступления за счет солнечной радиации через 1 м² вертикального заполнения световых проемов, Вт/м² ,

q_llт - теплопоступления за счет теплопередачи через 1 м² вертикального заполнения световых проемов, Вт/м² ,

F_ll - площадь световых проемов, м².

q_llр=(q^в_п·k_инс.в.+q^в_р·k_обл.)· k_отн.t₂, Вт/ м², (6.3.2)

где q^в_п и q^в_р - это количество теплоты прямой и рассеянной солнечной радиации, Вт/м², поступающей в помещений в каждый расчетный час суток через одинарное вертикальное остекление. Зависит от ориентации окна, от географической широты, на которой находится здание и от времени суток. Эту величину берем из [1, табл. 2.7]. Географическая широта 52, расчетный час суток 12-13 часов, так как в это время сумма q^в_п и q^в_р максимальная (для юга): q^в_п=344 Вт/ м²,

q^в_р=91 Вт/ м²;

k_отн - коэффициент относительного проникания солнечной радиации через остекление, отличающееся от одинарного, зависит от вида остекления и наличия солнцезащитных устройств. Берем из [1, табл. 2.8]:

k_отн =0,83;

t₂ - коэффициент, учитывающий затемнение светового проема переплетами. Согласно [1, табл. 2.9]:

t₂=0,5;

K_обл- коэффициент облучения;

K_инс- коэффициент инсоляции:

, (6.3.3)

где H=2,5 м, B=4 м - высота и ширина окна, берем с плана и разреза здания;

L_г=0,12 м, L_в=0,12 м - размеры горизонтальных и вертикальных, выступающих элементов затемнения (откосов);

a=0 и c=0 - соответственно расстояния от горизонтальных и вертикальных элементов затемнения до откоса светового проема;

А_с.о - солнечный азимут остекления (для вертикальных затемняющих устройств) - это угол в градусах между горизонтальной проекцией солнечного луча и горизонтальной проекцией нормали к рассматриваемой плоскости остекления.

Из [1, табл. 2.10] высота и азимут солнца для расчетного часа суток 12-13 на 52 географической широте h=58, А_с.=13.

Из [1,табл. 2.11] А_с.о= 90-А_с.=90-13=77.

b - это угол (для горизонтальных затемняющих устройств) в градусах между вертикальной плоскостью остекления и проекцией солнечного луча, но вертикальную плоскость, перпендикулярную рассматриваемой плоскости остекления.

b=arctg(ctgh·cosА_с.о) (6.3.4)

b=arctg(ctg58°·cos77°)=8,0°.

.

Коэффициент облучения k_обл зависит от углов b₁ и g₁:

; (6.3.5)

. (6.3.6)

По [1, рис. 2.2] k_обл.= k_обл.г.· k_обл.в.=1·1=1.

Тогда теплопоступления через южные окна:

q_llр=(344·0,57+91·1)· 0,83·0,5=119,14 Вт/ м²;

Q_llр=q_llр·F=119,14·40=4765 Вт.

Теплопоступления через северные окна:

q_llр=(0·0,57+59·1)· 0,83·0,5=24,485 Вт/ м²;

Q_llр=q_llр·F=24,485·40= 980 Вт.

Суммарные теплопоступления составляют 5745 Вт.

При расчетах необходимо учитывать аккумуляцию части теплоты, поступающий за счет солнечной радиации, внутренними ограждениями в помещении.

, Вт, (6.3.7)

где F₁ - площадь перегородки, м²,

F₂ - площадь пола, м².

m₁ и m₂ - коэффициенты, учитывающие аккумуляцию теплоты перегородкой и полом, соответственно. Зависят от материала и толщины внутренней конструкции и продолжительности периода поступления прямой солнечной радиации на фасад здания.

.

Тогда количество теплоты, поступившее через заполнение светового проема и переданное воздуху помещения, составит:

 Вт. (6.3.8)

Теплопоступления через массивные ограждающие конструкции.

Теплопоступления, Вт, через покрытие можно определить по среднесуточным значениям:

,Вт, (6.4.1)

где F₁ - площадь покрытия, м²;

R - сопротивление теплопередаче покрытия, (м²·°С)/Вт, R=3,0 (м²·°С)/Вт;_н.ср. - средняя температура наружного воздуха в июле, принимается по [6];

ρ - коэффициент поглощения солнечной радиации поверхностью ограждающей конструкции;

q_ср - средние суточные количества теплоты суммарной (прямой и рассеянной) солнечной радиации, поступающей на поверхность покрытия, Вт/м². Для горизонтальной поверхности (покрытия) здания, расположенного на 52°с.ш. q_ср=329 Вт/м²;

t_в - температура воздуха в помещении, °С;

α_н - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения, Вт/(м²·°С).

Коэффициент теплоотдачи наружной горизонтальной поверхности ограждения:

, Вт/(м²·°С), (6.4.2)

где υ - минимальная скорость ветра за июль, м/с.

 Вт/(м²·°С).

Тогда:

Вт.

Теплопоступления через наружные стены незначительны, и их при выполнении курсового проекта можно не учитывать.

Теплопоступления от оборудования, обогреваемого с помощью электричества.

Теплопоступления от оборудования, обогреваемого с помощью электричества.

Определяем теплопоступления от оборудования, обогреваемого с помощью электричества по формуле:

Q_об =1000N_у·k₁ , Вт, (6.5.1)

где N_у - установочная мощность оборудования, кВт;

k₁ - коэффициент, учитывающий долю теплоты, поступающей в помещение [7].

электропечь камерная (2 шт.):

Q_об =1000·20·0,3=6000 Вт.

Для двух электропечей Q_об=2·6000=12000 Вт.

Теплопоступления от электродвигателей, установленных в общем помещении, и приводимого ими в действии оборудования, при значении коэффициента полноты загрузки k_п = 1, находят по формуле:

Q_дв =1000N_у(1-ɳ+ k_т ɳ) k_с, Вт, (6.5.2)

где N_у - установочная мощность оборудования, кВт;

ɳ - КПД электродвигателя; ɳ=0,82-0,85;

k_т - коэффициент перехода теплоты в помещение. k_т=0,9;

k_с - коэффициент спроса на электроэнергию, для данного производства k_с = 0,5.

молот ковочный (2 шт.):

Q_дв =1000·15(1-0,85+ 0,9·0,85) ·0,5=6865 Вт.

Для двух молотов ковочных Q_дв=2·6865=13730 Вт.

вальцы ковочный (2 шт.):

Q_дв =1000·25(1-0,85+ 0,9·0,85) ·0,5=11440 Вт.

Для двух вальцов ковочных Q_дв=2·11440=22880 Вт.

Теплопоступления при ручной сварке от одного электросварочного поста принимают 4600 В. При установке местного отсоса 70% теплоты и других вредностей удаляется из помещения.

стол для электросварочных работ (7 шт.):_св =4600·0,3=1380 Вт.

Для семи столов для электросварочных работы Q_св =1380·7=9660 Вт.

Теплопоступления от нагретых поверхностей определяют по формулам теплопередачи. При этом теплота поступает за счет конвективного теплообмена Q_к, Вт, и излучения Q_л, Вт:

 (6.5.3)

Количество теплоты, поступившей за счет конвективного теплообмена, определяем по формуле:

, (6.5.4)

где коэффициент теплопередачи конвекцией, Вт/(м²·^оС);

t_п, t_в - температура нагретой поверхности и окружающего воздуха, ^оС.

F - поверхность теплоотдачи, м².

Коэффициент теплопередачи конвекцией для вертикальной поверхности можно определить по формуле:

, (6.5.5)

Для горизонтальной поверхности, обращенной вверх, значение численного коэффициента -  

Теплоотдачу излучением можно определить:

, (6.5.6)

где приведенный коэффициент лучеиспускания, в практических расчетах  Вт/(м²·К⁴).

Температуру нагретой поверхности t_п, °С, следует принимать не более 45°С.

бак закалочный для масла (2 шт.):

Для холодного и переходного периода:

.

.

Общие теплопоступления, тогда равны:

.

Учитывая, что 70% теплопоступлений удаляется с помощью местных отсосов, тогда:

.

Для двух баков:

Для теплого периода, когда t_в =27°C:

;

;

Для двух баков:

.

оборудование для мойки деталей (2 шт.):

Для холодного и переходного периода:

.

.

Общие теплопоступления, тогда равны:

.

Учитывая, что 70% теплопоступлений удаляется с помощью местных отсосов, тогда:

.

Для двух оборудований для мойки деталей:

Для теплого периода, когда t_в =27°C:

;

;

Для двух оборудований для мойки деталей:

.

Суммарное количество теплоты, поступившее от технологического оборудования и переданное воздуху помещения, составит:

Результаты расчет всех теплопоступлений за три периода года сводим в таблицу 6.1.

Таблица 6.1. Таблица теплопоступлений в помещение для трех периодов года

7. Составление теплового баланса и выбор системы отопления

температура теплопотеря здание ограждающий

Рассчитанные теплопоступления и теплопотери помещения цеха сводим в таблицу теплового баланса (таблица 6.1). Эти данные используются при определении воздухообменов и выборе системы отопления.

Таблица 6.1. Таблица теплового баланса

При анализе таблицы видим, что теплопоступления больше, чем теплопотери. Проектируется дежурная системы отопления, которая обеспечивает в нерабочее время t_в=5⁰С, в рабочее время отопление выключается. В помещение будет подаваться охлажденный приточный воздух.

8. Расчет поверхности нагревательных приборов системы отопления

Производим подбор диаметров трубопроводов системы отопления. Для этого задаемся скоростью движения теплоносителя 0,3-0,5 м/с и удельные потери давления на трение не более 100-120 Па/м. Расчет сводим в таблицу 8.1.

Таблица 8.1 Подбор диаметров трубопроводов системы отопления

К установке принимаем радиаторы Минского радиаторного завода 2К 60П-500. Находим требуемое количество секций для каждого радиатора.

Для ветки «А»:

Расчетные параметры системы отопления t_г=120°С, t₀=70°С. Из гидравлического расчета имеем G_{ветки «А»}=216 кг/ч.

Номинальный тепловой поток одной секции радиатора 2К 60П-500 равен q_н=130 Вт/с при номинальной средней разности температур ∆t_н=70°С. Радиатор устанавливается под подоконной доской В=80 мм, β₄=1,03, t_р=5°С.

. Температуру подающей воды на входе в рассматриваемую ветку:

°С

. Определяем среднюю температуру отопительных приборов:

, °С (8.1)

,°С

. Определяем расчетную разность температур по выражению:

∆t_ср.=t_ср.-t_р., °С (8.2)

∆t_ср.=95-5=90 °С

. Расчетный требуемый тепловой поток отопительного прибора равен:

для 1-го прибора: Q₁=2515 Вт;

Аналогично для остальных 4 приборов Q₁=2515 Вт.

. Определяем требуемый номинальный тепловой поток отопительного прибора (при показателе p=0,00) по формуле:

, Вт, (8.3)

где коэффициент φ определяется по выражениям:

 (8.4)

для 1-го прибора:

Вт

Аналогично для остальных 4 приборов Q_н.т.=1870 Вт.

. По требуемой величине Q_н.т подбираем требуемое минимальное число секций отопительных приборов, принимая β₃=1,00 (до 15 секций):

Для секционных отопительных приборов требуемое минимальное число секций определяется по формуле:

 (8.5)

-для 1-го прибора:

.

Принимаем 14 секций.

Аналогично для остальных 4 приборов принимаем 14 секций.

Для ветки «Б»:

Аналогично ветки «А» принимаем для всех 5 приборов 14 секций.

9. Определение типов и производительности местных отсосов

Вытяжные зонты:

- молот ковочный(2 шт.):

Рассчитываем расход воздуха для зонта, расположенного на высоте l=0,8 м над источником длиной a=1,9 м и шириной b= 1,35 м. Конвективная теплоотдача источника Q=6865 Вт. Скорость движения воздуха в помещении ν_в=0,3 м/с.

Определяем осевую скорость в конвективном потоке на уровне расположения зонта, предварительно вычислив эквивалентный диаметр источника:

d_э=1,13 (9.1)

м

Осевая скорость в конвективном потоке на уровне всасывания, м/с :

ν_l=0,068(Q l/d²)^l/3 (9.2)

ν_l=0,068(6865·0,8/1,8 ²)^1/3=0,81 м/с

Поскольку

,

то использование зонта целесообразно.

Находим параметр ∆ по формуле:

∆=2,14(ν_в/ν_l)² l²/d (9.3)

∆=2,14(0,3/0,81)² 0,8²/1,8 =0,1 м

Назначаем размеры зонта: А=1,9+2·0,1=2,1 м, В=1,35+2·0,1=1,55 м.

Коэффициент, учитывающий скорость движения воздуха в помещении, находим по формуле:

k_в=(1+2∆/ d)²(9.4)

k_в=(1+2·0,1/1,8)²=1,23.

Поскольку источник выделяет только теплоту, то k_т=1.

Расход удаляемого воздуха рассчитываем по формуле:

L_отс=L_o·k_п k_в·k_t,(9.5)

где Lo - характерный расход, м³/ч, определяемый по формуле

L_o=945·d²· ν_l (9.6)

k_п - безразмерный множитель, учитывающий влияние геометрических и режимных параметров, характеризующих систему «источник-отсос»; _в- коэффициент, учитывающий влияние скорости движения воздуха в помещении;

k_t - коэффициент, учитывающий токсичность вредных выделений._отс=945·1,8²·0,81 ·1·1,23·1=3050 м³/ч.

Объемный расход воздуха, удаляемого двумя зонтами равен:

L_общ = 3050·2=6100 м³/ч.

вальцы ковочные (2 шт.):

Рассчитываем расход воздуха для зонта, расположенного на высоте l=0,8 м над источником длиной a=1,9 м и шириной b= 1,55 м. Конвективная теплоотдача источника Q=11440 Вт. Скорость движения воздуха в помещении ν_в=0,3 м/с.

Определяем осевую скорость в конвективном потоке на уровне расположения зонта, предварительно вычислив эквивалентный диаметр источника по формуле (9.1):

м

Осевая скорость в конвективном потоке на уровне всасывания находим по формуле (9.2), м/с:

ν_l=0,068(11440·0,8/1,9²)^1/3=0,93 м/с

Поскольку

,

то использование зонта целесообразно.

Находим параметр ∆ по формуле (9.3):

∆=2,14(0,3/0,93)² 0,8²/1,9 =0,08 м

Назначаем размеры зонта: А=1,9+2·0,08=2,06 м, В=1,55+2·0,08=1,71м.

Коэффициент, учитывающий скорость движения воздуха в помещении, находим по формуле (9.4):_в=(1+2·0,08/1,9)²=1,18.

Поскольку источник выделяет только теплоту, то k_т=1.

Расход удаляемого воздуха рассчитываем по формуле (9.5):_отс=945·1,9²·0,93 ·1·1,18·1=3745 м³/ч.

Объемный расход воздуха, удаляемого двумя зонтами равен:

L_общ = 3745·2=7490 м³/ч.

Зонты-козырьки:

- электропечь камерная (2 шт.):

Размер отверстия 0,50х0,60м,t=17С, температура в печи t=800С. Воздух удаляется механической вентиляцией t=100С. Барометрическое давление Р=745 мм.

. Находим плотность воздуха по формуле:

,

Плотность воздуха помещения:  ,

Плотность смеси:  ,

Плотность воздуха, выходящего из печи: .

Находим коэффициент К, определяющий, какая часть отверстия работает на приток:

К=,

где Т=273+t=273+800=1073;

Т=273+t=273+17=290.

К=.

. Определяем высоту рабочего отверстия, работающего на приток:

h=h·К=0,5·0,61=0,3 м,

тогда площадь отверстия, работающего на приток:

F=b· h=0,6·0,3=0,18 м.

3. Находим среднее по высоте отверстия избыточное давление , Па, под действием которого газы выбиваются из печи:

= h(g/2=0,3·(1,22-0,33)·9,81/2=1,31 Па.

4. Рассчитываем скорость выхода воздуха из печи:

 .

. Массовый расход газов, выбивающихся из печи G , кг/ч:

G= F···3600=0,183·0,33·2,81·3600=601 кг/ч.

. Массовое количество воздуха, G, подтекающего под зонт из помещения:

G= G( t-t)/( t- t), кг/ч.

G= 601(800-100)/( 100-17)=5070 кг/ч.

G= G+ G,кг/ч.

G=601+5070=5671 кг/ч.

Объемный расход смеси воздуха и газов:

L= G/ , м/ч

L=5671/0,95=5970 м/ч.

Размеры зонта-козырька принимаем: ширину b_з=0,2+b=0,2+0,6=0,8м; вылет - l_з=1,4·0,5=0,7 м.

Объемный расход смеси воздуха и газа, удаляемого двумя зонтами-козырьками:

L=5970·2=11940 м/ч.

оборудование для мойки деталей (2 шт.):

Размер отверстия 0,50х0,60м,t=17С, температура в машине t=90С. Воздух удаляется механической вентиляцией t=45С. Барометрическое давление Р=745 мм.

. Находим плотность воздуха по формуле:,

Плотность воздуха помещения:  ,

Плотность смеси:  ,

Плотность воздуха, выходящего из машины: .

Находим коэффициент К, определяющий, какая часть отверстия работает на приток:

К=,

где Т=273+t=273+90=363;

Т=273+t=273+17=290.

К=.

. Определяем высоту рабочего отверстия, работающего на приток:

h=h·К=0,5·0,52=0,26 м,

тогда площадь отверстия, работающего на приток:

F=b· h=0,6·0,26=0,156 м.

3. Находим среднее по высоте отверстия избыточное давление , Па, под действием которого газы выбиваются из печи:

= h(g/2=0,26·(1,22-0,97)·9,81/2=0,32 Па.

4. Рассчитываем скорость выхода воздуха из печи:

 .

. Массовый расход газов, выбивающихся из печи G , кг/ч:

G= F···3600=0,156·0,97·0,81·3600=441,25 кг/ч.

6. Массовое количество воздуха, G, подтекающего под зонт из помещения:

G= G( t-t)/( t- t), кг/ч.

G= 441,25(90-45)/( 45-17)=709,15кг/ч.

G= G+ G,кг/ч.

G=441,25+709,15=1150,4 кг/ч.

Объемный расход смеси воздуха и газов:

L= G/ , м/ч

L=1150,4/1,11=1040 м/ч.

Размеры зонта-козырька принимаем: ширину b_з=0,2+b=0,2+0,6=0,8м; вылет - l_з=1,4·0,5=0,7 м.

Объемный расход смеси воздуха и газа, удаляемого двумя зонтами-козырьками:

L=1040·2=2080 м/ч.

Панели равномерного всасывания:

- стол для электросварочных работ (7 шт.):

Размеры стола- 1,2х0,89 м. Применяем одностороннюю панель размерами 900х645 м² (f_жс=0,13 м²).

Расход воздуха, удаляемого через панель:

,

где υ - скорость воздуха в живом сечении, м/с. Принимаем υ=3,7 м/с.

.

Объемный расход воздуха, удаляемого семью односторонними панелями равномерного всасывания:

L=1730·7=12110 м/ч.

бак закалочный для масла (2 шт.):

Размеры ванны - 1,1х1,05 м. Применяем одностороннюю панель размерами 900х645 м² (f_жс=0,13 м²).

Расход воздуха, удаляемого через панель:

,

где υ - скорость воздуха в живом сечении, м/с. Принимаем υ=2,8 м/с.

.

Объемный расход воздуха, удаляемого двумя односторонними панелями равномерного всасывания:

L=1310·2=2620 м/ч.

10. Расчет воздухообмена для теплого, холодного периодов и переходных условий и выбор расчетного

Так как на кузнечно-сварочном участке будут преобладающими вредностями только излишки теплоты, то расчёт ведём только для них.

Тёплый период:

Расход приточного воздуха:

; (10.1)

.

Вентиляцию верхней зоны в количестве обеспечивает крышный вентилятор.

Переходный период:

Расход приточного воздуха:

.

Как видим, в числителе второго слагаемого получается отрицательная величина. Определяем расход воздуха для вентиляции верхней зоны. Согласно [2] из верхней зоны под перекрытием помещения необходимо удалять не менее однократного воздухообмена в час, т.е. .

Принимая расход приточного воздуха, находим из формулы (10.1) величину ∆t=t_р.з.- t_пр=4,2°С,

тогда t_пр =17-4,2=12,8°С.

Вентиляцию верхней зоны в количестве обеспечивает крышный вентилятор.

Холодный период:

Расход приточного воздуха принимаем по переходному периоду .

Из формулы (10.1) находим ∆t=2,0°С, тогда t_пр=17,0-2,5=14,5°С.

За расчетный период принимаем переходный , .

Также осуществляется двукратный приток в помещение приточной камеры в размере 100 м³/ч. Суммарный расход приточного воздуха составляет

L_пр=45170 м³/ч.

. Описание принятых решений приточно-вытяжной вентиляции в цехе

В здании предусмотрены приточно-вытяжная система вентиляции, система отопления, система теплоснабжения ВТЗ и калориферов приточной установки.

Приточная вентиляция.

Приточная вентиляция здания - механическая, организованная, общеобменная. В здание предусмотрено 1 система приточной вентиляции П1. Приточная камера располагается в осях 1-2 и А-Б на отметке +2,100. В приточной камере установлена 1 вентустановка П1. Производительность системы П1 cоставляет 45170 м³/ч. Прокладка воздуховодов в цехе выполнена под фермой, на отметках +4.350 (прямоугольные воздуховоды) и +4.650 (круглые воздуховоды). Раздача приточного воздуха в цехе осуществляется непосредственно в рабочую зону через 8 воздухораспределителей типа ВЭПш с отметки +1.500. Воздухозабор осуществляется с отметки +2.455.

Вытяжная вентиляция.

Вытяжная вентиляция цеха механическая. Удаление воздуха осуществляется 6 системами местной вентиляции от технологического оборудования. В качестве местных отсосов используются панели равномерного всасывания, зонты-козырьки и вытяжные зонты. Производительности вытяжных установок составляют: В1- 12110 м³/ч, В2 - 6100 м³/ч, В3 - 11940 м³/ч, В4 - 2620 м³/ч, В5 - 7490 м³/ч, В6 - 2080 м³/ч. Выброс воздуха - факельный.

Воздух из верхней зоны цеха, в размере 2730 м³/ч удаляется крышным вентилятором.

Отопление и теплоснабжение.

На кузнечно-сварочном участке отопление осуществляется чугунными радиаторами МЗОТ 2К 60П-500. Трубы - стальные водогазопроводные, диаметром 15-20 мм. Параметры теплоносителя системы отопления - 120/70°С. Отопление - дежурное (на 5°С), работающее только в нерабочее время.

У ворот устанавливаем тепловую завесу. Теплоснабжение завес осуществляется от теплового узла водой с параметрами теплоносителя 120/70°С, теплоноситель поступает по стальным водогазопроводным трубам диаметром 50 мм. Теплоснабжение калориферов приточной установки осуществляется также от теплового узла водой с параметрами теплоносителя 120/70°С, теплоноситель поступает по стальным электросварными прямошовными трубами диаметров 76х3,5 мм. Ввод теплосети осуществляется электросварными прямошовными трубами диаметров 89х3,0 мм.

. Расчет раздачи приточного воздуха в помещении

Размеры цеха (площадь 545,4 м² , высота 6,0м). Расчетный воздухообмен L=45070 м³/ч. Нормируемая температура воздуха в помещении 17⁰С, нормируемая скорость движения воздуха в помещении 0,3 м/с. Недостаток температуры на выходе из воздухораспределителя .

Определяем требуемую площадь живого сечения воздухораспределителей, исходя из рекомендуемой скорости.

 (12.1)

.

Принимаем к установке приколонные воздухораспределители типа ВЭПш с площадью живого сечения 0,5 м². Коэффициенты m=0,6, n=1,0.

Определяем их количество:

 (12.2)

решеток.

Определяем действительную скорость движения воздуха на выходе из решеток:

 (12.3)

.

Расход воздуха через одну решетку

 (12.4)

.

Скорость воздуха и избыточную температуру воздуха при входе струи в рабочую зону определяем по формулам для осесимметричных струй.

Находим коэффициент  по табл. 2.20[1] в зависимости от величин:

 и  (12.5)

 ,

где х - расстояние, которое проходит струя до входа в рабочую зону, м;

=0,69.

Коэффициент стеснения  определяем по формуле:

 (12.6)

.

Коэффициент взаимодействия  определяем по табл. 2.21 [1] в зависимости от отношения , где расстояние между струями.

.

.

Коэффициент неизотермичности  при подаче воздуха горизонтальными струями :

Скорость струи на входе в рабочую зону находим по формуле:

 (12.7)

.

Избыточную температуру струи на входе в рабочую зону находим по формуле:

 (12.8)

Воздух входит в рабочую зону с температурой на 1,28°С ниже, чем температура воздуха в рабочей зоне, т.е. с температурой t_x=17-1,28=15,72°С и скоростью υ_x=0,48 м/с.

Скорость и избыточная температура на оси струи при входе в рабочую зону должны соответствовать следующим требованиям:

Полученные значения соответствуют требуемым, следовательно, воздухо-распределители подобраны верно.

13. Аэродинамический расчет приточной и вытяжной механических систем

Аэродинамический расчет вентиляционной системы производят для:

) подбора размеров поперечного сечения воздуховодов по рекомендуемым скоростям движения воздуха;

) определения потерь давления в системе.

Рекомендуемые скорости в системах вентиляции с механическим побуждением следующие:

ν_рек до 12 м/с - магистраль;

ν_рек до 6 м/с - ответвления.

Аэродинамический расчет систем вентиляции состоит из двух этапов:

) расчет участков основного направления (наиболее протяженного и нагруженного);

) увязка всех остальных ответвлений системы.

Расчет основного направления.

Необходимо вычертить аксонометрическую схему воздуховодов вентиляционной системы и разбить ее на участки. На участках определить расход воздуха L, м³/ч. Расход воздуха на участке определяется суммированием расходов на предыдущих участках. По расходу и рекомендуемым скоростям подбирают диаметры воздуховодов.

К установке принимается воздуховод с площадью ближайшей к требуемой скорости υ_тр. Необходимо определить фактическую скорость движения воздуха в воздуховоде по табл. 22.15 [8].

Потери давления в системах вентиляции складываются из потерь давления на трение и потерь давления в местных сопротивлениях, Па:

 (13.1)

Потери давления на трение, Па:

 (13.2)

где R-удельные потери давления на трение, Па/м, определяем по табл. 22.15 [8];

l - длина участка воздуховода, м;

n - поправочный коэффициент, который зависит от абсолютной эквивалентной шероховатости воздуховодов k_э воздуховодов и скорости движения воздуха, определяем по табл.2.23 [1].

Динамическое давление, Па:

, (13.3)

где - плотность воздуха, кг/м³.

Для воздуховодов прямоугольного сечения за расчетную величину d принимают эквивалентный диаметр d_э, мм, при котором потери давления в круглом воздуховоде при той же скорости будут равны потерям давления в прямоугольном воздуховоде:

 (13.4)

где a, b- стороны прямоугольного воздуховода, мм.

Потери давления в местных сопротивлениях, Па:

 (13.5)

где - сумма коэффициентов местных сопротивлений на расчетном участке воздуховода, коэффициентов местных сопротивлений на границе двух участков с меньшим расходом и определяют по табл. 22.16-22.43 [8].

Увязка ответвлений.

Сравниваются значение располагаемого давления и значение потерь давления на данном ответвлении:

 (13.6)

Если данное условие не выполняется, то производится увязка ответвлений:

1) уменьшение размеры воздуховодов если возможно;

) установка диафрагмы (дополнительного сопротивления на участке, на котором необходимо погасить давление).

Для того, чтобы подобрать диаметр диафрагмы, необходимо подобрать коэффициент местного сопротивления диафрагмы:

 (13.7)

где - динамическое давление на участке, на котором устанавливается диафрагма, Па;

- располагаемые потери давления на ответвление, Па;

-потери давления на увязываемом ответвлении, Па.

По значению  и по размерам воздуховода, на котором устанавливается диафрагма, подбирают размер диафрагмы по табл.22.48, 22.49 [8].

Аэродинамический расчет приточной системы вентиляции сводится в таблицу 13.1.

Таблица 13.1. Аэродинамический расчет приточной системы вентиляции П1

Расчет узла воздухозабора.

Принимаем к установке решётку типа РН размером , м², рекомендуемая скорость в которой V_рек = 5 м/с. Определим рекомендуемую площадь живого сечения решетки

 м².

тогда число решёток:

решетки.

Уточняем скорость:

 м/с.

Устанавливаем решетки по вертикали в 2 ряда, а по горизонтали в 2 ряда. В этом случае размер приточного проема 1400х2000 мм.

Далее выполняем аэродинамический расчет вытяжной системы В3 и сводим его в таблицу 13.2.

Таблица 13.2. Аэродинамический расчет вытяжной системы вентиляции В3

14. Подбор вентиляционного оборудования

1. Факельный выброс.

Факельный выброс - это выброс воздуха вертикально вверх через трубы и шахты, не имеющие зонтов. При этом воздуховод, удаляющий вредности из системы местных отсосов, следует оканчивать на высоте не менее 2 м над высшей точкой кровли.

С достаточной точностью высоту факельного выброса H_Ф можно принимать равной 1,2×Н_ЗД , где Н_ЗД - высота здания, м.

Произведем расчет факельного выброса вытяжной системы В5 согласно [9].

.1. Принимаем высоту HФ≈1,2×Н_ЗД≈1,2·6,5=7,8 м.

.2. Определяем скорость воздуха на выходе из насадка по формуле:

 м/с. (14.1.1)

1.3.Находим диаметр насадка факельного выброса d_о, м по формуле:

м. (14.1.2)

1.4. Находим потери давления ∆P, Па в факельном выбросе:

. (14.1.3)

. Вентилятор для В3.

Вытяжные системы с механическим побуждением в основном оборудуются радиальными вентиляторами общего назначения. Выбираем к установке вентилятор фирмы ЛИССАНТ.

Вентиляторы подбираются по сводному графику и аэродинамическим характеристикам при известных величинах производительности и полного давления.

Исходные данные:

) Объем удаляемого воздуха L_сети=11940 м³/ч;

2) Потери давления в сети, определенные на основании аэродинамического расчета воздуховодов, и потери давления в факельном выбросе, =279,71 Па;

Расчет:

2.1. Развиваемое полное давление вентилятора:

, (14.2.1)

где- потери давления в сети воздуховодов и в факельном выбросе, Па.

.

.2. Производительность вентилятора с учетом 10% запаса по производительности (т.к. общая длина воздуховодов менее 50 м):

 (14.2.2)

.

.3. Согласно каталогу ЛИССАНТ принимаем вентилятор общего назначения низкого давления ВР 86-77-8,0 с диаметром рабочего колеса D=1,0∙D_ном, частотой вращения рабочего колеса n=740 об/мин; КПД h_в=0,83 при максимальном КПД h_макс=0,84, установленном на одном валу с электродвигателем мощностью N=5,5 кВт.

.4. Проверяем требуемую мощность на валу электродвигателя:

, (14.2.3)

где L_в - расход воздуха, принимаемый для подбора вентилятора, м³/ч;

P_в - расчетное сопротивление сети, Па;

h_в - коэффициент полезного действия вентилятора в рабочей точке;

h_п - коэффициент полезного действия передачи.

.

С учетом запаса К_з=1,1:

.

Требуемая мощность электродвигателя с учетом запаса меньше мощности принятого электродвигателя.

3. Крышный вентилятор.

Исходными данными для расчета является расход удаляемого воздуха из верхней зоны в теплый , м³/ч, и холодный , м³/ч, периоды.

Расход воздуха в теплый период =2730 м³/ч ;

Расход воздуха в холодный период =2730 м³/ч .

Вентилятор подбирается по графику характеристик крышных вентиляторов. Выбираем к установке вентилятор фирмы ЛИССАНТ.

Определяем производительность вентилятора, м³/ч, по выражению (14.2.2). Тогда:

.

Из каталога определяем тип вентилятора и его показатели:

тип вентилятора: ВКР-5,0;

число оборотов рабочего колеса: n = 920 об/мин;

мощность электродвигателя: N = 0,37 кВт.

4. Фильтр.

Воздушные фильтры представляют собой устройства для очистки приточного, а в ряде случаев и вытяжного воздуха.

Очистку приточного воздуха от пыли в системах механической вентиляции следует проектировать так, чтобы содержание пыли в подаваемом воздухе не превышало:

) ПДК в атмосферном воздухе населенных пунктов - при подаче его в помещения жилых и общественных зданий;

) 30% ПДК в воздухе рабочей зоны - при подаче его в помещения производственных и административно-бытовых зданий;

) допустимых концентраций по техническим условиям на вентиляционное оборудование и воздуховоды.

Конструкция фильтра определяется характеристиками улавливаемой пыли и условиями эксплуатации.

Исходные данные:

) Объем приточного воздуха L=45170 м³/ч;

) Режим работы односменный τ=8 час.;

) Начальная запыленность воздуха принимаем С_н=0,001 г/м³.

Расчет:

Т.к. нет особых требований к санитарно-гигиеническому составу воздуха, для проектируемого объекта можно применить фильтры грубой очистки, например, ФяКП.

Определяем характеристики фильтра по табл.4.1 [8]:

- номинальная пропускная способность одной ячейки фильтра;

- эффективность очистки.

.1. Требуемое количество ячеек фильтра:

 (14.4.1)

.

4.2. Общая площадь фильтра:

, (14.4.2)

где F_яч=0,22м² - площадь одной ячейки фильтра,

.3. Действительная удельная воздушная нагрузка фильтра, м³/(м²ч):

 (14.4.3)

.

.4. Начальное сопротивление фильтра по табл. 4.1 [8]. Пылеемкость фильтра при увеличении его сопротивления до 160 Па, т.е. на , составит ПФ=4000г/м² по табл. 4.1 [8]. Увеличение сопротивления фильтра можно принимать на 100-120 Па.

.5. Количество пыли, оседающей на фильтре за сутки (8 часов работы):

, (14.4.4)

.

.6. Продолжительность работы фильтра без регенерации:

 , (14.4.5)

.

5. Калориферы.

Нагревание воздуха в приточных камерах вентиляционных систем производится в теплообменных аппаратах - калориферах.

Широко применяются калориферы биметаллические со спирально-накатным оребрением: КСк3 и КСк4, КП3-СК и КП4-Ск. Теплообменным элементом является трубка, изготовленная из двух трубок, насаженных одна на другую. Внутренняя трубка - стальная, наружная - алюминиевая с накатным на ней оребрением. В качестве теплоносителя в калориферах КСк3 и КСк4 используется перегретая вода с рабочим избыточным давлением до 1,2 МПа и температурой до 180⁰С. Эти калориферы многоходовые, устанавливаются горизонтально. Средняя модель (КСк3) имеет три ряда трубок по ходу воздуха, большая модель (КСк4)- четыре ряда.

В результате расчета калориферов определяется их тип, номер, количество, схемы соединения по воздуху и теплоносителю, аэродинамическое и гидравлическое сопротивление. Принимаем последовательное соединение по воздуху и параллельное по теплоносителю.

Исходные данные:

) Объем приточного воздуха L=45170 м³/ч;

) Расчетная температура наружного воздуха (для холодного периода года по параметрам Б) t_н=-24°С;

) Температура приточного воздуха t_пр=14,5°С;

) Теплоноситель - горячая вода с параметрами t_гор =120⁰С _, t_обр =70⁰С.

Расчет:

Находим начальную и конечную температуры приточного воздуха (до и после калорифера): t_нач= t_н=-24°С;

Учитывая нагрев воздуха в вентиляторе на 1⁰С, воздух в калориферах необходимо подогревать до температуры: t_кон= t_{п р} - 1=14,5-1=13,5⁰С.

.1. Расход теплоты, необходимый для нагрева приточного воздуха , Вт:

, (14.5.1)

где L- расход нагреваемого воздуха, м³/ч;

с - удельная теплоемкость воздуха, с=1,005кДж/(кг∙⁰С);

- плотность воздуха при температуре , кг/м³;

- температура воздуха до и после калорифера, ⁰С.

.

.2. Задаемся массовой скоростью νρ’ =7кг/(м²∙с) и находим площадь фронтального сечения калориферной установки для прохода воздуха, м²:

 , (14.5.2)

где кг/м³;

.

.3. Принимаем к установке калорифер КСк 3 - 12 по табл.2.28 [1]:

- табличное значение площади фронтального сечения калорифера;

- живое сечение для прохода воды;

- поверхность нагрева одного калорифера.

.4. Находим действительную массовую скорость:

 , (14.5.3)

.

Находим расход воды в калориферной установке:

 , (14.5.4)

где  _- удельная теплоемкость воды, =4,19 кДж/(кг∙⁰С).

.

Находим скорость воды в трубках калориферов, м/с:

, (14.5.5)

.

По найденным значениям  и  по табл. 2.29 [1] находим коэффициент теплопередачи калорифера:

КСк3-12 ; ; .

.5. Определяем требуемую поверхность нагрева калорифера:

 , (14.5.6)

где - средняя температура теплоносителя , ⁰С;

=⁰С;

- средняя температура нагреваемого воздуха, ⁰С;

=⁰С.

.

.6. Определяем общее число устанавливаемых калориферов:

, (14.5.7)

.

Тогда действительная площадь нагрева:

 (14.5.8)

.

.7. Запас поверхности нагрева калорифера:

, (14.5.9)

.

Аэродинамическое сопротивление калорифера определяем по табл. 2.29 [1] при :

.

Гидравлическое сопротивление калорифера КСк3-12 определяем при ; :

, (14.5.10)

где А - коэффициент сопротивления по табл.2.28 [1], А=34,25;

 - скорость движения воды в трубках.

.

Приточная система оборудуется радиальным вентилятором общего назначения. Выбираем к установке вентилятор фирмы «Лиссант».

Вентиляторы подбираются по сводному графику и аэродинамическим характеристикам при известных величинах производительности и полного давления.

Исходные данные:

) Объем приточного воздуха L_сети=45170 м³/ч;

2) Потери давления в сети, определенные на основании аэродинамического расчета воздуховодов, =315,52 Па;

) Потери давления в фильтрах, =160 Па;

) Потери давления в калориферах, =161,26 Па.

Расчет:

6.1. Развиваемое полное давление вентилятора:

, (14.6.1)

где- потери давления в сети воздуховодов, Па;

- потери давления в фильтре, Па;

- потери давления в калорифере, Па.

.

.2. Производительность вентилятора с учетом 15% запаса по производи-тельности (т.к. общая длина воздуховодов более 50 м):

 (14.6.2)

.

.3. Согласно каталогу «Лиссант» принимаем вентилятор общего назначения низкого давления ВР 86-77-12,5 с диаметром рабочего колеса D=D_ном, частотой вращения рабочего колеса n=730 об/мин; КПД h_в=0,74 при максимальном КПД h_макс=0,75, установленном на одном валу с электродвигателем мощностью N=18,5 кВт.

.4. Проверяем требуемую мощность на валу электродвигателя:

, (14.6.3)

где L_в - расход воздуха, принимаемый для подбора вентилятора, м³/ч;

P_в - расчетное сопротивление сети, Па;

h_в - коэффициент полезного действия вентилятора в рабочей точке;

h_п - коэффициент полезного действия передачи.

.

С учетом запаса К_з=1,1

.

Требуемая мощность электродвигателя с учетом запаса меньше мощности принятого электродвигателя.

15. Расчет и подбор воздушно-тепловых завес

Воздушно - тепловые завесы устраивают в отапливаемых зданиях для обеспечения требуемой температуры воздуха в рабочей зоне и на рабочих местах, расположенных вблизи ворот и у дверей.

У ворот промышленных зданий устраивают воздушные завесы шиберного типа, которые в результате частичного перекрытия проема воздушной струей, сокращают прорыв наружного воздуха через открытый проем, а в помещение поступает смесь холодного наружного с нагретым воздухом воздушной завесы. При этом температура смеси воздуха , ⁰С, поступающего в помещение при работе воздушной завесы следует принимать не менее 12⁰С при работе средней тяжести.

Исходные данные:

размер ворот: 3,6х4 м;

высота здания: 5,0 м;

- расчётная температура наружного воздуха: ;

температура воздуха в помещении: ;

барометрическое давление: 745мм рт. ст.;

работа средней тяжести:;

расчётная скорость ветра (зимой):

Расчет.

Общий расход воздуха, кг/ч, подаваемый завесой шиберного типа определяется по выражению:

 (15.1)

где - отношение расхода воздуха, подаваемого завесой, , к расходу воздуха, проходящего в помещение через проём при работе завесы . Принимаем 0,6;

- коэффициент расхода проёма при работе завесы. Определяем по [1, табл.2.49] в зависимости от типа ворот (раздвижные или распашные), вида завесы (боковая или нижняя) и относительной площади , где - площадь проёма ворот (=14,4 м²);

- площадь воздуховыпускных щелей, м². Примем , тогда по [1, табл.2.49] (для распашного проёма);

- плотность, кг/м³, смеси подаваемой завесой воздуха при температуре , можно определить по выражению

- разность давления воздуха с двух сторон наружного ограждения на уровне проёма, оборудованного завесой, Па. Значение можно определить по выражению

 (15.2)

где - поправочный коэффициент, учитывающий степень герметичности здания. Для зданий без аэрационных проёмов .

Гравитационное давление , Па, находим по выражению

 (15.3)

где - расстояние по вертикали от центра проёма, оборудованного завесой, до уровня нулевых давлений, где давления снаружи и внутри здания равны ( высота нейтральной зоны), м. Для зданий без аэрационных проёмов можно принимать 0,5 высоты ворот, ;

- плотность воздуха, кг/м³, при наружной температуре (-24 ⁰С)

;

- плотность воздуха, кг/м³, при ,.

Ветровое давление, Па, определяется по выражению

 (15.4)

где с - расчётный аэродинамический коэффициент, значение которого для вертикального ограждения - 0,8.

- расчётная скорость ветра, м/с, при параметрах «Б» для холодного периода года .

Тогда расчётная разность давлений составит:

Подставим значение  в выражение (15.1), получим:

По [1, табл.2.50] выбираем завесу ЗТ.В2-28.1.У3 суммарной производительность по воздуху , по теплу , относительная площадь .

Из выражения (15.1) находим действительное значение :

.

Требуемую температуру воздуха, подаваемого завесой, , находим по выражению:

, (15.5)

где - отношение теплоты, теряемой с воздухом, уходящим через открытый проём наружу, к тепловой мощности завесы (находим по[1, рис.2.27]), .

Тогда ⁰С .

Тепловую мощность калориферов завесы, Вт, определяем по формуле:

, (15.6)

где - температура воздуха, забираемого для завесы ⁰С, принимаем равной .

Тогда Вт.

Отклонение от расчётной производительности:

.

Отклонение составляет не более 10%.

Литература

1. Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектирование. /Под ред. проф. Б.М.Хрусталева - М.:Изд-во АСВ, 2008, 3-е издание исправленное и дополненное.

. СНБ 4.02.01-03.Отопление, вентиляция и кондиционирование.- Мн.,2004.

. ГОСТ 12.1.005. Общие санитарно-гигиенические требования к микроклимату производственных помещений. - М., 1991.-75 с.

.Волков О.Д. Проектирование промышленной вентиляции. - Харьков, 1989. - 239 с.

. ТКП 45-2.04-43-2006. Строительная теплотехника. - Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь, 2007. - 32 с.

. СНБ 2.04.02-2000. Строительная климатология. - Мн., 2001. - 40 с.

. Титов В.П., Сазонов Э.В. и др. Курсовое и дипломное проектирование по вентиляции гражданских и промышленных зданий. - М., 1985. - 206 с.

. Справочник проектировщика. Часть 3. Вентиляция и кондиционирование воздуха Книга 2. /под ред. Н.Н. Павлова и Ю.И. Шиллера. - М., 1992. - 416 с.

. Пилюшенко В.П. Методические указания к курсовым проектам по вентиляции. Подбор оборудования вентиляционных установок. - М., 1999.-75 с.

. Внутренние санитарно-технические устройства. В 3 ч. Ч.1. Отопление /В.Н. Богословский, Б.А. Крупнов, А.Н. Сканави и др. под ред. И.Г. Староверова и Ю.И. Шиллера. - 4-е изд., перераб. И доп. - М.: Стройиздат, 1990. -344 с.