Проектирование приточной и вытяжной механической вентиляции

Тверской государственный технический университет

Кафедра безопасности жизнедеятельности и экологии

Вариант № 16

Тверь, 2000

Задание

Рассчитать механическую вытяжную вентиляцию для помещения, в котором выделяется пыль или газ и наблюдается избыточное явное тепло.

Исходные данные: Количество выделяющихся вредностей: m_вр.= 1,2 кг/час пыли, Q^я_изб.= 26 кВт. Параметры помещения: 9266 м. Температура воздуха: t_п.= 21 С, t_у.= 24 С. Допустимая концентрация пыли С_д.=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 конструктивные основные решения.

Рис 3.1. Схема воздуховодов вытяжной вентиляции.

Расчет

L_П - потребное количество воздуха для помещения, м³/ч;

L_СГ - потребное количество воздуха исходя из обеспечения в данном помещение санитарно-гигиенических норм, м³/ч;

L_П - то же, исходя из норм взрывопожарной безопасности, м³/ч.

Расчет значения L_СГ 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 L_СГ 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 t_y и t_п - температуры удалённого и поступающего в помещение воздуха

При наличии выделяющихся вредных веществ (пар, газ, пыль т_вр мг/ч) в помещении потребный расход определяют по формуле:

где С_д -концентрация конкретного вредного вещества, удаляемого из помещения, мг/м³

С_п -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 С_нк = 60 г/м³ - нижний концентрационный предел распространения пламени по пылевоздушным смесям.

Найденное значение уточняют по минимальному расходу наружного воздуха:

L_min=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

L_М = 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/d_э =2.

Для них по табл. 14.11 [3] коэффициент местного сопротивления ₀ = 0,15.

Потерю давления в штанообразном тройнике с углом ответвления 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 участке 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 стандартных ближайших 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

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 L_потр = 34286 м³/ч и Р^I = 1186 Па выбран вентилятор Ц-4-76 №12.5 Q_в - 35000 м³/ч, М_в - 1400 Па, _в = 0,84, _п = 1. Отсюда установленная мощность электродвигателя составляет:

где Q_в - принятая производительность вентилятора, N_в - 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 виброизолирующий 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.