Проектирование приточной и вытяжной механической вентиляции

Дисциплина: Безопасность жизнедеятельности
Автор: Роман Сидоров
Прислал: Сергей Поляков (kosh_s@mail)
Название работы: Проектирование приточной и вытяжной механической вентиляции
Расчетно-графическая работа
Сдавался в 2000 году в Тверском Государственном Техническом Университете
на кафедре безопасности жизнедеятельности и экологии профессору Бережному А.С.

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.


Р

lд=6м

ис 3.1. Схема воздуховодов

вытяжной вентиляции.

ПУ


l4=4м


l1=7м

l3=7м


lг=2м



lб=8м

lв=3,5м



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:

  1. Количество вытяжного воздуха по магистральным и другим воздуховодам;

  2. 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:


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

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

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