Охрана труда и техника безопасности, расчет вентиляции и защитного зануления
Страница 2
RM3 å =RM3 1+RМЗ 2+RM3 3=0,544 Oм (9.10)
Определяем внешние индуктивные сопротивления. Для фазового провода:
Х'Ф= Х'ФМ - ХФL ; (9.11)
Для магистрали зануления:
Х'М3= Х'М3 М - ХМ3 L ; (9.12)
где
Х'М3 и Х'ФМ- индуктивные сопротивления, обусловленные взаимоиндукцией фазового провода и магистрали зануления;
ХМ3 и ХФ1- внешние индуктивные сопротивления самоиндукции.
Индуктивные сопротивления, обусловленные взаимоиндукцией фазового провода и магистрали зануления определяются по формуле:
Х'ФМ = Х'М3 М =0145 lg(dФМ3) , (9.13)
где d - расстояние между фазным и нулевым проводом. (для 1 и 2 d=15 мм, для 3 d=9.5 мм)
Х’ФМ1=Х’М3М=0,145 lg15=0,17 Ом. (9.14)
Х’ФМ2=Х’М3М=0,145 lg15=0,17 Ом. (9.15)
Х’ФМ3=Х’М3М=0,145 lg9,5=0,142 Ом. (9.16)
Суммарное сопротивление на всех участках:
Х’ФМ =Х’М3М =3*0,145=0,482 Ом (9.17)
Внешние индуктивные сопротивления определяются по формуле:
XФL = X'L* L , где X'L- удельное сопротивление самоиндукции, Ом/м.
X'L1 =0,09*0,25=0,023 Oм
X'L2=0,068*0,075=0,005 Oм
X'L3 =0,03*0,03=0,0009 Oм
Суммарное внешнее индуктивное сопротивление фазового провода:
ХФL=0,029 Oм
XM3L1 =0,068*0,25=0,017 Oм
XM3L2 =0,03*0,075=0,0025 Oм
XM3L3=0,138*0,03=0,004 Oм.
Суммарное внешнее индуктивное сопротивление магистрали зануления:
XM3L=0,024 Oм
Суммарное внешнее индуктивное сопротивление:
ХФ'=0,435-0,0314=0,453 Ом
ХМ3'=0,435-0,0244=0,458 Ом
Определяем внутреннее индуктивное сопротивление:
ХФ"1-2= XM3"1-2=0,057*0,075=0,001 Ом
ХФ"3=0,0157*0,03=0,0005 Oм
Полное сопротивление фазного провода и магистрали зануления:
ZФ=0,78 Ом
ZM3=0,79 Oм
Ток однофазного КЗ определим по формуле:
IКЗ
=220/(0,78+0,79)=132 А (9.18)
Сравним расчетные параметры с допустимыми: IКЗ=132>12 А
Кроме того, должно выполняться условие: ZM3 < 2 * ZФ
Условие выполняется.
9.3 РАСЧЕТ МЕСТНОЙ ВЫТЯЖНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ
Вентиляция – организованный и регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление из помещения воздуха, загрязненного вредными газами, парами, пылью, а также улучшающий метеорологические условия в цехах. По способу подачи в помещение свежего воздуха и удалению загрязненного, системы делят на естественную, механическую и смешанную.
Механическая вентиляция может разрабатываться как общеобменная, так и местная с общеобменной. Во всех производственных помещениях, где требуется надежный обмен воздуха, применяется приточно-вытяжная вентиляция. Высота приемного устройства должна зависеть от расположения загрязненного воздуха. В большинстве случаев приемные устройства располагаются в нижних зонах помещения. Местная вентиляция используется для удаления вредных веществ 1 и 2 классов из мест их образования для предотвращения их распространения в воздухе производственного помещения, а также для обеспечения нормальных условий на рабочих местах.
9.4 РАСЧЕТ ВЫДЕЛЕНИЙ ТЕПЛА
А) Тепловыделения от людей
Тепловыделения человека зависят от тяжести работы, температуры окружающего воздуха и скорости движения воздуха. В расчете используется явное тепло, т.е. тепло, воздействующее на изменение температуры воздуха в помещении. Для умственной работы количество явного тепла, выделяемое одним человеком, составляет 140 ВТ при 10оС и 16 ВТ при 35оС. Для нормальных условий (20оС) явные тепловыделения одного человека составляют около 55 ВТ. Считается, что женщина выделяет 85%, а ребенок – 75% тепловыделений взрослого мужчины. В рассчитываемом помещении (5х10 м) находится 5 человек. Тогда суммарное тепловыделение от людей будет:
Q1=5*55=275 ВТ (9.19)
Б) Тепловыделения от солнечной радиации.
Расчет тепла поступающего в помещение от солнечной радиации Qост и Qп (ВТ), производится по следующим формулам:
- для остекленных поверхностей
Qост=Fост*qост*Aост (9.20)
- для покрытий
Qп=Fп*qп (9.21)
где Fост и Fп - площади поверхности остекления и покрытия, м2
qост и qп – тепловыделения от солнечной радиации, Вт/м2, через 1 м2 поверхности остекления (с учетом ориентации по сторонам света) и через 1 м2 покрытия;
Аост – коэффициент учета характера остекления.
В помещении имеется 2 окна размером 2х1,2 м2. Тогда Fост=4,8 м2.
Географическую широту примем равной 55о, окна выходят на юго-восток, характер оконных рам – с двойным остеклением и деревянными переплетами. Тогда,
qост=145 Вт/м2, Аост=1,15
Qост=4,8*145*1,15=800 Вт
Площадь покрытия Fп=20м2. Характер покрытия – с чердаком. Тогда,
qп=6 Вт/м2
Qп=20*6=120 Вт
Суммарное тепловыделение от солнечной радиации:
Q2=Qост+Qп=800+120=920. Вт (9.22)
В) Тепловыделения от источников искусственного освещения.
Расчет тепловыделений от источников искусственного освещения проводится по формуле:
Q3=N*n*1000, Вт (9.23)
Где N – суммарная мощность источников освещения, кВт;
n – коэффициент тепловых потерь (0,9 для ламп накаливания и 0,55 для люминесцентных ламп).
У нас имеется 20 светильников с двумя лампами ЛД30 (30Вт) и 2 местных светильника с лампами Б215-225-200 или Г215-225-200. Тогда получаем:
Q3=(20*2*0.03*0.55+2*0.2*0.9)*1000=1020 Вт
Г) Тепловыделения от радиотехнических установок и устройств вычислительной техники.
Расчет выделений тепла проводится аналогично расчету тепловыделений от источников искусственного освещения:
Q4=N*n*1000, Вт (9.24)
Коэффициент тепловых потерь для радиотехнического устройства составляет n=0,7 и для устройств вычислительной техники n=0,5.
В помещении находятся: 3 персональных компьютера типа Pentium PRO по 600 Вт (вместе с мониторами) и 2 принтера EPSON по 130 Вт.
Q4=(3*0.6+2*0.13)*0.5*1000=1030 Вт
Суммарные тепловыделения составят:
Qс=Q1+Q2+Q3+Q4=3245 Вт (9.25)
Qизб – избыточная теплота в помещении, определяемая как разность между Qс – теплом, выделяемым в помещении и Qрасх – теплом, удаляемым из помещения.
Qизб=Qс-Qрасх (9.26)
Qрасх=0,1*Qс=324,5 Вт
Qизб=2920,5 Вт
9.5 РАСЧЕТ НЕОБХОДИМОГО ВОЗДУХООБМЕНА
Объем приточного воздуха, необходимого для поглощения тепла, G (м3/ч), рассчитывают по формуле:
G=3600*Qизб/Cр*p*(tуд-tпр) (9.27)
Где Qизб – теплоизбытки (Вт);
Ср – массовая удельная теплоемкость воздуха (1000 Дж/кгС);
р – плотность приточного воздуха (1,2 кг/м3)
tуд, tпр – температура удаляемого и приточного воздуха.
Температура приточного воздуха определяется по СНиП-П-33-75 для холодного и теплого времени года. Поскольку удаление тепла сложнее провести в теплый период, то расчет проведем именно для него, приняв tпр=18оС. Температура удаляемого воздуха определяется по формуле:
tуд=tрз+a*(h-2) (9.28)
Где tрз – температура в рабочей зоне (20оС);
а – нарастание температуры на каждый метр высоты (зависит от тепловыделения, примем а=1оС/м)
h – высота помещения (3,5м)
tуд=20+1*(3,5-2)=21,5оС
G=2160, м3/ч
9.6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОПЕРЕЧНЫХ РАЗМЕРОВ ВОЗДУХОВОДА
Исходными данными для определения поперечных размеров воздуховода являются расходы воздуха (G) и допустимые скорости его движения на участке сети (V).
Необходимая площадь воздуховода f (м2), определяется по формуле:
V=3 м/с
f=G/3600*V=0,2 м2 (9.29)
Для дальнейших расчетов (при определении сопротивления сети, подборе вентилятора и электродвигателя) площадь воздуховода принимается равной ближайшей большей стандартной величине, т.е. f=0,246 м2. В промышленных зданиях рекомендуется использовать круглые металлические воздуховоды. Тогда расчет сечения воздуховода заключается в определении диаметра трубы.
По справочнику находим, что для площади f=0,246 м2 условный диаметр воздуховода d=560 мм.
9.7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ СЕТИ
Определим потери давления в вентиляционной сети. При расчете сети необходимо учесть потери давления в вентиляционном оборудовании. Естественным давлением в системах механической вентиляции пренебрегают. Для обеспечения запаса вентилятор должен создавать в воздуховоде давление, превышающее не менее чем на 10% расчетное давление.