Расчет тепло и влагоизбытков

 

 

Расход приточного воздуха определяется видом ассимилируемых вентиляцией вредностей теплоизбытков или загазованности (влагоизбытки и загазованность в этом случае не рассматриваются).

Расчётные зависимости для определения расхода приточного воздуха представлены в таблице 4.

Таблица 4

Расчетные зависимости

Вид вредностей	Зависимости для вычисления расхода воздуха, L, м3/ч	Зависимости для вычисления составляющих
1. Теплоизбытки	Qп/[c(tу-tп)ρ]	Qп=ΣQi=Qоб+Qл+Qосв+Qэ, Qоб=3,6·Рпотр; Qл=Q΄л·nл Qосв=3,6·AF Qэ=3,6kPэд(1-η)/η W=Wоб+Wл; Wл=ωnл
2. Тепло- и влагоизбытки	Qп/[(iу-iп)ρ] Wп/[(dу-dп)ρ]
3. Вредные газовыделения	М/(Ку-Кп)	М=Муто=КзКрVвн√μ/Т Мсн=dвКс√Р/370 Мпр=АлmFи/100

 

Q_п – полные тепловыделения в рабочую зону, кДж/ч (Вт)

Q_об – теплоизбытки от технологического оборудования, кДж/ч

Q_об =3,6*3,4=12,24

Р_потр – потребляемая мощность, кВт

Р_потр = 2,5+0,6+0,3= 3,4

Q΄_л – теплоизбытки от одного человека, 150…350Вт; (540…1250 кДж/ч)

n_л – число людей, работающих в смене

Q_л – теплоизбытки от людей, кДж/ч

Число n_л определяется из расчета, что ежедневно на работе присутствует управленческий персонал и также несколько основных рабочих.

n_л = 6

Q΄_л = 6* 150=900 Вт или 3240 кДж/ч

Q_осв – теплоизбытки от освещения, кДж/ч;

А – удельный теплоприток в секунду, Вт/(м²с) (для производственных помещений А_п=4,5, для складских – А_с=1Вт/(м²с))

Q_осв=3,6·AF= 3,6* 4,5* 10= 162

Q_э – теплоизбытки от работающих электродвигателей, кДж/ч;

Р_эд – установленная мощность, электродвигателя, Вт;

k – коэффициент, учитывающий одновременность работы, загрузку и тип электродвигателя, k=0,2…0,3

η – к.п.д. электродвигателя;

Q_э=3,6kP_эд(1-η)/η = 3,6*((300*3))/(1-0,9)/1=3,24 кДж/ч

 

Q_п = 12,24 +162+3,24+ 3,4+3240= 3417

 

W – влагоизбытки, кг/ч

ω – влаговыделения от одного человека, (при температуре воздуха в помещении t=22…28⁰С – ω=0,1…0,25 кг/ч)

W_л – влаговыделения от людей, кг/ч

W_л=ωn_л = 0,1*6=0,6

W_об – влаговыделения от оборудования, определяемое по справочникам, кг/ч

W=W_об+W_л = 0+0,6=0,6

М_уто – количество вредных веществ, поступающих в помещение в результате утечек через неплотности технологического оборудования, кг/ч

К_з – коэффициент запаса, характеризующий состояние оборудования, К_з=1…2;

К_р – коэффициент, зависящий от давления газов или паров в технологическом оборудовании.

Таблица 5

Расчетные данные для определения К_р

Р, Па	менее 1,96·105	1,97·105	до 6,88·105
Кр	0,121	0,166	0,182

V_вн – внутренний объём технологического оборудования и трубопроводов, находящихся под давлением, м³;

μ – относительная молекулярная масса газов или паров в аппаратуре (для трихлорэтилена μ=118);

Т – абсолютная температура газов или паров, ⁰К (273 +t⁰С)

М=М_уто=К_зК_рV_вн√μ/Т = 1*0.182*126=103.3

 

М_сн – массовый расход (утечки) вредных веществ через сальники насосов, кг/ч;

d_в – диаметр вала или штока, мм;

К_с – коэффициент, учитывающий состояние сальников и степень токсичности вещества, К_с=0,0002…0,0003;

Р – давление, развиваемое насосом, Па;

М_сн=d_вК_с√Р/370= 12*0.0002(6.88*10⁵/370)^1/2=0.3253

 

М_пр – массовый расход паров растворителей;

А_л – расход лакокрасочных материалов в граммах на 1м² площади поверхности, г/м²;

m – содержание в краске летучих растворителей, % (см. табл.);

F_и – площадь поверхности изделия, окрашиваемая или лакируемая за 1 ч, м²

Таблица 6

Расчетные данные

Материал	Способ покрытия	Ал, г/м2	m, %
Бесцветный аэролак	кистью
Нитрошпаклёвка	кистью	100…180	35…10
Нитроклей	кистью		80…5
Цветные аэролаки и эмали	кистью
Масляные лаки и эмали	распылением	60…90

 

Для помещения площадью 100 м^2, покрашенного с помощью цветного лака А_л = 180*100=18000 г/м², m = 75

М_пр=А_лmF_и/100 =18000* 10*75/100= 135000= 135

с – удельная теплоёмкость воздуха, с=1кДж/(кгК);

t_п, t_у – температура воздуха, подаваемого в помещение или удаляемого, ⁰С; ρ – плотность воздуха, кг/м³;

Q_п/[c(t_у-t_п)ρ] = 3471/(1/(37-25)/0,435)=123,8

i_п, i_у – теплосодержание приточного или удаляемого воздуха, кДж/кг

Таблица 7

Теплосодержание приточного воздуха

Город	iп, кДж/кг
Москва Санкт- Петербург Архангельск Мурманск Киев Владивосток	49,6 46,7 47,0 41,6 53,8 55,0

d_п, d_у – влагосодержание приточного или удаляемого воздуха, г/кг сухого воздуха;

W_п/[(d_у-d_п)ρ] =0.6/[(2.4-1.5)0.435]=1,5

К_п – концентрация вредных веществ в приточном воздухе, г/м³.Обычно принимается равной 30% предельно допустимой концентрации (ПДК) данного вещества.

К_у – концентрация вредных веществ в удаляемом воздухе, принимаемая равной ПДК, г/м³.

При выделении в воздух рабочей зоны нескольких вредных веществ разнонаправленного действия, воздухообмен для их нейтрализации вычисляется для каждого вредного вещества отдельно.

 

 

5.2 Определение расхода воздуха, необходимого для удаления тепло – и влагоизбытков

 

Температура воздуха, подаваемого в помещение t_n = 25 °С; теплосодержание приточного воздуха, i_n = 50,4 кДж/кг, полные тепловыделения в помещении Q_n = 3471 кДж/кг=694 Вт, влаговыделения в помещении W=0,6 кг/ч, объем помещения V=100 м³, вертикальное расстояние от пола до горизонтального отверстия всасывания вентилятора, Н=3,5 м.

Последовательность расчетов:

1. Определение температуры воздуха в помещении по выражению:

 

t_р.э=t_n+(6….10°C)=25+6.7=31.9 °C

 

2. Определение удельных избытков тепла:

 

 

3. Определение температуры воздуха, удаляемого из помещения:

 

t_y=t_р.э+Δ(Н-2)

 

где: Δ – градиент температуры, °С/м

при q<16.8 Вт/м³- Δ = 0…0.3

q=16.8…33.6 – Δ= 0.3….1.2

q>33.6…..43.4 – Δ=0.8…1.5

Принимаем Δ=0.9°С/м, т.к q=57.34>33.6 Вт/м³, тогда t_y=31,9+0.9(4-2)=33,7°C.

 

4. Определение направления луча процесса изменения параметров приточного воздуха под воздействием тепло и влагоизбытков:

а) вычисляем параметр:

e=Q_H/W=3471/0,6=5785 кДж/кг.

5. Определение плотности воздуха р кг/м³ при t град.С, по выражению:

при температуре воздуха поступающего в помещение t_n:

r_n=353/273+t_n=1.2

при температуре наружного воздуха t_H: r_n=353/273-t_H=1.34; r_y=353/273+t_y=1.2

6. Вычисляем расход воздуха, необходимый для нейтрализации тепловыделения, м³ч:

 

и влаговыделенный

7. Определение кратности вентиляционного воздухообмена, 1/ч

 

1/ч

 

где: L_max – максимальный расход воздуха, необходимый для нейтрализации тепло- и влаговыделений, м³/ч

8. Вычисляем теплоту, уносимую с вентилируемым воздухом, по выражению:

 

Q_B=cr_yV(t_n-t_H)K_вв=0.28*1.2*100*(37-25)*11,3=4556,1

 

Где: с – удельная теплоемкость воздуха, с=0.28 (Вт*ч/кг*градС)