Расчёт механической вентиляции

Исходные материалы

- Название (назначение) производственного помещения: электросварочное

- Характеристика рабочего места, выделяющего вредное вещество

Электросварка:

марка применяемых электродов: OMM­-5

расход электродов: 4 кг/ч

- Характеристика воздуховода

Диаметр : 0,2 м

количество внезапных сужений: 2

количество изменения направлений: 1

угол изменения направлений, a ^о: 150⁰

длина прямых участков воздуховода: 8 м

- Температура внутри помещения: 15 ^оС

Отчёт о работе

2.1.Необходимый воздухообмен определяется по формуле для удаления пыли от наждачно – заточного станка:

 

L = qG;

где L - необходимый воздухообмен, м³/ч;

q - норма воздухоотсоса в зависимости от токсичности электродов, м³/кг, принимается согласно исходных данных по табл. 2.1;

G - расход электродов, кг/ч, принимается в соответствии с исходными материалами;

L = 4000*4 = 16000 м³/ч

Таблица 1 – Составляющие и итоги расчёта воздухообмена

Название	Исходные параметры	Необходимый
рабочего места	q, м3/кг	G, кг/ч	воздухообмен, L, м3/ч
Электросварка

 

 

2.2.Результаты расчётов по подбору вентилятора.

 

Таблица 2 – Выбранный вентилятор и его характеристика

Типоразмер вентилятора	Производительность, L В, м3/ч:	Напор, Н, Па:	Скорость воздуха, V, м/с:
	расчетная	фактическая	без учета потерь	с учетом потерь	средняя	в зоне воздухо-заборни-ков
Ц4-76 № 12				566,79

 

L _В = К _З L,

где L _В - производительность вентилятора, м³/ч;

К _З - коэффициент запаса, принимается

К _З = 1,3... 2,0

L _В = 1,65*16000 = 26400 м³/ч

2.3. В соответствии с необходимой производительностью подбирается тип вентилятора по справочнику (табл. 2.4 и 2.5). При этом необходимо учитывать специфику удаляемых вредностей. Если они агрессивны или огнеопасны, то применение осевых вентиляторов, у которых электродвигатель располагается на одной оси с крыльчаткой, следует избегать.

Указывается характеристика выбранного вентилятора:

- типоразмер вентилятора: Ц4-76 № 12

- шифр выбранной установки: ВУ 1211

- производительность: 40000 м³/ч

- давление (напор): 600 Па

2.4. Определяются потери напора вентилятора в воздуховоде

Н _{П Н} = Н _{П П} + Н _М,

где Н _{П Н} - суммарные потери напора вентилятора в воздуховоде, Па;

Н _{П П} - потери напора на прямых участках воздуховода, Па,

Н _{П П} = j l _П g _В V ²_СР / 2 d _Т ;

j - коэффициент, учитывающий сопротивление воздуховода, для железных труб

принимается

j = 0,02;

 

l _П - длина прямолинейных участков труб (воздуховода), м, принимается

на основании исходных данных;

g _В - плотность воздуха в воздуховоде, кг/м³,

g _В = 353 / (273 + t _В);

t _В - температура внутри воздуховода, ^оС, ориентировочно принимается

равной температуре помещения согласно исходных данных;

g _В = 353/(273+15) =1,23 кг/м³

V_СР - средняя скорость движения воздуха в воздуховоде, м/с (принимается в зависимости от длины участка в пределах Vср = 8…4);

d _Т - диаметр воздуховода, м (исходные данные);

Н _{П П} = 0,02*6*1,23* 36 / 2 *0,2 = 17,712 Па

Н_М - местные потери напора в отдельных переходах, коленах, жалюзи и т.д., Па,

Н _М = 0,5 y _М V ²_СР g _В;

y _М - коэффициент местных потерь напора, принимается на основании исходных данных по табл. 2.6

Н _М = 0,5* (0,25+0,25+0,2)*36*1,23 = 15,498 Па

Н _{П Н} = 17,712 + 15,498 = 33,21 Па

2.5. Проверяется достаточность напора вентилятора. Должно соблюдаться условие

Н > Н _{П Н} ,

где Н - напор выбранного вентилятора по технической характеристике, Па.

Если это условие не соблюдается, то подбирается иной типоразмер вентилятора с более высоким напором, не снижая при этом его производительности.

2.6. Рассчитывается мощность электродвигателя для привода вентилятора по уравнению

Р _ДВ = Н Lв¢ / (3,6 × 10 ⁶ h _П h _В),

где Р _{Д В} - мощность электродвигателя, кВт;

h _П - КПД передачи (привода), принимается h _П = 0,90... 0,95;

h _В - КПД вентилятора, принимается h _В = 0,85... 0,90

Р _ДВ = 600* 40000 / (3,6 × 10 ⁶*0,925*0,875) = 8,24 кВт

 

Таблица 3 - Показатели электродвигателя и воздухозаборников

Потребная мощность	Показатели воздухозаборников:
электродвигателя, РДВ, кВт	Количество, n	Площадь одного заборника (щели), f З, м2	Суммарная площадь, S FЗ, м2
8,24		0,001	1,85

2.7. Определяется суммарная площадь воздухозаборников или щелей для удаления вредных веществ:

å F _З = L¢ _В / 3600 V _З ,

å F _З - суммарная площадь воздухозаборников, м²;

V _З - скорость движения воздуха в воздухозаборнике (щели бортового отсоса), м/с, принимается

V _З = V _{С Р}

но не менее 0,8 м/с для ванн с вредными испарениями и не менее 1,2 м/с для горизонтального стола на посту сварки и удаления пыли.

å F _З = 40000 / 3600 *6 = 1,85 м²

2.8. Рассчитывается необходимое количество воздухозаборников (щелей)

n _З = å F _З / f _З ,

где h _З - необходимое количество воздухозаборников (щелей);

f _З - площадь одного воздухозаборника (щели), м².

Размеры воздухозаборников (щелей) выбираются конструктивно и равномерно размещаются в зоне образования вредностей.

n _З = 1,85 / 0,001» 1850

Заключение: произведен расчет механической вентиляции для электросварочного поста, подобран вентилятор типа Ц4-76 № 12, определена площадь воздухозаборника и количество щелей.

Расчёт отопления

Исходные материалы

- Производственное здание:

название (назначение): Сварочное

высота: 4,5 м

длина: 60 м

ширина: 15 м

- Характеристика отопительной системы:

вид отопления: водяное

тип нагревательного прибора: М-140

материал нагревательного прибора: чугун

температура нагревательного прибора на входе: 93^оС

температура нагревательного прибора на выходе: 83 ^оС

- Характеристика теплоносителя:

расход теплоносителя: 35 кг/ч

температура теплоносителя: 140 ^оС

температура конденсата: 112 ^оС

количество возвращаемого в котел конденсата: 92 %

продолжительность отбора теплоносителя на технологические потребности: 0,8 ч

- Ввозимые материалы:

название

масса (в течение рабочего дня): 3400 кг

время нагрева до температуры помещения: 3,7 ч

- Условия труда:

сезон года: зима

кратность воздухообмена в помещении: 2,2 1/ч

продолжительность функционирования вентиляции (в течение рабочего дня): 0,6 ч

Отчёт о работе

3.1. Определяются теплопотери здания (помещения) через наружные ограждения (стены, полы, потолки) по формуле

Q ₀ = q ₀ V _Н (t _В - t _Н),

где Q ₀ - теплопотери здания (помещения) через наружные ограждения, Вт;

q ₀ - удельная тепловая характеристика здания, Вт / (м³×^оС), определяется

согласно исходных материалов по табл. 3.1;

V _Н - объем здания по наружному обмеру, м³, определяется по исходным данным;

t_В, t_Н - соответственно нормативная температура воздуха внутри и снаружи здания, ^оС,

принимается согласно исходных данных по условиям труда и табл. 3.2.

Q ₀ = 0,7*4050* (18+30) =136080 Вт

3.2. Рассчитываются теплопотери от вентиляции

Q _В = q _В V _Н (t _В - t _Н) к t

где Q _В - теплопотери здания (помещения) от вентиляции, Вт;

q _В - удельный расход тепла на нагревание 1 м³ воздуха, Вт / (м³×^оС), табл. 3.1;

к - кратность воздухообмена, 1/ч (исходные данные);

t - продолжительность функционирования вентиляции в течение рабочего дня, ч,

берется из исходных материалов.

Q _В = 1,1* 4050*(18 +30)*2,2*0,6 = 282268,8 Вт

 

3.3. Рассчитывается расход тепла для технологических целей по уравнению

Р 1

Q _Т = Q (i - ¾¾ i _В ) ¾¾ × t ₀,

100 3,8

где Q _Т - теплопотери от расхода тепла (воды или пара) на технологические потребности, Вт;

Q - расход воды или пара в течение рабочего дня, кг, принимается согласно исходных данных;

i - теплосодержание воды (пара), кДж/кг, определяется согласно исходных материалов по табл. 3.3;

i _В - теплосодержание возвращаемого в котел конденсата, кДж/кг,

определяется согласно исходных материалов по табл. 3.3;

Р - количество возвращаемого конденсата, % (исходные данные);

t _о - продолжительность отбора теплоносителя на технологические цели в течение рабочего дня,ч, принимается согласно исходных данных.

Q _Т = 35* (584 - * 472)* * 0,8 = 1103,5 Вт

3.4. Определяются суммарные потери тепла

å Q _П = Q _О + Q _В + Q_М + Q _Т

å Q _П = 136080 + 282268,8 + 1103,5 = 419452,3 Вт

Таблица - Составляющие и итоги расчета суммарных теплопотерь

Название производ-	Объем здания по	Теплопотери здания, Вт:
ственного здания (помещения)	наружному обмеру, VН, м3	на ограждения, Q О	на вентиляцию, Q В	на расход, Q Т	суммарные S Q П
Сварочное		136080	282268,8	1103,5	419452,3

 

3.5.Рассчитывается необходимая суммарная площадь нагревательных приборов

å F _{Н П} =

где å F _{Н П} - суммарная площадь нагревательных приборов, м²;

К _{Н П} - коэффициент теплоотдачи стенками нагревательных приборов в воздухе, Вт / (м²×^оС),

принимается согласно исходных данных:

для чугуна К _{Н П} = 7,4;

для стали К _{Н П} = 8,3;

t _Г , t _Х - соответственно температура на входе и выходе из нагревательного прибора, ^оС

(исходные данные);

t _В - нормативная температура внутри помещения, ^оС, принимается

согласно исходных данных по табл. 3.2.

å F _{Н П} = = 809,8 м²

 

 

3.6. Определяется потребное количество секций нагревательных приборов

n _C = å F _{Н П} / F _С ,

где n _С - количество секций для нагревательных приборов, шт.;

F _C - площадь поверхности одной секции нагревательного прибора, м², принимается согласно исходных материалов по табл. 3.4.

n _C = 809,8 / 0,254= 3188» 3188

3.7.Рассчитывается потребность в нагревательных приборах (батареях радиаторов)

n _{Н П} = n _С / n _{С П} ,

где n _{Н П} - потребное количество нагревательных приборов (батарей радиаторов), шт.;

n _{С П} - количество секций в одном нагревательном приборе, шт., принимается проектантом по конструктивным соображениям.

n _{Н П} = 3188 /30» 106

Таблица - Составляющие и итоги расчета потребности в нагревательных прибор

Тип нагрева-	Площадь нагревательных приборов, м2:	Количество секций в	Потребность, шт.:
тельного прибора	одной секции, F C	суммарная, S FНП	одном нагревательном приборе, n СП, шт.	секций, n С	нагревательных приборов, n НП
М-140	0,254	809,8

 

Заключение: в результате работы рассчитана величина теплопотерь и потребное количество нагревательных приборов в помещении.

- Схема производственного здания (помещения) с размещением нагревательных приборов: