4. Методичні рекомендації щодо виконання пунктів курсового проекту

До п.1. Визначитися зі шкідливими та небезпечними факторами на робочому місці, можна, переглянувши літературні джерела, присвячені опису технологічного процесу або безпосередньо питанням охорони праці розглянутого виду виробництва. Можна порекомендувати також наступні джерела: [1; 11; 12] — для професій у різних галузях промисловості.

До п.2. Опанувати та визначитись з технічними заходами можна за допомогою загальних довідникових посібників, зокрема [1-3], а також спеціальної літератури, присвяченої даному технологічному процесу та розділів щодо безпеки праці в ній.

До п.3-6. Далі наводяться короткі теоретичні відомості, посилання на літературу та приклади розрахунків до кожного з зазначених пунктів курсового проекту.

До п. 7. Приклади розрахунків систем захисту від електромагнітних випромінювань наведені в [8], від теплових та іонізуючих випромінювань — в [2]

4.1 Визначення необхідної кількості та складу побутових та адміністративних приміщень

На будь-якому підприємстві, незалежно від масштабу виробництва, повинні бути передбачені адміністративні та побутові приміщення, які за призначенням поділяються на:

— санітарно-побутові (гардеробні, душові, умивальні, туалети, кімнати для куріння, місця для пристроїв питного водопостачання, приміщення для обігрівання тощо);

— охорони здоров'я (пункти охорони здоров'я, приміщення особистої гігієни жінок, фотарії, інгаляторії, приміщення для відпочинку в робочий час та психологічного розвантаження);

— громадського харчування (їдальні, буфети, кімнати прийняття їжі);

— культурного обслуговування (приміщення для зборів, заклади культури, спортивні споруди);

— адміністративні (приміщення управління, громадських організацій, охорони праці, конструкторських бюро).

Вимоги щодо складу, розміщення, розмірів та обладнання адміністративних та побутових приміщень викладені в СНиП 2.09.04-87.

4.2 Розрахунок калориферу для підігріву повітря

Для підігріву повітря в системах вентиляції, кондиціонування та повітряного опалення використовують калорифери, у яких теплоносієм застосовується пара або вода. Проектують калориферні установки виходячи з мінімального числа калориферів з арматурою, яка забезпечує регулювання продуктивності за теплом.

Калорифери виготовляють двох моделей: середньої — марок КФС, КМС, КФСО та великої — марок КФБ, КМБ, КФБО, Б, КВБ.

За рухом теплоносія калорифери поділяються на одноходові (КВБ, КФС, КФБ, КФСО, КФБО та СТД 3009 В) і на багатоходові (СТД ЗОЮ В, КМС і КМБ). Калорифери КФСО і КФБО — ребристі, решта пластинчаті.

Калорифери середньої моделі за напрямком руху повітря мають три ряди паралельних труб, а калорифери великої моделі — чотири. Калорифери ребристі мають шахматне розташування труб, а калорифери типу СТД — плоскі труби.

Калорифери СТД розраховані на робочий тиск 8 атмосфер, а решта типів калориферів — до 6 атмосфер.

Розрахунок та підбір калориферів проводиться в такому порядку.

Визначається кількість тепла, яке йде на підігрів повітря за формулою:

(1)

де L - кількість повітря, яке нагрівається, м³/год.;

γ_пов - питома вага повітря при температурі приміщення, кг/м³, визначається за формулою (2.2) [1];

с - вагова теплоємність повітря, с=0,24 ккал/ кг°С;

t_кін - кінцева температура нагрітого повітря, °С;

t_поч - початкова температура нагрітого повітря, °С.

Необхідний живий переріз у калорифері для проходу повітря визначаємо за формулою:

(2)

де υ_γ — вагова швидкість повітря, кг/(м² × с) (приймається в межах υ = 7—10 кг/(м²·× с), а для ребристих калориферів υ_γ = 3—5 кг/(м² × с).

Згідно таблиць 2.10—2.13 [1] вибирають калорифери за живим перерізом для проходу повітря.

Для кожної вибраної моделі калорифера розрахунок проводять окремо.

За дійсним живим перерізом калорифера f_пов конкретної моделі уточнюється вагова швидкість повітря

. (3)

Швидкість води в трубах калорифера визначається за формулою:

, (4)

де f_тр — живий переріз труб калорифера для води, м²;

t_г — температура гарячої води, яка подається з магістралі, °С;

t_зв — температура зворотної води, °С;

Q — витрати тепла на підігрівання повітря, ккал/год.

Якщо встановлюється декілька калориферів, то кількість тепла приймається в залежності від схеми під'єднання калориферів до трубопроводів. При паралельному під'єднанні трубопроводів приймається відповідна частина, загальної кількості тепла, тобто Q/m, (m — кількість калориферів), а при послідовному — загальні витрати тепла на нагрівання всієї кількості повітря.

Згідно таблиць 2.14—2.22 [1] для вибраної моделі калорифера визначають коефіцієнт теплопередачі та опір.

Необхідну поверхню нагріву калориферів установки визначають за формулою:

, (5)

де F_у — поверхня нагріву калориферної установки, м² (приймаємо в залежності від типу вибраного калорифера);

Κ — коефіцієнт теплопередачі, ккал/(м² × ⁰С) (табл. 2.14—2.17 [1]);

Т_ср — середня температура теплоносія, °С;

t_cp — середня температура повітря, яке проходить через калорифер, °С;

, (6)

де t_пов і t_к — температура повітря до та після калорифера, °С.

Для води

, (7)

При насиченій парі тиском до 0,3 атм Т_ср = 100 °С, а при тиску більше 0,3 атм, згідно табл. 2.23 [1] приймаємо температуру пари за значеннями його тиску (Т_ср = t_нас).

Визначаємо загальне число калориферів, які необхідно встановити:

, (8)

де F_к — площа поверхні нагріву одного калорифера вибраної моделі, м²;

F_у — площа поверхні нагріву калориферів установки, м².

Приклад розрахунку калориферних установок

Підібрати калориферну установку для підігріву припливного повітря, що складається із калориферів типу КФБ: кількість повітря, яке підігрівається L = 12 982 м³/год; початкова температура повітря t_поч = -14 °С, кінцева температура повітря t_кін = 20 °С, теплоносій — вода з параметрами t_г =130 °С, t_зв = 60 °С.

Розрахунок

Визначаємо питому вагу повітря при температурі приміщення за формулою (2.2) [1]:

Визначаємо витрати тепла на нагрів повітря за формулою (1):

.

Приймаємо, що вагова швидкість повітря υ = 8 кг/(м² × с) для пластинчатих калориферів, живий переріз калориферної установки за повітрям визначаємо за формулою (2):

.

Згідно табл. 2.10 [1] вибираємо калорифер КФБ-10 з живим перерізом за повітрям f_пов = 0,558 м².

Паралельна установка за повітрям двох калориферів утворює переріз:

.

Визначаємо вагову швидкість повітря для прийнятої установки калориферів за формулою (3):

.

Визначаємо швидкість руху води в трубах калориферів, пропускаючи воду послідовно через кожен з них за формулою (4). Приймаємо f_тр = 0,0143 м² — живий переріз проходу води для калорифера КФБ-10 (табл. 2.10 [1]).

.

Визначаємо коефіцієнт теплопередачі калориферів (табл. 2.14 [1]): К=11,75 ккал/(год×м²×⁰С).

Визначаємо необхідну поверхню нагріву калориферів установки за (5), підставляючи у формулу вирази для t_cp з (6) і Т_ср з (7):

.

Визначаємо загальну кількість калориферів КФБ-10 за формулою (8). Приймаємо поверхню нагріву одного калорифера КБФ-10 за табл. 2.10 [1], F_к = 61,2 м².

.

Необхідно встановити два калорифери КФБ-10.