Контрольная работа № 2

2 Расчет в ентиляции

2.1 Укрупненный расчет механической вентиляции

В процессе работы в медницком участке применяются легкоиспаряющиеся жидкости (для травления металла и др.), а также нагревательные элементы с применением открытого огня (горелки). Выделение вредных веществ и избытка тепла выделяется непосредственно в рабочих местах. На основе соответствующих санитарных (СН 245—71), строительных (СНиП Н-4—79), противопожарных требований, правил устройства электроустановок (ПУЭ) устанавливаем класс пожароопасности: П-I. Так как в медницко-жестяницком участке горючие газы, легковоспламеняющиеся и горючие жидкости имеются в помещении в небольших количествах, и работа с ними производится в вытяжных шкафах, то принимаем класс взрывоопасности – В-Iб. По условиям внутренней среды медницко-жестяницкий участок характеризуется содержанием аэрозоли свинца, паров кислот, а также повышенной температурой воздуха. На площади 42 м² выделяются пары вредных кислот: серная – ПДК=1 мг/м³, 2-й класс опасности, количество вредных веществ выделяемых в помещении G=1300мг/ч; соляная – ПДК=5 мг/м³, 2-й класс опасности, количество вредных веществ выделяемых в помещении G=1700 мг/ч. Предельно – допустимая крнцентрация аэрозоля свинца: ПДК=0,01, количество вредных веществ выделяемых в помещении G=12мг/ч. Имеются четыре нагревательных прибора, которые выделяют избыточное тепло по 500 кДж/ч. Таким образом, общее суммарное количество избыточной теплоты Q_изб=2000 кДж/ч. По таблице 31 прил. 1 для работ средней тяжести в производственных помещениях, характеризуемых избытками явной теплоты равна 22⁰С в тёплый период. А температура наружного воздуха в этот же период по табл. 32 прил.1 t_н=21,6⁰С. Скорость отсоса в ткрытых проёмах местной вытяжной вентиляции для травления серной и соляной кислотой: v=0,7 м/с.

Принимаем для бщеобменной системы вентиляции приточно-вытяжную с механическим побуждением и подогревом поступающего воздуха (Рисунок 1). Для притока и подогрева воздуха зимой применяется приточная система. Она состоит из вентиляционно-отопительного агрегата с водяными калориферами и центробежным вентилятором и отходящих от агрегата приточных воздуховодов для равномерного распределения свежего подогретого воздуха. Воздуховоды расположены в верхней зоне и подают воздух «сверху вниз». Из верхней зоны воздух удаляется четырьмя вытяжными шахтами.

Также разрабатываем схему для местных систем вентиляции на четыре рабочих места.

Определим объем воздуха, который необходимо подать в помещение с целью уменьшения количества вредных веществ до ПДК, устранения избыточной теплоты, а также объем, кото­рый необходимо удалить за 1 ч, м³/ч:

для разбавления концентрации вредных веществ (пыли, газа, пара, аэрозоля) до ПДК

где G — количество вредных веществ выделяемых в помещении, мг/ч; g_ПР — предельно допустимая концентрация вредных веществ, мг/м ; grip — концентра­ция вредных веществ в приточном воздухе, мг/м³;

для серной кислоты:

L= =1300м³ч,

для соляной кислоты:

L= =340м³ч.

Так как серная и соляная кислоты являются веществами однонаправленного действия, то вычисляем общий требуемый воздухообмен:

L_общ=1300+340=1640 м³ч.

Вычисляем объем воздуха, который необходимо подать в помещение с целью уменьшения количества аэрозолей свинца до ПДК:

L= =1200м³ч.

Так как медницко-жестяницкий участок характеризуется повышенной температурой воздуха, т о определяем количество выделяемых загрязнений в тече­ние 1 ч:

для удаления избыточной теплоты

где Q_изг - суммарное количество избыточной теплоты, кДж/ч; с —удельная теплоемкость сухого воздуха, равная 0,99 кДж/(кг^.К); ρ_вн — плотность приточного воздуха, кг/м³; Т_вв — температура воздуха в помещении,( Т_вв=295К) ; Т_вн.р — расчетная температура наружного воздуха, К,( Т_вн.р=294,6К)

Плотность воздуха, кг/м ,

где t — температура воздуха, при которой определяется плотность, ⁰С

ρ=353/294,6=1,198 кг/м²

L= =4216м³/ч.

Полученный воздухообмен больше чем воздухообмен для разбавления концентраций вредных веществ, следовательно при дальнейших расчётах применяем его.

Рассчитаем объем воздуха, удаляемого местной вытяж­ной вентиляцией (вытяжной зонд, вытяжная панель), м³/ч,

где F— площадь рабочего проема местного отсоса, (F =0,04м²⁾; ν_ОПТ — оптимальная ско­рость отсоса выделяемых вредных веществ, м/с (табл. 25 приложения 1) (ν_ОПТ=0,7); К₃ — коэффициент запаса, учитывающий износ оборудования; К₃ = 1,3.

L_мест=3600*0,04*0,7*1,3=131 м³/ч.

Определить общее количество воздуха, удаляемого сис­темами местной вентиляции, м /ч,

Так как мы имеем четыре рабочих места с системами местного отсоса то:

L _{мест.общ}=4*L_мест=5*131=524 м³/ч.

Определяем общее количество воздуха, удаляемого об­щеобменной вентиляцией и местными отсосами, м³/ч,

L_уд=4216+=4740 м³/ч.

Определим общее количество приточного воздуха, м³/ч,

=4740 м³/ч.

Рассчитываем гидравлическую сеть отдельно для приточ­ной и вытяжной вентиляции. На отдельном участке сопротивле­ние, Па:

Приточная вентиляция

Участок 1

где р — плотность воздуха, кг/м³ ,(р=1,198кг/м³); ν —скорость движения воздуха в воздуховоде, м/с, (ν=11 м/с)

λ- коэффициент сопротивления движению воздуха в участке воздуховода (для металлических труб λ = 0,02); l — длина участка, l =2,5м; d — диаметр воздуховода, м, ; L - пр оизводительность вентиляции, м³/ч; - коэффициент местных потерь напора ( _=0,5+1,1).

d= =0,06м

H_y1= =176,37Па.

Участок 2 = Участок 3

где р — плотность воздуха, кг/м³ ,(р=1,198кг/м³); ν —скорость движения воздуха в воздуховоде, м/с, (ν=11 м/с)

λ- коэффициент сопротивления движению воздуха в участке воздуховода (для металлических труб λ = 0,02); l — длина участка, l =4,2м; d — диаметр воздуховода, м, ; L - производительность вентиляции, м³/ч; - коэффициент местных потерь напора ( _=1,1+3,0).

d= =0,063м

H_y2= H_y3= =354,69Па.

Определим общее сопротивление воздуховодов в приточной вентиляции, Па,

H₀= H_y1+ H_y2+ H_y3,

H₀=176,37+354,69+354,69=885,74Па.

По необходимой производительности и полному рас­четному давлению выбраем вентиляторы для приточной вентиляции. Установим тип, номер и техничес­кие характеристики вентилятора, а также их исполнения: принимаем центробежный вентилятор N41/2, η_В=0,54, А=5000.

Частота вращения вентилятора, мин^-1,

N_в=5000/4,5=111,11мин^-1.

Находим мощность электродвигателя для приточной вентиляции, кВт,

где L — требуемая производительность вентилятора, (4216м/ч); Н—давление, созда­ваемое вентилятором, Па (Н=885,74Па); η_В — КПД вентилятора (η_В=0,54); η_П — КПД передачи (колесо вентилятора на валу электродвигателя — η_П = 1,0, соединительная муфта — η_П= 0,98, клиноре-менная передача — η_П = 0,95, плоско­ременная передача — η_П = 0,90).

η_П=1,0*0,98*0,95*0,9=0,84

P= =2,29 кВт.

Определим установ­ленную мощность и тип электродвигателей

,

где К—коэффициент запаса мощности (табл. 28 приложения 1), (К=1,05);

Р_уст=2,29*1,05=2,4 кВт.

Вытяжная вентиляция

Так, как вытяжная вентиляция у нас состоит из четырёх вытяжных шахт, то расчёт ведём только для одной из них

где р — плотность воздуха, кг/м³ ,(р=1,198кг/м³); ν —скорость движения воздуха в воздуховоде, м/с, (ν=11 м/с)

λ- коэффициент сопротивления движению воздуха в участке воздуховода (для металлических труб λ = 0,02); l — длина шахты, l =1,6м; d — диаметр воздуховода, м, ; L - пр оизводительность вентиляции, м³/ч; - коэффициент местных потерь напора ( _=3,0).

d= =0,063м

H_y1= =254,25 Па.

По необходимой производительности и полному рас­четному давлению выбраем вентиляторы для вытяжной в ентиляции вентиляции. В каждой шахте установлено по одному вентилятору. Установим тип, номер и техничес­кие характеристики вентиляторов, а также их исполнения: принимаем центробежные вентиляторы N41/2, η_В=0,58, А=2800.

Частота вращения вентилятора, мин^-1,

N_в=2800/4,5=622,22мин^-1.

Находим мощность электродвигателя для приточной вентиляции, кВт,

где L — требуемая производительность вентилятора, (4216м/ч); Н—давление, созда­ваемое вентилятором, Па (Н=254,25Па); η_В — КПД вентилятора (η_В=0,58); η_П — КПД передачи, η_П=0,84

P= =0,61 кВт.

Определим установ­ленную мощность электродвигателей

,

где К—коэффициент запаса мощности (табл. 28 приложения 1), (К=1,3);

Р_уст=0,61*1,3=0,79 кВт.

Рассчитываем гидравлическую сеть местной вентиляции, предварительно разбив её на семь участков:

Участок 1

где р — плотность воздуха, кг/м³ ,(р=1,198кг/м³); ν —скорость движения воздуха в воздуховоде, м/с, (ν=11 м/с)

λ- коэффициент сопротивления движению воздуха в участке воздуховода (для металлических труб λ = 0,02); l — длина участка, l =2,5м; d — диаметр воздуховода, м, ; L - пр оизводительность вентиляции, м³/ч; - коэффициент местных потерь напора ( _=0,5+1,1).

d= =0,022м

H_y1= =280,69Па.

Участок 2 = Участок 7

где р — плотность воздуха, кг/м³ ,(р=1,198кг/м³); ν —скорость движения воздуха в воздуховоде, м/с, (ν=11 м/с)

λ- коэффициент сопротивления движению воздуха в участке воздуховода (для металлических труб λ = 0,02); l — длина участка, l =2,1м; d — диаметр воздуховода, м, ; L - производительность вентиляции, м³/ч; - коэффициент местных потерь напора ( _=1,1).

d= =0,022м

H_y2= H_y7= =218,10Па.

Участок 3 = Участок 4=Участок 5 = Участок 6

где р — плотность воздуха, кг/м³ ,(р=1,198кг/м³); ν —скорость движения воздуха в воздуховоде, м/с, (ν=11 м/с)

λ- коэффициент сопротивления движению воздуха в участке воздуховода (для металлических труб λ = 0,02); l — длина участка, l =1,5м; d — диаметр воздуховода, м, ; L - пр оизводительность вентиляции, м³/ч; - коэффициент местных потерь напора ( _=1,1+1,1+3,0).

d= =0,022м

H_y3= H_y4=H_y5= H_y6= =475,73Па.

Определим общее сопротивление воздуховодов в приточной вентиляции, Па,

H₀= H_y1+ H_y2+ H_y3= H_y4=H_y5= H_y6= H_y7,

H₀=280,69+218,10+354,69+475,73+475,73+475,73+475,73+218,10=2619,81Па.

По необходимой производительности и полному рас­четному давлению выбраем вентилятор для местной системы ваентиляции. Установим тип, номер и техничес­кие характеристики вентилятора, а также их исполнения: принимаем центробежный вентилятор N3, η_В=0,50, А=7500.

Частота вращения вентилятора, мин^-1,

N_в=7500/3=2500мин^-1.

Находим мощность электродвигателя для приточной вентиляции, кВт,

где L — требуемая производительность вентилятора, (254м/ч); Н—давление, созда­ваемое вентилятором, Па (Н=2619Па); η_В — КПД вентилятора (η_В=0,50); η_П — КПД передачи (η_П==0,84)

P= =0,44 кВт.

Определим установ­ленную мощность и тип электродвигателей

,

где К—коэффициент запаса мощности (табл. 28 приложения 1), (К=1,5);

Р_уст=0,44*1,5=0,66 кВт.

Определяем площадь открываемых фрамуг

где _- требуемый объем подачи воздуха, м /ч; ν_pc — расчетная скорость в проеме фрамуги (v_pc = 1,0 м/с)

F_фр= =1,17м².