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:

=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:

_n=353/273+t_n=1.2

при температуре наружного воздуха t_H: _n=353/273-t_H=1.34; _y=353/273+t_y=1.2

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

и влаговыделенный

6. Определение кратности вентиляционного воздухообмена, 1/ч

1/ч

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

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

Q_B=c_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)

5.3. Подбор вентилятора и электродвигателя

Вентилятор подбирается в соответствии с подсчитанными общим расходом воздуха L, м³/ч и общий потерей давления P_i, Па.

а) определение параметров вентилятора

Наиболее современными и экономическими являются центробежные (радиальные) вентиляторы типа Ц4-70.

б) Определение мощности электродвигателя для привода вентилятора

Р_эд=LP₁K_з /(3600*1000*_в_п_р), кВт.

Где: К_з – коэффициент запаса = 1.25.

_в – к.п.д. вентилятора = 0.8

_п – к.п.д. учитывающий механические потери в подшипниках вентилятора=0.95

_р – к.п.д., учитывающий механические потери в передаче от вентилятора и двигателя =0.9.

При P₁=Р получим для выбранного вентилятора мощность электродвигателя: Р_эд.= 2500*750*1.25/3600*1000*0.8*0.95*0.9=0.95 кВт.

5.4. Расчёт надёжности оборудования (системы) Общие теоретические основы деятельности

Надежность функционирования систем сервиса рассчитывают по известным показателям надежности их составных частей и подсистем. Для чего структуру систем сервиса представляют в виде так называемой «модели надежности», являющиеся функционально – структурной схемой параллельного, последовательного и параллельно – последовательного соединения подсистем и элементов.

Рис.2 Последовательно-параллельное соединение элементов

Рис.3 Параллельно-последовательное соединение элементов

Вероятность безотказной работы для системы с последовательным соединением элементов вычисляется как произведение вероятностей отдельных элементов (подсистем), т.е. P_1-n=P₁*P₂*P₃….*P_n , где P_1-n – вероятность безотказной системы из «n» элементов, а P₁, P₂, ….P_n – вероятность безотказной работы одного «i» элемента.

Для системы с параллельными соединением элементов вероятность безотказной работы вычисляются по формуле: P_1-n=1-(1-P₁)*(1-P₂)*…

*(1-P_n).

Вероятность безотказной работы для структуры с последовательно-параллельным соединением (рис.2) вычисляется по формуле:

P_1-4=P_1-2*P_3-4=[1-(1-P₁)(1-P₂)]*[(1-(1-P₃)(1-P₄)]

Для структуры с параллельно-последовательным соединением элементов (см.рис.3) вероятность безотказной работы вычисляются по выражению:

P_5-8 = 1-(1-P_5-6)(1-P_7-8)=1-(1-P₅*Р₆)(1-P₇Р₈)

При вероятности безотказной работы системы, превышающей 0.9, т.е _сt0.1 c достаточной для практики точность при внезапных отказах элементов, когда приработка оборудования закончена, а старение еще не наступило, наиболее применим экспоненциальный закон распределения вероятности безотказной работы, т.е.

Р_б(t)=е^-=1-_еt

где: _е – интенсивность отказа системы, 1/ч; t – время работы, ч.

Откуда:

_еt=1-Р_э(t) и _е=(l-P_э(t))/t

Частота отказов:

а_с = _е* е^-=_е(l-_е*t)= _е*P_e

При средней вероятности отказов каждого из элементов подсистем Р_с.ср=0.998 имеет в течение t₀=10 часов работы: ₀t₀=0.002, т.е. ₀=0.002/10=0.2*10^-3 1/ч. Средняя наработка до первого отказа системы Т⁰_ср=1/₀=1/0.2*10^-3=5000 ч. Следовательно, Т_ср =2Т⁰_ср=2*5000=10000 ч.

Тогда частота отказов вычисляется по формуле:

а_с = ₀²* tе^-=0.04*10^-6* tе^-,

а интенсивность отказов по выражению:

_е=а_с/Р_к=0.04*10^-6*t/(l+0.2*10^-3t).