Федеральное государственное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Калининградский государственный технический университет»

Кафедра «Теплогазоснабжение и вентиляция»

Контрольная работа

по дисциплине «Вентиляция»

Работу выполнил: студент гр.

9-ЗТВ

Шишакова Ю.В.

Работу принял:

Калининград

2013

Задача №1.

Выполнить аэродинамический расчет вентиляционной системы, обслуживающей помещения общественного здания. Воздуховоды прямоугольного сечения изготовлены из оцинкованной тонколистовой стали. В качестве воздухораспределительных устройств используются жалюзийные решетки. Воздухозаборная шахта выполнена из бетонных блоков.

Последняя	Расход воздуха на концевых участках, м3/ч				Длина вздухоза-
цифра З.К.	A	B	C	D	борной шахты, м
6	800	1100	840	500	11

Предпоследняя	Длина концевых участков, м
цифра З.К.	A	B	C	D
6	9	6	4	6,5

Решение:

В соответствии с методикой, изложенной в методических указаниях, определяем магистраль, нумеруем участки, проставляем длины участков и расходы воздуха. Результаты расчетов сводим в табл. П.1.

Определяем размеры поперечного сечения участков воздуховодов.

Участок №1.

Принимаем значение скорости v_рек = 5,0 м/с и по формуле определяем расчетное значение площади поперечного сечения F_р :

F_p = L/(3600v_рек),

где L – расчетный расход воздуха на участке, м3/ч; v_рек – рекомендуемая скорость движения воздуха на участках вентиляционной системы, м/с.

F_p = 1100/(3600*5,0) = 0,061 м² ,

принимаем стандартный воздуховод bxh = 250x250 мм, F = 0,0625 м². Определяем фактическую скорость на участке v, м/с, с учетом площади сечения F принятого стандартного воздуховода v = L/(3600F).:

v= 1100/(3600*0,0625) = 4,8 м/с.

Так как на участке №1 установлена вытяжная решетка, то необходимо ее подобрать. Принимаем скорость воздуха в живом сечении решетки v₀ = 3,0 м/с и

определяем расчетную площадь живого сечения F_0.p :

F_0.p = 1100/(3600*3,0)= 0,101 м².

Таблица 1. Технические данные приточных регулируемых жалюзийных решеток

B, мм	H, мм	A0, м2	B, мм	H, мм	A0, м2	B, мм	H, мм	A0, м2
225	125	0,0145	425	225	0,0590	825	325	0,1780
325	125	0,0215	525	225	0,0740	1025	325	0,2240
425	125	0,0290	625	225	0,0890	1225	325	0,2680
525	125	0,0365	825	225	0,1190	625	425	0,1780
625	125	0,0440	1025	225	0,1480	825	425	0,2380
825	125	0,0585	1225	225	0,1780	1025	425	0,2980
1025	125	0,0735	425	325	0,0885	1225	425	0,3560
1225	125	0,0880	525	325	0,1110	1025	525	0,3740
325	225	0,0440	625	325	0,1330	1225	525	0,4470

Таблица П.1. Аэродинамический расчет систем вентиляции

№ уч-ка	Расход L, м3/ч	Длина, l, м	Размеры воздуховодов			Скорость V, м/с	Уд. Потери R, Па/м
			bh, мм	d, dv, мм	F, м2
1	2	3	4	5	6	7	8
Магистраль
1	1100	6	250х250	250	0,0625	4,8	1,08
2	2400	8	250х500	333	0,125	5,33	0,98
3	3240	4	250х600	353	0,150	6	1,07
4	3240	12	250х600	353	0,150	6	1,07
Ответвления
5	1300	6	250х300	273	0,075	4,81	1,04
р5 = [(28,51 – 15,05)/28,51]*100 = 47,2 %
6	800	9	200х250	222	0,05	4,44	1,15
р6 = [(54,57 – 29,07)/54,57]*100 = 46,7 %
7	500	6,5	100х150	125	0,0225	5	2,83
р7 = [(73,33 – 43,00)/73,33]*100 = 41,3 %
8	840	4	200х250	222	0,05	4,66	1,55
р8 = [(115,41 – 22,94)/115,41]*100 = 80,1 %

Окочание табл. П.1.

Коэф. ш	Потери Rlш, Па/м	Сумма КМС 	Давл. дин. рд, Па	Потери, Z, Па	Потери руч, Па	Сумма руч, Па	Приме- Чание
9	10	11	12	13	14	15	16
Магистраль
1,0	6,48	1,506	14,6	22,03	28,51	28,51
1,0	7,84	1,01	18,0	18,22	26,06	54,57
1,0	4,28	0,59	22,8	13,48	17,76	72,33
1,58	20,28	1,38	22,8	31,54	43,08	115,41
Ответвления
1,0	6,24	0,6	14,7	8,81	15,05
д5р = (28,51 – 15,05)/14,7 = 0,915  д6 = 0,9, отверстие 206х256 мм
1,0	10,35	1,496	12,5	18,72	29,07
д6р = (54,57 – 29,07)/12,5 = 2,042  д7 = 2,0. отверстие 149х199 мм
1,0	18,4	1,55	15,8	24,60	43,00
д7р = (73,33 – 43,00)/15,8 = 1,919  д8 = 2,0, отверстие 72х122 мм
1,0	6,2	1,214	13,7	16,74	22,94
д8р = (115,41 – 22,94)/13,7 = 6,749  д8 = 7,0, отверстие 120х170 мм

По данным табл. 1. подбираем решетку с размерами сторон 525х325 мм, имеющую площадь живого сечения F₀ = 0,111 м². Определяем фактическую скорость движения воздуха в живом сечении решетки v₀:

v₀ = 1100/(3600*0,111)=2,75 м/с.

Участок №2.

Принимаем значение скорости v_рек = 5,5 м/с и определяем расчетное значение площади поперечного сечения F_р :

F_p = L/(3600v_рек), F_p = 2400/(3600*5,5) = 0,121 м² ,

принимаем стандартный воздуховод bxh = 250x500 мм, F = 0,125 м². По формуле v = L/(3600F) определяем фактическую скорость воздуха на участке v:

v= 2400/(3600*0,125) = 5,33 м/с.

Участок № 3.

Принимаем значение скорости v_рек = 6,0 м/с и определяем расчетное значение площади поперечного сечения F_р :

F_p = L/(3600v_рек), F_p = 3240/(3600*6,0) = 0,15 м² ,

принимаем стандартный воздуховод bxh =250x600 мм, F = 0,15 м². По формуле v = L/(3600F) определяем фактическую скорость воздуха на участке v:

v= 3240/(3600*0,15) = 6 м/с.

Участок №4.

Принимаем значение скорости v_рек = 7,0 м/с и определяем расчетное значение площади поперечного сечения F_р :

F_p = L/(3600v_рек), F_p = 3240/(3600*7,0) = 0,128 м² ,

принимаем стандартный воздуховод bxh = 250x600 мм, F = 0,15 м². По формуле v = L/(3600F) определяем фактическую скорость воздуха на участке v:

v= 3240/(3600*0,15) = 6 м/с.

Участок №5.

Так как все ответвления являются простыми, то принимаем максимальную, рекомендуемую для ответвлений скорость v_рек = 5,0 м/с и определяем расчетное значение площади поперечного сечения F_р :

F_p = L/(3600v_рек), F_p = 1300/(3600*5,0) = 0,0722 м² ,

принимаем стандартный воздуховод bxh = 250x300 мм, F = 0,075 м². По формуле v = L/(3600F) определяем фактическую скорость воздуха на участке v:

v= 1300/(3600*0,075) = 4,81 м/с.

Так как на участке №5 установлена вытяжная решетка, то необходимо ее подобрать. Принимаем скорость воздуха в живом сечении решетки v₀ = 3,0 м/с и определяем расчетную площадь живого сечения F_0.p :

F_0.p = 1300/(3600*3,0)= 0,120 м².

По данным табл. 1. подбираем решетку с размерами сторон 825х225 мм, имеющую площадь живого сечения F₀ = 0,190 м². Определяем фактическую скорость движения воздуха в живом сечении решетки v₀:

v₀ = 1300/(3600*0,190)=1,90 м/с.

Участок №6.

Принимаем значение скорости v_рек = 5,0 м/с и определяем расчетное значение площади поперечного сечения F_р :

F_p = L/(3600v_рек), F_p = 800/(3600*5,0) = 0,044 м² ,

принимаем стандартный воздуховод bxh = 200x250 мм, F = 0,05 м². Определяем фактическую скорость воздуха на участке v:

v= 800/(3600*0,05) =4,44 м/с.

Так как на участке №6 установлена вытяжная решетка, то необходимо ее подобрать. Принимаем скорость воздуха в живом сечении решетки v₀ = 3,0 м/с и определяем расчетную площадь живого сечения F_0.p :

F_0.p = 800/(3600*3,0)= 0,074 м².

По данным табл. 1 подбираем решетку с размерами сторон 1025х125 мм, имеющую площадь живого сечения F₀ = 0,0735 м². Определяем фактическую скорость движения воздуха в живом сечении решетки v₀:

v₀ = 800/(3600*0,0735)=3 м/с

Участок №7.

Так как все ответвления являются простыми, то принимаем максимальную, рекомендуемую для ответвлений скорость v_рек = 5,0 м/с и определяем расчетное значение площади поперечного сечения F_р :

F_p = L/(3600v_рек), F_p = 500/(3600*5,0) = 0,0225 м² ,

принимаем стандартный воздуховод bxh 100x150 мм, F = 0,0225 м². По формуле v = L/(3600F) определяем фактическую скорость воздуха на участке v:

v= 500/(3600*0,0225) = 5 м/с.

Так как на участке №7 установлена вытяжная решетка, то необходимо ее подобрать. Принимаем скорость воздуха в живом сечении решетки v₀ = 3,0 м/с и определяем расчетную площадь живого сечения F_0.p :

F_0.p = 500/(3600*3,0)= 0,044 м².

По данным табл. 1. подбираем решетку с размерами сторон 625х125 мм, имеющую площадь живого сечения F₀ = 0,044 м². Определяем фактическую скорость движения воздуха в живом сечении решетки v₀:

v₀ = 500/(3600*0,044)=3 м/с.

Участок №8.

Так как все ответвления являются простыми, то принимаем максимальную, рекомендуемую для ответвлений скорость v_рек = 5,0 м/с и определяем расчетное значение площади поперечного сечения F_р :

F_p = L/(3600v_рек), F_p = 840/(3600*5,0) = 0,0466 м² ,

принимаем стандартный воздуховод bxh = 200x250 мм, F = 0,05 м². По формуле v = L/(3600F) определяем фактическую скорость воздуха на участке v:

v= 840/(3600*0,05) = 4,66 м/с.

Так как на участке №8 установлена вытяжная решетка, то необходимо ее подобрать. Принимаем скорость воздуха в живом сечении решетки v₀ = 3,0 м/с и определяем расчетную площадь живого сечения F_0.p :

F_0.p = 840/(3600*3,0)= 0,077м².

По данным табл. 1. подбираем решетку с размерами сторон 1225х125 мм, имеющую площадь живого сечения F₀ = 0,088 м². Определяем фактическую скорость движения воздуха в живом сечении решетки v₀:

v₀ = 840/(3600*0,088)=2,65 м/с.

По формуле d_v = 2bh/(b + h), для прямоугольных воздуховодов определяем эквивалентный по скорости диаметр d_v где b, h – соответственно ширина и высота прямоугольного воздуховода, м. По номограмме, определяем значение удельных потерь на трение R, Па/м, (значения R определяют по фактической скорости движения воздуха на расчетном участке v, м/с, и эквивалентному диаметру d_v ). Так как участок №4 выполнен из бетонных плит, то по справочным данным определяем абсолютную эквивалентную шероховатость стенок k_э = 1,5 мм и в зависимости от скорости v на участке и величины k_э = 1,5 мм по справочным данным определяем поправочный коэффициент _ш = 1,58. На остальных участках _ш = 1,0.

Определяем потери давления на трение р_тр.

р_тр = Rl_ш,

где R – удельная потеря давления на 1 м стального воздуховода, Па/м; l – длина участка воздуховода, м; _ш – коэффициент, учитывающий фактическую шероховатость стенок воздуховода.

Переходим к расчету потерь давления на местных сопротивлениях. Определяем виды местных сопротивлений и по справочным данным определяем значения КМС.

Участок №1:

- боковая вытяжная решетка, табличное значение _т = 2,0; пересчитываем значение КМС по отношению к скорости воздуха на участке  = 2(2,75/4,8)² = 0,656;

- один отвод на 90^о bxh = 250x250 :  = 0,25;

- тройник проходной (L_o/L_c=1300/2400=0,54; F_п/F_c = 0,0625/0,125=0,5; F_o/F_c = 0,075/0,125= 0,6) по таблицам для вытяжных тройников определяем для прохода _п = 0,6.

₁ = 0,656 + 0,25 + 0,6 = 1,506

Участок №2:

- один отвод на 90^о bxh = 250x500 :  = 0,51;

- тройник проходной (L_o/L_c = 840/3240 = 0,25; F_п/F_c = 0,05/0,125 =0,5; F_o/F_c = 0,05/0,150 = 0,333) _п = 0,5;

₂ = 1,01.

Участок №3:

- один отвод на 90^о bxh = 250x600 :  = 0,59;

₄ = 0,59.

Участок №4:

- диффузор пирамидальный за центробежным вентилятором (так как вентилятор еще не подобран, то принимаем  = 15^о , F₅/F₀ = 1,5,  = 0,23;

- вытяжная шахта с зонтом по серии 1.494-32  = 1,15

₅ = 0,23 + 1,15 = 1,38.

Участок №5:

- тройник проходной (L_o/L_c = 800/1300 = 0,38; F_п/F_c = 0,075/0,125 =0,6; F_o/F_c = 0,05/0,125 = 0,4) _п = 0,6;

₂ = 0,6.

Участок №6:

- боковая вытяжная решетка, табличное значение _т = 2,0; пересчитываем значение КМС по отношению к скорости воздуха на участке  = 2(3,0/4,44)² = 0,456;

- отвод на 90^о bxh = 200x250 :  = 0,26;

- тройник на ответвлении (L_o/L_c=800/1300=0,61; F_п/F_c = 0,0225/0,075 = 0,3; F_o/F_c = 0,05/0,075 = 0,66) по таблицам для вытяжных тройников определяем для ответвления _о = 0,78.

₆ = 0,456 + 0,26 + 0,78 = 1,496.

Участок № 7:

- боковая вытяжная решетка, табличное значение _т = 2,0; пересчитываем значение КМС по отношению к скорости воздуха на участке  = 2(3,00/5,00)² = 0,72;

- отвод на 90^о bxh = 100x150 :  = 0,08;

- тройник на ответвлении (L_o/L_c = 500/1300 = 0,35; F_п/F_c = 0,05/0,075 =0,66; F_o/F_c = 0,0225/0,075 = 0,3) _о = 0,75;

₇ = 0,72 + 0,08 + 0,75 = 1,55.

Участок №8:

- боковая вытяжная решетка, табличное значение _т = 2,0; пересчитываем значение КМС по отношению к скорости воздуха на участке  = 2(2,65/4,66)² = 0,104;

- отвод на 90^о bxh = 200x250 :  = 0,26;

- тройник на ответвлении (L_o/L_c = 840/3240 = 0,25; F_п/F_c = 0,125/0,150 =0,83; F_o/F_c = 0,05/0,150 = 0,33) _о = 0,85;

₈ = 0,104 + 0,26 + 0,85 = 1,214.

По формуле рассчитываем потери давления на местных сопротивлениях и заносим данные в табл. П.1.

v²

Z =   ,

2

где Z – потери давления на местных сопротивлениях. Па; v – средняя скорость движения воздуха, м/с;  - плотность воздуха, кг/м³;  - сумма коэффициентов местных сопротивлений.

далее по формуле рассчитываем потери давления на участках вентиляционной сети. Результаты заносим в табл. П.1.

р_уч = р_тр + Z,

где р_тр – потери давления на трение, Па; Z – потери давления на местных сопротивлениях. Па;

Суммируя потери давления на участках магистрали, определяем потери давления в сети. Результаты заносим в табл. П.1.

р_сети = 115,41 Па.

Далее приступаем к увязке ответвлений. По формуле

р = [(р_м - р_отв)/ р_м ]100, %,

рассчитываем величину невязки для всех ответвлений и записываем эти данные в табл. П.1. Так как для всех ответвлений величина невязки превышает 10 %, то на ответвлениях устанавливаем диафрагмы. Для этого по формуле определяем расчетное значение коэффициента местного сопротивления диафрагмы, округляем его до ближайшего табличного значения и по справочным таблицам определяем размеры отверстия диафрагмы. Эти данные также представлены в табл. П.1.

_д^р = (р_м - р_отв)/р_д^от ,

где р_д^от – динамическое давление в ответвлении, Па.

Задача №2.

Рассчитать по методу статических давлений вытяжную систему естественной вентиляции многоэтажного жилого дома. Ответвления присоединяются к сборному каналу под потолком следующего этажа. Вытяжной канал с верхнего этажа выполнен отдельно и к сборному каналу не присоединен. Вентиляционные каналы имеют круглое сечение и изготовлены из бетона. На ответвлениях установлены жалюзийные решетки с площадью живого сечения А₀ = 0,033 м². Данные для расчета принимают по таблице, где указано число этажей в здании – N, расход воздуха в этажном ответвлении - L_эт, высота этажа - h_эт, высота вытяжной шахты - h_ш, и угол примыкания ответвления к сборному каналу - .

Последняя	По последней цифре		Предпоследняя	По предпоследней цифре
Цифра З.К.	N	Lэт, м3/ч	цифра З.К.	hэт, м	hш, м	, град.
6	8	60	6	2,9	3,2	19

Р ешение:

Определяем сечение сборного канала и этажных ответвлений. Принимаем скорость движения воздуха в сборном канале v_к = 2,0 м/с, а в этажном ответвлении

v_отв = 1,0 м/с.

F_отв^р = L_эт/3600/v_отв = 60/3600/1,0 = 0,0166 м²;

F_к^р = L_эт(N-1)/3600/vк = 60(8-1)/3600/2 = 0,0583 м².

Принимаем каналы стандартного сечения:

- сборный диаметром d_к = 250 мм; F_к = 0,049 м²;

- этажное ответвление диаметром d_отв = 160 мм; F_отв = 0,02 м².

Определяем фактическую скорость в этажном ответвлении и на участках сборного канала. Результаты расчетов заносим в табл. П.2.

Таблица П.2.

Этажа	№ уч-ка	L, м3/ч	l, м	d, мм	F, м2	v3, м/с	R, Па/м	ш	Rlш , Па/м	рд, Па
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
шахта	1	480	3,2	450	0,159	0,84	0,086	1,19	0,327	0,414
VII	2	420	0,5	250	0,049	2,38	0,187	1,38	0,129	3,409
VI	3	360	2,9	250	0,049	2,04	0,174	1,35	0,681	2,505
V	4	300	2,9	250	0,049	1,70	0,143	1,32	0,547	1,739
IV	5	240	2,9	250	0,049	1,36	0,083	1,19	0,286	1,113
IIII	6	180	2,9	250	0,049	1,02	0,055	1,28	0,204	0,626
II	7	120	2,9	250	0,049	0,68	0,082	1,17	0,278	0,278
I	8	60	2,9	250	0,049	0,34	0,012	1,11	0,038	0,069
VIII	9	60	0,5	160	0,020	0,83	0,078	1,20	0,046	0,414

Окончание таблицы П.2.

v3 м/с	рд3, Па	рст, Па	рст, Па	hp, м	рр, Па	рдоп, Па
12	13	14	15	16	17	18
-	-	-	0,497*	-	-
1,963	2,319	0,213	-0,865	6,6	4,28	2,426
1,804	1,959	0,119	-0,065	9,5	6,16	5,106
1,560	1,465	0,068	0,550	12,4	8,04	7,601
0,814	0,398	0,083	0,919	15,3	9,92	9,850
0,721	0,312	0,057	1,180	18,2	11,81	11,619
0,592	0,210	0,014	1,472	21,1	13,69	13,207
0,453	0,123	-0,123	1,387	24,0	15,57	15,172
-	-	-	0,680*	3,7	2,40	1,223

Примечание. Звездочкой (*) отмечены потери полного давления на соответствующих участках.

Рис. 2. Расчетная схема.

v_отв = 60/3600/0,02 = 0,83 м/с. v_к = L_к/3600/F_к.

Вытяжная шахта (участок №1) имеет круглое сечение и выполнена из бетона. Определяем расчетную площадь живого сечения шахты, принимая скорость движения воздуха в шахте v₁ = 1,0 м/с.

F₁ = 480/3600/1 = 0.133 м2, этому сечению соответствует канал диаметром d = 450 мм, однако диаметр шахты должен быть не менее диаметра сборного канала, плюс диаметр ответвления с верхнего этажа и плюс две толщины стенки каналов, т.е.

d_ш  250 +160 + 10 + 10 = 430 мм.

Принимаем стандартный канал диаметром d_ш = d₁ = 450 мм, F₁ = 0,159 м².

Определяем скорость движения воздуха в шахте

v₁ = 480/3600/0,159 = 0,838 м/с.

По справочным таблицам или диаграммам определяем удельные потери на трение R, Па/м и поправочный коэффициент на шероховатость стенок каналов, принимая для бетона k_э = 1,5 мм. Данные заносим в табл. П.2.

По формуле р_тр = Rl_ш,

определяем потери давления на трение,

а по формуле

v²

р_д =  , 2

определяем динамическое давление. Результаты заносим в табл. П.2.

По формулам определяем наивыгоднейшую скорость смешения воздуха в тройниках.

v_3n = (1 – 1/n) v_1n + (1/n) v_2n cos ₂,

или

v_3n = (n-1)²L_эт/(f_кn) + (L_эт/f_отвn)cos ₂,

где f_к, f_отв – площади поперечного сечения соответственно сборного канала и ответвления, м²; ₂ – угол между осями ответвлений и сборного канала,

Результаты записываем в табл. П.2, Сравнивая скорости v₃ и v₃, по формулам:

При v₃ > v₃ величину изменения статического давления определяют по формуле

р_ст = v₃(v₃ - v₃ ).

При v₃ < v₃ величину изменения статического давления определяют по формуле

р_ст = р_д3[1,525 – 0,525(v₃/ v₃ )] – p_д3.

вычисляем величину изменения статического давления при слиянии потоков в тройнике. Результаты заносим в табл. П.2.

Определяем потери давления на местных сопротивлениях в шахте. Местным сопротивлением является дефлектор, имеющий диаметр d_o = 500, площадь сечения f_o = 0,196 м² и КМС _о = 0,63. Тогда

v_o = 480/3600/0,196 = 0,680 м/с; Z₁ = 0,63*1,2*(0.680)²/2 = 0,17 Па.

Определяем потери давления в шахте (участок №1)

р₁ = 0,327 + 0,17 = 0,497 Па, результат заносим в табл. П.2.

Участок №2. По формуле

р_ст.N = p_п.к + p_ст.к + (Rl_ш )_к.N + Z_к.N - р_д.N + p_ст.N,

где p_ст.к – изменение статического давления в канале при изменении его поперечного сечения; (Rl_ш )_к.N – потеря давления в сборном канале от точки присоединения верхнего ответвления до среза вытяжной шахты; Z_к.N – потеря в местных сопротивлениях этой части сборного канала (внезапные расширения, сужения сечения, выход и пр.); р_д.N – динамическое давление в сборном канале ( в месте слияния потоков); p_ст.N – изменение статического давления в N–ом тройнике.

определяем статическое давление в сборном канале в месте присоединения верхнего ответвления. При этом р_п.к = 0,497 Па и р_ст.к = 0 Па. Местным сопротивлением на этом участке является внезапное расширение. По справочным данным при f₂/f₁ = 0,0491/0,159 = 0,309 определяем для внезапного расширения  = 0,5.

р_ст.7 = 0,497 + 0 + 0,129 +(0,5-1)*3,409 + 0,213 = -0,865 Па.

Далее определяем статическое давление в остальных узлах сборного канала по формуле

p_стn = p_{ст. n+1} + (Rl_ш )_{к. n}+1 + p_ст.n.

и заносим результаты в табл. П.2.

Участок №3. р_ст.6 = -0,865 + 0,681 + 0,119= -0,065 Па;

Участок №4. р_ст.5 = -0,065 + 0,547 + 0,068 = 0,550 Па;

Участок №5. р_ст.4 = 0,550 + 0,286 + 0,083 = 0,919 Па;

Участок № 6 р_ст.3 = 0,919 + 0,204 + 0,057 = 1,180 Па;

Участок № 7 р_ст.2 = 1,180 + 0,278 + 0,014 = 1,472 Па;

Участок № 8 р_ст.1 = 1,472 + 0,038 - 0,123 = 1,387 Па.

Участок №9. Определяем потери давления на отдельном ответвлении верхнего этажа. Местными сопротивлениями являются жалюзийная решетка на входе в вытяжной канал и внезапное расширение при входе канала в вытяжную шахту:

- внезапное расширение f₇/f₁= 0,02/0,159 = 0,126; _в.р = 0,87;

- вытяжная решетка _р.т = 2,0; _р = 2,0*(0,020/0,033)² = 0,74.

Потери на местных сопротивлениях будут равны

Z9 = (0,87 + 0,74)*0,414 = 0,665 Па.

Потери полного давления на участке: р₇ = 0,014 + 0,665 = 0,680 Па. Результат заносим в табл. П.2.

Определяем по формуле

р_р.n = h_n(_н - _в)g;

h_n – расстояние по вертикали от центра вытяжной решетки на входе воздуха по расчетному направлению до верха (среза) вытяжной шахты, м; (_н - _в ) – разность плотностей наружного (при температуре + 5^оС) и внутреннего воздуха, кг/м³; g – ускорение силы тяжести;

располагаемое давление для всех этажных ответвлений. Расчет производится при температуре наружного воздуха t_н = +5 ^оС и внутреннего воздуха в помещениях t_в = +20 ^оС. Плотность воздуха соответственно будет равна:

_н = 353/(273,15 + 5) = 1,2691 кг/м³; _в = 353/(273,15 + 20) = 1,2042 кг/м³.

Результаты расчетов заносим в табл. П.2. Далее по формуле

р_доп = р_р.n – [(R_шl)_n + ( + 1)_nр_д.n ] – p_ст.n,

где р_р.n - располагаемое давление в ответвлении n-го этажа

определяем дополнительное сопротивление на входе воздуха в этажное ответвление:

р_доп.7 = 4,28 – [0,078*2,9*1,19 + (0.74 +1)*0,414] + 0,865 = 2,426 Па;

р_доп.6 = 6,16 – [0,078*2,9*1,19 + (0.74 +1)* 0,414] +0,065 = 5,106 Па;

р_доп.5 = 8,04 – [0,078*2,9*1,19 + (0.74 +1)* 0,414] – 0,550 = 7,601 Па;

р_доп.4 = 9,92 – [0,078*2,9*1,19 + (0.74 +1)* 0,414] – 0,919 = 9,850 Па;

р_доп.3 = 11,81 – [0,078*2,9*1,19 + (0.74 +1)* 0,414] – 1,180 = 11,619 Па;

р_доп.2 = 13,69 – [0,078*2,9*1,19 + (0.74 +1)* 0,414] – 1,472 = 13,207 Па;

р_доп.1 = 15,57 – [0,078*2,9*1,19 + (0.74 +1)* 0,414] – 1,387 = 15,172 Па;

Дополнительное сопротивление на входе в отдельный канал верхнего этажа определяем как разность между располагаемым перепадом давления и потерями давления в канале и вытяжной шахте

р_доп.8 = 2,40 – 0,680 – 0,497 = 1,223 Па.

Результаты расчета показывают, что для всех ответвлений располагаемый перепад давлений превышает потери давления, следовательно, система является работоспособной, а для ее балансировки необходимо установить дополнительные сопротивления в каналах этажных ответвлений.

Задача №4.

Рассчитать калориферную установку и выполнить схему обвязки калориферов. Исходные данные для расчета представлены в таблице.: G_в – расход нагреваемого воздуха; t_н, t_к – соответственно начальная и конечная температура нагреваемого воздуха; t_г – t_о – температура теплоносителя - воды в тепловой сети.

Исходные данные к задаче.

Последняя	Gв,	tг - tо ,	Предпоследняя	tн,	tк,	Марка
цифра З.К.	кг/ч	оС	цифра З.К.	оС	оС	калорифера
6	60000	130 – 70	6	-20	+30	Кск

Решение:

1. Задаваясь рекомендуемой массовой скоростью воздуха (v), кг/(м²с), (для современных отечественных калориферов (v) = 4 кг/(м²с)), определяем необходимую расчетную площадь фронтального сечения калориферов по воздуху f_в^р, м²:

f_в^р = G/3600/(v) = 60000/3600/4 = 4,16 м².

2. Пользуясь техническими данными о калориферах и исходя из необходимой площади фронтального сечения f_в^р , подбираем номер и число параллельно устанавливаемых калориферов n_ф . Число калориферов должно быть минимальным. Принимаем калорифер Кск-3 №12, f_в.1 = 2,488 м², n_ф = 2. Определяем фактическую массовую скорость движения воздуха в калориферах

(v) = G/3600/(n_фf_в.1) = 60000/3600/(2*2,488) = 3,34 кг/(м²с)

3. Определяем расчетную тепловую мощность установки Q, Вт:

Q = 0,278Gс_pв(t_к – t_н) = 0,278*60000*1,005*(30 + 20) = 838170 Вт.

4. Определяем расход воды в калориферной установке G_w, кг/ч:

G_w = 3,6Q/c_pw/(t_г – t_о) = 3,6*838170/4,19/(130 – 70) = 12002 кг/ч.

5. Задаваясь числом калориферов параллельно соединенных по теплоносителю n_w, определяем скорость движения воды в трубках калорифера w, м/с (в первом приближении принимаем последовательную схему соединения n_w = 1):

w = G_w/3600/_w/f_w/n_w = 12002/3600/955/0,003881/1 = 0,29 м/с.

6. По массовой скорости воздуха (v) и скорости движения воды в трубках w, используя справочные данные для калориферов, определяем коэффициент теплопередачи калорифера К = 38,54 Вт.(м²К), и рассчитываем площадь поверхности теплообмена F_н^р, м²:

F_н^р = Q/[K(t_г + t_о)/2 – (t_н + t_к )/2]= 838170/[38,54(100 – 5)] = 228,9 м².

7. Определяем расчетное число калориферов в калориферной установке N^p :

N^p = F_н^р/f_н.1 = 228,9/125,27 = 1,827  N_у = 2.

Рассчитываем запас поверхности нагрева F_н ,%,

F_н = [(f_н.1N_у – F_н^р)/(F_н^р)]100 = [(125,27*2 – 228,9)/228,9]*100 = 9.45 %.

Величина запаса не должна превышать 10 %, т.е. запас находится в допустимом пределе.

8. По справочным таблицам, зная массовую скорость воздуха, определяем аэродинамическое сопротивление одного калорифера р_в.1, Па, и рассчитываем аэродинамическое сопротивление калориферной установки:

р_в = р_в.1(N_у/n_ф) = 50,07(2/2) = 50,07 Па.

9. Определяем гидравлическое сопротивление калориферной установки р_w, кПа:

р_w = (N_у/n_w)Aw² = (2/1)*64,29*(1,14)² = 167,1 кПа.

где А = 64,29 – коэффициент гидравлического сопротивления, определяемый по справочным данным для выбранного калорифера.

Задача №5.

Выполнить расчет воздушного душа для теплого и холодного периодов года. Исходные данные представлены в табл.9. q – интенсивность теплового облучения на рабочем месте; N – число рабочих мест, подвергаемых душированию; x – расстояние от душирующего патрубка до работающего.

Исходные данные к задаче.

Последняя	q,	x,	Предпоследняя	Пункт	Степень
цифра З.К.	Вт/м2	м	цифра З.К.	строительства	тяжести работы
6	960	1,80	6	Тамбов	IIа

(t_н^А = 24,5 ^оС; h_н^А = 52,3 кДж/кг; р_В = 99 кПа). Интенсивность теплового облучения на рабочем месте q = 960 Вт/м2; N = 4 – число рабочих мест, подвергаемых душированию; x = 1,8 м – расстояние от душирующего патрубка до работающего.

Решение:

1. По данным [СниП 2.04.05-91, прил. 3] принимаем нормируемые параметры воздуха на рабочем месте: t_норм = 25,8 ^оС; v_норм. = 3,0 м/с. В первом приближении предпочтение следует отдавать варианту с меньшим расходом воздуха, то есть с меньшим значением скорости v_норм.

2. По заданию x = 1,8 м.

3. Выбираем патрубок УДВ: m = 6,0; n = 4,9;  = 2,1.

4. По h-d-диаграмме определяем температуру наружного воздуха после адиабатного охлаждения его t_охл (из точки, соответствующей параметрам наружного воздуха категории А в ТП года, проводим луч h=const до значения относительной влажности  = 90%) t_охл = 8,4 ^оС.

Необходимо пересчитать значение относительной влажности  = 90% при барометрическом давлении р_В = 99 кПа на значение ₀, соответствующее нормальному барометрическому давлению р_В0 = 101,3 кПа, при котором составлена h – d – диаграмма: ₀ = 101,3*90/99 = 92,1 %.

5. Определяем расчетную площадь душирующего патрубка F₀^, м², при

t_норм > t_охл - адиабатное охлаждение воздуха

F₀^ = {(t_рз - t_норм)X/[(t_рз - t_охл)n]}² = {(28,5 – 25,8)*1,8/(28,5 – 8,4)*4,9]}² =

= 0,002 м²,

принимается к установке патрубок ближайшего большего размера по площадью F₀ = 0,17 м².

- определяем длину начального участка струи по скорости движения воздуха

x_нv = m(F₀)^1/2 = 6,0*(0,17)^0,5 = 2,47 м;

- определяем скорость воздуха из душирующего патрубка:

при x < x_нv v₀ = v_норм = 3,0 м/с;

- определяем длину начального участка струи по температуре:

x_нt = n(F₀)^1/2 = 4,9*(0,17)^0,5 = 2,02 м/с.

- определяем температуру воздуха на выходе из душирующего патрубка:

при x < x_нt t₀ = t_норм = 25,8 оС.

так как t₀  t_охл, то принимается вариант с адиабатным охлаждением воздуха и определяем расход воздуха через душирующий патрубок, L₀, м³/ч:

L₀ = 3600v₀F₀ = 3600*3,0*0,17 = 1836 м³/ч.

6. Определяем производительность душирующей установки L_в.д, м³/ч:

L_в.д = 1,1L₀N_в.д = 1,1*1836*4 = 8078 м³/ч.

где N_в.д - число рабочих мест, подвергаемых душированию.

7. Определяем температуру приточного воздуха в холодный период года. Так как при x < x_нt t₀ = t_норм = 25,4 оС и зависит только от интенсивности теплового облучения и скорости движения воздуха на рабочем месте.

Задача №6.

Рассчитать фильтровальную установку, оснащенную плоскими ячейковыми фильтрами типа Фя. Выполнить эскиз фильтровальной камеры. Определить время непрерывной работы фильтра. Исходные данные для расчета принимать по табллице: С_н – концентрация пыли в наружном воздухе; L – расход очищаемого воздуха.

Исходные данные к задаче

Последняя	Сн, мг/м3	Тип ячейки	Предпоследняя	L, м3/ч
цифра З.К			цифра З.К.
6	1,85	ФяУ	6	37000

Решение:

1. По справочным данным [4] определяем удельную воздушную нагрузку ячейки ФяУБ = 7000 м³/(чм²) или номинальную пропускную способность ячейки L₁ = 1540 м³/ч и зная площадь фильтрующей поверхности одной ячейки fя = 0,22 м2, определяем расчетную площадь фильтрующей поверхности фильтра F_ф^р, м2, и число ячеек в установке N.

(l = L₁/f_я = 1540/0,22 = 7000 м³/(чм²)).

F_ф^р = L/l = 37000/7000 = 5,28 м².

N^p = F_ф^р /f_я = 5,28/0,22 = 23,36  N = 24.

Округление величины N^p производится до целого, как правило, в большую сторону, равного числу ячеек в типовой панели [4]. Компоновка 4х6 (шифр Ус39А4 х 6, габариты: высота – Н=2176 мм; ширина В = 3512 мм).

2. Определяем фактическую удельную воздушную нагрузку l_ф, м³/(чм²),

l_ф = L/(Nf_я) = 37000/24/0,22 = 7007 м³/(чм²).

3. Зная величину l_ф , по аэродинамической характеристике фильтров определяем начальное сопротивление фильтра

р_н = 40 Па.

4. Предельное сопротивление фильтров ФяУБ равно р_к = 100 Па, определяем рабочий перепад давлений р_р:

р_р = р_к - р_н = 100 – 40 = 60 Па.

5. По пылевой характеристике фильтров определяем удельную пылеемкость фильтра в расчетных условиях G_у^р, г/м², при повышении сопротивления на 60 Па - G_у^р = 340 г/м² и эффективность очистки -  = 100 – 16 = 84 %.

6. Определяем время непрерывной работы фильтра между двумя регенерациями

Z = G_y^p/(l_фС_н10^-5) = 340/(82*7007*1,85*11*10^-5) = 2,9 сут.

7. Определяем основные размеры фильтровальной камеры. Размеры канала для подвода воздуха определяем, принимая скорость движения воздуха v₀ = 6 м/с:

F₀ = L/3600/v₀ = 37000/3600/6 = 1,71 м².

Принимаем D₀ = 1400 мм, F₀ = 1,54 м².

L₁ > 0,8D₀  L₁ = 1,2 м; L₂ > 1 – 1,2 м  L₂ = 1,4 м; L₃ > 1,5 D₀  L₃ = 2,2 м.

Определяем коэффициент необходимого местного сопротивления сетки либо решетки перед фильтром

  (F_ф/F₀)² – 1 = [(24*0,22)/1,54]² – 1 = 10,8.

Задача №7.

Выполнить расчет циклонной установки, предназначенной для очистки воздуха от абразивной пыли – подобрать циклон и определить число циклонов в установке, подобрать вентагрегат, определить классификационную группу пыли и определить эффективность очистки воздуха в циклоне. Исходные данные представлены в таблицах. L – расход очищаемого воздуха; t_м – температура материала (пыли) и воздуха; _м – плотность материала; С_н – начальная концентрация материала в потоке очищаемого воздуха. В табл. 12 представлен дисперсный состав пыли.

Примечания. 1. Температурную зависимость коэффициента динамической вязкости воздуха , мкПас, следует определять по формуле

= 1,458Т^1,5/(Т + 110,4),

где Т – температура, К.

Исходные данные к задаче. Дисперсный

состав пыли к задаче.

Последняя	L, м3/ч		tм, oC		Предпоследняя		м ,		Сн,	Марка
Цифра З.К.					цифра З.К.		кг/м3		г/м3	циклона
6	10000		29		6		3100		1,95	ЦН-15у

Размер	Содержание фракции, % по массе, при последней цифре номера З.К.
, мкм	6
< 2,5	1
2,5 – 4,0	4
4,0 – 6,3	5
6,3 – 10	7
10 – 16	12
16 – 25	18
25 – 40	22
40 – 63	14
63 – 100	10
>100	7

Решение:

1. Циклон ЦН-15у, по табл. П.3 определяем оптимальную скорость движения воздуха в сечении циклона v₀ = 3,5 м/с.

Таблица П.4. Оптимальные скорости движения воздуха и КМС  циклонов диаметром 500 мм

Марка	Скорость дви-		Значения  циклонов
Циклона	жения воздуха, м/с		с выбросом в атмосферу		с улиткой на выхлопной трубе		групповая установка
	v0	vвх	0	вх	0	вх	0
ЦН-15у	3,5	-	170	8,2	158	7,5	148

2. Определяем расчетную площадь сечения циклонов F₀^p ,м²:

F₀^p = L/3600/v₀ = 10000/3600/3,5 = 0,79 м².

где L – расход очищаемого воздуха, м³/ч.

3. Определяем расчетный диаметр циклона D^р, м, задаваясь числом циклонов n = 3:

D^р = (4F₀^p//n)^0,5 = (4*0,79/3,14/3)^0,5 = 0,58 м.

Принимаем D = 600 мм.

4. Вычисляем действительную скорость воздуха в циклоне

v₀ = 4L/3600//D²/n = 4*10000/3600/3,14/(0,6*0,6)/3 = 3,27 м/с.

Отклонение от оптимальной скорости составляет

v = [(3,5 – 3,27)/3,5]*100 = 6,57 %,

то есть находится в допустимом диапазоне (не более 15%).

5. Принимаем прямоугольную компоновку с отводом очищенного воздуха из общего коллектора ₀= 35.

6. Определяем аэродинамическое сопротивление циклона р_ц , Па, по формуле

р_ц = _ц((v₀)²/2) = 190*1,168*3,27*3,27/2 = 1186 Па.

где

_ц = k₁k₂₀ + ₀ = 1,0*0,917*170 + 35 = 190

где k₁ = 1,0 - коэффициент, зависящий от диаметра циклона; k₂ = 0,917 - поправочный коэффициент на запыленность воздуха; ₀ = 170 - КМС циклона D = 500 мм (по таблице); ₀ = 35 коэффициент, зависящий от принятой компоновки группы циклонов (по таблице); плотность воздуха при температуре t = 29 оС:  = 353/(273,15 + 29) = 1,168 кг/м³.

7. Для выбранного типа циклона по графику определяем диаметр частицы d₅₀ с эффективностью улавливания 50 % при D = 500 мм и условиях эксперимента: плотности пыли _п = 2670 кг/м³ и температуре 20 ^оС (коэффициент динамической вязкости воздуха  = 17,7510^-6 Пас): d₅₀ = 3,5 мкм.

Для определения эффективности циклона других диаметров D = 600 мм и скорости движения воздуха v₀= 3,27 м/с, его вязкости = 18,510^-6 Пас и плотности пыли _п= 3100 кг/м³ вычисляем новое значение d₅₀:

d₅₀ = 548,5d₅₀ (D v₀/ v₀/_п)^0,5 =

= 548,5*3,5(600*18,510^-6*3,5/3,27/3100)^0,5 = 3,7 мкм.

После этого на графике находим точку с координатами  = 50 %, d₅₀ = 3,7 мкм, из этой точки проводим линию, параллельно линии d = f() для выбранного типа циклона, по которой определяем фракционную эффективность _ф.i ,%:

 = 4 мкм – _ф.1 = 51,0 %,  = 6,3 мкм – _ф.2 = 68,0 %,  = 10,0 мкм – _ф.4 = 83,5 %,  = 16 мкм – _ф.4 = 92,7 %,  = 25 мкм – _ф.5 = 97,3 %,  = 40 мкм – _ф.6 = 99,4 %,  = 6 3 мкм – _ф.7 = 99,8 %,  = 100 мкм – _ф.8 = 100 %,  > 100 мкм – _ф.9 = 100 %.

Фракционная эффективность циклонов НИИОГАЗ: 1-ЦH 11; 2-ЦН 15; 3-ЦH 15у; 4- ЦН 24; 5-СДК-ЦНЗЗ; 6 - СК-ЦН-34

8. Определяем степень очистки воздуха в циклоне по формуле:

 =  _ф.iФ_i/100 = 51,0*4/100 + 68,0*7/100 + 83,5*12/100 + 92,7*18/100 +

+ 97,3*22/100 + 99,4*14/100 + 99,85*10/100 + 100*10/100 +

+ 100*7/100 =2,04+4,76+10,02+16,68+21,4+13,91+9,98+10+7= 95,79 %.

9. Классификационную группу дисперсности определяем, используя номограмму пыли. Рассматриваемая пыль относится к IV классификационной группе.

Задача №8.

Выполнить расчет системы пневмотранспорта (СПТ) древесных отходов с цилиндрическим коллектором-сборником. Подобрать очистное оборудование и вентагрегат. Составить аксонометрическую схему и эскиз плана цеха с размещенным вентиляционным оборудованием. План цеха с оборудованием представлен на рис. П4. Исходные данные представлены в таблицах; G_м – расход материала, поступающего в стружкоприемник; V_min – минимальная транспортирующая скорость; _р - рекомендуемая расходная концентрация материала на соответствующем участке СПТ. В в графе «Отм.» указана отметка расположения стружкоприемника.

Исходные данные к задаче

Последняя	Номер	L1,	L2,	Предпоследняя	Номер оборудования, отметка
цифра З.К.	схемы	м	м	цифра З.К.	A	Отм.	B	Отм.	C	Отм.
6	2	9	15	6	2	0,7	6	0,8	7	0,5

Исходные данные к задаче.

Позиция на плане	Gм, кг/ч	Vmin, м/с	р, кг/кг	Позиция на плане	Gм, кг/ч	Vmin, м/с	р, кг/кг
1	160	16	0,20	5	190	16	0,24
2	180	17	0,21	6	210	17	0,25
3	200	18	0,22	7	220	18	0,26
4	170	19	0,23	-	-	-	-

Рис.П4.

A

A

B

B

C

2

Решение:

1. Определяем длину участков СПТ. На плане, выполненном в масштабе, прокладываем трассы воздуховодов от коллектора к стружкоприемникам и от коллектора к циклону и вентилятору. Измеряем длину горизонтальных участков и складываем с длиной вертикальных участков.

Участок №1: l₁ = 2,5 + (5,0 – 0,7) + 0,3 = 7,1 м.

Участок №2: l₂ = 4,5 + (5,0 – 0,7) + 0,3 = 9,1 м.

Участок №3: l₃ = 8,8 +(5,0 – 0,8) + 0,3 = 13,3 м.

Участок №4: l₄ = 1,7 + (5,0 – 0,5) +0,3 = 6,5 м.

Участок №5: l₅ = 2,0 + (5,0 – 0,8) + 0,3 = 6,5 м.

Участок №6 (Участок № n+1): l₇ = 6,5 + 2,0 + (5,0 – 0,3 – 0,5 – 3,5) +

+ (4,0 – 1,0) = 12,2 м.

2. Зная расход материала G_м, кг/ч, и концентрацию материала в потоке воздуха _р, кг/кг, определяют расход воздуха в ответвлениях L_в, м³/ч:

L_в = G_м /_р/_в.

Участок №1: L₁ = 180/0,21/1,2 = 714 м³/ч.

Участок №2: L₂ = 180/0,21/1,2 = 714 м³/ч.

Участок №3: L₃ = 210/0,25/1,2 = 700 м³/ч.

Участок №4: L₄ = 220/0,26/1,2 = 705 м³/ч.

Участок №5: L₅ = 210/0,25/1,2 = 700 м³/ч.

3. Определяем диаметры воздуховодов на ответвлениях:

Участок №1: d₁ = (4*714/3600/3.14/17,0)^0,5 = 0,118 м  100 мм.

Участок №2: d₂ = (4*714/3600/3.14/17,0)^0,5 = 0,118 м  100 мм.

Участок №3: d₃ = (4*700/3600/3.14/17,0)^0,5 = 0,120 м  100 мм.

Участок №4: d₄ = (4*705/3600/3.14/18,0)^0,5 = 0,117 м  100 мм.

Участок №5: d₅ = (4*700/3600/3.14/17,0)^0,5 = 0,120 м  100 мм.

4. Определяем фактическую скорость на участке v_i, м/с, и по данным табл. П.5

Таблица П.5. Значения /d для расчета воздуховодов пневматического

транспорта из листовой стали

d, мм	Значения /d при скорости воздуха v, м/с			d, мм	Значения /d при скорости воздуха v, м/с
	15 - 18	18 - 21	21 - 25		15 - 18	18 - 21	21 - 25
100	0,221	0,217	0,214	450	0,034	0,033	0,033
110	0,196	0,193	0,190	500	0,030	0,029	0,029
125	0,167	0,164	0,162	560	0,026	0,025	0,025
140	0,145	0,143	0,141	620	0,022	0,022	0,021
160	0,123	0,121	0,119	710	0,019	0,019	0,018
180	0,106	0,104	0,103	800	0,016	0,016	0,016
200	0,092	0,091	0,090	900	0,014	0,014	0,014
225	0,080	0,079	0,078	1000	0,012	0,012	0,012
250	0,070	0,069	0,068	1120	0,011	0,011	0,010
280	0,061	0,060	0,059	1250	0,009	0,009	0,009
315	0,053	0,052	0,051	1400	0,008	0,008	0,008
355	0,045	0,045	0,044	1600	0,007	0,007	0,007
400	0,039	0,038	0,038	-	-	-	-

определяем величину /d и рассчитываем l/d. Результаты вычислений заносим в табл. П.6.

5. Производим расчет коэффициентов местных сопротивлений на участках ответвлений СПТ. На всех ответвлениях будут следующие местные сопротивления:

- стружкоприемник КМС = 1,0;

- три отвода на 90^о при R = 2d КМС = 0,15х3 = 0,45;

- внезапное расширение при входе в коллектор КМС = 0,5.

Итого на ответвлениях _j = 1,0 + 0,45 + 0,5 = 1,95

Таблица П.6. Аэродинамический расчет системы пневмотранспорта

Наиме- нование станка	Номер участка	Принятые значения			Расчетные значения
		длина l, м	расход L, м3/ч	скорость vmin, м/с	диам. d, мм	скорость v, м/с	/d	экв = l/d
1	2	3	4	5	6	7	8	9
2	1	7,1	714	17,0	100	17,8	0,221	1,56
2	2	9,1	714	17,0	100	17,8	0,221	2,01
6	3	13,3	700	17,0	100	17,1	0,221	2,93
7	4	6,5	705	18,0	100	18,2	0,217	1,41
6	5	6,5	700	17,0	100	17,1	0,221	1,43
	6	12,2	3533	18,0	250	20,0	0,069	0,84

Окончание таблицы П.6.

Расчетные значения				Исправленные значения
j	рд, Па	потери р, Па	невязка р, %	диаметр d, мм	скорость v, м/с	расход, L, м3/ч	примечание
10	11	12	13	14	15	16	17
1,95	190	666,9	0	100	17,8	714
1,95	190	752,4	12,8	100	17,79	503
1,95	176	858,8	28,7	100	15,09	426
1,95	199	668,6	0,2	100	18,2	514
1,95	176	594,8	10,8	100	18,13	512
0,88	195	335,4

6. Зная скорость воздуха на участке v_i, рассчитываем динамическое давление р_дi = v_i²/2, (Па) и по формуле

р_i = (_экв + _j)_ip_дi,

где _экв = (l/d); /d – определяют по таблице П.8; l – длина участка воздуховода, м; d – диаметр воздуховода на i-ом участке, м; _j – сумма коэффициентов местных сопротивлений на i-ом участке

определяем потери давления на участках ответвлений. Результаты заносим в табл. П.6.

7. Определяем величину невязки по отношению к ответвлению с наибольшими потерями давления (по отношению к первому ответвлению):

р_i = [(p₁ - p_i)/p₁]100, %.

Для участка №2: р₂ = [(p₁ - p₂)/p₁]100 = [(666,9 – 752,4)/666,9]*100 = 12,8 %. Результаты заносим в табл. П.6.

8. Так как на всех ответвлениях величина невязки превышает 5 % (кроме участка №4), то необходимо выполнить увязку ответвлений. Увязку выполняем увеличением расхода воздуха на ответвлениях. По формуле

v_i = [2p₁//(_экв + _j)_i ]^0,5 .

определяем исправленное значение скорости v, м/с, и по формуле

L = 900d²v,

определяем исправленное значение расхода воздуха L, м³/ч. Например, для участка №2:

v₂ = [2p₁//(_экв + _j)₂ ]^0,5 = [2*666,9/1,2/(1,56 + 1.95)]^0,5 = 17,79 м/с.

L₂ = 900d₂²v₂ = 900*3,14*0,100*0,100*17,79 = 503 м³/ч.

Результаты вычислений заносим в табл. П.6

9. Приступаем к расчету магистрали – участок №7. Для обеспечения устойчивого транспортирования всех частиц принимаем минимальное значение транспортирующей скорости равным наибольшему значению на участках ответвлений – то есть v_min.7 = 18 м/с. Суммируя исправленные расходы воздуха на ответвлениях определяем расход воздуха на магистрали

L₇ = 714 + 714 +700 + 705 + 700 = 3533 м³/ч.

Определяем диаметр воздуховода:

d₆ = (4*3533/3600/3.14/18,0)^0,5 = 0,263 м  250 мм.

Определяем скорость воздуха на участке магистрали:

v₇ = 4*3533/3600/3,14/(0,250*0,250) = 20 м/с.

Результаты заносим в табл. П.6.

Определяем виды местных сопротивлений на магистрали:

- переход от коллектора к воздуховоду КМС = 0,43

- три отвода на 90^о при R = 2d КМС = 0,15х3 = 0,45.

Итого на участке №7 : _j = 0,43 + 0,45 = 0,88.

Определяем потери давления на участке магистрали:

р₇ = (0,069*12,2 + 0,88)*195 = 335,4 Па.

10. По формуле

p_сети = p₁ (1 + К_р.1) + p_n+1(1 + К_р.n+1) + _р.1_вz,

где _в – плотность воздуха, кг/м³; z – высота подъема частиц, м; К – коэффициент, зависящий от свойств транспортируемого материала и условий транспортирования (для цеховых СПТ древесных отходов К = 1,4).

определяем потери давления в сети воздуховодов СПТ:

p_сети = p₁ (1 + К_р.1) + p₇(1 + К_р.7) + g_р.1_вz =

= 666,9(1 + 1,4*0,21) + 335,4(1 + 1,4*0,235) + 9,81*0,21*1,2*(5,0 – 0,8) =

= 862,9 + 452,8 + 10,6 = 1326,2 Па.

_р.7 = (G_м.i)/L₇/_в = (180*2 + 210*2 + 220)/3533/1,2 = 0,235 кг/кг.

11. Подбираем очистное устройство – циклон типа «Ц» Гипродревпрома. Принимаем скорость воздуха во входном патрубке v_вх = 18 м/с и определяем расчетную площадь патрубка F_вх^р

F_вх^р = 3533/3600/18 = 0,054 м²  циклон Ц-675, F_вх = 0,0533 м².

Определяем фактическую скорость движения воздуха во входном патрубке циклона

v_вх = 3533/3600/0,0533 = 18,4 м/с.

Определяем потери давления в циклоне при одиночной установке и выбросе воздуха в атмосферу, вх = 5,4.

ро.у = 5,4*(18,4*18,4)*1,2/2 = 1096,9 Па.

12. По формуле

p_СПТ = 1,1(p_сети + p_о.у ). определяем потери давления в СПТ

p_СПТ = 1,1(p_сети + p_о.у ) = 1,1*(1326,2 + 1096,9) = 2665,4 Па.

13. По величине суммарных потерь p_СПТ = 2665 Па и суммарном расходе воздуха

L_СПТ = 1,1*3533 = 3886 м³/ч подбираем радиальный пылевой вентилятор ВЦП6-45-5 (агрегат П.5.100-4).

Рис. П.5. План и разрез цеха

Задача №3.

Рассчитать следующие виды местных отсосов:

а) верхний, боковой и нижний от источника, имеющего форму параллелепипеда с поверхности, которого выделяется теплота и вредные газы. Исходные данные представлены в таблицах 1 и 2: a, b, h – соответственно длина, ширина и высота источника вредностей; V_в - скорость движения воздуха в РЗ; М – интенсивность источника вредности; ПДК – предельно допустимая концентрация вредности в РЗ; температура горизонтальной и вертикальной поверхности источника вредности; t_в - температура РЗ.

б) бортовой отсос, активированный бортовой отсос и кольцевой отсос от ванны с раствором. Диаметр цилиндрической ванны необходимо определить из условия равенства площадей поверхности зеркала раствора в цилиндрической и прямоугольной ваннах. Исходные данные представлены в таблице 3: B_p, l – расчетная ширина и длина ванны; h_р – высота стояния уровня; t_п, t_в – температура поверхности раствора и температура РЗ; К_т - коэффициент токсичности раствора. В последнем столбце таблицы 3 указан способ укрытия поверхности раствора.

Таблица 1. Исходные данные для расчета верхнего, бокового и нижнего отсосов

Последняя	Размеры источника, м				Вред-	М,	ПДК,
Цифра З.К.	a	b	H	Vв, м/с	ность	мг/с	Мг/м3
6	0,80	0,50	0,24	0,32	SO2	20	10

Таблица 2. Исходные данные для расчета верхнего, бокового и нижнего отсосов

Предпоследняя	Температура поверхности, оС		tв,	Расстояние на рис.3		Номер
цифра З.К.	горизонтальн.	вертикальной	oC	X0,	y0,	рис. 3
6	180	150	22	0,40	0,7	а)

Таблица 3. Исходные данные для расчета бортовых и кольцевых отсосов

Последняя	Размер ванны, м		Высота	tп,	tв,	Кт	Укрытие зеркала
Цифра З.К.	Bp	l	hp, м	оС	оС		раствора
6	0,75	1,40	0,13	58	22	2,00	Открыт. поверх.

Решение: