2. Выбор и обоснование схемы подачи и удаления воздуха в помещениях

Метеорологические условия в деревообрабатывающих цехах принимают как для помещений с незначительными избытками явного тепла и категорией работ средней тяжести.

Отопление деревообрабатывающих цехов устраивают воздушное, совмещенное с приточной вентиляцией.

Расчетный воздухообмен в станочном и раскроечно-строгальном отделениях определяют по количеству воздуха, удаляемого местными отсосами систем пневмотранспорта от станков и напольных отсосов. Древесные отходы с пола удаляют с помощью напольных и подпольных отсосов постоянного действия вблизи большой группы станков или станков не оборудованных местными отсосами и периодического действия для уборки отходов после окончания смены.

Приточный воздух подается в верхнюю зону помещения рассредоточено. При объеме помещения более 15000 м³ допускается раздача воздуха сосредоточенными струями. В летний период приточный воздух может подаваться через окно.

Воздух, удаленный от станков, напольных и подпольных отсосов, перед выбросом в атмосферу очищают в циклонах.

По назначению различают два вида системы пневмотранспорта:

1. Внутрицеховые – представляют собой системы, удаляющие отходы от станков;

2. Внешние (межцеховые) – предназначены для переноса продукции из одного цеха в другой.

Сборные коллекторы, как правило, проектируются в виде камеры статического давления (разряжения) создаваемого вентиляторной установкой. Различают следующие схемы внутрицеховой системы:

1. Универсальные пневмотранспортные системы с магистральным коллектором постоянного сечения и ленточным транспортером внутри него;

2. Упрощенные универсальные системы с коллекторами-сборниками для обслуживания небольших групп станков;

3. Системы с разветвленной сетью воздуховодов для обслуживания небольших деревообрабатывающих мастерских.

В данном курсовом проекте запроектирована внутрицеховая система пневмотранспорта со схемой упрощенной универсальной системы с коллекторами-сборниками для обслуживания небольших групп станков (до 12 станков на один коллектор).

Вентиляторы, подключенные к коллектору, создают по всей его длине практически одинаковое разрежение. К коллектору под прямым углом присоединены воздуховоды, удаляющие отходы от станков. Так как скорость движения воздуха внутри коллектора недостаточна для транспортирования отходов во взвешенном состоянии, примеси выпадают на транспортер и перемещаются им к приемному устройству. Из приемного устройства примеси в потоке воздуха со скоростью транспортирования направляются в циклон, в котором происходит отделение их от воздуха.

Основное достоинство состоит в том, что система является достаточно гибкой в эксплуатации, позволяя перемещать станки и присоединять новые. Перепад давления во всех ответвлениях, присоединенных к одному коллектору-сборнику, одинаков.

А также в цехе машинной обработки принята приточная система с механическим побуждением, с применением вентилятора подобранного ниже.

3. Аэродинамический расчет вентиляционных систем пневмотранспорта и приточной системы

Процесс перемещения частиц, взвешенных в потоке воздуха, носит название пневмотранспорта. Отходы механической обработки древесины улавливают непосредственно в местах их образования и удаляют системами пневмотранспорта. Древесные отходы и пыль от режущих головок станков улавливаются воздушным потоком с использованием движения частиц, сообщаемого им режущим инструментом.

Местные отсосы (пылеприемники) для отходов, как правило, встраивают в конструкцию деревообрабатывающих станков, и они в большинстве случаев служат ограждением движущихся частей станка.

Конструкции отдельных станков не позволяют иметь пылеприемники. В этом случае в месте расположения этих станков проектируют напольные местные отсосы постоянного или периодического действия.

Системы с магистральными горизонтальными коллекторами постоянного сечения, и которым по всей длине подключают воздуховоды, соединяющие пылеприемники станков с коллекторами, позволяют изменять расположение станков в цехе и их число.

Магистральный коллектор, обычно имеет длину до 70 метров, изготовляют из листовой стали толщиной 1,5 мм на сварке.

Расчет систем пневмотранспорта заключается в определении количества транспортируемого материала в и транспортирующего воздуха, скоростей движения воздуха, диаметров воздуховодов и потерь давления. Количество подлежащих улавливанию отходов находят экспериментальным путем или по данным технологов. Количество транспортирующего воздуха принимают по паспорту станка, либо по другой документации. Ниже приведена таблица технологического оборудования деревообрабатывающего цеха с характеристиками удаляемых отходов, а так же с количеством воздуха и минимальной скоростью необходимых для удаления выделяющихся вредностей.

Для сбора отходов применяют специальные коллекторы. Отходы от станков через местные отсосы направляются в коллектор, из которого в последствии транспортируется до циклона, при этом проходя пылевой вентилятор.

Длина воздуховода (лапки) от местного отсоса до входа в коллектор не должна превышать 15-20 метров.

Для удовлетворения вышеперечисленных требований и принимая во внимание максимальный расход воздуха через коллектор осуществляем, разделение деревообрабатывающих станков на группы и подбираем для каждой группы станков свой коллектор.

Для расчетов диаметра воздуховодов и расходов воздуха пользуемся таблицей аэродинамического расчета воздуховодов приведенной в [1]. Скорости перемещения воздуха по воздуховодам принимаем согласно таблице 1. Так же по таблицам представленным в [1] определяем значения коэффициентов местных потерь, отношение коэффициента сопротивления трения к диаметру воздуховода . Зная все вышеперечисленные можно рассчитать потери давления Н на преодоление трения и местных сопротивлений при перемещении смесей по формуле:

(1)

где Н_уч – сопротивление движению чистого воздуха на рассчитываемом участке зависящее от местных сопротивлений фасонных частей

, Па; (2)

где – сумма коэффициентов местных сопротивлений на расчетном участке воздуховода, зависящая от геометрической формы воздуховода;

- динамическое давление, Па

– приведенный коэффициент трения, который определяется:

(3)

где – коэффициент сопротивления трению;

– диаметр воздуховода, мм;

- длина расчетного участка воздуховода, м;

к – опытный коэффициент, зависящий от характера транспортной смеси, для опилок и стружек 1,4;

μ – весовая концентрация смеси, принимаемый 0,15;

После расчета потерь давления Н необходимо выполнить невязку между лапками подходящими в коллектор. Невязка рассчитывается по формуле:

; (4)

Величина невязки должна быть меньше 10%. Если величина невязки превышает 10% , то следует изменить либо скорость при этом диаметр воздуховода остается постоянным, либо изменять площадь сечения воздуховода при постоянной скорости.

Невязка:

%

Все полученные значения заносим в таблицу.

Таблица аэродинамического расчета пневмотранспорта

Таблица 3

№ ст	№ уч	Наим. Станка или участка	Марка станка	Заданнные величины			Принимаемые величины				ξзам		Σξ		ξзам+Σξ		ρv2/2, Па		Нуч, Па		Н, Па
				Lmin, м3/ч	Vmin, м/с	L уч, м	Lрасч, м3/ч	Vрасч, м/с	d, мм	λ/d
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11		12		13		14		15		16		17
1	1	Станок рейсмусовый	СР6-6	1320	17	11,7	1230	17	160	0,123		1,4391		2,3		3,7391		173,44		648,5095		784,6965
						11,7	1557	17	180	0,106		1,3356				3,6356		173,44		630,5585		762,9757
2	2	Фуговальный	СФ4-4	1080	17	11,4	942	17	140	0,145		1,653		2,3		3,953		173,44		685,6083		829,5861
						11,4	1230	17	160	0,123		1,4022				3,7022		173,44		642,1096		776,9526
2	3	Фуговальный	СФ4-4	1080	17	11,2	942	17	140	0,145		1,624		2,3		3,924		173,44		680,5786		823,5001
						11,2	1230	17	160	0,123		1,3776				3,6776		173,44		637,8429		771,79
	4	От коллектора до тройника		8660	24,4	8,9	8690	24,4	355	0,044		0,3916		0,9		0,3916		356,82		139,7299		169,0732
	5	От тройника до циклона		19900	24,3	15,8	21535	24,3	560	0,025		0,395		6,2		0,395		354,24		139,9244		169,3085
																				Невязка		8,029345

4. Расчет и подбор основного оборудования

приточных и вытяжных систем

1. Приточная система

   1. Подбор калориферов

1. Количество тепла на нагревание воздуха

(5)

где,

с – удельная теплоемкость воздуха, равный 1,005 кДж/(кг*К);

– температура забора и притока воздуха в холодный период, °С;

- расход воздуха, определяется по формуле:

………… …(6)

ρ – плотность наружного воздуха, принимаемый 1,29 кг/м3.

Q=0,28*1,005*(1,29*19900)*(20+51)=512891,177 Вт

2. Необходимая площадь фронтального сечения калориферов по воздуху

(7)

3. По подбираем калорифер: КсК4-11

n=1; f_тр=0,00341 м²; f_в=1,66 м²; F=95,6 м²; m=223 кг

4. Определение фактической массовой скорости воздуха

(8)

5. Расход воды, проходящей через калорифер

(9)

где - удельная массовая теплоемкость воды, равная 4,19кДж/(кг·°С)

- плотность воды, равная 1000 кг/м³

6. Определение скорости движения теплоносителя в трубках калорифера

(10)

где - площадь сечения калорифера по теплоносителю

7. Определение среднего арифметического разности температур между теплоносителем и воздухом

⁰С (11)

8. Необходимая площадь поверхности нагрева калориферной установки

(12)

где - коэффициент теплопередачи калорифера, определяется по каталогу равный 40,39 Вт/(м^2·с)

9. Определение количества калориферов

(13)

где – площадь поверхности теплообмена одного калорифера по каталогу, равная 95,6 м²

10. Находим фактическую площадь нагрева

(14)

м²