2 .2Расчёт вентиляции основного помещения.

При шахтной вытяжной вентиляции.

Расчёт для лета.

^{Fe - площадь сечения вытяжных каналов, м2}

Fe=	Ств
	μ √2gγв(ΔPв)

где, С_тв - весовой расход воздуха через вытяжные отверстия, м³/ч;

Ств =	γв * Vв
	3600

Ств =	11,2 * 202444	= 629,8 м3/с
	3600

;

V_в - расход вентиляционного воздуха, 202444 м³/ч;

μ - коэффициент расхода, зависящий от конструкции створок фрамуги, типа подвески и угла открытия (для прямоугольных отверстий

μ = 0,64sinα, α - угол открытия фрамуги α = 90^о)

γв =	3463
	273 + tв

γв =	3463	= 11,2
	273 +34,5

;

γн =	3463
	273 + tн

γн =	3463	= 11,7
	273 + 21,6

;

ΔP_в = (h₄) * ( γ_н – γ_в)

h₄ - высота от уровня местоположения плоскости равных давлений( в данном случае у потолка до устья вытяжных каналов)

h₄ = h_n + h₇ - h_пот = 6370м + 0,5м - 3,3,м = 3,57м (см. схему 4).

ΔP_{в к} = (3,57м) * (0,5) = 1,78Па

Fe=	629,8	=49,7м2
	0,64√2*9,8*11,2*1,78

расчёт для зимы

Fe=		Ств
		μ √2gγв(ΔPв)

Ств =	γв * Vв
	3600

Ст в =	12,2 * 11160,7м3/ч	= 37,8 м3/с
	3600

γв =	3463
	273 + tв

γв =	3463	= 12,2
	273 + 10

;

γн =	3463
	273 + tн

γн =	3463	= 13,8
	273 + (-23)

;

ΔPв = (h3 +	h2	) * ( γн – γв)
	2

;

26

см. по схеме 3

26

h₂ = h₀ – h₅ = 3,75м - 0,8м = 2,98м

Приточные

Приточные

Вытяжные

γ_к

γ₈

27

Схема №4

h ₀ =0,6...0,78h_g =0,6*6,3 = 3,78м

h5 =	hн	=	0,16м	=0,8м
	2		2

h₃ =h_n+h₇- h₀=6,3м-0,5м-3,78м=2,02м

ΔPв = (2,02м +	2,98м	)* ( 11,7 - 11,2) = 3,51м * 0,5 = 1,75Па
	2

Fe =	37,8м3/c	= 2,8м2
	0,64√2*9,8м.с-2*12,2 * 1,75Па

Вытяжные шахты должны быть выполнены с двойными стенками с утеплителем квадратного или прямоугольного сечения. Внутренняя поверхность стен должна быть гладкой или обита железом. Верхняя часть шахты должна выступать под коньком крыши здания не менее чем на 0,5 м.

Рекомендуемые размеры шахт: 0,5 x 0,5; 0,5 х 1; 1x1; 1x1,5; 1,5 x 2 м.

Чем больше сечение размера, тем большая скорость вытяжки, вследствие чего улучшается вентиляция.

Количество вытяжных каналов определяется по формуле:

nв =	49,7м2	= 32(для лета)
	1м * 1,5м
nв =	2,8м2	=2(для зимы)
	1м * 1,5м

Расчет магистральных воздуховодов. Известны воздуховоды двух типов: постоянного сечения с отверстиями переменных размеров (воздуховод переменного статического давления) и переменного сечения с отверстиями одинакового размера (воздуховод постоян-ного статического давления).

Методика расчета наиболее применяемых воздуховодов постоянного статического давления состоит в определении начального и конечного диаметров и суммарных потерь давления.

Р

28

асчет выполняют в такой последовательности. По известным формулам определяют воздухообмен V_B. Число воздуховодов при условии подачи приточного воздуха сверху вниз и размещении вытяжных устройств в продольных стенах здания рассчитывают по формуле

nв =	bn(1+ 0,5 kв)
	2hn(1+ kв) bв

где b_n и h_n - соответственно ширина и высота помещения, м;

b_n = 21 м h_n = 6,370м

b_в [4, стр. 14] - ширина характерной части воздуховода, м: для перфорированного - ширина перфорации. b_в = 0,1м

k_в- коэффициент, зависящий от конструкции воздуховода: для перфорированного- 0,35.

nв =	21м * (1 + 0,5 * 0,35)	= 5
	2 * 6,370м * (1 + 0,35) * 0,25м

Объем воздуха, приходящийся на один воздуховод,

V′_e = V_e/n_в

для лета

V_e - расход вентиляционного воздуха, 202444м³/ч

V′_e = 202444м³/ч/5 = 40488,8м³/ч

для зимы

V_e - расход вентиляционного воздуха, 11160,7м³/ч ;

V′_e = 11160,7м³/ч /5 = 2232м³/ч

Приточные отверстия обычно прямоугольной формы длиной 0,2...0,25 м и шириной 0,1...0,15м.

Чтобы свежий воздух, поступающий из отдельных отверстий в воздуховоде, сплошным потоком омывал животных, струи должны сливаться, не доходя до рабочей зоны. С учетом этих условий расстояние между приточными отверстиями определяют из выражения

ﺎ₀ = 6,8а (h₀ – h_n) + d_экв

где а - коэффициент турбулентной структуры воздушной струи (при свободном выходе воздуха а = 0,07); h₀ - высота расположения приточного отверстия от уровня пола,3,8м; h_n - расстояние от пола до уровня слияния воздушных струй, истекающих из приточных отверстий, 1,5м; d_экв -эквивалентный по скорости диаметр отверстия, 0,18м² = 180мм

ﺎ₀ = 6,8 * 0,07 * (3,8м - 1,5м) + 0,18 = 1,27

Для воздуховодов прямоугольного сечения за расчетное значение принимают эквивалентный по скорости диаметр

dэкв =	2ас * bc
	ас + bc

где а_с и b_c – размеры сторон прямоугольного воздуховода, м.

а_с = 0,25м ; b_c = 0,15м

dэкв =	2 * 0,25 * 0,15	= 0,18м=180мм
	0,25 + 0,15м

29

О бщие потери давления на трение по длине воздуховода

р = Σ(Rﺎ + z);

где R - потери давления на трение на 1 м длины расчетного участка воздуховода прямоугольного сечения, м; z - потери давления на местные сопротивления при проходе воздуха через отверстия, Па.

Потери давления на трение на 1м длины воздуховодов прямоугольного сечения рассчитывают по формуле

R =	λv2oρв
	2Dвg

Для лета:

Rнач=	0,65 * 12м/с2 * 1,2кг/м3	= 2,67
	2 * 0,18м * 9,8м. с2

Rкон=	0,65 * 8м/с2 * 1,2кг/м3	= 1,78
	2 * 0,18м * 9,8м. с2

Для зимы:

Rнач=	0,06 * 12м/с2 * 1,2кг/м3	= 0,24
	2 * 0,18м * 9,8м. с2

Rкон =	0,06 * 8м/с2 * 1,2кг/м3	= 0,16
	2 * 0,18м * 9,8м. с2

где v₀ - скорость воздуха в начале воздуховода (принимают не более 12 м/с).

где λ - коэффициент сопротивления трению; ρ_в - плотность воздуха, кг/м³ ;

g - ускорение свободного падения, м/с² .

Коэффициент сопротивления трению определяют по формуле А.Д. Альтшуля:

λ=0,11[	√	﴾	kэ	+	68	﴿]2
			dэкв		Re

Для лета:

λ=0,11[	√	﴾	0,1мм	+	68	﴿]2=0,65
			180мм		1630,4

λ=0,11[	√	﴾	0,1мм	+	68	﴿]2=0,06
			180мм		2616,2

Для зимы:

где k_э —абсолютная эквивалентная шероховатость поверхности воздуховодов: для воздуховодов из листовой стали, винипласта и асбоцемента k_э = 0,1 мм, из шлакобетона - 1,5, из кирпича - 4 мм; R_e -число Рейнольдса.

30

Re =	υ ср* dэкв
	мп

Re =	0,2м/с * 0,18м	=1630,4,
	22,08 * 10-6

Д ля лета:

Re =	0,3м/с * 0,18м	=2616,2,
	22,08 * 10-6

Для зимы:

υ =2,2	√	h (tв- tн)
		273

где: υ- скорость движения воздуха по каанлу в м/с, определяют по формуле

, где h-высота канала; t_в- t_н – разница температур внутреннего и наружного воздуха в град.

υ =2,2	√	0,15 (34,5- 21,6)	= 0,3м/c
		273

υ =2,2	√	0,15 (10-(-23))	= 0,3м/с
		273

Для зимы:

Для лета:

м_п - кинематическая вязкость, м_п = м_д/ρ_v, м_п = 18,4 * 10^-6/1,2 = 22,08 * 10^-6,

м_д = 17,2 * 10^-6(0 ⁰С)

Н/сек^. м

м_д = 18,4 * 10^-6(28 ⁰С)

Для зимы: м_п- кинематическая вязкость,

м_п = м_д/ρ_v, м_п=17,2*10^-6/1,2=20,64*10^-6,

Потери давления на трение по длине магистрального воздуховода

определяют по формуле

ΣRﺎ =	Rнач-Rкон	*ﺎ
	2

где R_нач и R_кон - потери давления на трение соответственно в начале и конце воздуховода.

ΣR ﺎ =	2,67 - 1,78	* 72м = 32,04
	2

Для лета:

31

ΣR ﺎ=	0,24 - 0,16	* 72м = 2,88
	2

Д ля зимы:

Потери давления на местные сопротивления при проходе воздуха через отверстия вычисляют по выражению

z=	1* ρв	(υнач+ υкон)2
	3n0*2

где n₀ - число приточных отверстий в воздуховоде; υ_нач - начальная скорость воздуха в воздуховоде, м/с; υ_кон - конечная скорость воздуха в воздуховоде. Обычно принимают υ_нач = (l,5...l,7) υ_кон

z =	1 * 1,2кг/м3	(12м/с + 8м/с)2 = 0,8
	3 * 70 * 2

для лета

z =	1 * 1,2кг/м3	(12м/с + 8м/с)2 = 20
	3 * 4 * 2

для зимы

Определение количества приточных каналов.

Для лета р = Σ(32,04 + 0,8) = 34,84

Д

32

ля зимы р = Σ(2,8 + 20) = 22,8

О бщие потери давления на трение должны быть равны или несколько меньше разницы динамических давлений и удовлетворять уравнению

Σ(RI + z) = ρ_в(υ²_нач + υ²_кон)/2

Для лета 34,84 ≠ 1,2(12²м/с + 8 ²м/с)/2

Для зимы 22,8 ≠ 1,2(12²м/с + 8 ²м/с)/2

Выбор вентиляторов.

Основные данные, от которых зависит выбор вентилятора, - значение подачи и условное полное давление.

Требуемую подачу вентилятора для конкретного помещения вычисляют по расчётному воздухообмену V_B в данном воздуховоде с учётом потерь или подсоса воздуха по формуле:

V_BЕНТ = К_B V_в

Где

V_в - расход вентиляционного воздуха, 202444м³/ч ;

К_B = 1,15 - поправочный коэффициент на расчётное количество воздуха

V_BЕНТ = 202444м³/ч * 1,15 = 232810 м³/ч;

Расчётное полное давление вентилятора

Р_в = К_з.д.(ΣР_нагн + Р_д.вых. + Р_к)

Р_в = 1,1_.(Σ34,84 + 86,4 _.+ 0) = 133,4Па

где К_з.д = 1,1Па - коэффициентзапаса давления;

ΣР_нагн= Σ(RI + z) - общие потери давления на трение по длине воздуховода, Па; Р_д.вых = с_вυ ²_нач/2 - динамическое давление потока воздуха на выходе из приточного отверстия, Па; Р_к = 0 сопротивление калориферов, Па.

Р_д.вых = 12,2 * 12 ²м/c/2 = 86,4Па

условное полное давление вентилятора, учитывающее параметры воздуха, отличающиеся от стандартных,

33

Ррус = Рв	(273 + tпр) * Во
	293В

где t_пр = 21,6°C- температура приточного воздуха, В_о = 760мм.рт.ст - барометрическое давление,

В = 765мм.рт.ст - барометрическое давление в месте установки вентилятора.

Ррус = 133,4	(273 + 21,6) * 760мм.рт.ст	= 133,2Па
	293 * 765мм.рт.ст.

установленная мощность электродвигателя для привода вентилятора

N = K3*	Vвент * Pус
	3600 * ηв * ηп

где K₃ = 1,2 - коэффициент запаса мощности, зависящий от мощности двигателя и вида вентилятора.

η_в = 0,9 КПД вентилятора в рабочей точке характеристики.

η_п = 0,9КПД передачи.

N = 1,2 *	241623 * 133,5Па	= 11061Вт
	3600 * 0,9 * 0,9

Производим выбор вентилятора с воздухопадачей 41400 м³/ч при условии :

V_вент = 232810м³/ч, количествоработающих вентиляторов

2

34

32810 м³/ч/ 41400 = 6 вентиляторов, марки В-06-300-12,5Б.