Методическое пособие 300
.pdfМинистерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Воронежский государственный технический университет»
Кафедра жилищно-коммунального хозяйства
Вентиляция промышленного здания
Методические указания и задания к выполнению курсового проекта и практическим занятиям
для магистрантов направления 08.04.01 «Строительство», программа «Вентиляция промышленных предприятий и объектов топливно-энергетического комплекса»
всех форм обучения
Воронеж 2020
УДК 621.547:674 ББК 38.762.2
Составители:
Б.П. Новосельцев, Н. А. Драпалюк,
Д.В. Лобанов, М. Н. Жерлыкина
Вентиляция промышленного здания: методические указания и задания к выполнению курсового проекта и практическим занятиям для магистрантов направления 08.04.01 «Строительство», программа «Вентиляция промышленных предприятий и объектов топливно-энергетического комплекса» / ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»; сост.: Б. П. Новосельцев, Н. А. Драпалюк, Д. В. Лобанов, М. Н. Жерлыкина. – Воронеж: Изд-во ВГТУ, 2020. – 17 с.
Методические указания дают возможность магистрантам при выполнении курсового проекта и на практических занятиях самостоятельно выполнять расчеты и конструировать системы вентиляции с учетом транспортирования расчетного расхода воздуха, проводить аэродинамический расчет систем и подбирать необходимое вентиляционное оборудование.
Предназначены для магистрантов всех форм обучения направления 08.04.01. «Строительство», программа «Вентиляция промышленных предприятий и объектов топливно-энергетического комплекса» всех форм обучения.
Библиогр.: 12 назв.
УДК 621.547:674 ББК 38.762.2
Рецензент – Д. М. Чудинов, канд. техн. наук, доц. кафедры теплогазоснабжения и нефтегазового дела ВГТУ
Печатается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета
ВВЕДЕНИЕ
Методические указания к выполнению курсового проекта «Вентиляция промышленного здания» составлены в соответствии с программой дисциплины «Вентиляция машиностроительных производств».
Цель курсового проектирования – закрепить полученные теоретические знания, а также приобрести практический опыт в конструировании и аэродинамическом расчете вентиляционных систем.
В результате выполнения курсового проекта должно быть получено рациональное, экономичное, экологически безопасное техническое решение систем вытяжной и приточной вентиляции, обоснованное проведенными расчетами с учетом пожаро-, и взрывобезопасной эксплуатации.
Объем расчетной и графической частей курсового проекта устанавливается руководителем проекта. Все необходимые пояснения, связанные с выбором вентиляционного оборудования для приточных и вытяжных систем вентиляции, следует помещать в расчетно-пояснительной записке.
За принятые в проекте решения и правильность всех расчетных данных отвечает автор курсового проекта.
Данный курсовой проект может являться основой выпускной квалификационной работы. В методических указаниях приведены исходные данные для выполнения курсового проекта.
1. СОСТАВ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
1.1. Формирование исходных данных к курсовому проекту
Архитектурно-строительная характеристика производственного здания и размещение технологического оборудования приведены в прил. 1.
В прил. 1 представлены 15 вариантов планировки производственного помещения (рис. П.1.1… П.1.15). Вариант планировки (задания) выбирается по прил. 1 по сумме двух последних цифр номера зачетной книжки. Например, если две последние цифры номера зачетной книжки составляют число 59, то по сумме цифр 5 и 9, т.е. 14, определяют по прил. 1 вариант здания 14.
На планах показано размещение технологического оборудования, а наименование технологического оборудования, объем и состав курсового проекта для 15 вариантов представлен в п.1.2.
Следует вычертить в масштабе 1:100 план производственного здания, например план П.1.1 или другой согласно заданию. Кроме плана здания, необходимо вычертить и разрез помещения, приведенный в прил. 2. На планах и разрезе показаны основные размеры, а недостающие размеры принимаются по интерполяции. Курсовой проект состоит из расчетной и графической частей. Объ-
3
ем и содержание расчетной и графической частей для каждого варианта указаны в задании. При выполнении курсового проекта район строительства принять самостоятельно, а режим работы предприятия – двухсменный. Расчетная и графическая части проекта выполняются в соответствии с требованиями нормативных документов и ГОСТ 21.602-2016. Рекомендуемая литература для выполнения курсового проекта приведена в библиографическом списке.
1.2. Объем и состав курсового проекта
Задание 1
В термическом отделении машиностроительного предприятия установлены три одинаковые камерные печи размером 2200х2800х3200 (h) мм, позиция 1 (см. план отделения). Над загрузочным отверстием печи следует установить местный отсос - зонт-козырек 2.
Температура газов в печи =850 ˚C, в рабочей зоне 27 ˚C .
Необходимо рассчитать зонт-козырек у загрузочного отверстия печи при следующих условиях: размеры загрузочного отверстия: ширина b=500 мм, высота h=450 мм.
Цель расчета: определить размеры приемного отверстия зонта-козырька и массовый расход удаляемой смеси (выбиваемых газов из печи и воздуха помещения). Сконструировать вытяжную систему вентиляции, выполнить аэродинамический расчет вытяжной системы и подобрать вентилятор.
Литература [3, 4, 9, 11].
Задание 2
В кузнечном отделении машиностроительного предприятия установлены две одинаковые нагревательные печи размером 2200х2600х3000 (h) мм, позиция 1 (см. план отделения). Над загрузочным отверстием печи следует установить местный отсос - зонт-козырек 2.
Температура газов в печи =850 ˚C, в рабочей зоне 27 ˚C.
Необходимо рассчитать зонт-козырек у загрузочного отверстия печи при следующих условиях: размеры загрузочного отверстия: ширина b=450 мм; высота h=500 мм.
Цель расчета: определить размеры приемного отверстия зонта-козырька и массовый расход удаляемой смеси (выбиваемых газов из печи и воздуха помещения). Сконструировать вытяжную систему вентиляции, выполнить аэродинамический расчет системы и подобрать вентилятор.
Литература [3, 4, 9, 11].
Задание 3
В кузнечно-термическом отделении машиностроительного предприятия установлены две одинаковые камерные печи размером 2100х2200х1900 (h) мм,
4
позиция 1 (см. план отделения). Над загрузочным отверстием печи планируется установить местный отсос - зонт-козырек 2.
Температура в печи =950 ˚C, в рабочей зоне 27 ˚C.
Следует рассчитать зонт-козырек у загрузочного отверстия печи при следующих условиях: размеры загрузочного отверстия: ширина b=550 мм, высота h=550 мм.
Цель расчета: определить размеры приемного отверстия зонта-козырька и массовый расход удаляемой смеси (выбиваемых газов из печи и воздуха помещения). Сконструировать вытяжную систему вентиляции, выполнить аэродинамический расчет и подобрать вентилятор.
Литература [3, 4, 9, 11].
Задание 4
В термическом отделении машиностроительного производства установлена ванна 1 (см. чертеж 1) размером: длина-1600 мм, ширина-750 мм, высота-850 мм. Температура воды в ванне 80˚ C, подвижность воздуха в рабочей зоне помещения в= 0,3 м/с; высота помещения 4м. В качестве местного отсоса принять зонт, который следует расположить на высоте h=1800 мм от уровня пола. Рассчитать расход воздуха, который необходимо удалить от зонта; сконструировать рациональную конструкцию вытяжного зонта и вентиляционную сеть, выполнить аэродинамический расчет вытяжной сети, подобрать вентилятор для удаления расчетного расхода воздуха.
Литература [5,7,11].
Задание 5
В сварочном отделении оборудованы три сварочных поста, расположенные в кабине 1 сварщика. В каждой кабине установлен стол 2 для сварки изделий небольшого размера и сварочный трансформатор 3. На столах 2 сваривают изделия длиной не более 600 мм.
Выбрать тип местного отсоса для ручной электродуговой сварки, определить необходимый расход удаляемого воздуха, сконструировать вытяжную вентиляционную систему, провести аэродинамический расчет системы и подобрать вентилятор.
Литература [8, 11].
Задание 6
В отделении очистки (см. чертеж) машиностроительного производства установлено следующее технологическое оборудование: моечная машина 3 шт.; дробеструйная камера 3 шт.; очистной барабан диаметром 1200 мм с уловителем крупной пыли 5.
Определить расход удаляемого воздуха местной вытяжной вентиляции от каждого оборудования.
5
Сконструировать вытяжные вентиляционные системы, выполнить аэродинамический расчет одной из них и подобрать необходимое вентиляционное оборудование, предусмотреть очистку удаляемого воздуха.
Литература [8, 5, 6, 11].
Задание 7
В отделении очистки (см. чертеж) машиностроительного производства установлено следующее технологическое оборудование: обдирочный (точильный) станок, 7 шт; каждый станок оборудован абразивным кругом диаметром 180 мм.
Определить расход удаляемого воздуха от абразивного круга, выбрать и обосновать тип местного отсоса, сконструировать вытяжные вентиляционные системы, выполнить аэродинамический расчет одной из них, подобрать и рассчитать необходимое вентиляционное оборудование (вентилятор, устройство для очистки воздуха от пыли).
Литература [8, 4, 5].
Задание 8
В отделении электрохимического обезжиривания (см. чертеж) машиностроительного производства установлено различное технологическое оборудование, в том числе ванна 8 для травления деталей. Ширина ванны b=2300 мм, длина l=2800 мм. Для ванны 8 рассчитать активированный бортовой отсос по схеме, представленной в [5, рис. 8.13, стр. 181].
Исходные данные: расстояние от оси системы «струя-отсос» до поверхности раствора: H=200 мм, высота борта ванны h=500 мм; температура воздуха в помещении в=20 ˚C, подвижность воздуха в помещении 0,4 м/c.
Для двух рядов расположенных ванн 8 и 9 сконструировать вытяжную систему вентиляции, выполнить для нее аэродинамический расчет, подобрать вентилятор с электродвигателем. При конструировании вытяжной системы вентиляции следует учесть, что под помещением имеется подвал для размещения вентиляционного оборудования.
Определить расход воздуха для организации активированной горизонтальной струи и подобрать вентилятор.
Литература [5, 8, 7].
Задание 9
В термическом цехе машиностроительного производства (см. чертеж) расположено различное технологическое оборудование, в том числе камерная электропечь 1.
Исходные данные: интенсивность теплового излучения на рабочем месте равна 600 Вт/м ; категория работы - тяжелая; температура воздуха в рабочей зоне помещения 28 ˚C; минимальное расстояние от выходного сечения душирующего воздухораспределителя до рабочего места x=1,0 м.
Рассчитать воздушный душ для рабочего места для печи 1.
6
Определить тип и размер воздухораспределителя УДВ и требуемый для душирования расход воздуха. Сконструировать приточную систему вентиляции для рабочих мест у печей 1 и 2 (приняв одинаковые расходы воздуха). Подобрать типовую приточную камеру и выполнить аэродинамический расчет приточной системы с подбором необходимого оборудования.
Литература [5, 8].
Задание 10
В механосборочном цехе (см. чертеж) расположено различное технологическое оборудование. Для указанного цеха рассчитать боковую двухстороннюю воздушно тепловую завесу шиберующего типа и подобрать типовое решение.
Исходные данные: ворота раздвижные, размером пр=3,0х3,0=9 м ,здание производственное высотой 6 м, фонари в здании отсутствуют. Механический приток и механическая вытяжка сбалансированы.
Расчетная температура наружного воздуха н= -24 ˚C. Температура воздуха в помещении в=19 ˚C. При работе завесы температура смеси воздуха см=14 ˚C. Расчетная скорость ветра в=5,0 м/с. Расчетный аэродинамический коэффициент c=0,8. Поправочный коэффициент К=0,2 (см. табл. 7.3 в [5]).
После расчета подобрать типовое оборудование для воздушно-тепловой завесы и определить требуемую тепловую мощность калориферов завесы.
В графической части проекта представить план и вертикальный разрез здания с размещением воздушно-тепловой завесы.
Литература [5. c. 159-169].
Задание 11
В цехе холодной обработки металла машиностроительного производства (см. чертеж ) расположено различное технологическое оборудование.
Расчетная температура наружного воздуха н= -19˚ C. Температура воздуха в рабочей зоне р.з= 20 ˚C. При работе завесы температура смеси воздухасм=14 ˚C. Расчетная скорость ветра в= 5 м/с. Расчетный аэродинамический коэффициент с=0,8. Поправочный коэффициент К=0,2 (см. [5], табл. 7,3).
Для указанного цеха рассчитать боковую двустороннюю воздушнотепловую завесу и подобрать типовое решение; завеса устанавливается у распашных ворот размером 3,5х3,5=12,25 м в одноэтажном производственном здании высотой 5 м. Здание бесфонарное. Механический приток и механическая вытяжка сбалансированы.
После расчета подобрать типовое оборудование для воздушно-тепловой завесы и определить требуемую тепловую мощность калориферов завесы. В графической части проекта выполнить план размещения завесы и вертикальный разрез здания с показом воздушно-тепловой завесы.
Литература [5, с.159-169].
7
Задание 12
В отделении электрохимического обезжиривания машиностроительного производства (см. чертеж) размещены травильные ванны для обработки деталей и в том числе три одинаковые ванны (позиция 1) травления длиной a=1200 мм и шириной b= 600 мм.
Исходные данные: расстояние от уровня жидкости до оси цели H=0,08 м. Температура жидкости в ванне ж = 60˚С. Температура воздуха в помещениив=26˚ С. Определить расход воздуха, удаляемый однобортовым отсосом от одной ванны. Приняв расход удаляемого воздуха от двух других ванн таким же, следует сконструировать вытяжную систему вентиляции от трех ванн. При конструировании системы вытяжной вентиляции следует учесть, что под отделением обезжиривания имеется подвал высотой 3 метра, для размещения вентиляционного оборудования. Выполнить аэродинамический расчет вытяжной системы вентиляции, подобрать необходимое оборудование: фильтр для очистки удаляемого воздуха от паров щелочи и вентилятор.
Литература [5, стр. 175, или 8, стр. 77].
Задание 13
В гальваническом отделении машиностроительного производства ( см. чертеж) размещено различное технологическое оборудование и в том числе три одинаковые ванны (см. позиция 1, 2 и 3) для химического обезжиривания; размеры ванны (позиция 1): длина 1200 мм, ширина 800 мм; температура электролита 50 ˚С. Подвижность воздуха в помещении п=0,3 м/с. Температура воздуха в рабочей зоне в= 21˚С.
Обосновать и выбрать тип бортового отсоса для ванны химического обезжиривания (позиция 1), определить объем удаляемого воздуха при указанных условиях.
Для трех ванн (позиция 1, 2 и 3) сконструировать систему вытяжной вентиляции, выполнить аэродинамический расчет и подобрать необходимое оборудование (фильтр для очистки воздуха, вентилятор). При конструировании системы вытяжной вентиляции учесть, что под гальваническим отделением имеется подвал высотой 3,5 м.
Литература [5, стр. 175, или 8, стр. 77].
Задание 14
В обрубном отделении машиностроительного производства (см. чертеж) размещено следующее оборудование для очистки деталей от окислов и др. загрязнений: 1 – наждачное точило, диаметр абразивного круга 350 мм (два точила); 2 – стол с нижним отсосом (два стола); 3 – барабан для очистки деталей (два барабана), у каждого барабана имеются пылеотстойник 4.
Необходимо определить расход удаляемого воздуха от каждого оборудования, сконструировать системы в местной вытяжной вентиляции, выполнить
8
аэродинамический расчет одной системы и подобрать необходимое оборудование (вентилятор, электродвигатель и устройство для очистки воздуха от пыли).
Примечание: стол с нижним отсосом показан в [8, c. 36, рис. 2.2 ]; стол, позиция 2, имеет перфорацию (заштрихованная часть стола); площадь живого сечения заштрихованной части может быть принята 0,25 м , а скорость воздуха в живом сечении должна быть не менее 0,7 м/с.
Литература [8, 12, 9].
Задание 15
Для обрубного отделения (см. чертеж) необходимо запроектировать систему воздушного отопления, совмещенного с приточной вентиляцией.
Исходные данные: район строительства г. Воронеж; недостатки теплоты в холодный период года 25000 Вт; расход воздуха, удаляемый местными отсосами, определить по номерам; высота отделения 4 м; работа в цехе – средней тяжести; расход воздуха, удаляемый из верхней зоны, принять равным однократному воздухообмену.
Для теплого периода года (избытки теплоты равны 12000 Вт) необходимо запроектировать общеобменную приточную и вытяжную системы вентиляции, определить расход приточного воздуха и его температуру для теплого периода года.
Выполнить аэродинамический расчет приточной системы вентиляции с подбором необходимого оборудования.
Литература [3, 8, 12].
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Основная литература
1 ГОСТ 21.602-2016. Система проектной документации для строительства. Правила выполнения рабочей документации систем отопления, вентиляции и кондиционирования. – М.: Стандартинформ, 2016. – 46 с.
2 СП 60.13330.2016. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. – М.: Стандартинформ, 2019. – 89 с.
3 Отопление и вентиляция: в двух частях. Часть 2. Вентиляция / В. Н Богословский [и др.]. – М .: Стройиздат,1976. – 439 с.
4 Вентиляция: учебное пособие / В. И. Полушкин [и др.]. – М.: издательский центр «Академия», 2008. – 416 с.
5 Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства: в 3-х ч. Ч. 3 Вентиляция и кондиционирование воздуха. Книга 1 / под ред. Н. Н. Павлова, Ю.И. Шиллера. – Изд. 4-е, перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1992. – 320 с.
9
6 Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства: в 3-х ч. Ч.3 Вентиляция и кондиционирование воздуха. Книга 2 / под ред. Н. Н. Павлова, Ю.И. Шиллера. – Изд. 4-е, перераб. и доп. – М.: Стройиздат.
– 416 с.
7 Посохин В. Н. Аэродинамика вентиляции / В. Н Посохин. – М.: АВОКПРЕСС, 2008. – 209 с.
8 Новосельцев Б. П. Отопление и вентиляция основных цехов машиностроительных заводов: учеб. пособие / Б. П. Новосельцев. – Воронеж: Воронеж. гос. арх.-строит. ун-т, 2010. – 233 с.
9 Полосин И. И. Охрана атмосферы от выбросов промышленной вентиляции и котельных: учеб. пособие / И. И. Полосин. – Воронеж: Воронеж. гос. арх.-строит. ун-т, 2007. – 191 с.
Дополнительная литература
10Бромлей М. Ф. Проектирование отопления и вентиляции / М. Ф. Бромлей, В. П. Щеглов. – М.: Стройиздат, 1965. – 260 с.
11Тищенко Н. Ф. Охрана атмосферного воздуха. Расчет содержания вредных веществ и их распределение в воздухе: справочник / Н. Ф. Тищенко. – М.: Химия», 1991. – 362 с.
12Вентиляция и отопление промышленного здания: методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Вентиляция»/ И. И. Полосин, С. А. Колодяжный, Б. П. Новосельцев. – Воронеж: Воронеж. гос. арх.- строит. ун-т., 2013. – 47 с.
10