3.4 Проектирование вытяжной системы

Проектирование вытяжной системы производится для теплого периода года, когда расход воздуха, проходящего через вытяжную шахту, максимальный. Забор воздуха из помещения цеха предлагается производить через вытяжные отверстия 2, установленные в воздуховоде постоянного поперечного сечения, проложенного в нижней части рабочей зоны. Схема вытяжной системы представлена на рисунке 3.4.

1 – вытяжной воздуховод постоянного поперечного сечения; 2 – вытяжное отверстие; 3 – вытяжной воздуховод (коллектор) постоянного сечения; 4 – вытяжной вентилятор; 5 – вытяжная шахта; 6 – вытяжной зонт; 7 – кондиционер КТЦ3-63; 7.1 – приемная секция; 7.2 – приточный вентилятор; 8 – воздуховод рециркуляционный; 9, 10 – дроссель-клапан

Рисунок 3.4 – Схема вытяжной системы

3.4.1 Потери давления на линии от воздухозаборных устройств до коллектора.

Количество вытяжных воздуховодов 1 (рисунок 3.4), выходящих из двух вытяжных шахт 5 принято равным двум, расположенных вдоль двух длинных сторон ткацкого цеха, а расстояние между вытяжными отверстиями принимаем одинаково в двух воздуховодах. Поэтому в обоих воздуховодах потери будут равны и, следовательно, достаточно определить потери давления на одной вытяжной сети (рисунок 3.4). Для равномерной вытяжки воздуха по цеху, вытяжные отверстия имеют неодинаковые сечения.

Расчет начинается с наиболее удаленного участка сети, до которого потери давления предположительно максимальны.

Определим размеры сторон воздуховода, для этого задаемся скоростью воздуха на выходе из воздуховода .

Эквивалентный диаметр воздуховода

, (3.11)

где n_в– количество вытяжных воздуховодов, равное двум.

По [5] выбираем воздуховод прямоугольного сечения с гостированным значением эквивалентным диаметром с размерами.

Уточненная скорость воздуха на выходе из воздуховода

. (3.12)

где – количество вытяжных воздуховодов.

Количество вытяжных отверстий принимаем равное n_отв=11. Для равномерного удаления воздуха вытяжные отверстия устанавливаем на одинаковых расстояниях, тогда длина участка воздуховода.

Участок 1.

Определим расход воздуха на первом участке

,

– количество вытяжных отверстий на воздуховоде.

Определяем скорость воздуха на первом участке

.

Критерий Рейнольдса

.

Коэффициент аэродинамического сопротивления воздуха

.

Далее по [] определяем площадь вытяжных отверстий

, (3.13)

где – относительное отклонение расхода, которое определяется по номограмме [], для этого определяем

; (3.14)

– площадь сечения воздуховода, м²;

– коэффициент расхода, определяется в зависимости от типа отверстия, по [] принимаем отверстия с острыми краями, для него;

– количество вытяжных отверстий на воздуховоде.

.

Исходя из рассчитанной площади принимаем размер отверстия а₀×b₀=800×1200, тогда площадь отверстия будет равна.

Определяем среднюю скорость истечения воздуха через отверстия

м/c, (3.15)

где – площадь сечения воздуховода, м²;

– уточнённая скорость движения воздуха в воздуховоде постоянного сечения, м/с;

– количество вытяжных отверстий от начала воздуховода до расчётного участка;

– уточнённая площадь сечения отверстия.

Скорость истечения из первого отверстия определяется по формуле

, (3.16)

– скорость истечения из отверстия, м/c;

– площадь сеченияi-го отверстия, м²;

– скорость воздуха наi-ом участке воздуховода, м/с;

– скорость воздуха на участке доi-го участка воздуховода, м/с.

Для первого участка

Определим относительное отклонение скорости истечения

. (3.17)

Потери давления на трение

.

Коэффициенты местных сопротивлений при прохождении потока воздуха внутри воздуховода вытяжных отверстий определяется по формуле

, (3.18)

где – относительное отклонение скорости истечения.

Потери давления в местных сопротивлениях

.

Общие потери давления

.

Аналогично рассчитываются потери давления на других участках. Результаты расчетов сведем в таблицы 3.4.

Потери давления на всасывающем участке (от вытяжных воздуховодов к коллектору) равны сумме потерь давлений на участках главной магистрали (таблица 3.1)

.

3.4.2 Потери давления на линии от коллектора до вентилятора.

Поскольку всасывающий патрубок вентилятора имеет размеры 875×875, то и участок от коллектора до вентилятора конструктивно целесообразно выполнить такого же поперечного сечения, с такими же размерами. Длина линии от коллектора до вентилятора принимается равной l= 2,54 м.

Скорость воздуха на участке от коллектора до вентилятора

,

где n_вент– количество вытяжных вентиляторов.

Критерий Рейнольдса

.

Коэффициент аэродинамического сопротивления воздуха

.

Потери давления на трение

.

Местные сопротивления на участке: угольник (колено) , внезапное сужение, фильтр рукавный.

Потери давления на местные сопротивления

.

Суммарные потери давления

.

3.4.3 Потери давления на линии от вентилятора до разделения потоков на вытяжку и рециркуляцию.

Поскольку нагнетательный патрубок вентилятора имеет размеры 1120×1120, то и вытяжную шахту конструктивно целесообразно выполнить такого же поперечного сечения, с такими же размерами. Длина вытяжной шахты от вентилятора до разделения потоков на вытяжку и рециркуляцию принимается равной l= 0,3 м.

Скорость воздуха на участке от вентилятора до разделения потоков

,

где n_вент– количество вытяжных вентиляторов.

Критерий Рейнольдса

.

Коэффициент аэродинамического сопротивления воздуха

.

Потери давления на трение

.

Местные сопротивления на участке равны нулю.

Суммарные потери давления

.

3.4.4 Потери давления на участке вытяжной шахты.

Размеры вытяжной шахты были приняты ранее и они равны 1120×1120.

Так как и в тёплый и в холодный периоды года используется система рециркуляции, то расчёт проводим для обоих периодов года, чтобы определить максимальные потери давления. Длина участка вытяжной шахты от места разделения потоков до выхода воздуха в атмосферу принимается равной l= 8 м.

Тёплый период года.

Скорость вытяжного воздуха

.

Критерий Рейнольдса

.

Коэффициент аэродинамического сопротивления воздуха

.

Потери давления на трение

.

Местные сопротивления на участке: тройник , вытяжной зонт.

Потери давления на местные сопротивления

.

Суммарные потери давления

.

Холодный период года.

Поскольку расход воздуха на рециркуляцию м³/cне намного меньше расхода вытяжного воздухам³/c, то будем считать, что весь расход вытяжного воздуха забирается на рециркуляцию, тогда потери давления на данном участке вытяжной шахты будут равны нулю.