Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Безопасность жизнедеятельности. Практикум-1
.pdf
Основные характеристики вентилятора – давление, создавае-
Окружная скорость колеса, м
вп
,
3600 1020
LPN⋅
=
⋅ ⋅h ⋅h
мое вентилятором, P, Па, число оборотов в минуту n, об / мин,
КПД и окружную скорость колеса u
, м / с, – можно опреде-
о
лить по номограмме (рис. 1.2).
P, Па
900
η
=0,6
в
=0,7
в
η
n=1600
1450
=0,8
в
η
800
700
600
500
1300
1200
1100
1000
400
300
200
150
100
80
11,52
600
700
725
800
900
20,9
18,3
15,7
3
4
23,6
28,8
26,2
765
34,0
31,4
8
Рис. 1.2. Характеристики вентилятора ВЦ 4-70 № 5
=0,7
в
η
η
36,7
/с
L, тыс. м
=0,6
в
3
/ч
Потребная мощность на валу электродвигателя N, кВт,
рассчитывается по следующей формуле [6]:
21
(1.7)
где L – производительность вентилятора (расход), м3 / ч;
NN=a⋅
P – давление, создаваемое вентилятором, Па;
– КПД вентилятора (принимается по характеристике
h
в
вентилятора);
– КПД привода; при плоскоременной передаче hп = 0,9;
h
п
при клиноременной передаче h
ной установке колеса на валу двигателя h
единении колеса через муфту h
= 0,95; при непосредствен-
п
= 1,0; при присо-
п
= 0,98.
п
Установочная мощность N
уст
, кВт, электродвигателя
уст
,
(1.8)
где a – коэффициент запаса мощности, принимается по
табл. 1.9.
Таблица 1.9
Коэффициент запаса мощности вентиляторов
Мощность на валу электро-
двигателя, кВт
Менее 0,5 1,50
0,5...1,0 1,30
1,01...2,0 1,20
2,01...5,0 1,15
Свыше 5,0 1,10
Значение коэффициента запаса мощности
радиальных вентиляторов
Алгоритм выбора вентилятора и определения мощности
электродвигателя
1. Зная расход удаляемого вытяжным устройством воздуха и принимая КПД вентилятора равным 0,6...0,8, а число его оборотов в минуту n в диапазоне 600…1600 об / мин, по
рис. 1.2 определить основные характеристики вентилятора.
2. Определить потребную мощность электродвигателя к
вентилятору N, кВт, по формуле (1.7).
3. Определить установочную мощность электродвигателя N
, кВт, по формуле (1.8).
уст
22
Пример 1.2
1
3
3
.
0, 7 5 1, 2
1400 0,53 0,15 0,75 1,2 1,94 2 1 1 1 1
0, 7 5 1, 2
3585,86
мч
L
⋅
= ⋅ ⋅ + ⋅ ⋅ ⋅ ⋅⋅⋅⋅⋅=
+
=
Подобрать для ванны обычный бортовой отсос, обеспечивающий удаление вредных выделений от технологического
процесса снятия меди (воздушное перемешивание раствора
и покрытие в ванне не предусмотрены). Внутренняя ширина
ванны 750 мм, длина 1,2 м, расстояние от зеркала раствора
до борта ванны 150 мм. Температура раствора в ванне 85 °С,
температура воздуха в помещении 25 °С. Установить характеристики вентилятора и определить установочную мощность электродвигателя (плоскоременная передача).
Решение
1. Установим тип бортового отсоса. Так как ширина ванны
равна 750 мм (превышает 600 мм), необходим двубортный отсос.
2. Для определения расхода воздуха, удаляемого бортовым
отсосом, по формуле (1.4) установим значения всех коэффициентов:
• коэффициент k
= 1,94 по табл. 1.4 при заданной разни-
Δt
це температур ванны и воздуха в помещении 85 – 25 = 60 °С;
• коэффициент k
= 2 по табл. 1.5; значение коэффициен-
т
та выбрано для первой группы ванн в соответствии с заданным технологическим процессом (по табл. 1.6 снятию меди
соответствует группа ванн № 1);
• коэффициент k
• коэффициент k
= 1 для двубортного отсоса;
1
= 1, так как по условию примера ванна –
2
без перемешивания раствора воздухом;
• коэффициент k
= 1, так как зеркало раствора не укрыто
3
поплавками (по условию);
• коэффициент k
= 1, по условию пенный слой не предус-
4
мотрен.
3. Определим расход воздуха, удаляемого бортовым отсосом, по формуле (1.4):
23
4. По рис. 1.2 определим характеристики вентилятора.
3585,86 82
0 ,,15
3600 1020 0,6 0,9
кВт
N⋅= =
⋅ ⋅⋅
уст
1, 5 0, 1 ,5 0,23
кВт
N =⋅=
3
Для расхода воздуха 3,6 тыс. м
/ ч на номограмме имеется
несколько вариантов. В целях экономии электроэнергии при
выборе параметров режима работы вентилятора ориентируемся на наименьший напор P = 82 Па, так как напор, определяемый по формуле (1.7), прямо пропорционален мощности
и на номограмме увеличивается быстрее, чем КПД вентилятора (так, при h
а при h
= 0,7 – уже 130 Па). Окружная скорость колеса при
в
= 0,6 напор составляет примерно 82 Па,
в
этом составит 15,7 м / с, число оборотов – 600 об / мин.
5. Определим потребную мощность электродвигателя к
вентилятору по формуле (1.7):
здесь КПД привода при плоскоременной передаче hп = 0,9.
6. Установочная мощность электродвигателя в соответ-
ствии с формулой (1.8) составит
здесь коэффициент запаса мощности a = 1,5 (по табл. 1.9).
Вывод. Для обеспечения удаления вредных испарений с
зеркала ванны при снятии меди необходимо обеспечить расход
3
воздуха двубортного отсоса 3585,86 м
/ ч. Напор вентилятора,
обеспечивающего этот расход, составит 82 Па, число оборотов –
600 об / мин, КПД = 0,6, окружная скорость колеса – 15,7 м / с,
а установочная мощность электродвигателя – 0,23 кВт.
Задача 1.2
Подобрать для ванны обычный бортовой отсос, обеспечивающий удаление вредных выделений от технологического
процесса. Установить характеристики вентилятора и определить установочную мощность электродвигателя.
Варианты исходных данных представлены в табл. 1.10.
24
Таблица 1.10
Тип передачи
4
k
3
k
2
на валу
1,0 1,00 1,0 Непосредственно
1,2 1,00 1,0 Плоскоременная
1,2 0,75 1,0 Плоскоременная
на валу
на валу
1,2 0,75 1,0 Клиноременная
1,0 1,00 0,5 Плоскоременная
Исходные данные к задаче 1.2
, °C Технологический процесс k
п
, °C t
в
b, мм l, м h, мм t
1 750 1,2 120 75 15 Электрополирование стали 1,0 0,75 1,0 Клиноременная
Номер
варианта
ре, содержащем хромовую кислоту
2 750 1,5 80 80 20 Анодирование алюминия в раство-
3 1000 5,0 80 100 20 Пассивация при t ≥ 50 °C 1,0 0,75 0,5 Через муфту
4 750 1,0 130 80 15 Травление в растворе, содержа-
щем серную кислоту
литах с добавкой фенола
5 1000 3,5 80 75 20 Снятие олова 1,0 0,75 0,5 Клиноременная
6 550 1,3 80 60 30 Кадмирование в кислых электро-
25
теле
7 750 1,4 90 55 20 Анодное снятие шлама 1,0 1,00 1,0 Непосредственно
8 750 2,4 110 80 15 Хромирование 1,0 0,75 0,5 Через муфту
9 1000 3,2 80 65 40 Оксидирование меди 1,0 0,75 1,0 Плоскоременная
10 750 4,5 80 85 50 Фосфатирование 1,2 1,00 0,5 Клиноременная
11 1000 3,5 100 90 60 Крашение в анилиновом краси-
12 580 2,0 150 95 40 Осветление при t < 50 °C 1,0 1,00 0,5 Непосредственно
13 750 2,4 80 80 50 Промывка в горячей воде 1,2 0,75 1,0 Через муфту
14 1000 4,7 80 60 15 Цинкование в сернокислых рас-
творах при t < 50 °C
Продолжение табл. 1.10
Тип передачи
на валу
4
k
3
k
на валу
на валу
на валу
2
, °C Технологический процесс k
п
, °C t
в
1,0 1,00 1,0 Клиноременная
щелочи
1,0 1,00 1,0 Клиноременная
кислоту
в растворе, содержащем хромовую
1,2 0,75 1,0 Непосредственно
электролите
1,0 1,00 1,0 Непосредственно
ре, содержащем хромовую кислоту
1,2 1,00 1,0 Плоскоременная
серную кислоту
b, мм l, м h, мм t
Номер
варианта
15 750 3,2 140 65 10 Серебрение в цианистых растворах 1,2 0,75 0,5 Непосредственно
16 1000 2,5 80 75 30 Обезжиривание в растворах
17 750 1,5 150 85 35 Анодное активирование 1,2 0,75 1,0 Плоскоременная
18 500 1,1 80 90 20 Электрополирование алюминия 1,2 1,00 0,5 Клиноременная
19 750 1,9 80 60 25 Меднение в цианистых растворах 1,0 0,75 1,0 Через муфту
20 1000 2,6 130 55 10 Снятие шламов в соляной кислоте 1,0 0,75 0,5 Непосредственно
21 750 3,7 80 80 40 Анодирование магниевых сплавов
22 540 1,5 80 65 5 Меднение в этилендиаминовом
23 1000 2,3 80 75 30 Никелирование 1,0 1,00 0,5 Через муфту
24 750 1,7 100 80 60 Крашение в анилиновом красителе 1,2 0,75 1,0 Плоскоременная
25 1000 3,0 80 90 55 Лужение в сернокислых растворах 1,2 0,75 0,5 Клиноременная
26 750 1,5 150 70 10 Электрополирование стали 1,0 0,75 1,0 Клиноременная
27 750 1,8 80 75 15 Анодирование алюминия в раство-
28 1000 5,5 80 105 25 Пассивация при t ≥ 50 °C 1,0 0,75 0,5 Через муфту
29 560 1,0 90 75 20 Травление в растворе, содержащем
26
Окончание табл. 1.10
Тип передачи
4
k
3
k
на валу
2
1,0 1,00 0,5 Плоскоременная
творах при t < 50 °C
, °C Технологический процесс k
п
, °C t
в
b, мм l, м h, мм t
30 1000 3,9 80 80 15 Снятие олова 1,0 0,75 0,5 Клиноременная
Номер
варианта
31 750 3,5 80 75 40 Фосфатирование 1,2 1,00 0,5 Клиноременная
32 1000 4,5 150 95 65 Крашение в анилиновом красителе 1,2 0,75 1,0 Клиноременная
33 590 2,3 140 100 50 Осветление при t < 50 °C 1,0 1,00 0,5 Непосредственно
34 750 2,8 80 75 55 Промывка в горячей воде 1,2 0,75 1,0 Через муфту
35 1000 5,7 80 70 25 Цинкование в сернокислых рас-
27
Пример 1.3
( )
2
3
3
т
1150 0,65 0,9 170 0, ,8 0,65 3445,36
мч
L = ⋅ ⋅⋅ ⋅ ⋅ =
3
в
36 00 0,8 0,65 .2 3744,00
мч
L = ⋅ ⋅ ⋅=
3
В вытяжном шкафу размером 2,0×0,9×1,5 м
проводится
пайка свинцом (с выделением аэрозоля свинца) и термическая обработка в электропечи (тепловыделение от электропечи 170 Вт). Дверка вытяжного шкафа шириной 0,8 м открыта на высоту 0,65 м. Определить расход воздуха, удаляемого
из вытяжного шкафа, скорость воздуха в открытом сечении
вытяжного шкафа, кратность воздухообмена, характеристики вентилятора и рассчитать установочную мощность электродвигателя к нему (тип передачи – через муфту).
Решение
1. По условию примера в шкафу происходит одновременное образование и вредных (аэрозоль свинца) и тепловых (электропечь) выделений. Поэтому необходимо выполнить расчет
расхода удаляемого из шкафа воздуха по формулам (1.5) и (1.6)
и выбрать наибольшее значение.
2. Произведем расчет расхода удаляемого воздуха при наличии тепловыделений по формуле (1.5). Учтем, что не все
выделяющееся в единицу времени тепло Q, Вт, будет поглощено воздухом внутри шкафа. Примем, что 10 % тепловыделений из шкафа поступит внутрь помещения (Q = 0,9 ⋅ 170 Вт),
тогда расход составит
здесь площадь открытого проема (отверстия) F = 0,8 ⋅ 0,65 м2.
3. Произведем расчет расхода удаляемого воздуха при наличии вредных веществ по формуле (1.6). Для этого сначала
нужно установить скорость движения воздуха в открытом
проеме u, м / с. По табл. 1.7 определяем ПДК для аэрозоля
свинца: ПДК
= 0,01 мг / м3 (свинец и его неорганические сое-
Pb
динения). Далее по табл. 1.8 устанавливаем скорость u = 2 м / с
(IV группа с ПДК менее 1,0 мг / м
значение из диапазона 1,0…2,0 м / с) и рассчитываем расход:
3
, выбираем максимальное
28
4. Сравнивая значения Lт = 3445,36 м3 / ч и Lв = 3744,00 м3 / ч ,
3
.2 0, 9 1, 5 2, 7
м
V =⋅⋅=
1
7
.
3744
1387
2,
чK
-
= =
3744 82
0,14
3600 10.20 0, 6 0, 98
кВтN
⋅
= =
⋅ ⋅⋅
выбираем максимальное – L
, т.е. процесс образования вредных
в
веществ в данном случае является определяющим.
5. Определим объем вытяжного шкафа:
6. По формуле (1.1) рассчитаем кратность воздухообмена
в вытяжном шкафу:
Сопоставим полученное значение кратности воздухообмена с табличным значением (см. табл. 1.8). Расчетное значение
должно превышать табличное. В данном случае это условие
выполняется.
7. По рис. 1.2 определим характеристики вентилятора.
Для расхода воздуха L
= 3,7 тыс. м3 / ч на номограмме есть
в
несколько вариантов. В целях экономии электроэнергии при
выборе параметров режима работы вентилятора ориентируемся на наименьший напор P = 82 Па, так как напор, определяемый по формуле (1.7), прямо пропорционален мощности
и на номограмме увеличивается быстрее, чем КПД вентилятора (так, для h
а для h
= 0,7 – уже 130 Па). Окружная скорость колеса при
в
= 0,6 напор составляет примерно 82 Па,
в
этом составит 15,7 м / с, число оборотов – 600 об / мин.
8. Рассчитаем потребную мощность электродвигателя к
вентилятору по формуле (1.7), учитывая, что КПД привода
при присоединении колеса через муфту h
= 0,98:
п
9. Установочную мощность электродвигателя определим
по формуле (1.8), учитывая, что коэффициент запаса мощности a = 1,5 (по табл. 1.9):
29
уст
1, 5 0, 1 .4 0,21
кВт
N =⋅=
Вывод. Для удаления из вытяжного шкафа тепловыделений электропечи и аэрозоля свинца (при проведении пайки)
необходимо обеспечить расход удаляемого воздуха равным
3
3744 м
/ ч, при этом скорость воздуха в открытом сечении вы-
тяжного шкафа составит 2 м / с, а кратность воздухообмена –
–1
1387 ч
. Напор вентилятора, обеспечивающего необходимый расход, составляет 82 Па, число оборотов – 600 об / мин,
КПД = 0,6, окружная скорость колеса – 15,7 м / с, а установочная мощность электродвигателя – 0,21 кВт.
Задача 1.3
3
В вытяжном шкафу размером l×b×h, м
, проводятся работы
с вредным веществом, заданным по вариантам, также в шкафу
работает электропечь. Дверка вытяжного шкафа шириной l
м, открыта на высоту h
, м. Определить расход воздуха, удаля-
1
1
емого из вытяжного шкафа (приняв, что 10 % выделяющегося
в единицу времени тепла не удаляется, а поступает непосредственно в помещение), скорость воздуха в открытом сечении
вытяжного шкафа, кратность воздухообмена, характеристики
вентилятора, рассчитать установочную мощность электродвигателя к нему.
Варианты исходных данных представлены в табл. 1.11.
,
30
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]