2.4. Расчет местной вытяжной вентиляции от станка электрохимической обработки металлов 4а423 фц Пример 11

Исходные данные:

Максимальная сила тока источника питания I = 3200 A.

Нижний концентрационный предел воспламеняемости (взрываемости) водорода в смеси с воздухом φ₁= 3,362 мг / м³. Схема местной вытяжной вентиляции станка для электрохимической обработки металлов приведена на рис. 9.

Решение:

Определяем количество выделяющегося при электролизе водорода в течение часа G_вр по формуле Фарадея:

G_{вр =} с · I · t ,

где с = 0,01044 · 10^–4 мг/А·с – электрохимический эквивалент водорода;

I – сила тока в А ; t – время, с.

При расчете принимается наибольшая сила тока источника питания; время принимается равным 3600 с.

G_вр = с · I · t = 0,01044 · 3200 · 3600 · 10^–4 = 12,027 мг/ ч.

Определяем наименьший часовой объем воздуха, удаляемого из камеры, и одновременно входящего в камеру, при котором будет сохраняться нижняя взрывоопасная концентрация водорода :

где G_вр – рассчитанное выше весовое количество выделившегося водорода, мг/ч;

φ₁ – нижний концентрационный предел воспламеняемости водорода;

φ₀– концентрация водорода в воздухе, входящем в камеру, принимаем φ₀ = 0.

Определяем часовой объем воздуха, подаваемого и одновременно удаляемого из камеры, гарантирующего отсутствие взрывоопасной ситуации в камере при коэффициенте запаса 10:

Q · = k · Q_в = 10 · 3,18 = 31,8 м³ / ч.

Определяем необходимую производительность вентилятора:

где t_и –температура воздуха, проходящего через вентилятор в ^оС;

δ_и – барометрическое давление в кПа.

Принимаем Q = 3200 м³ / ч.

По каталогам (приложение 3 и 5 [1]) выбираем вентилятор и электродвигатель для его привода. Требуемую производительность при высоком коэффициенте полезного действия 0,73 обеспечивает вентилятор Ц 14–46 № 3, 2 при давлении P = 625 Па и диаметре колеса 300 мм. Вентилятор выбираем в искрозащитном исполнении. Требуемую мощность электродвигателя для привода вентилятора определяем по формуле:

где Q – производительность вентилятора в м³/ч;

P – давление, развиваемое вентилятором в Па, при частоте вращения колеса 120 рад/с ;

_п – коэффициент, учитывавший потере мощности на трение в подшипниках ;

К – коэффициент запаса мощности для центробежных вентиляторов. Выбираем электродвигатель защищенного исполнения типа А02–31–4 мощностью 2,2 кВт с частотой вращения вала 1500 об/мин.

Конфигурацию вентиляционной сети выбираем в зависимости от размещения в помещении оборудования – станка и бака с электро­литом.

2.5. Расчет вытяжной вентиляции от заточного отделения Пример 12

Исходные данные:

В заточном отделении площадью 64 м² станки установлены вдоль двух противоположных стен помещения. Универсально–заточной станок модели ЗА64Д – 4 шт; точильно–шлифовальный станок модели 3Б634 – 2 шт; заточный станок модели 3693 – 2 шт. Воздухоприёмники вытяжной вентиляции всасывают от станков загрязненный воздух, который по сборным воздуховодам поступает в магистральный воздуховод. Затем после предварительной очистки в пылеотделителе – циклоне воздух при помощи вентилятора выбрасывается в атмосферу.

Схема вентиляционной установки заточного отделения приведена на рис.

Рис.10. Схема вытяжной вентиляции заточного отделения.

Станки располагаем следующим образом: 1 ряд – 1 точильно–шлифовальный станок модели 3Б634, 1 заточный станок модели 3693, 2 универсально – заточных станка модели 3А64Д; 2 ряд – имеет такое же расположение станков.

Для каждого ряда станков предусмотрена раздельная вентиляция. Расчет вентиляционной системы ведем для одного ряда.

Углы ответвлений в тройниках приняты α = 30⁰, радиус закругления отводов R = 2 диаметрам отводов. На универсально–заточных и заточных станках пылеприемники приняты в виде воронок; для точильно–шлифовальных – в виде кожухов.

Определяем количество воздуха, удаляемого от станков:

а) при установке кожухов и диаметре круга d= 400 мм:

Q = 1,8 · d, м³/ч;

б) для станков с улавливанием пыли воронками,

где V_k = 2м/c, V_H = 19 м/с, так как металлическая стружка и абразивная пыль мелкодисперсны; α – принята равной 0,04м; К = 7,7 для круглого сечения.

В табл. 2 приведены результаты расчета расхода воздуха, уда­ляемого от одной заточной линии.

Таблица 2.

Расход воздуха, удаляемого от станков одной заточной линии.

№	Наименование станка	Модель	К–во	Площадь воронки, м2	D круга, мм	К–во кругов, шт.	Расход воздуха, м3/ч на:
							1 станок	все
1	Универсально– заточный	3А64Д	2	0,108	150	1	650	1300
2	Заточный	3693	1	0,059	250	1	450	450
3	Точильно– шлифовальный	3Б634	1	–	400	2	1440	1440
4	Суммарный расход воздуха							3190

Определяем полное давление, которое необходимо развить вентилятору при перемещении воздуха:

P = P_вс+ P_и= P,

где P_вс и P_и потери давления во всасывающем и нагнетающем воздуховодах; P– суммарные потери.

Определяем полное давление, которое необходимо развить вентилятору при перемещении воздуха:

P= P_вс+ P_и=P,

где P_вс и P_и потери давления во всасывающем и нагнетающем воздуховодах; P– суммарные потери давления.

Суммарные потери давления в воздуховодах определяются по формуле:

где R_тр – потери давления на трение: кг/м² или 10 Па; l – длина воздуховода в м; H_м – потери давления на местные сопротивления, 10 Па.

Потери давления на трение в круглых воздуховодах определяется по формуле:

где λ –коэффициент сопротивления трения; l – длина воздуховода, м;

V – скорость воздуха, м/с;

γ – объемный вес воздуха, кг/м3= 10 Па/м; g – ускорение свободного падения, м/с²;

d – диаметр воздуховода, м.

Величина потерь давления на трение на 1 погонный метр дли­ны круглого воздуховода при γ = 1,2кг/м³ , скорости V и динамические давления определяется по[2] (табл. 2, с. 354).

Потери давления на местные сопротивления определяем по формуле:

где ξ – коэффициент местного сопротивляется, применяемый по [2] (табл. 6, с.360).

Так как R / d = 2, то ξ отводов = 0,15 · 2 = 0,30;

для воронок принимаем ξ = 0,5; для кожухов ξ = 3.

Участок 1 – ∑ξ = ξ_вор + ξ_отв= 0,5 + 0,15 = 0,65;

Участок 1 – ξ_колена = 0,61; участок 2 · ∑ξ = 0,65;

Участок 2 – ξ = 0,61; участок 3 ξ_{тройника} = 0,08;

Участок 4 – ∑ξ = ξ_{воронки} + 2ξ_{отводов} = 0,5 +(0,15 · 2) = 0,8;

Участок 5 – ξ_{тройника} = 0,11;

Участок 6 · – ∑ξ = ξ_кожуха + ξ_отвода = 5,0 + 0,15 = 3,15;

Участок 6 – ∑ξ = ξ_{тройника} + ξ_{отводов} = 0,05 + (2 · 0,15) = 0,35;

Участок 7 – ∑ξ = ξ_{тройника} +ξ_отвода = 0,11 + 0,15 = 0,26;

Участок 8 – ∑ξ = 1,72.

Данные расчета сводим в табл.3

Таблица 3.

Результаты расчета воздуховода одной линии заточных станков

№ уч.	Q1 м3/ч	l, м	d,мм	V, м/с			∑ξ		V2·γ 2g	H,м	∑H
1 1 2 2 3 4 5 6 6 7 8	650 650 650 650 1300 450 1750 720 1440 3190 3190	1,0 2,8 1,0 2,8 1,7 3,8 1,7 1,1 3,4 1,4 1,5	110 115 110 115 155 90 170 115 155 215 375	19,0 17,8 19,0 17,8 19,2 19,7 21,3 19,3 21,2 23,7 8,0	0,151 0,147 0,151 0,147 0,103 0,185 0,091 0,137 0,101 0,067 0,04	0,151 0,412 0,151 0,412 0,175 0,703 0,154 0,150 0,343 0,093 0,62	0,65 0,61 0,65 0,61 0,08 0,8 0,11 3,15 0,35 0,26 1,72	0,801 1,022 0,801 1,022 0,183 1,503 0,264 3,30 0,693 0,353 2,34	22,09 18,53 22,09 18,53 22,50 23,76 27,73 22,60 27,43 34,48 3,92	17,7 18,9 17,7 18,9 4,12 35,7 7,32 75,24 19,01 12,17 9,18	17,7 36,6 40,72 48,04 60,11 69,29

Для очистки воздуха от абразивной пыли принят пылеуловитель – циклон с обратным rонусом № 7, внутренний диаметр – 455 мм без улитки на выхлопной трубе. Сопротивление циклона H_ц = 165 кг / м² = 1650 Па.

Общие потери давления в сети H_c = 69,29 + 165 = 234,29 кг/м² или

H_c = 2343 Па.

С учетом 10% подсоса расход воздуха составит:

Q = 3190 · 1,1 = 3510 м³/ч.

Выбираем по каталогу {2, с .466} вентилятор пылевой типа ЦП – 7 – 40 № 5 исполнение VI;

Стр 14–донабрать