бжд вар 1 задачи

ЗАДАЧА 1.

РАСЧЕТ ПОТРЕБНОГО ВОЗДУХООБМЕНА ПРИ ОБЩЕОБМЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ

Определить необходимый воздухообмен в помещении исходя из условия удаления избыточной теплоты и разбавления вредных выделений свежим воздухом до допустимых концентраций. Выполнить расчет по варианту.

Вариант задания

Вари- ант

длина пом., м

Ширина пом., м

Высота пом., м

Мощность обор-я, кВт

Категория Тяжести работы

Вредное вещество

Кол-во вредного вещества, мг/ч

Число раб. Чел.

ПДК, Мг/м3

1

100

48

7

190

легкая

ацетон

20000

100

200

При общеобменной вентиляции потребный воздухообмен определяют из условия удаления избыточной теплоты и разбавления вредных выделений свежим воздухом до допустимых концентраций. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны устанавливают по ГОСТ 12.1.005-88.

1. Расход приточного воздуха, м³/ч, необходимый для отвода избыточной теплоты,

L₁=Q_изб/cρ(t_уд- t_пр), (1)

где Q_изб - избыточное количество теплоты, кДж/ч; с - теплоемкость воздуха Дж/(кг∙К); с=1,2 кДж/( кг∙К); ρ- плотность воздуха, кг/ м³ ; t_уд- температура воздуха, удаляемого из помещения, принимается равной температуре воздуха в рабочей зоне, °С; t_пр –температура приточного ρ воздуха, °С.

L₁=50064/1,2·1,195·(27,3- 22,3) = 6982 м³/ч,

Расчетное значение температуры приточного воздуха зависит от географического расположения предприятия; для Волгограда ее принимают равной 22,3 °С.

Температуру воздуха в рабочей зоне принимают на 3-5°С выше расчетной температуры наружного воздуха.

Плотность воздуха, кг/ м³ , поступающего в помещение,

ρ = 353/(273+ t_пр).

ρ = 353/(27.3+ 22,3)=1,195 кг/м³. (2)

Избыточное количество теплоты, подлежащей удалению из производственного помещения, определяют по тепловому балансу:

Q_изб= ∑Q_пр -∑Q_расх, (3)

где Q_пр- теплота, поступающая в помещение от различных источников, кДж/ч; Q_расх- теплота, расходуемая (теряемая) стенами здания и уходящая с нагретыми материалами, кДж/ч.

К основным источникам тепловыделений в производственных помещениях относятся: горячие поверхности оборудования (печи, сушильные камеры, трубопроводы и др.); оборудование с приводом от электродвигателей; солнечная радиация; персонал, работающий в помещении; различные остывающие массы (металл, вода и др.).

Поскольку перепад температур воздуха внутри и снаружи здания в теплый период года незначительный (3…5 °С), то при расчете воздухообмена по избытку тепловыделений потери теплоты через конструкции зданий можно не учитывать. При этом некоторое увеличение воздухообмена благоприятно влияет на условия труда работающих в наиболее жаркие дни теплого периода года.

С учетом изложенного формула (3) принимает следующий вид:

Q_изб= ∑Q_пр (4)

Q_изб=50064 кДж/ч

В настоящей задаче избыточное количество теплоты определяется только с учетом тепловыделений электрооборудования и работающего персонала:

∑Q_пр = Q_э.о +Q _р (5)

где Q_э.о – теплота, выделяемая при работе электродвигателей оборудования, кДж/ч; Q _р – теплота, выделяемая работающим персоналом, кДж/ч.

∑Q_пр =20064+30000= 50064 кДж/ч

Теплота, выделяемая электродвигателями оборудования,

Q_э.о= 352βN, (6)

где β- коэффициент, учитывающий загрузку оборудования, одновременность его работы, режим работы; β= 0,25…0,35; N-общая установочная мощность электродвигателей, кВт.

Q_э.о= 352·0,3·190= 20064кВт/ч

Теплота, выделяемая работающим персоналом,

Q_р= n K_р , (7)

где n- число работающих, чел.; K_р – теплота, выделяемая одним человеком, кДж/ч (принимается равной при легкой работе 300 кДж/ч; при работе средней тяжести 400 кДж/ч; при тяжелой работе 500 кДж/ч).

Q_р= 100·300=30000 кДж/ч

_{2. Расход приточного воздуха, м}³_{/ч, необходимый для поддержания концентрации}

вредных веществ в заданных пределах,

L₂=G/q_уд- q_пр (8)

_где G – количество выделяемых вредных веществ, мг/ч; q_уд – концентрация вредных веществ в удаляемом воздухе, q_уд ≤ q_пдк , мг/м³ ; q_пр – концентрация вредных веществ в приточном воздухе, мг/м³ , q_уд≤0,3 q_пдк

L₂=20000/200- 60 = 142,857 м³/ч

3. Определение потребного воздухообмена, 1/ч,

К= L/V_п (9)

где L- потребный воздухообмен, м³/ч ; V_п - объем помещения, м³

Кратность воздухообмена помещений обычно составляет от 1 до 10 1/ч

.

Значение потребного воздухообмена принимаем L=6982 в связи с тем, что действие вердных факторов является разнонаправленным: температура в помещении влияет на систему терморегуляции, а вредное вещество (аммиак) оказывает отравляющее действие.

К= 1/ч ≈ 1 1/ч

Потребный воздухообмен округляем до 1, поскольку это минимальный допустимый воздухообмен в помещении.

ЗАДАЧА 2.

РАСЧЕТ КОНТУРНОГО ЗАЩИТНОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ В ЦЕХАХ С ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАМИ НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1000 В

Рассчитать результирующее сопротивление растеканию тока заземляющего устройства и сравнить с допустимым сопротивлением. Выполнить расчет по варианту.

_{Вариант задания}

вариант	Длина помещения, м	Ширина помещения, м	Удельное сопротивление грунта, Ом∙см
1	60	18	12000

Защитное заземляющее устройство, предназначенное для защиты людей от поражения электрическим током при переходе напряжения на металлические части электрооборудования, представляет собой специально выполненное соединение конструктивных металлических частей электрооборудования (вычислительная техника, испытательные стенды, станки и пр.), нормально не находящихся под напряжением, с заземлителями, расположенными непосредственно в земле.

В качестве искусственных заземлителей используют стальные трубы длиной 1,5…4 м, диаметром 25…50 мм, которые забивают в землю, а также металлические стержни и полосы.

Для достижения требуемого сопротивления заземлителя, как правило, используют несколько труб (стержней), забитых в землю и соединенных там металлической (стальной) полосой.

Контурным защитным заземлением называется система, состоящая из труб, забиваемых вокруг здания цеха, в котором расположены электроустановки.

Заземление электроустановок необходимо выполнять:

-при напряжении выше 380 В переменного и 440 В постоянного тока в помещениях без повышенной опасности, т.е. во всех случаях;

-при номинальном напряжении выше 42 В переменного и 110 В постоянного тока в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках;

-при любых напряжениях переменного и постоянного тока во взрывоопасных помещениях.

На электрических установках напряжением до 1000 В одиночные заземлители соединяют стальной полосой толщиной не менее 4 мм и сечением не менее 48 мм². Для уменьшения экранирования рекомендуется одиночные заземлители располагать на расстоянии не менее 2,5…3 м один от другого.

Сопротивление растеканию тока, Ом, через одиночный заземлитель из труб диаметром 25…50 мм

R_тр = 0,9 (ρ/ l _тр),

где ρ- удельное сопротивление грунта, которое выбирают в зависимости от типа, Ом ∙см (для песка оно равно 40000…70000, для супеси 15000…40000, для суглинка-4000…15000, для глины- 800…7000, для чернозема- 900…5300); l _тр – длина трубы, м.

R_тр = 0,9 (120/4) = 27 Ом,

Затем определяют ориентировочное число вертикальных заземлителей без учета коэффициента экранирования

n= R_тр/r,

где r- допустимое сопротивление заземляющего устройства, Ом.

В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) на электрических установках напряжение до 1000 В допустимое сопротивление заземляющего устройства равно не более 4 Ом.

n= 27/4 ≈ 7

Разместив вертикальные заземлители на плане и определив расстояние между ними, определяют коэффициент экранирования заземлителей (табл.1)

^{Таблица 1. Коэффициенты экранирования заземлителей η}_тр

Число труб (уголков)	Отношение расстояния между трубами (уголками) к их длине	ηтр	Отношение расстояния между трубами (уголками) к их длине	ηтр	Отношение расстояния между трубами (уголками) к их длине	ηтр
4	1	0,66…0,72	2	0,76…0,80	3	0,84…0,86
6	1	0,58…0,65	2	0,71…0,75	3	0,78…0,72
10	1	0,52…0,58	2	0,66…0,71	3	0,74…0,78
20	1	0,44…0,50	2	0,61…0,66	3	0,68…0,73
40	1	0,38…0,44	2	0,55…0,61	3	0,64…0,69
60	1	0,36…0,42	2	0,52…0,58	3	0,62…0,67

Число вертикальных заземлителей с учетом коэффициента экранирования

_n1 = n/ η_тр.

n₁ = шт.

_{Длина соединительной полосы,м,}

l_п= n₁a, = 9·3 = 27 м

где а- расстояние между заземлителями, м.

_Если расчетная длина соединительной полосы получилась меньше периметра цеха (задается по варианту), то длину соединительной полосы необходимо принять равной периметру цеха плюс 12…16 м. После этого следует уточнить значение η_тр..

Если а< l _тр>3, ^{принимают η}_тр^=1.

Сопротивление растеканию электрического тока через соединительную полосу, Ом,

R_п= 2,1 (ρ/ l_п )

R_п= 2,1·(120/170) = 1.5 Ом

Результирующее сопротивление растеканию тока всего заземляющего устройства, Ом,

^R_з^{= R}_тр ^R_п^/(η_п ^R_тр ^{+ η}_тр ^R_п ⁿ₁^),

где η_п – коэффициент экранирования соединительной полосы (табл. 2)

Примем η_{п = 0,12}

^R_з^{= 27·1,5/ (0,56·27 + 0,74·1,5·9) = 1,6 Ом.}

^{Таблица 2. Коэффициенты экранирования соединительной полосы η}_п

Отношение расстояния между заземлителями к их длине	Число труб
	4	8	10	20	30	40
1	0,45	0,36	0,34	0,27	0,24	0,21
2	0,55	0,43	0,40	0,32	0,30	0,28
3	0,70	0,60	0,56	0,45	0,41	0,37

^R_з^{= 27·1,5/ (0,56·27 + 0,74·1,5·9) = 1,6 Ом.}

Вывод: Отсюда следует, что полученное результирующее сопротивление растеканию тока заземляющего устройства приемлемо, значит заземлители установлены правильно.

ЗАДАЧА 3

РАСЧЕТ ОБЩЕГО ОСВЕЩЕНИЯ

Произвести расчет общего освещения согласно варианту.

Вар-т	помещение	Длина пом.,м	Ширина пом., м	Высота пом.,м	Наименьший размер объекта различения	Контраст объекта с фоном	Хар- ка фона	Хар-ка пом.по условиям среды
1	Вычислительный центр	60	30	5	0.4	малый	светлый	Неболь шая запы ленность

Решение

Учитывая заданные по варианту характеристики зрительной работы (наименьший размер объекта различения, характеристика фона и контраст объекта различения с фоном) с помощью СНиП 23-05-95 определяют разряд и подразряд зрительной работы, а также нормируемый уровень минимальной освещенности на рабочем месте.

_При проектировании осветительных установок для обеспечения на рабочих местах нормируемой освещенности проводят светотехнический расчет. Его задачей является определение электрической мощности установки для получения заданной освещенности. При расчете общего освещения для горизонтальной рабочей поверхности с учетом света, окрашенного потолком и стенами, применим метод коэффициента светового _{потока.}

_{Основное уравнение метода:}

F_л=; (1)

где F_л – световой поток каждой из ламп, лм, выбираем лампу ЛД40 со световым потоком 2340 Лм;

E_н – минимальная нормируемая освещенность, Лк (см. приложение 1)

К_z – коэффициент запаса, учитывающий старение ламп, запыление и загрязнение светильников (К=1,4-1,8) – в зависимости от количества выделяемой в помещении пыли;

_{S – площадь помещения, м}²_;

Z – отношение средней освещенности к минимальной, значение которого для ламп накаливания и ДРЛ-1,15; для газоразрядных ламп-1,1;

N – число светильников;

n – число ламп в светильнике;

– коэффициент использования светового потока ламп, % (см. приложение2), т.е. отношение светового потока, падающего на расчетную поверхность к суммарному потоку всех ламп. Зависит от типа светильника, коэффициентов отражения потолка _п; стен _с и индекса i формы помещения.

Проведем светотехнический расчет обратным методом. В зависимости от условий производственной среды и назначения выбираем тип светильника, затем для него выбирают тип лампы определенной мощности. По приложению 3 определяют световой поток стандартной лампы. Выразив из формулы (1) число светильников, определяют их число. Затем по выбранной схеме распределяют светильники.

Согласно условиям производственной среды и назначения выбираем лампу ЛД40 со световым потоком 2340 Лм.

световой поток =59%

_{Индекс формы помещения:}

где H_p – высота подвеса светильника над рабочей поверхностью, м; А и В – характерные основные размеры помещения, м;

Поскольку оптимальной высотой подвеса светильника считается высота 4,5 м, то в данном случае светильники должны быть опущены до данной высоты.

шт.≈17 шт.

В практике допускается отклонение светового потока выбранной лампы от расчетного в пределах от –10% до +20%, в противном случае задается другая схема расположения светильников.

Распределяют светильники и определяют их число.

Мощность осветительной установки определяется по формуле:

P= p_{л ·}n

где p_л – мощность лампы, Вт;

_{n– число ламп в осветительной установке.}

P= 40· 34= 1360 Вт.