12.3 Подбор вентилятора

Приточные и вытяжные системы с механическим побуждением в основном оборудуются радиальными вентиляторами общего назначения. Выбор вентилятора необходимо производить по каталогам заводов-изготовителей, при выполнении курсового проекта можно пользоваться справочной литературой.

Вентиляторы подбираются по сводному графику и аэродинамическим характеристикам при известных величинах производительности и полного давления.

Исходные данные:

1. Объем приточного воздуха L_сети=1970 м³/ч;

2. Потери давления в сети, определенные на основании аэродинамического расчета воздуховодов, =106,68 Па;

3. Потери давления в фильтрах, =123 Па;

4. Потери давления в калорифере, =56,8 Па.

Расчет:

1) Величина полного давления, Па:

Па

где- потери давления в сети воздуховодов, Па;

- потери давления в вентиляционном оборудовании (фильтре и калорифере), Па.

2) Производительность вентилятора с учетом 10% запаса по производительности: , м³/ч

м³/ч.

3) Принимаем вентилятор ВЦ4-75-4 с диаметром рабочего колеса D=0,9∙D_ном, КПД h_в=0,78 при максимальном КПД h_макс=0,78, установленном на одном валу с электродвигателем мощностью N=0,55 кВт. Тип электродвигателя А471А4, масса вентилятора с двигателем m=61,8 кг, n=1390 об/мин.

К установке принимаем вентилятор в первом исполнении с КПД передачи h_п=1 (непосредственная насадка вала вентилятора на колесо электродвигателя).

Проверяем требуемую мощность на валу электродвигателя:

4) Требуемая мощность на валу электродвигателя, кВт:

,

где L_в - расход воздуха, принимаемый для подбора вентилятора, м³/ч;

P_в - расчетное сопротивление сети, Па;

h_в - коэффициент полезного действия вентилятора в рабочей точке;

h_п – коэффициент полезного действия передачи;

5) Установочная мощность электродвигателя, кВт:

,

где К_з – коэффициент запаса мощности, К_з =1,3 для N=0,51-1 кВт.

кВт.

Требуемая мощность электродвигателя с учетом запаса меньше мощности принятого электродвигателя.

Вентиляторы необходимо устанавливать на виброизоляторы. Рекомендуется при частоте вращения до 1800 об/мин в качестве виброизолирующих устройств применять стальные пружины и упругие прокладки из ребристой или перфорированной листовой резины

13. Акустический расчет приточной системы вентиляции. Подбор шумоглушителя

Источниками шума в вентиляционных системах являются работающий вентилятор, электродвигатель, воздухораспределители, воздухозаборные устройства.

По природе возникновения различают аэродинамический и механиче­ский шум. Аэродинамический шум вызывается пульсациями давления при вращении колеса вентилятора с лопатками, а также за счет интенсивной турбулизации потока. Механический шум возникает в результате вибрации стенок кожуха вентилятора, в подшипниках, в передаче.

Для вентилятора характерно существование трех независимых путей распространения шума: по воздуховодам на всасывании, по воздуховодам на нагнетании, через стенки кожуха в окружающее пространство. В при­точных системах наиболее опасным является распространение шума в сторону нагнетания, в вытяжных - в сторону всасывания. Уровни звуко­вого давления по этим направлениям, измеренные в соответствии со стандартами, указываются в паспортных данных и каталогах вентиляци­онного оборудования.

Для уменьшения шума и вибрации проводится ряд предупредительных мер: тщательная балансировка рабочего колеса вентилятора; применение вентиляторов с меньшим числом оборотов (с лопатками, загнутыми назад и максимальным КПД); крепление вентиляторных агрегатов на виброоснова­ниях; присоединение вентиляторов к воздуховодам с помощью гибких вставок; обеспечение допустимых скоростей движения воздуха в воздухо­водах, воздухораспределительных и воздухоприемных устройствах.

Если перечисленных мероприятий недостаточно, для снижения шума в вентилируемых помещениях применяют специальные шумоглушители.

Шумоглушители бывают трубчатые, пластинчатые и камерного типа.

Трубчатые глушители выполняются в виде прямого участка металли­ческого воздуховода круглого или прямоугольного сечения, облицованного изнутри звукопоглощающим материалом, применяются при площади сече­ния воздуховодов до 0,25 м².

При больших сечениях применяются пластинчатые глушители, основ­ным элементом которых является звукопоглощающая пластина - металли­ческая перфорированная по бокам коробка, заполненная звукопоглощаю­щим материалом. Пластины устанавливаются в прямоугольном кожухе.

Шумоглушители обычно устанавливаются в приточных механических системах вентиляции общественных зданий со стороны нагнетания, в вы­тяжных системах - со стороны всасывания. Необходимость установки шу­моглушителей определяется на основании акустического расчета вентиля­ционной системы. Смысл акустического расчета:

1) устанавливается допустимый уровень звукового давления для дан­ного помещения;

2) определяется уровень звуковой мощности вентилятора;

3) определяется снижение уровня звукового давления в вентиляцион­ной сети (на прямых участках воздуховодов, в тройниках и т.п.);

4) определяется уровень звукового давления в расчетной точке поме­щения, ближе всего расположенного к вентилятору со стороны нагнетания для приточной системы и со стороны всасывания - для вытяжной системы;

5) сравнивается уровень звукового давления в расчетной точке поме­щения с допустимым уровнем;

6) в случае превышения подбирается шумоглушитель необходимой конструкции и длины, определяется аэродинамическое сопротивление глу­шителя.

СНиП устанавливает допустимые уровни звукового давления, дБ, для различных помещений по среднегеометрическим частотам: 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц. Наиболее интенсивно шум вентилятора про­является в низких октавных полосах (до 300 Гц), поэтому в курсовом про­екте акустический расчет производится в октавных полосах 125, 250 Гц.

В курсовом проекте необходимо произвести акустический расчет приточной системы вентиляции центра долголетия и подобрать шумоглушитель. Ближайшее помещение со стороны нагнетания вентилятора – комната наблюдения(дежурный) размером 3,7x4,1x3 (h) м, объемом 45,5 м³ , воздух поступает через жалюзийную решетку типа Р150 размером 150x150 мм. Скорость выхода воздуха не превышает 3 м/с. Воздух из решетки выходит параллельно потолку (угол Θ = 0°). В приточной камере установлен радиальный вентилятор ВЦ4 75-4 с параметрами: производи­тельность L = 2170 м³/ч, развиваемое давление Р = 315,1 Па, частота вращения n= =1390 об/мин. Диаметр колеса вентилятора D=0,9 ·D_ном .

Схема расчетной ветви воздуховодов представлена на рис. 13.1а

1. Устанавливаем допустимый уровень звукового давления для данного помещения [1, табл.2.31].

2. Определяем октановый уровень звуковой мощности аэродинамического шума, излучаемого в вентиляционную сеть со стороны нагнетания, дБ, по формуле:

Так как расчет мы выполняем для двух октановых полос, то удобно пользоваться таблицей. Результаты расчета октавного уровня звуковой мощности аэродинамического шума, излучаемого в вентиляционную сеть со стороны нагнетания, заносим в табл. 13.1.

Табл.13.1.

№ пп	Определяемые величины	Усл.обоз -начения	Ед.измерения	Формула (источник)	Значения величин в октановых полосах, Гц
					125	250
1	Допустимый уровень шума в помещении		дБ	[1, табл 2.31]	69	63
2	Октановый уровень звуковой мощности аэродинамического шума вентилятора		дБ		80,4	77,4
2.1.	Критерий шумности вентилятора		дБ	[1, табл 2.32]	33	33
2.2.	Давление, развиваемое вентилятором		Па		315,1	315,1
2.3.	Секундная производительность вентилятора	Q	м3/с	L/3600	0,6	0,6
2.4.	Поправка на режим работы вентилятора		дБ	[1, стр.172]	0	0
2.5.	Поправка, учитывающая распределение звуковой мощности по октановым полосам		дБ	[1, табл. 2.33]	5	5
2.6.	Поправка, учитывающая присоединение воздуховодов		дБ	[1, табл. 2.34]	5	2

3. Определяем снижение звуковой мощности в элементах вентиляционной сети, дБ:

где - сумма снижений уровня звукового давления в различных элементах сети воздуховода до входа в расчетное помещение.

3.1. Снижение уровня звуковой мощности на участках металлического воздуховода круглого сечения:

Значение снижения уровня звуковой мощности в металлических воздуховодах круглого сечения принимаем по [5 табл. 12.14]

3.2. Снижение уровня звуковой мощности в плавных поворотах воздуховодов, определяем по [5 табл. 12.16]. При плавном повороте шириной 125-500 мм – 0 дБ.

3.3. Снижение октановых уровней звуковой мощности в разветвлении, дБ:

где m_n – отношение площадей сечений воздуховодов ;

- площадь сечения воздуховода ответвления, м²;

- площадь сечения воздуховода перед ответвлением, м²;

- суммарная площадь поперечных сечений воздуховодов ответвлений, м².

Узлы разветвлений для вентиляционной системы (рис. 13.1а) показаны на рисунках 13.1, 13.2,13.3,13.4

Узел 1 Рис 13.1.

Расчет для полос 125 Гц и 250 Гц.

Для тройника - поворота (узел 1):

Узел 2 Рис 13.2.

Для тройника – поворота (узел 2):

Узел 3 Рис 13.3.

Для тройника – поворота (узел 3):

Узел 4 Рис 13.4.

Для тройника – поворота (узел 4):

3.4. Потери звуковой мощности в результате отражения звука от приточной решетки Р150 для частоты 125 Гц - 15 дБ, 250 Гц – 9дБ [1 табл. 2.37].

Суммарное снижение уровня звуковой мощности в вентиляционной сети до расчетного помещения

•в октановой полосе 125 Гц:

•в октановой полосе 250 Гц:

4)Определяем октановые уровни звукового давления в расчетной точке помещения. При объеме помещения до 120 м³ и при расположении расчетной точки не менее чем на 2м от решетки средний по помещению октановый уровень звукового давления в помещении, дБ,можно определять:

,

В – постоянная помещения, м².

Постоянную помещения в октановых полосах частот следует определять по формуле

где - постоянная помещения, м², на среднегеометрической частоте 1000 Гц, для помещений общественных зданий можно принимать равнойV/6, где V – объем помещения, м³;

- частотный множитель, по [1 табл.2.38]¹²⁵=0,75; ²⁵⁰=0,7;

При объеме помещения V=45,5 м³, =45,5/6=7,59м³. Тогда В¹²⁵=7,58·0,75=5,7 м²; В²⁵⁰=7,59·0,7=5,3 м²;. Результаты расчета заносим в таблицу 13.2.

Табл. 13.2.

№ пп	Определяемые величины	Усл.обозначения	Единица измерения	Формула (источник)	Значения величин в октановых полосах, Гц
					125	250
1	Октавный уровень звукового давления в расчетной точке помещения		дБ		48,5	53,6
1.1.	Октановый уровень звуковой мощности аэродинамического шума вентилятора		дБ	из расчета	80,7	77,4
1.2.	Суммарное снижение уровня звуковой мощности в вентиляционной сети до расчетного помещения	∆Lоктсети	дБ	из расчета	30,3	22,6
2	Постоянная помещения	В	м2		5,7	5,3
2.1.	Постоянная помещения на среднегеометрической частоте 1000 Гц	В1000	м3	V/6	7,59	7,59
2.2.	Частотный множитель	µ		[1, табл. 2.38]	0,75	0,7

Так как октавный уровень звуковой мощности в расчетной точке помещения меньше допустимого(для среднегеометрической частоты 125 48,5<69; для среднегеометрической частоты 250 53,6< 63 ) ,то шумоглушитель устанавливать не стоит.