Расчет и выбор изоляторов

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Расчет и выбор изоляторов

Рассчитать резиновые виброизоляторы под вентиляционный агрегат, если вес агрегата Р, число оборотов ротора - n.

Таблица 1. Исходные данные для расчета

№ варианта	Р. Н	n,об/мин
5	9000	2100

Решение

1. Определив частоту возбуждающей силы (основную оборотную частоту f=n₀/60 с^-1, где n₀ - число оборотов ротора в минуту), находим допустимую собственную частоту системы

где m = 3...4 - оптимальное соотношение между частотой возбуждения и собственной частотой колебаний системы, обеспечивающее достаточно эффективную виброизоляцию.

2. Необходимая площадь резиновых виброизоляторов

где [G]-допускаемое напряжение в резине, [G] = (3...5)*10⁵ Па (при твердости по Шору - 60 и модуле упругости Е_m=5*10⁶ Па).

3. Задавшись числом виброизоляторов n, определяют площадь каждого из них

Принимаем n=4 квадратных изолятора

м²

и поперечный размер прокладки диаметр D или сторону квадрата В;

4. Рабочая толщина виброизолятора

(4.5)

где х_ст - статическая осадка амортизатора;

где g ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с²;

Е_ст- статический модуль упругости резины; Е_ст= (4...5)*10⁶ Па

5. Полная толщина виброизолятора

(4.7)

Если окажется, что h >1,2 В, то нужно соответственно изменить число виброизоляторов или сорт резины и повторить расчет.

Т.к. h<1,2 В, число виброизоляторов и сорт резины выбран правильно.

6. Эффективность виброизоляции, дБ,

где КП - коэффициент передачи.

7. Составить схему размещения виброизоляторов

Рисунок 1

Ответ: эффективность виброизоляции 21 дБ.



2. Оценка состояния воздушной среды производственного помещения и загрязнения атмосферного воздуха

Задача

1. Соответствует ли нормативным требованиям воздух рабочей зоны, если в нем присутствуют следующие загрязнители (табл. 2)?

Таблица 2 - Исходные данные для расчета

Вещество	Содержание в воздухе рабочей зоны, мг/м3	мг/м3	Класс опасности по ГОСТ 12.1.007-79	Масса выброса в атмосферу, г/с	ПДК в атмосферном воздухе
					ПДКсс мг/м3	пдк„Р мг/м3
СО	15	20	4	25	3	5
Оксиды азота	1,5	5	3	1,5	0,04	0,085
S02	5	10	3	3,5	0,05	0,5
фенол	0,15	0,3	2	0,15	0,003	0,01

Примечания

1) Указанные вещества обладают эффектом суммации.

2) ПДКр, -- предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны по [11].

3) ПДК_сс, ПДК_мр -- предельно допустимые концентрации в атмосферном воздухе соответственно среднесуточная и максимальная разовая согласно [121.

4) Вместо X вставить последнюю цифру номера зачетной книжки.

Решение

1. Для веществ, обладающих эффектом суммации, при совместном присутствии в воздухе нескольких веществ со своими значениями ПДК_i с концентрацией С_i (i = 1, 2, 3…,m) их суммарная концентрация должна удовлетворять следующему условию:

Расчет рассеивания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе

Для каждого из веществ определяется максимальная концентрация в приземном слое атмосферного воздуха, С_м, мг/м3 [13]

где M_i - количество выбрасываемого i-го вещества, г/с (табл. 11).

Значения коэффициентов в формуле (5.2) и необходимые данные для расчета приведены в табл. 3.

Таблица 3. Исходные данные для расчета рассеивания в атмосфере вредных веществ

№ и/и.	Параметр	Обозначение	Размерность	Значение
1	Высота источника выброса	Н	м	12,5
2	Коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы	А	-	160
3	Коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в воздухе	F	-	1,0
4	Коэффициент, учитывающий условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса	n		1,49
5	Коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности	з	-	1,0
6	Коэффициент, зависящий от скорости выхода газовоздушной смеси	К	-	0,016
7	Скорость выхода газовоздушной смеси	щ0	м/с	14,1
8	Диаметр устья трубы	D	м	0,71
9	Санитарно-защитная зона	X	м	500

Определяется расстояние Х_м от источника выбросов, на котором приземная концентрация при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимального значения С_м.

где коэффициент б определяется по формулам

,

щ₀- скорость выхода газовоздушной смеси, м/с; D - диаметр устья источника выброса, м.

Значение приземной концентрации вредных веществ в атмосфере вдоль оси факела выброса на различных расстояниях X от источника выброса определяется по формуле



C = S?C_M,

где S- безразмерный коэффициент, определяемый по формуле

В качестве X принять размер санитарно-защитной зоны (СЗЗ), равный 500 м (см. табл. 12).

C_CO = 0.46?205.45=94.51

C_SO = 0.46?12.33=5.67

C_NO = 0.46?28.76=13.23

C_фенолы = 0.46?1.23=0.57

С учетом того, что указанные вещества входят в группу суммации, проверить выполнение условия (5.1). В качестве предельно допустимых концентраций принять ПДКмр, из табл. 3.

Ответ: уровень загрязняющих веществ значительно превышает ПДК, необходимо принимать меры по очистке выбросов.



3. Расчет воздухообмена общеобменной вентиляции

Задача

Определить необходимое количество воздуха и кратность воздухообмена общеобменной вентиляции, предназначенной для удаления избытков тепла в кабине наблюдения и управления производственным процессом.

Таблица 4 - Исходные данные для расчета

№ п/ п	Параметр	Обо- значе- ние	Размерность	Значение
1	Размеры помещения - высота - площадь	А S	м м2	5 30
2	Количество работающих	n	чел	5
3	Мощность электроустановок	Руст	Вт	5300
4	Мощность осветительной установки	Росв	Вт	3200
5	Коэффициент характера остекления	k	--	0,75
6	Площадь окна	So	м2	9,5
7	Количество окон	m		2

Решение

1. Количество вентиляционного воздуха определяется по формуле

где - выделение в помещении явного тепла, Вт; С-теплоемкость воздуха, (С= 1,03*10³ Дж/кг); р - плотность воздуха, (р =1,3 кг/м³); t_yx и t_пр - температура удаляемого и приточного воздуха, °С; принять t_пр=17,5 °С.

2. Температура удаляемого воздуха определяется из формулы:



t_yx = t_рз + d(h-2),

где t_рз - температура воздуха в рабочей зоне; t_рз = 24 °С.

d - коэффициент нарастания температуры на каждый метр высоты (d=l,5 град/м); h - высота помещения.

3. Количество избыточного тепла определяется из теплового баланса, как разность между теплом, поступающим в помещение, и теплом, удаляемым из помещения и поглощаемым в нем.

Q_изб= Q_прих - Q_pacx.

4. Поступающее в помещение тепло определяется по формуле

Q_прих =Q_обор+Q_л+Q_осв+Q_рад

где Q_обор - тепло от работы оборудования; Q_л, - тепло, поступающее от людей; Q_осв - тепло от источников освещения; Q_рад - тепло от солнечной радиации через окна.

5. Тепло от работы оборудования

Q_обор = •Р_уст,

где - доля энергии, переходящей в тепло; Р_уст - мощность электрооборудования.

6. Тепло, поступающее от людей.

Q_л = n•q,



где n - количество работающих в помещении;

q - количество тепла, выделяемое человеком (q=90 Вт). 7. Тепло от источников освещения

Q_осв= Р_осв•k

где Р_осв - мощность осветительной установки; k_л = 0.4 для люминесцентных ламп.

8. Тепло от солнечной радиации через окна

Q_рад = A•k•S₀•m,

где А -теплопоступление в помещение с 1 кв.м стекла (А = 127-234 Вт/м2);

S₀ - площадь окна (S = 3,4,5,6), м2;

m- количество окон (i=3,2,1);

к - коэффициент, учитывающий характер остекления.

9. Теплопотери через неплотности в наружных ограждениях здания

Q_pacx =0.1•Q_прих

10. Определив Q_изб по формуле (6.1) находим необходимый воздухообмен, V_вент, кратность воздухообмена определяется по формуле:

где V_пом - объем помещения, м3.

Результаты расчета свести в таблицу



Таблица 5. Результаты расчета воздухообмена

№ п/п	Обозначение	Величина	Формула	Значение	Размер- ность
1	Vвент	Количество вентиляционного воздуха		1923	м3/ч
2	С	Теплоемкость воздуха	Задано	1,03*103	Дж/кг
3	с	Плотность воздуха	Задано	1.3	Кг/м3
4	tух	Температура удаляемого воздуха	tрз + d(h-2)	24	°С
5	tпp	Температура приточного воздуха	Принимается	17,5	°с
6	tрз	Температура воздуха в рабочей зоне	Задано	24	°с
7	d	Коэффициент нарастания температуры	Задано	0	-
8	h	Высота помещения	Задано	5	м
9	Qизб	Кол-во избыточного тепла	Qприх - Qpacx	4648.5	Вт
10	Qприх	Поступающее в помещение тепло	Qобор+Qл+Qосв+Qрад	5165	Вт
11	Qобор	Теплота от работы оборудования	•Руст	795	Вт
12		Доля энергии, пере- ходящей в теплоту	Задано	0,15	-
13	Руст	Мощность установок	Задано	5300	Вт
14	Qл	Теплота, выделяемая людьми	nq	450	Вт
15	n	Количество работающих	Задано	5	чел.
16	q	Количество тепла, вы- деляемое человеком	Задано	90	Вт/чел
17	Qосв,	Количество теплоты от источников освещения	Росв•k	2400	Вт
18	k	Коэффициент освещения	Задано	0,4	-
19	Росв	Мощность освети- тельной установки	Задано	3200	Вт
20	Qрад	Количество теплоты от солнечной радиации	A•k•S0•m	1520	Вт
21	А	Теплопоступление в помещение с/м2 стекла	Принимается	200	Вт/м2
22	k	Коэффициент харак- тера остекления	Задано	0.75
23	s0	Площадь окна	Задано	9.5	м2
24	m	Количество окон	Задано	2	-
25	Qpacx	Теплопотери через неплотности в наружн. ограждениях	0.1•Qприх	516.5	Вт
26	Vпом	Объем помещения		150	м3
27	S	Площадь помещения	Задано	30	м2
28	К	Кратность воздухообмена		13	-

4. Оценка последствий взрыва

загрязнение атмосферный вентиляция взрыв

Задача

Оценить последствия взрыва газовоздушной смеси на складе хранения баллонов с горючим газом.

Таблица 6. Исходные данные для расчета

№ п/ п	Параметр	Обозначение	Размерность	Значение
1	2	3	4	5
1	Горючий газ	--	--	пропан
2	Количество	Q	т	0,240
3	Коэффициент эквивалентности по тротилу		--	3,74
4	Расстояние до цеха	R	м	72
5	Рабочая смена - внутри здания - вне здания цеха	N1 N2	чел	65 6

Решение

1. Определим радиус зоны детонационной волны R₁, м

где Q- количество взрывоопасного вещества, т;

- коэффициент эквивалентности по тротилу. Избыточное давление в этой зоне ДР_Ф = 1700... 1350 кПа.

2. Определим радиус зоны действия продуктов взрыва R₂, м

R₂=1,73•R₁ (8.2) Избыточное давление в этой зоне ДР_Ф = 1350... 300 кПа.

R₂=1,73•10.9=18.86 м

3. По формуле (8.3) рассчитать эмпирический коэффициент Ш, зависящий от R(м)

, (8.3)

где R, (м), - расстояние до рассматриваемого здания.

4. Для ориентировочного определения избыточного ДР_Ф, (кПа) давления ударной волны пользуются эмпирическими формулами: при Ш<2

5. При избыточном давлении в 22 кПа цех получит средние разрушения.

6. Математическое ожидание общих возможных потерь производственного персонала в зависимости от ожидаемой степени разрушения зданий, характера укрытия и вида потерь определяется расчетным способом, используя данные табл. 17.

(8.6)

где М_общ - математическое ожидание общих потерь;

n - число рассматриваемых степеней защиты производственного персонала (находятся на открытой местности, в цехе, (зданиях), убежищах и т.д.);

N_i- численность производственного персонала с i-й степенью защиты;

С_i - доля потерь, равная вероятности выхода из строя производственного персонала с i-й степенью защиты;

М_сан - математическое ожидание санитарных потерь;

М_безв- математическое ожидание безвозвратных потерь.

а) М_общ=65•0,035+6•0,12=3 чел

б) М_сан=65•0,01+6•0,09=1 чел

в) М_безв=3-1=2 чел

Ответ: в результате взрыва уровень избыточного давления составит 22 кПа, цех подвергнется средним разрушениям. Математическое ожидание безвозвратных потерь составит 2 человека.

Размещено на Allbest.ru

...