Аспирация и вентиляция пищевого производства

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Выявление оборудования, подлежащего аспирации

Мукомольный завод представляет собой пятиэтажное здание установленное оборудование располагается на 2 и 4 этажах.

Оборудование, подлежащее аспирации приведено в табл. 1.

Таблица 1

№ п/п	Наименование аспирируемого оборудования	Количество	Этаж установки	Расход воздуха, м3/ч	Потери давления в машине, Па
				на одну машину	на все машины
1	Триер дисковый А9-УТО-6	2	4	480	960	250
2	Колонка аспирационная У1-БКА	1	2	1240	1240	80
3	Бурат цельнометаллический	1	2	360	360	50
4	Бункер для отволаживания	1	2	240	240	50
					2800



2. Расчет кратности воздухообмена

Кратность воздухообмена рассчитываем по формуле:

i = Lобщ/Vп

где Lобщ - общий расход воздуха, м3/ч.

Vп - внутренний объем рабочего помещения

Vп = аЧвЧh,

где а, в, h - длина, ширина и высота рабочих помещений цеха

где а=15000 мм - длина;

в=20000 мм - ширина;

h2=7000 мм, h4=5000 мм -высоты этажей рабочих помещений цеха.

Второй этаж:

V2 = 15Ч20Ч7=2100 м3/ч

Lобщ2=1240+360+240=1840 м3/ч

i = 1840/2100 = 0,88 обмен в час

Четвертый этаж:

V4 = 15Ч20Ч5=1500 м3/ч

i = 960/1500 = 0,64 обмен в час

Т.к. величина обмена не велика, то нет необходимости считать рециркуляцию.



3. Компоновка аспирационных сетей

Для повышения технико-экономических показателей и эксплуатационной надежности аспирационных установок необходимо объединять оборудование в сети.

Целесообразно все аспирируемое оборудование объединить в одну сеть, так как выполняются все принципы компоновки:

технологический принцип не оказывает влияния на число сетей, поскольку пыль во всем оборудовании одинакова или близка по качеству.

одновременности работы: все оборудование работает одновременно;

пространственный: аспирируемое оборудование в цеху близко расположено друг к другу;

температурный: оборудование имеет одинаковую температуру воздуха.

По табл. 1 полезный расход воздуха в сети Lпсети= 2800 м3/ч



4. Расчет, подбор пылеуловителей и определение их сопротивления

Вид пылеуловителя принимают в зависимости от типа выбранной сети и характеристики пыли. В зерноочистительных отделениях мукомольных заводов и крупозаводов в сетях с выбросом воздуха наружу применяют батарейные установки циклонов 4БЦШ, как более простые и надежные в эксплуатации.

По расходу воздуха в циклоне подберем размеры пылеуловителя и определим его сопротивление

Циклоны подбирают по расходу воздуха в циклоне:

м3/ч

Принимаем циклон 4БЦЩ-300, L=2530-2840 м3/ч.

Определим площадь входных отверстий. Вход прямоугольный, габаритные размеры а=0,360 м и b=0,130 м.

м2

Скорость входа воздуха в циклон:

/с

Определим сопротивление циклона:



с=1,25 кг/м3 - плотность воздуха.

о=5- коэффициент сопротивления циклона [1. с.86].

Па



5. Предварительный подбор вентилятора к сети

Для того чтобы спроектировать трассу воздуховода на чертеже общего проведем предварительный подбор вентилятора по расходу воздуха и ориентировочному давлению вентилятора.

Расход воздуха в сети, перемещаемого вентилятором Lв, определим с учетом полезного расхода Lсети и подсосов воздуха в сети Lподс, т.е.

,

+L3,

где L1- подсос воздуха в воздуховодах, ориентировочно равный 5% полезного расхода Lсети, м3/ч;

L2- подсос в циклонах, м3/ч; для циклона 4БЦЩ-350 равен 150;

L3 - подсос в клапанах отключения точек аспирации, принимают равным по 100 м3/ч на один клапан. Число таких клапанов равно числу единиц оборудования -5.

Lв=2800+(0,05·2800)+150+500=3590 м3/ч.

Ориентировочное давление вентилятора, равное ориентировочному сопротивлению сети, принимают равным 1800-2000 Па [1, с. 137].

Примем вентилятор радиальный ВЦП-5 с КПД 0,5 и n=1900 об/мин.

Размеры отверстий:

- входное D=320 мм;

- выходное 305х185 мм.



6. Расстановка пылеуловителей и вентиляторов

Зная размеры циклона и вентилятора, определяем место их установки.

Устанавливаем вентилятор и циклон на свободные места в цехе, близко друг к другу, предусмотрев нормальные проходы для удобства обслуживания не менее 1 метра.

Циклон устанавливаем перед вентилятором и располагаем их на 4 этаже.



7. Проектирование трассы воздуховодов

аспирация вентилятор воздуховод пылеуловитель

До начала проектирования трассы воздуховодов на чертежах общего вида цеха вычерчивают аспирируемое оборудование.

В начале проектирования трассы воздуховодов вычерчиванием конфузоры (отсасывающие патрубки) аспирируемого оборудования.

После вычерчивания конфузоров на чертежах общего вида цеха проводим трассу воздуховодов, руководствуясь определенными принципами, и выбираем окончательный оптимальный вариант, который вычерчивают в масштабе 1:100.

При вычерчивании воздуховодов их диаметры рассчитываем предварительно по формуле[1, с. 138]:

; (8)

где L-расход воздуха, м3/ч;

--скорость воздуха, м/с, принимаем 16-18 м/с.

Воздуховоды проводим по кратчайшему пути с наименьшим числом отводов, параллельно и перпендикулярно стенам и балкам, избегая косых длинных воздуховодов, которые нарушают симметрию и ухудшают промышленную эстетику.

Вначале объединяем между собой тройниками воздуховоды наиболее удаленных от вентилятора машин с малыми расходами воздуха и малыми сопротивлениями, а затем подсоединяем их к машинам с повышенными расходом и сопротивлением.

Горизонтальные воздуховоды проводим выше окон под потолком на одном уровне, чтобы не затемнять помещений и не ухудшать промышленной эстетики; при этом минимальную высоту от пола до выступающих частей воздуховодов принимаем не менее 2,2 м.

При проектировании трассы по возможностиприменяем минимальное число типоразмеров элементов установки с учетом типовых конструкций, изготовляемых на заводах или в специальных мастерских.

Берем стандартные диаметры воздуховодов; радиус отводов принимаем равным, углы тройников берем равными 30° и 45о, угол сужения конфузоров аспирируемых машин .

8. Расчет аспирационной установки

Для расчета аспирационной установки необходимо знать месторасположение аспирируемого оборудования, вентиляторов, пылеуловителей и расположение трассы воздуховодов.

Из чертежей общего вида установки составляем без масштаба аксонометрическую схему сети и заносим на эту схему все данные для расчета. Разбиваем сеть на участки и определяем главную магистраль и боковые параллельные участки сети.

Главная магистраль состоит из 7 участков: АБ-БВ-ВГ-ГД-ДЕ-ЕЖ-ЖЗ; и имеет 4 боковых: аБ, бВ, вг, дг и гГ.

Результаты расчета сводятся в таблицу А.1 (Приложение1).

Участок АБ

Участок состоит из конфузора, прямого вертикального участка длиной 3800 мм, отвода на 30о, прямого горизонтального участка длиной 2590 мм.

Скорость воздуха на участке АБ принимаем 12 м/с.

Расход-240 м3/ч.

Определяем требуемый диаметр по формуле 8:

Принимаем стандартный диаметр D=80 мм [1, с. 206]. Площадь поперечного сечения воздуховода, выбранного диаметра, 0,005 м2. Уточняем скорость по формуле:

, (10)

где S- площадь поперечного сечения воздуховода, м2.

.

Потери давления по длине воздуховода определяем по формуле:

, (12)

где R - потери давления на одном метре длины воздуховода, Па/м.

- расчетная длина участка, м.

По диаметру D и скорости v, по номограмме [1, с. 58], находим потери давления на одном метре длины воздуховода и динамическое давление: R=31,4 Па/м, Нд=107,8 Па

Определяем размеры входного отверстия конфузора, исходя из площади входного отверстия по формуле:

(13)

Где v вх- скорость на входе в конфузор, для мукомольной пыли примем 0,8 м/с [1, с.32].

Примем одну из сторон конфузора b=450 мм.

Длину конфузора (отсасывающего патрубка) находим по формуле [1, с. 149]:

, (14)

где b- наибольший размер конфузора на аспирируемой машине,

d-диаметр воздуховода,

б- угол сужения конфузора.

мм.

Коэффициент сопротивления конфузора определяется из табл. 8 [1, с. 66] в зависимости от lк/D>1 иб=30о-тк=0,11.

Радиус отвода находим по формуле [1, с.66]:

, (15)

где n- отношение радиуса отвода к диаметру, принимаем 2;

D-диаметр воздуховода.

Ro=2·80=160 мм

Коэффициент сопротивления отвода на 30о находим из таблицы 10 [1, с. 67].

Длину отвода вычисляем по формуле [1, с. 150]:

, (16)

Длина отвода на 30о:

мм.

Расчетная длина участка АБ:

LАБ=lk+l3о+Уlпр

LАБ=690+3800+2590+84=7164 мм

Потери давления на участке АБ находим по формуле 12:

RlАБ=31,4·7,164=225 Па

Участок аБ

Участок аБ состоит из конфузора, прямого вертикального участка длиной 4700 мм, прямого горизонтального участка длиной 2190 мм и бокового участка тройника.

Скорость воздуха на участке аБ принимаем 12 м/с.

Расход -360 м3/ч.

Определяем требуемый диаметр по формуле 8:

Принимаем стандартный диаметр D=100 мм [1, с. 206]. Площадь поперечного сечения воздуховода, выбранного диаметра, 0,007854 м2. Уточняем скорость по формуле (10):

.

По диаметру D и скорости v, по номограмме [1, с. 58], находим R = 23,2 Па/м, Нд=99,3 Па.

Определяем размеры входного отверстия конфузора, исходя из площади входного отверстия по формуле 13:

Примем одну из сторон конфузораb=420 мм.

Длину конфузора (отсасывающего патрубка) находим по формуле 15:

мм.

Коэффициент сопротивления конфузора определяется из табл. 8 [1, с. 66] в зависимости от lк/D>1 и б=30о-тк=0,11.

Радиус отвода находим по формуле 15

Ro=2·100=200 мм

Коэффициент сопротивления отвода на 30о находим из таблицы 10 [1, с. 67].

Длину отвода вычисляем по формуле 16.

Длина отвода на 30о

мм.

Расчетная длина участка аБ:

LаБ=lk+2·l9o+ Уlпр

LаБ=600+4700+2190+105=7595 мм.

Потери давления на участке аБ находим по формуле 12:

RlаБ=23,2·7,595=176 Па

Коэффициенты сопротивления тройника находим, задавшись диаметром объединенного воздуховода D=125 мм, S=0,01227 м2.

Отношение площадей и расходов определяем по формуле:

, (18)

гдеSп- площадь проходного воздуховода, м2;

Sб- площадь бокового воздуховода, м2;

S-площадь воздуховода объединенных потоков, м2;

Lб- расход бокового воздуховода, м3/ч;

L-расход воздуховода объединенных потоков, м3/ч.

Отношение площадей и расходов определяем по формулам (18):

, .

Коэффициент сопротивления тройника определяем из таблицы 13 [1, с. 69]: проходного участка жпр=0,0 и бокового участка жбок=0,2.

Потери давления на участке рассчитывают по формуле:

Hпт=Rl+УтHд

Потери давления на участке АБ составляют:

Нпт.п=225+(0,069+0,11+0,0)107,7=244 Па

Потери давления на участке аБ составляют:

Нпт.б=176+(0,069+0,11+0,2)99,3=214 Па

Суммарные потери на проходном и боковом участках:

УНпт.п=Нпт.п+Нм.п.=244+50=294 Па,

где Нм.п.=50,0 Па - потери давления в бункере из табл. 1.

УНпт.б=Нпт.б+Нм.б.=214+50,0=264 Па,

где Нб.п.=50,0 Па - потери давления в бурате из табл. 1.

Разница давлений между участками АБ и аБ:

Ндиаф=294-264=30 Па

Так как разница составляет 10 %, значит нет необходимости выравнивать потери в тройнике.

Участок БВ

Участок состоит из прямого горизонтального участка длиной 2190 мм, проходного участка тройника.

Расход-600м3/ч.

Диаметр воздуховода на участке БВ -125 мм.

Уточняем скорость по формуле 10:

.

По диаметру D и скорости v по номограмме [1, с. 58], находим R=20 Па/м, Нд=113 Па.

Расчетная длина участка БВ:

LБВ=2190 мм

Потери давления по длине находим по формуле 12:

Потери давления на участке БВ составляют:

RlБВ=20,0·2,190=44 Па

Участок бВ

Участок бВ состоит из конфузора, прямого вертикального участка длиной 5600 мм и бокового участка тройника.

Скорость воздуха на участке бВ принимаем 12 м/с.

Расход -1240 м3/ч.

Определяем требуемый диаметр по формуле 8:

Принимаем стандартный диаметр D=180 мм [1, с. 206]. Площадь поперечного сечения воздуховода, выбранного диаметра, 0,02545 м2. Уточняем скорость по формуле (10):

.

По диаметру D и скорости v, по номограмме [1, с. 58], находим R = 12,2 Па/м, Нд=112,2 Па.

Определяем размеры входного отверстия конфузора, исходя из площади входного отверстия по формуле 13:

Примем одну из сторон конфузора b=300 мм.

Длину конфузора (отсасывающего патрубка) находим по формуле 15:

мм.

Коэффициент сопротивления конфузора определяется из табл. 8 [1, с. 66] в зависимости от lк/D>1 и б=30о-тк=0,11.

Радиус отвода находим по формуле 15

Ro=2·180=360 мм

Коэффициент сопротивления отвода на 30о находим из таблицы 10 [1, с. 67].

Длину отвода вычисляем по формуле 16.

Длина отвода на 30о

мм.

Расчетная длина участка бВ:

LаБ=lk+l30o+ Уlпр

LбВ=220+188+5600=6008 мм.

Потери давления на участке бВ находим по формуле 12:

RlБВ=12,2·6,008=73 Па.

Коэффициенты сопротивления тройника находим, задавшись диаметром объединенного воздуховода D=225 мм, S=0,03976 м2.

Отношение площадей и расходов определяем по формуле 18:

, .

Коэффициент сопротивления тройника определяем из таблицы 13 [1, с. 69]: проходного участка жпр=-0,2 и бокового участка жбок=0,2.

Потери давления на участке рассчитывают по формуле:

Hпт=Rl+УтHд

Потери давления на участке БВ составляют:

Нпт.п=43,8-0,2113=21,2 Па

Потери давления на участке бВ составляют:

Нпт.б=73+(0,2+0,11+0,069)112,0=115 Па

Сумарные потери на проходном участке БВ:

УНпт.п=Нпт.п+Нм.п.=21,2+294=360 Па,

Суммарные потери на боковом участке:

УНпт.б=Нпт.б+Нм.б.=115+80,0=195 Па,

где Нб.п.=80,0 Па - потери давления в колонке аспирационной из табл.1.

Разница давлений между участками БВ и бВ:

Па.

Так как разница составляет 46%, что превышает допустимые10%, то необходимо выравнивание потерь давлений в тройнике.

Выполним выравнивание с помощью дополнительного сопротивления в виде боковой диафрагмы.

Коэффициент сопротивления диафрагмы находим по формуле:

. (19)

По номограмме определяем значение 46 [1, с.74]. Откуда заглубление диафрагмы а=0,46·0,180=0,0828 м.

Участок ВГ

Участок ВГ состоит из прямого горизонтального участка длиной 800 мм, прямого вертикального участка длиной 9800 мм отвода на 90о и бокового участка тройника.

Скорость воздуха на участке ВГ принимаем 12 м/с.

Расход-1840 м3/ч.

Принимаем стандартный диаметр D=225 мм[1, с. 206]. Площадь поперечного сечения воздуховода, выбранного диаметра, 0,03976 м2. Уточняем скорость по формуле (10):

.

По диаметру D и скорости v, по номограмме [1, с. 58], находим R= 8,0 Па/м, Нд=101,2 Па.

Радиус отвода находим по формуле 15

Ro=2·225=450 мм

Коэффициент сопротивления отвода на 90о находим из таблицы 10 [1, с. 67].

Длину отвода вычисляем по формуле 16.

Длина отвода на 90о

мм.

Расчетная длина участка ВГ:

LВГ=2·l9o +Уlпр

LВГ=800+9800+707=11307 мм.

Потери давления на участке ВГ находим по формуле 12:

RlВГ=8,0·11,307=90 Па

Участок вг

Участок вг состоит из конфузора, отвода на 30о,вертикального участка длиной 880 мм, горизонтального участка 3360 мм и проходного участка тройника.

Расход-480 м3/ч.

Выбираем скорость 12 м/с. Определяем требуемый диаметр по формуле 8:

Принимаем стандартный диаметр D=110 мм [1, с. 206]. Площадь поперечного сечения воздуховода, выбранного диаметра, 0,0095 м2. Уточняем скорость по формуле 10:

.

По диаметру D и скорости v, по номограмме [1, с. 58], находим R=23,0 Па/м, Нд=120,6 Па.

Определяем размеры входного отверстия конфузора, исходя из площади входного отверстия по формуле 13:

Примем одну из сторон конфузора b=270 мм.

Длину конфузора (отсасывающего патрубка) находим по формуле 14:

мм.

Коэффициент сопротивления конфузора определяется из табл. 8 [1, с. 66] в зависимости от lк/D>1 и б=30о-тк=0,11.

Радиус отвода находим по формуле 15:

Ro=2·110=220 мм

Коэффициент сопротивления отвода на 30о находим из табл. 10 [1, с. 67].

Длину отвода вычисляем по формуле 16.

Длина отвода на 30о

мм.

Расчетная длина участка вг:

Lвг=lk+l30+ Уlпр

lвг=880+115+300+3360=4655 мм.

Потери давления на участке вг находим по формуле 12:

Тогда, потери давления по длине воздуховода:

Rlгв=23·4,655=107 Па

Участок дг

Участок дг состоит из конфузора, прямого вертикального участка длиной 880 мм и бокового участка тройника.

Расход -480 м3/ч.

Выбираем скорость 12 м/с. Определяем требуемый диаметр по формуле 8:

Принимаем стандартный диаметр D=110 мм [1, с. 206]. Площадь поперечного сечения воздуховода, выбранного диаметра, 0,0095 м2. Уточняем скорость по формуле 10:

.

По диаметру D и скорости v, по номограмме [1, с. 58], находим R=23,0 Па/м, Нд=120,6 Па.

Определяем размеры входного отверстия конфузора, исходя из площади входного отверстия по формуле 13:

Примем одну из сторон конфузора b=270 мм.

Длину конфузора (отсасывающего патрубка) находим по формуле 14:

мм.

Коэффициент сопротивления конфузора определяется из табл. 8 [1, с. 66] в зависимости от lк/D>1 и б=30о-тк=0,11.

Расчетная длина участка вг:

Lвг=lk+l30+ Уlпр

lвг=880+300=1180 мм.

Потери давления на участке вг находим по формуле 12:

Тогда, потери давления по длине воздуховода:

Rlгв=23·1,180=27,1 Па

Коэффициенты сопротивления тройника находим, задавшись диаметром объединенного воздуховода D=160 мм, S=0,02011 м2.

Отношение площадей и расходов определяем по формуле 18:

, .

Коэффициент сопротивления тройника определяем из таблицы 13 [1, с. 69]: проходного участка жпр=0,0 и бокового участка жбок=0,5.

Потери давления на участке рассчитывают по формуле:

Hпт=Rl+УтHд

Потери давления на участке вг составляют:

Нпт.п=107+(0,069+0,11+0,0)120,6=128 Па

Потери давления на участке дг составляют:

Нпт.б=27+(0,11+0,5)120,6=100 Па

Суммарные потери на проходном и боковом участках:



УНпт.п=Нпт.п+Нм.п.=128+250=378 Па,

где Нм.п.=250,0 Па - потери давления в триере из табл. 1.

УНпт.б=Нпт.б+Нм.б.=100+250=350 Па,

где Нм.п.=250,0 Па - потери давления в триере из табл. 1.

Разница давлений между участками вг и дг:

Ндиаф=378-350=16 Па

Так как разница составляет 7 %, что не превышает допустимые10%, то необходимости выравнивания потерь давлений в тройнике нет.

Участок гГ

Участок состоит из прямых горизонтальных участков длиной 2100 мм, и проходного участка тройника.

Расход участка гГ равен сумме расходов на участках вг и дг.

Расход -960 м3/ч.

Диаметр воздуховода на участке гГ-160 мм.

Площадь поперечного сечения воздуховода, выбранного диаметра, 0,02011 м2.

Уточняем скорость по формуле 10:

.

По диаметру D и скоростиv, по номограмме [1, с. 58], находим R=14,1 Па/м, Нд=107,7 Па

Расчетная длина участка гГ:

LгГ=2100 мм.

Потери давления по длине находим по формуле 12:

RlгГ=14,1·2,1=29,6Па

Коэффициенты сопротивления тройника находим, задавшись диаметром объединенного воздуховода D=250 мм, S=0,04909 м2.

Отношение площадей и расходов определяем по формуле 18:

, .

Коэффициент сопротивления тройника определяем из таблицы 13 [1, с. 69]: проходного участка жпр=0,2 и бокового участка жбок=0,6.

Потери давления на участке рассчитывают по формуле:

Hпт=Rl+УтHд

Потери давления на участке ВГ составляют:

Нпт.б=90+(0,15+0,2)101,2=125,4 Па

Потери давления на участке гГ составляют:

Нпт.п=29,6+0,6·107,7=94,2 Па

Суммарные потери на проходном и боковом участках:

УНпт.п=Нпт.п+Нм.п..=125,4+360,4=486 Па,

УНпт.б=Нпт.б+Нм.б =94.2+378=472 Па,

Разница давлений между участками ВГ и гГ:

Ндиаф=486-472=14 Па

Разница - менее 10%.

Участок ГД

Участок состоит из прямого горизонтального участка длиной 1860 мм.

Расход участка ГД - 2800 м3/ч

Диаметр воздуховода на участке ГД-250 мм, S=0.04909м2.

Уточняем скорость по формуле 10:

.

По диаметру D и скорости v, по номограмме [1, с. 58], находим R=11,0 Па/м, Нд=153,8 Па.

Площадь входного отверстия в циклон равна площади входного патрубка S2=0,05 м2

Расчетная длина участка ГД:

lГД=1860 мм.

Потери давления на участке ГД находим по формуле 12:

Тогда, потери давления по длине воздуховода:

RlГД=11,0·1,86=20,5Па

Потери давления на участке ГД составляют:

УНпт.п=20+486=506 Па

Участок ДЕ

Циклон 4БЦШ-300.

Расход воздуха с учетом подсоса воздуха:

м3/ч.

Потери давления в циклоне равны сопротивлению циклона и составляют Нц=951,6 Па.

Суммарные потери на участке ДЕ:

Па

Участок ЕЖ

Участок состоит из конфузора, трех отводов на 90о, прямых горизонтальных участков 550 мм и 1200 мм, прямого вертикального участка длиной 2670 мм, прямого горизонтального участка 360 мм и диффузора.

Расход на участке ЕЖ определим с учетом подсоса в циклоне, равного 150 м3/ч:

м3/ч.

Скорость воздуха после циклона 10…12 м/с, так как после циклона воздух очищен.

Скорость воздуха на участке ЕЖ принимаем 11 м/с.

Определяем требуемый диаметр по формуле 8:

м.

Принимаем стандартный диаметр [1, с. 206] D=315 мм, S=0,07793 м2.

Уточняем скорость по формуле 10:

м/с.

По диаметру D и скорости v, по номограмме [1, с. 58], находим R = 3,8 Па/м, Нд=74,3Па.

Площадь входного отверстия в переходном патрубке S1=0,07793м2, а площадь выходного отверстия циклона S2=0,090 м2, так как S1<S2, то патрубок является конфузором.

Примем одну из сторон конфузора b=450 мм.

Длину конфузора находим по формуле 15:

мм.

Коэффициент сопротивления конфузора определяется из табл. 8 [1, с. 66] в зависимости от lк/D=0,6 и б=30о - тк=0,13.

Необходимо выявить, конфузором или диффузором является переходной патрубок на входе в вентилятор.

Так как на выходе патрубок диаметром 315 мм, а диаметр на входе в вентилятор 320 мм, то переходный патрубок является диффузором со степенью расширения:

Зададимся углом расширения диффузора б=30?. Тогда из табл. 4 [1, с. 64] коэффициент сопротивления диффузора ж=0,1.

Радиус отвода находим по формуле 15:

Коэффициент сопротивления отвода на 90о находим из табл. 10 [1, с. 67].

Длину отвода вычисляем по формуле 16:

мм.

Расчетная длина участка ЕЖ:

LЕЖ=989,6*3+2670+360+1200+550=7749 мм.

Потери давления по длине воздуховода определяем по формуле 11:

RlЕЖ=3,78·7,749=29 Па.

Потери давления на участке ЕЖ составляют:

УНпт.п=1458+29+(0,13+0,1+0,15·3)74,3=1538 Па.

Участок ЖЗ

Участок состоит из диффузора, прямого вертикального участка длиной 12700 мм, отвода на 90 и диффузор с защитным зонтом.

Расход воздуха на этом участке равен расходу при входе в вентилятор, т.е. 3090м3/ч.

Скорость воздуха-11,0 м/с.

Диаметры воздуховодов на участках принимаем равными диаметру до вентилятора, т.е. 315мм.

По диаметру D и скорости v, по номограмме [1, с. 58], находим R = 3,8 Па/м, Нд=68,874,3 Па.

Определим, чем служит переходной патрубок на выходе из вентилятора.

Площадь отверстия вентилятора S1=0.305х0,185=0,056 м2, площадь поперечного сечения воздуховода диаметром 315 ммS2=0,07793м2.

S2>S1, следовательно имеет место диффузор со степенью расширения:



Зададимся углом расширения диффузора б=30?. Тогда из табл. 4 [1, с. 64] коэффициент сопротивления диффузора ж=0,1.

Расчетная длина участка ЕЖ:

lЕЖ=12700 мм.

Потери давления по длине воздуховода определяем по формуле 11:

RlЕЖ=3,78·12,7=48,0 Па.

На трубе предусмотрен диффузор с защитным зонтом.

Коэффициент потерь находим в табл. 6 [1,с. 64] ж=0,6.

Потери давления на участке ЕЖ составляют:

УНпт.б=48+(0,1+0,6)74,3=100 Па.

Общее сопротивление сети по главной магистрали составляет:

УНпт.п=100+1538=1638 Па.

С учетом коэффициента запаса 1,1 и возможного вакуума в помещениях цеха 50 Па требуемое давление, развиваемое вентилятором:

РВ=1,1•1638+50=1852 Па

9. Окончательный подбор вентилятора и расчет мощности для его привода

По величине полного давления Рв=1852 Па и расходу воздуха в сети Q = 3090 м3/ч выбираем вентилятор радиальный ВЦП-5 с КПД 0,5 и n=1900 об/мин.

Определяем мощность для привода вентилятора:

, (20)

кВт.

Определяем потребляемую мощность электродвигателя:

, (21)

гдеk3 - коэффициент запаса, k3 = 1,15;

- КПД подшипников вентилятора, ;

- КПД передачи, .

кВт.

Для вентилятора ВЦП-5 подбираем из [1, с.222] электродвигатель 4А100L4УПУЗ мощностью N=4,0 кВт.

10. Расчет вентиляции

Офисные помещения располагаются на 5-ом этаже, состоящие из трех комнат. На том же этаже располагается сан. узел.

Потребляемая мощность светильников - 100 Вт, компьютеров и мониторов - 600 Вт.

Исходные данные приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Исходные данные

Помещения	Объем помещения, м3	Постоянное кол-во людей	Кол-во светильников	Кол-во компьютеров
комната 1	200	7	3	2
комната 2	180	1	3	4
комната 3	90	4	2	2
сан. узел	10	-	-	-
Сумма		12	8	8

Определим параметры наружного воздуха для проектирования здания расположенного в г. Смоленске.

Принимаем параметры наружного воздуха для г. Смоленска по СП 131.13330.2012. СТРОИТЕЛЬНАЯ КЛИМАТОЛОГИЯ, которые сводим в табл. 3.

Таблица 3 - Параметры наружного воздуха

	Температура наружного воздуха, t, С	Энтальпия наружного воздуха Iн, кДж/кг	Скорость ветра, V,м/с
Теплый	22	53,2	3,9
Холодный	-25	-22,7	3,9
Переходный	8	22,5	3,4

Определим параметры внутреннего воздуха для офисов, расположенных на 5 этаже крупяного завода.

Параметры внутреннего воздуха назначаются раздельно для теплого и холодного периодов года. Для переходного периода принимаются такие же параметры, как и для холодного.

В соответствии с СП нормируемая температура воздуха для теплого периода года tв = ?С.

Для холодного периода года ?С, это нижнее допустимое значение при условии, что люди находятся без верхней одежды в спокойном состоянии.

Занесем параметры в таблицу 4.

Таблица 4 - Расчетные параметры внутреннего воздуха

	Температура внутреннего воздуха, t, С	Относительная влажность внутр. возд, ц, %	Подвижность воздуха в помещении, V, м/с
Теплый	25	65	0,5
Холодный	18	60	0,2
Переходный	18	60	0,2

10.1 Расчет теплопоступлений

Теплопоступление от людей:

Учитываем, что в помещении находятся 8 человек, занимающихся легкой работой. В расчете учитываем полное тепловыделение от людей и определяем полное теплопоступление по формуле:

Qлюд=n•q•kл, (22)

где n - количество людей;

q = 65Вт при 25 ?C для теплого периода;

q =108 Вт при 18 ?C для холодного периода;

kл=1 (для мужчин).

Комната 1.

Для холодного периода Qлюд=7·108·1=756 Вт;

Для теплого периода Qлюд=7·65·1=455 Вт;

Комната 2.

Для холодного периода Qлюд=1·108·1=108Вт;

Для теплого периода Qлюд=1·65·1=65 Вт.

Комната 3.

Для холодного периода Qлюд=4·108·1=432 Вт;

Для теплого периода Qлюд=4·65·1=260 Вт.

Теплопоступление от искусственного освещения:

Тепловыделения от источников искусственного освещения определяется по формуле:

Qосв=N·n, (23)

где N - потребляемая мощность светильников;

n - количество светильников, всего на 5 этаже 8 светильников.

Комната 1: Qосв= 100·3=300 Вт;

Комната 2: Qосв= 100·3 =300 Вт;

Комната 3: Qосв= 100·2=2000 Вт.

Теплопоступление от компьютеров и мониторов:

В офисных помещениях размещено 10 компьютеров.

Тепловыделения от компьютеров определяется по формуле:

Qком=N•n•Ш, (24)

где n-число компьютеров;

N-мощность компьютеров;

Ш=0,5.

Комната 1: Qком=600·2·0,5=600 Вт.

Комната 2: Qком=600··4·0,5=1200 Вт.

Комната 3:Qком=600·2·0,5=600 Вт.

Сведем все полученные результаты в таблицу 5.

Таблица 5 - Теплопоступления

Теплопоступление	Теплый период	Переходный период	Холодный период
	1	2	3	1	2	3	1	2	3
От людей, Вт	756	108	432	455	65	260	455	65	260
От искусственного освещения, Вт	-	-	-	300	300	200	180	180	120
От компьютеров и мониторов, Вт	600	1200	600	600	1200	600	600	1200	600
ИТОГО	1356	1308	1032	1355	1565	1060	1355	1565	1060

10.2 Расчет поступления влаги

Поступление влаги от людей, М, г/ч, определяется по формуле:

M=n•m•kл,(25)

где n-количество человек;

m-количество влаги выделяемое одним человеком (m=115 при t=25?С и m=67 при t=18?С);

kл=1 (для мужчин).

Комната 1:

Теплый период М = 7·115·1= 805 г/ч;

Холодный период М = 7·67·1 =469 г/ч.

Комната 2:

Теплый период М = 1·115·1 =115 г/ч;

Холодный период М = 1·67·1 =67 г/ч.

Комната 3:

Теплый период М = 4·115·1 =460 г/ч;

Холодный период М = 4·67·1 =268 г/ч.



10.3 Расчет поступления вредных веществ

Количество СО2, содержащееся в выдыхаемом человеком воздухе, зависит от интенсивности труда и определяется по формуле:

MCO2=n·mCO2, (26)

где n - количество людей, находящихся в помещении, чел;

- количество СО2, выделяемое одним человеком, 45 г/ч.

Комната 1: MCO2 =7·45 = 315 г/ч;

Комната 2:MCO2 = 1·45 = 45 г/ч;

Комната 3: MCO2 = 4·45 = 180 г/ч.

10.4 Расчет воздухообмена в помещении

Воздухообменом называется частичная или полная замена воздуха, содержащего вредности, чистым атмосферным воздухом. Расчет воздухообмена включает выбор схемы его организации, способа подачи и удаления воздуха, определение расхода приточного воздуха.

Воздухообмены разделяют по виду вредностей, для разбавления которых они предназначены: воздухообмен по избыткам явной теплоты, по избыткам влаги, по борьбе с вредными веществами. Расчетный воздухообмен должен обеспечить нормируемые параметры и чистоту воздуха в рабочей зоне помещения в теплый, холодный периоды года и при переходных условиях.

Расход приточного воздуха, м3/ч, в помещениях зданий, где отсутствуют местные отсосы, определяется для теплого, холодного периодов и переходных условий:

- по избыткам явной теплоты:

- по избыткам влаги;

- по массе углекислого газа.

По избыткам явной теплоты:

, (27)

где - избытки явной теплоты в помещении, Вт;

- теплоёмкость воздуха, с = 1,005 кДж/кг·?С

- плотность воздуха, = 1,225 кг/м3;

- температура воздуха, удаляемого из помещения за пределами обслуживаемой или рабочей зоны, ?С;

- температура приточного воздуха, ?С.

Поскольку у нас высота потолка менее 4 метров, то, где tВ - температура воздуха в рабочей зоне помещения, оС.

- в теплый период °С, в холодный период°С;

- в теплый период tпр равна температуре наружного воздуха: tпр=22 ?С.

в холодный период tпр=12?С.

По избыткам явной теплоты по формуле 27:

Комната 1:

Теплый период м3/ч;

Холодный период м3/ч.

Комната 2:

Теплый период м3/ч;

Холодный период м3/ч.

Комната 3:

Теплый период: м3/ч.

Холодный период: м3/ч.

По избыткам влаги:

(28)

где М - избытки влаги в помещении, г/ч;

- плотность воздуха, = 1,2 кг/м3;

- влагосодержание воздуха, удаляемого из помещения за пределами обслуживаемой или рабочей зоны, г/кг;

- влагосодержание приточного воздуха, г/кг.

В теплый период по I-d диаграмме находим при = 25 ?С и Ш = 65%, = 13,0 г/кг и при = 22 ?С и Ш = 60%, = 10 г/кг.

В переходный период по I-d диаграмме находим при =18?С и Ш = 60%, = 7,8 г/кг и при = 8 ?С и Ш = 60%, = 4,6 г/кг.

В холодный период по I-d диаграмме находим при = 18 ?С и Ш = 60%, = 7,8 г/кг и при = -25,0 ?С и Ш = 60%, = 0,5 г/кг.

По избыткам влаги по формуле 28:

Комната 1: Теплый период: м3/ч;

Холодный период: м3/ч;

Переходный период: м3/ч.

Комната 2: Теплый период: м3/ч;

Холодный период: м3/ч;

Переходный период: м3/ч.

Комната 3: Теплый период: м3/ч;

Холодный период: м3/ч;

Переходный период: м3/ч.

По массе выделяющихся вредных веществ (углекислого газа):

, (29)

где - расход углекислого газа, поступающего в воздух в помещение, мг/ч;

- концентрация вредного вещества в воздухе, удаляемом за пределами обслуживаемой зоны помещения, мг/м3;

- концентрация вредного вещества в воздухе, подаваемом в помещение, мг/м3.

Допустимая концентрация СО2 в помещениях с периодическим пребыванием людей = 3,7 г/м3; концентрация углекислого газов наружном воздухе крупных городов = 0,91 г/м3.

По массе углекислого газа по формуле 29:

Комната 1: м3/г

Комната 2: м3/г

Комната 3: м3/г

Сведем полученные данные в таблицу 6

Таблица 6 - Воздухообмен в помещениях

	Воздухообмен по избыткам теплоты	Воздухообмен по избыткам влаги	Воздухообмен по избыткам углекислого газа
№ Комнаты	1	2	3	Сан. Узел.	1	2	3	1	2	3
Теплый период	1319	1275	1003	-	219	31	124	112	16	64
Переходный период	661	762	517	-	119	17	68	112	16	64
Холодный период	661	762	517	-	51	7	30	112	16	64

Расчетный воздухообмен в санузле рассчитаем по нормативной кратности - 50 м3/ч на один унитаз.

Анализ расчетов показывает, что наибольший воздухообмен получается для разбавления избыточной теплоты в теплый период года:

- 1319 м3/ч для комнаты №1,

- 1275 м3/ч - в для комнаты №2,

- 1003 м3/ч - для комнаты №3,

- 50 м3/ч - для санузла.

Эти значения принимаем за расчетный воздухообмен.



10.3 Расчет трассы для вентиляции

Площадь поперечного сечения каналов, воздуховодов, живого сечения воздухораспределителей, м2

(31)

где Q - расход воздуха, м3/ч;

- рекомендуемая скорость движения воздуха в канале, воздуховоде, воздухораспределителе, для естественной вентиляции до 1,0 м/с.

Принимаются к установке каналы, воздуховоды, воздухораспределители с близкой по значению площадью сечения Ао и определяется их количество по формуле:

(32)

Уточняется скорость движения воздуха в каналах по формуле:

(33)

Рассчитываем:

Комната 1:

Площадь сечения вертикальных каналов и жалюзийных решеток, устанавливаемых на них, рассчитываем по формуле (31):

Примем площадь решетки 350х350 с площадью сечения 0,1225 м2, тогда количество решеток по формуле (32) равно n = 3.

Уточняем скорость по формуле (33):

Комната 2:

Площадь сечения вертикальных каналов и жалюзийных решеток, устанавливаемых на них, рассчитываем по формуле (31):

Примем площадь решетки 350х350 с площадью сечения 0,1225 м2, тогда количество решеток по формуле (32) равно n = 3.

Уточняем скорость по формуле (33):

Комната 3:

Площадь сечения вертикальных каналов и жалюзийных решеток, устанавливаемых на них, рассчитываем по формуле (31):

Примем площадь решетки 350х350 с площадью сечения 0,1 м2, тогда количество решеток по формуле (32) равно n = 3.

Уточняем скорость по формуле (33):

Санузел:

Площадь сечения вертикальных каналов и жалюзийных решеток, устанавливаемых на них, рассчитываем по формуле (31):

Примем площадь решетки 150х150 с площадью сечения 0,0225 м2, тогда количество решеток по формуле (32) равно n = 1.

Уточняем скорость по формуле (33):

Вычерчиваем трассу воздуховодов. Воздуховод располагаем в кирпичной стене.

Разбиваем сеть на участки и выбираем главную магистраль.

Проектируемая сеть имеет 11 участков.

Определим h-перепады высот:h5=6,6 м

Гравитационное давление, действующее в каналах этажей равно:

Ргр=кэ•h(сн-св) 9.8

где h -высота воздушного столба, м;

;

- плотность наружного воздуха, кг/ м3, сН=1,27 кг/ м3;

- плотность воздуха в помещении, кг/ м3, св=1,2 кг/ м3.

5 этаж: Рг.р = 0,9•5,6·(1,27-1,2)•9,81 = 3,46 Па.

Принимаем сечение горизонтального воздуховода 400х400 мм.

Принимаем сечение вертикальной шахты 800х1200 мм.

Удельное располагаемое давление через каналы:



Участок 1

Расход на участке: Q=440 м3/ч.

Скорость:

Динамическое давление и потери давления на единицу длины воздуховода находим из табл. 2.22 [2] по известным скорости и диаметру воздуховода:

PД=0,3496 Па; R=0,0246 Па/м; n=1,13

Принимаем к воздуховоду решетку АМН 350х350 ,Др=1 Па.

Потери по длине :Rln =0,0246•2,5•1,13=0,0695 Па.

Р1=Rln+ Др+• PД=0,695+1=1,0695 Па

Участок 2

Расход на участке: Q=879 м3/ч.

Скорость:

Динамическое давление и потери давления на единицу длины воздуховода находим из табл. 2.22 [2] по известным скорости и диаметру воздуховода:

PД=1,398 Па; R=0,084 Па/м; n=1,21

Потери по длине :Rln =0,084•2,5•1,21=0,249 Па.

Р2=Р1+Rln =1,0695+0,249=1,3185 Па



Участок 3

Расход на участке: Q=1319 м3/ч.

Скорость:

Динамическое давление и потери давления на единицу длины воздуховода находим из табл. 2.22 [2] по известным скорости и диаметру воздуховода:

PД=3,146 Па; R=0,165 Па/м; n=1,28

Потери по длине :Rln =0,165•2,5•1,28=0,518 Па.

Коэффициент сопротивления отвода 0,29.

Р3=Р2+Rln+• PД =1,3185+0,518+0,29•3,146=2,749 Па

Участок 4

Расход на участке: Q=1744 м3/ч.

Скорость:

Динамическое давление и потери давления на единицу длины воздуховода находим из табл. 2.22 [2] по известным скорости и диаметру воздуховода:

PД=5,5 Па; R=0,2707 Па/м; n=1,32

Потери по длине :Rln =0,270•8,9•1,32=3,18 Па.

Участок 5

Расход на участке: Q=50 м3/ч.

Скорость:

Динамическое давление и потери давления на единицу длины воздуховода находим из табл. 2.22 [2] по известным скорости и диаметру воздуховода:

PД=0,0045 Па; R=0,00224 Па/м; n=1,02

Принимаем к воздуховоду решетку АМН 150х150 ,Др=1 Па.

Потери по длине :Rln =0,00224•2•1,02=0,0046 Па.

Р5=Rln+ Др+• PД=0,0046+1=1,0046 Па

Участок 6

Расход на участке: Q=384 м3/ч.

Скорость:

Динамическое давление и потери давления на единицу длины воздуховода находим из табл. 2.22 [2] по известным скорости и диаметру воздуховода:

PД=0,2671 Па; R=0,0313 Па/м; n=1,12

Потери по длине :Rln =0,0313•2,0•1,12=0,07 Па.

Р6=Р5+Rln =1,0046+0,07=1,075 Па

Участок 7

Расход на участке: Q=719 м3/ч.

Скорость:

Динамическое давление и потери давления на единицу длины воздуховода находим из табл. 2.22 [2] по известным скорости и диаметру воздуховода:

PД=0,934 Па; R=0,061 Па/м; n=1,18

Потери по длине :Rln =0,061•2,0•1,18=0,144 Па.

Р7=Р6+Rln =1,0747+0,0144=1,2186 Па

Участок 8

Расход на участке: Q=1053 м3/ч.

Скорость:

Динамическое давление и потери давления на единицу длины воздуховода находим из табл. 2.22 [2] по известным скорости и диаметру воздуховода:

PД=2,0052 Па; R=0,1305 Па/м; n=1,24

Потери по длине :Rln =05,130•2,0•1,24=0,3236 Па.

Р8=Р7+Rln =1,2186+0,3236=1,5423 Па

Участок 9

Расход на участке: Q=1478 м3/ч.

Скорость:

Динамическое давление и потери давления на единицу длины воздуховода находим из табл. 2.22 [2] по известным скорости и диаметру воздуховода:

PД=3,95Па; R=0,2 Па/м; n=1,29

Потери по длине :Rln =0,2•2,0•1,29=0,516 Па.

Р9=Р8+Rln =1,542+0,516=2,058 Па

Участок 10

Расход на участке: Q=1903 м3/ч.

Скорость:

Динамическое давление и потери давления на единицу длины воздуховода находим из табл. 2.22 [2] по известным скорости и диаметру воздуховода:

PД=6,549 Па; R=0,298 Па/м; n=1,34

Потери по длине :Rln =0,298•2,0•1,34=0,639 Па.

Тройник(4,10,11)

Зададимся диаметром объединенного тройника: Dэ=960 мм, Q=3647 м3/ч. Определим коэффициенты сопротивления тройника, исходя из соотношения площадей и расходов:

;

По табл. 13 определяем коэффициенты сопротивлений в проходном и боковом участках =0,3; Б= 0,5.

Тогда потери давления:

Р4= Р3+Rln+ • PД=2,749+3,18+0,3•5,5=7,58 Па

Р10= Р9+Rln+ • PД =2,058+0,639+0,5•6,549=7,87 Па

Разность потерь давления на боковом и проходном участках составляет 43%, что менее допустимых 10%.

Участок 11 (шахта)

Расход на участке 11 - 3647 м3/ч.

Скорость на участке

Динамическое давление и потери давления на единицу длины воздуховода находим из табл. 2.22 [2] по известно скорости и диаметру воздуховода:

PД=0,668 Па; R=0,0034 Па/м; n=1,16

Потери по длине :Rln =0,0034•5,6•1,16=0,0221 Па.

Коэффициент сопротивления зонта - 0,6.

Р11=Р4+Rln+• PД=7,58+0,0221+0,6•0,668=8,0 Па

Устанавливаем дефлектор

Р гр+Рдеф=3,45+4,56=8,7Па > 8,0 Па

Система вентиляции работает

Размещено на Allbest.ru

...