Расчет вентиляции

1 Задание на  расчет и проектирование.

     Задание: в производственном помещении имеет  место выделение влаги. Требуется  определить воздухообмен для помещения  по превалирующей вредности; количество тепла, требуемое для нагрева приточного воздуха; поверхность нагрева калориферов, их модель, количество и сопротивление по воздуху; диаметры воздуховодов, подобрать вентилятор и найти потребляемую мощность.

     1.1 Исходные данные

     

Таблица 1 – Исходные данные

 

Источник тепла  – котельная.

     2 Расчет системы вентиляции промышленного здания

     2.1 Производительность приточной установки  определяется из условий возмещения  воздуха, удаляемого вытяжной  вентиляцией, воздухообмен которой  определяется, исходя из имеющихся  газо- и влаговыделений и необходимости  поддержания в цехе нормальных  метеорологических условий. 

      При выделении в помещении вредных  веществ в виде газа или ядовитых паров количество вентиляционного  воздуха L_в, м³/ч, определяют по формуле

                                                     L_в = ,                                                    (1.1)

где  М – количество выделяющихся вредных веществ, мг/ч;    С₂ – предельно допустимая концентрация вредных веществ в рабочей зоне, мг/м³, принимая по «Санитарным нормам проектирования промышленных предприятий»;       С₁- концентрация вредных веществ в приточном воздухе в здании, мг/м³, (можно принять С₁=0, мг/м³).

L_в = = 33333 м³/ч.

     2. 2 Расход тепла для нагрева  подаваемого воздуха Q_p, Вт, определяется по формуле

                                       Q_p = ,                                  (1.2)

где   – воздухообмен в цехе, м³/ч;

      С – удельная весовая теплоемкость воздуха, 1000 Дж/кг·°С;

      t_пр – температура воздуха, подаваемого в помещение, °С;

        – плотность воздуха (принять 1,2 кг/м³);

t_н – наружная расчетная температура для вентиляции, °С (принимается по спаровчным данным равной наружной расчетной для отопления).

Q_p = 33333·1000·1,2(17+31)/3600 = 444440 Вт. 
 
 

     2. 3 Для подогрева вентиляционного  воздуха следует подобрать калориферы. Следует определить требуемую площадь живого сечения f_тр, м², по формуле

                                              f_тр = ,                                                        (1.3)

где   – весовая скорость воздуха, кг/с·м², которая задается по экономическим соображениям 8…12 кг/с·м².

f_тр = = 0,903 кг/с·м². 

     2. 4 По площади живого сечения f_тр подбираем калорифер стальной пластинчатый большой модели КФБ с площадью живого сечения по воздуху f_д = 0,903 м² и по воде f_д^´ = 0,0183 м².

      2. 5 После выбора калорифера необходимо уточнить фактическую весовую скорость воздуха ν_р.факт, кг/с·м², по формуле

                                                 ν_р.факт = ,                                                (1.4)

 где  f_д – действительная площадью живого сечения выбранного калорифера по воздуху, м².                                        

ν_р.факт = = 12, 3 м². 
 
 
 
 

     2. 6 Требуемая поверхность нагрева  калорифера F_тр, м², определяется по формуле

                                             F_тр = ,                                            (1.5)

где Q_p – расчетный расход тепла на вентиляцию, Вт;      – коэффициент теплопередачи калорифера, принимаемый по справочным данным в зависимости от теплоносителя и от весовой скорости воздуха , кг/с·м² ();        – средняя температура теплоносителя (для пара низкого давления (температура конденсации); для воды , где , – температура горячей и холодной воды );     – средняя температура воздуха, , = (t_пр+t_н)/2.

F_тр = = 236 м².

      2. 7 Скорость воды по трубам выбранного  калорифера ν´, м/с, рассчитывается по формуле

                         ν´= _,                                          (1.6)

ν´= = 0,1 м/с. 
 
 
 
 

     2. 8 Калориферы выбраны правильно,  если их теплоотдача _{, Вт, составляет = 1,15…1,2·. Теплоотдача рассчитывается по формуле}

                                                                               ₌ k_д·F_д(),                                        (1.7)

где k_д – действительный коэффициент теплопередачи калорифера, уточняемый по справочным данным, в зависимости от весовой скорости ν_р.факт (k_д =21,12 );         F_д – действительная поверхность нагрева выбранного калорифера, определяется по справочным данным. Если принять несколько калориферов, то необходимо справочное значение F_д  умножить на количество принятых калориферов.

₌ 21,12·2·99(100+7) = 511106,4 Вт.

      Проверим  правильность решений

511106,4/ 444440 = 1,15 – верно.

     2. 9 Сопротивление по воздуху Н_к.у., кгс/м² (Па), принятой калориферной установки определяют по формуле

     

                                                      Н_к.у. = Н_к·n,                                              (1.8)

где  Н_к – сопротивление выбранного калорифера по воздуху, кгс/м², определяется по справочным данным в зависимости от n – количества калориферов (Н_к = 16,85 кгс/м²).

Н_к.у. = 16,85·2 = 33,7 кгс/м².

     При выборе нескольких калориферов их следует  соединить в зависимости от вида теплоносителя, т. к. у нас теплоноситель  вода, то устанавливаем калориферы последовательно. 
 

2. 10 Расчет  вентиляции.

      При расчете вентиляции для промышленных зданий рекомендуется принимать  скорости в воздуховодах на конечных участках – от 2 до 4 м/с, а на начальных участках у вентиляторов – от 6 до 12 м/с.

      Скорость  и сечение воздуховодов должно плавно убывать от вентилятора к конечным участкам, поэтому расчет воздуховодов начинаем с  отдаленного от вентилятора  участка и ведем по магистрали.

Таблица 2 –  Данные к расчету воздуховодов системы  вентиляции

     Напор вентилятора определяется по формуле

     ,                                     (2.1)

где   - сопротивление в сети воздуховодов, кг/м²;

     l - длина участка, м;

     R - удельная потеря давления на трение, кг/м²;

     Z - потеря давления в местных сопротивлениях, кг/м²;

     H_к.у. – сопротивление калориферной установки, кг/м².

     

     

                          H_в= 21,85+33,7=55,55 кг/м².

     Выбираем  центробежный вентилятор Ц4-70 №3.

     КПД вентилятора-0,7.

     Окружная  скорость колеса- 44 м/с.

     Число оборотов в минуту-2800.

     Мощность  электродвигателя к вентилятору  подсчитывается по формуле:

     N_y=,                                       (2.1)

где  *_в- КПД вентилятора;

     *_p.n.- КПД ременной передачи.

                           N_y==7,58 кВт.

     По  мощности и числу оборотов выбираем электродвигатель А 52-2.

     Мощность  на валу - 10,0 кВт.

     Число оборотов - 2890 об/мин.

     Вес без шкива - 91 кг.