Расчет механической вентиляции

Расчет механической вентиляции

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по основам безопасности жизнедеятельности

на тему: РАСЧЕТ МЕХАНИЧЕСКОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ

Задание

В производственном помещении работают 25 человек, работа средней тяжести. Оптимальная температура 21-23 0С. Имеется 4 вида оборудования, питающегося от электродвигателей. Установочная мощность первого 0,4 кВт, второго - 0,27 кВт, третьего - 1,7 кВт, четвертого - 0,12 кВт. Есть 2 печи: газовая, работает на природном газе с QР = 35600 кДж/м3, норма расхода 4 м3/ч; и электрическая печь с NУСТ = 4 кВт. Осветительная установка с ЛН: установочная мощность NУСТ = 12,6 кВт. Температура внутри производственного помещения ТВВ = 23 0С, снаружи – ТВН = 18 0С.

Рассчитать избыточное количество тепла, поступающего в помещение, и механическую вентиляцию.

I.    Расчет избыточного количества тепла от всех источников тепловыделения

1.                Количество тепла, выделяемого одним человеком, зависит от условий окружающей среды и степени тяжести выполняемой им работы. Усредненное количество тепла приведено в таблице 1.

Таблица 1

QИЗБ(чел) = 25*205 = 5125 Вт

2.                Тепловыделение производственного помещения от оборудования, приводимого в действие электродвигателями:

QЭД = 1000×NУСТ×h1×h2×h3×h4, [Вт]

где NУСТ – установочная мощность, [кВт]; h1 = 0,7..0,9 – коэффициент использования установочной мощности; h2 = 0,5..0,8 – коэффициент загрузки оборудования;

h3 = 0,5..1,0 – коэффициент одновременности работы двигателей; h4 = 0,2 – коэффициент, характеризующий долю механической энергии, превращаемой в тепло. Зависит от мощности электродвигателя.

QИЗБ(эд) =1000*NУСТ*ŋ1*ŋ2*ŋ3*ŋ4 Вт; где NУСТ [кВт]; ŋ1=0,8; ŋ2=0,6; ŋ3=1; ŋ4=0,2.

QИЗБ(эд) =1000*(0,4+0,27+1,7+0,12)*0,8*0,6*1*0,2= 239 Вт

3.                Тепловыделение от печей, либо других источников, работающих на твердом, жидком или газообразном топливе, определяется по формуле:

QП = 0,278×QР×B×a×n,

где QР – низшая рабочая теплота сгорания топлива, [кДж/м3]; В – норма расхода топлива, [м3/ч];

a - коэффициент, учитывающий долю тепла, поступающего в помещение;

n – коэффициент одновременности работы печей.

QИЗБ(п)=0,278* QР*В*α*n где QР [м3/кДж]; α=0,3; n=1

QИЗБ(п)=0,278*35600*4*1=39587,2 Вт

4.                Тепловыделение от электрических печей или ванн

QЭП = 1000×NУСТ×a×n, где NУСТ [кВт]; α=0,7; n=1

QИЗБ(эп)= 1000*4*0,7*1=2800 Вт

5.                Тепловыделение от осветительных установок искусственного освещения: установки с ЛН рассчитывают по формуле: QОУ = 1000×NУСТ. где NУСТ [кВт]; α=0,1

QИЗБ(оу)=1000*12,6*0,1=1260 Вт

6. Общее избыточное количество тепла, поступающее в помещение:

QИЗБ= ∑ QИЗБ

QИЗБ=5125+239+39587,2+2800+1260=49011,2 Вт

II. Расчет механической вентиляции помещения

1.                Вычерчивают схему системы вентиляции. Обозначают изгибы, прямолинейные участки.

Рис. 1. Схема системы вентиляции помещения

2. Длину прямолинейных участков lТi и диаметр труб воздуховодов dТj считаем заданными, [м]: lТI = 4, lТII = 2, lТIII = 1, lТIV = 5, lТV = 4, lТVI = 3, lТVII = lТXI = lТXII = 15, lТVIII = 3, lТIX = 5, lТX = 10;                dТI = dТII = dТIII = dТIV = 0,5, dТV = dТVIII = dТIX = 0,3, dТVI = dТVII = dТX = dТXI = dТXII = 0,15.

3. Определим необходимый воздухообмен, который должен быть в помещении. Для удаления из помещения избыточного количества тепла, необходимый воздухообмен рассчитывают по формуле:

, [м3/ч]

где QИЗБ – избыточное количество тепла, которое выделяется в помещении всеми источниками, [Вт]; С = 1 Дж/кг×К – теплоемкость сухого воздуха; r = 1,174 кг/м3 - плотность воздуха; ТВВ, ТВН – температура воздуха внутри помещения и снаружи соответственно, 0С.

WT==37572,5 м3/час

4. Определяют производительность вентилятора: WB = KЗWT, где KЗ = 1,3..2,0 – коэффициент запаса.

WВ=1,7*37572,5=63873,25

5. Рассчитаем потери напора на прямолинейных участках воздуховодов:

,

YТ =1,02 – коэффициент, учитывающий сопротивление труб; vср – средняя скорость движения воздуха на рассчитываемом участке воздушной сети.

На участках, прилегающих к вентилятору vср = 8..10 м/с, а для наиболее удаленных участков vср = 1..4 м/с.

HP(I)==43,11 Па HP(II)==193,99 Па

HP(III)==97,00 Па HP(IV)==53,89 Па

HP(V)==71,85 Па HP(VI)==107,77 Па

HP(VII)==538,87 Па HP(VIII)==53,89 Па

HP(IX)==89,81 Па HP(X)==359,24 Па

HP(XI)==538,87 Па HP(XII)==538,87 Па

6.                Определяем суммарные потери напора на всех прямолинейных участках воздушной сети: .

HPI=43,11+193,99+97,00+53,89+71,85+107,77+538,87+53,89+89,81+359,24+ +538,87+538,87=2687,16 Па

7.                Рассчитывают местные потери напора в изгибах, переходах, жалюзи:

,

где YМ – коэффициент местных потерь. YМ выбирается из таблицы 2.

Таблица 2

HMJ(1)=0,5*3,0*1,174*92=142,64 Па HMJ(2)=0,5*1,1*1,174*92=52,30 Па

HMJ(3)=0,5*0,7*1,174*32=3,70 Па HMJ(4)=0,5*0,5*1,174*32=2,64 Па

HMJ(5,6,7,8,11,12,13,14,16,17,18,19)=0,5*0,5*1,174*32=2,64 Па

HMJ(9)=0,5*1,1*1,174*32=5,81 Па HMJ(10)=0,5*0,7*1,174*32=3,70 Па

HMJ(15)=0,5*1,1*1,174*32=5,81 Па

8.                Определяем суммарные местные потери напора:

.

HMJ=142,64+52,30+2*3,70+13*2,64+2*5,81=248,28 Па

9.                Определяем суммарные потери напора в системе: НЛ = НП + НМ, где НЛ – потери напора на линии.

HЛ=2687,16+248,28=2935,44 Па.

В результате проведенных расчетов должно выполняться следующее условие:

НЛ = НВ٫ т.е. такое давление должен обеспечить вентилятор.