Расчет механической вентиляции

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

Выполняема работа	Тепло, Вт
	при 10 0С	при 35 0С
1. Состояние покоя	160	93
2. Физическая работа а) легкая б) средней тяжести в) тяжелая	180 215 290	145 195 290

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

Наименование местного сопротивления

YМ

1) Изгиб a = 90 0

a = 120 0

a = 150 0

1,1

0,5

0,2

2) Переход расширение

сужение

0,5..0,8

0,2..0,3

3) Жалюзи вход

выход

0,5

3,0

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.