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 ⁰
С. 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 Q_Р
= 35600 кДж/м³
, норма расхода 4 м³
/ч; и электрическая печь с N_УСТ
= 4 кВт. Осветительная установка с ЛН: установочная мощность N_УСТ
= 12,6 кВт. Температура внутри производственного помещения Т_ВВ
= 23 ⁰
С, снаружи – Т_ВН
= 18 ⁰
С.

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

Q_ИЗБ
(чел) = 25*205 = 5125 Вт

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

Q_ЭД
= 1000
×
N_УСТ

×
h₁

×
h₂

×
h₃

×
h₄
, [Вт]

где N_УСТ

– 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.

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

Q_ИЗБ
(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:

Q_П
= 0,278
×
Q_Р

×
B
×
a
×
n,

где Q_Р

– 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.

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

Q_ИЗБ
(п)=0,278*35600*4*1=39587,2 Вт

4. Тепловыделение от электрических печей или ванн

Q_ЭП
= 1000×N_УСТ
×a×n, где N_УСТ
[кВт]; α=0,7; n=1

Q_ИЗБ

(эп
)= 1000*4*0,7*1=2800 Вт

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

Q_ИЗБ
(оу)=1000*12,6*0,1=1260 Вт

6. Общее избыточное количество тепла, поступающее в помещение:

Q_ИЗБ
= ∑
Q_ИЗБ

Q_ИЗБ
=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 l<sub>Т

i</sub>

и диаметр труб воздуховодов d<sub>Т

j</sub>

считаем заданными, [м]: l<sub>Т

I</sub>
= 4,
l<sub>Т

II</sub>
= 2,
l<sub>Т

III</sub>
= 1,
l<sub>Т

IV</sub>
= 5,
l<sub>Т

V</sub>
= 4,
l<sub>Т

VI</sub>
= 3,
l<sub>Т

VII</sub>
=
l<sub>Т

XI</sub>
=
l<sub>Т

XII</sub>
= 15,
l<sub>Т

VIII</sub>
= 3,
l<sub>Т

IX</sub>
= 5,
l<sub>Т

X</sub>
= 10;
d<sub>Т

I</sub>
=
d<sub>Т

II</sub>
=
d<sub>Т

III</sub>
=
d<sub>Т

IV</sub>
= 0,5,
d<sub>Т

V</sub>
=
d<sub>Т

VIII</sub>
=
d<sub>Т

IX</sub>
= 0,3,
d<sub>Т

VI</sub>
=
d<sub>Т

VII</sub>
=
d<sub>Т

X</sub>
=
d<sub>Т

XI</sub>
=
d<sub>Т

XII</sub>
= 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 Q_ИЗБ
– 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; Т_ВВ
, Т_ВН
– температура воздуха внутри помещения и снаружи соответственно, ⁰
С.

W_T
=
=37572,5 м³
/час

4. Определяют производительность вентилятора: W_B
=
K_З

W_T

, где K_З
= 1,3..2,0
– коэффициент запаса.

W_В
=1,7*37572,5=63873,25

5. Рассчитаем потери напора на прямолинейных участках воздуховодов:

,

Y_Т
=1,02
– коэффициент, учитывающий сопротивление труб; v_ср

– средняя скорость движения воздуха на рассчитываемом участке воздушной сети.

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

H_P
(I)==43,11 Па
H_P
(II)==193,99 Па

H_P
(III)==97,00 Па
H_P
(IV)==53,89 Па

H_P
(V)==71,85 Па
H_P
(VI)==107,77 Па

H_P
(VII)==538,87 Па
H_P
(VIII)==53,89 Па

H_P
(IX)==89,81 Па
H_P
(X)==359,24 Па

H_P
(XI)==538,87 Па
H_P
(XII)==538,87 Па

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

H_PI
=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 Y_М

– коэффициент местных потерь. Y_М
выбирается из таблицы 2.

Таблица 2

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

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

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

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

H_MJ
(15)=0,5*1,1*1,174*3²
=5,81 Па

8. Определяем суммарные местные потери напора:

.

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

9. Определяем суммарные потери напора в системе: Н_Л
= Н_П
+ Н_М

, где Н_Л

– потери напора на линии.

H_Л
=2687,16+248,28=2935,44 Па.

В результате проведенных расчетов должно выполняться следующее условие:

Н_Л
= Н_В

٫ т.е. такое давление должен обеспечить вентилятор.