Файл: Учебнометодическое пособие по лабораторным работам для студентов.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.02.2024
Просмотров: 249
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
устройство для выброса воздуха
Расчёт систем вентиляции в соответствии с СП 60.13330.2012 при проек- тировании в общем случае выполняется в следующей последовательности:
Qдв = 0,02Ne qe ·Qh, (12.1)
где Ne – эффективная мощность двигателя, Вт; qe – удельный расход топлива, кг/Вт·с;
Qh – низшая теплотворная способность топлива, Дж/кг.
В некоторых случаях количество выделяемых вредностей устанавливает- ся экспериментально;
3,6Qизб
L =i=1 , м3/ч, (12.2)
c (t ух t пр )
где
Qизб
i=1
– суммарные избыточные явные тепловыделения от n источ-
ников, Вт;
c – теплоёмкость воздуха, кДж/(кг·К);
– плотность приточного воздуха, кг/м3;
tух, tпр – температура, соответственно, уходящего и приточного воздуха, С.
Температура уходящего воздуха определяется как
tух = tр.з+ t(Hо – 2), (12.3)
где tр.з – температура воздуха в рабочей зоне, требуемая по нормам [4, 5], С;
Hо – расстояние от пола до середины вытяжных отверстий;
t – температурный градиент, равный (0,5 0,1) С/м.
Воздухоподача L (м3/ч) для удаления избыточного влаговыделений рас- считывается по формуле
L =
Wi
i=1
(dух dпр )
, (12.4)
где Wi
i=1
– суммарные влаговыделения от n источников, г/ч;
dух, dпр – влагосодержание, соответственно, уходящего и приточного воз- духа, г/кг сухого воздуха; определяется по таблицам физических характеристик воздуха.
Воздухоподача для удаления вредных веществ
G
o
L = ПДК - q
, м3/ч, (12.5)
где G – количество выделенных вредных веществ, мг/ч;
qo – содержание вредных веществ в приточном воздухе, мг/м3. Обычно qo = 0;
ПДК – предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны, мг/м3. Определяется по ГОСТ 12.1.005.
В отдельных случаях, если количество выделяющихся вредностей не под- даётся расчёту, требуемый воздухообмен определяют по формуле
L = KV, м3/ч, (12.6)
где K – кратность воздухообмена – отношение количества воздуха, пода- ваемого за 1 ч в помещение, к объёму V, м3, этого помещения, т. е. кратность воздухообмена указывает, сколько раз в течение 1 ч сменяется воздух в данном помещении.
Кратность K принимается по нормативным документам. Например, в со- ответствии с действующими требованиями для аварийной вытяжной вентиля- ции машинных помещений судовых аммиачных холодильных установок K = 40. Для фреоновых – K = 20;
L
F = v 3600 , м2, (12.7)
где v – скорость движения воздуха в воздуховоде. Обычно в магистралях принимают v = 15 20 м/с, а в ответвлениях – 6 12 м/с.
Далее рассчитывают потери давления H (Па) на преодоление сопротивле- ния движению воздуха по воздуховодам
H = ( d + li ) 2 , Па, (12.8)
где – коэффициент линейных потерь на трение при движении воздуха по воздуховоду;
d – диаметр воздуховода, м;
li
– сумма коэффициентов местных потерь в фасонных элементах воз-
духоводов (поворотах, арматуре, узлах слияния и деления потока и др.).
Затем подбирается вентилятор и вычисляется установочная мощность N приводного двигателя
L H
N = 3600
, кВт, (12.9)
в п
где в, п – КПД вентилятора и передачи соответственно.
В процессе эксплуатации вентиляционных систем не реже одного раза в год необходимо оценивать эффективность их работы, включая контроль ско- рости движения воздуха в воздуховодах. Для местной вентиляции контроли- руется также скорость движения в открытых рабочих проёмах, которая для вы- тяжных шкафов не должна быть ниже 0,3 м/с, а при выделении токсических вредных веществ – 0,7 1,0 м/с [18]. Для особо токсичных веществ скорость подсоса должна увеличиваться до 2,5 – 3,0 м/с.
Скорость движения воздуха в рабочих проёмах можно измерить с помо- щью анемометров чашечных (в пределах от 1 до 20 м/c) или крыльчатых
(0,5 5 м/с), а также прибора комбинированного (анемометр) ТКМ-50. Для из- мерения скоростей до 0,5 м/с применяют кататермометры, термоанемометры. Однако необходимо иметь в виду, что непосредственное измерение скорости в рабочем проёме вытяжного шкафа не позволяет точно характеризовать его работу, так как рассматриваемая скорость в значительной степени зависит от места замера. Поэтому такие измерения следует рассматривать как ориентиро- вочные. Для более точного определения скорости подсоса воздуха в рабочем проёме необходимо определить расход воздуха L в вытяжной трубе шкафа, ко- торый равен
L = vв Fв3600 м3/ч, (12.10)
где
vв – средняя скорость движения воздуха в воздуховоде (трубе), м/с;
Fв – площадь сечения воздуховода, м2.
Через рабочий проем вытяжного шкафа, очевидно, пройдет примерно то же количество воздуха, что и через воздуховод, т. е. можно записать
L = vп Fп 3600 м3/ч, (12.11)
где vп
– средняя скорость движения воздуха через рабочий проем вытяж-
ного шкафа, м/с;
Fп – площадь рабочего проема, м2. Из формулы (12.11) следует, что
vп
L
Fп 3600
, м/с. (12.12)
Скорость движения воздуха в воздуховодах вентиляционных систем должна определяться в соответствии с ГОСТ 12.3.018. При этом мерное сече- ние, т. е. то сечение, в плоскости которого выполняются замеры, должно распо- лагаться на расстоянии 5d от мест возмущения воздушного потока (отводов, шиберов, диафрагм и т. п.). При отсутствии прямолинейных участков необходи- мой длины мерное сечение допускается располагать в месте, делящем выбран- ный для измерения участок в соотношении 3: 1 в направлении движения возду- ха. Допускается размещать мерное сечение и непосредственно в месте внезап- ного расширения при сужении потока.
Поскольку скорость движения воздуха в различных точках поперечного сечения воздуховодов неодинакова, то в ГОСТ 12.3.018 предусмотрено измере- ние местной скорости в нескольких точках, количество которых, например, для воздуховодов прямоугольного сечения при длине короткой стороны 200 мм должно быть не менее 4 – см. рис. 12.3, а при большей длине сторон – 16. Мак- симальное отклонение координат точек измерения от указанных в ГОСТ не должно превышать 10 %. Количество измерений в каждой точке должно быть не менее трех.
Для измерения скорости воздуха в воздуховодах могут применяться ука- занные ранее анемометры, термоанемометры (при скорости воздуха менее
5 м/с), а также комбинированные приёмники воздушного давления (ПВД) (рис. 12.4), соединяемые с дифференциальными микроманометрами – при ско- рости движения воздуха более 5 м/с.
Необходимо иметь в виду, что при внесении в воздуховод крыльчатого или чашечного анемометра уменьшается проходное сечение воздуховода. Поэ- тому измеренная этими приборами скорость будет отличаться от фактической.
Рис. 12.3. Координаты точек измерений давлений и скорости в воздуховодах прямоугольного сечения
Рис. 12.4. Схема комбинированного приемника давления:
1 – отверстие приемника полного давления; 2 – отверстие приемника статического давления; 3,4 – трубки для подсоединения резиновых шлангов микроманометра
Термоанемометры и приёмники воздушного давления, имея меньшие га- бариты, не приводят к столь значительному изменению скорости воздуха из-за уменьшения проходного сечения.
Измерение скорости воздуха комбинированными ПВД основано на опре- делении величины динамического давления pд, (т. е. давления, создаваемого движущимся потоком воздуха),
Расчёт систем вентиляции в соответствии с СП 60.13330.2012 при проек- тировании в общем случае выполняется в следующей последовательности:
-
основываясь на конкретных условиях, выбирается тип вентиляции: об- менная или местная, естественная или механическая и т. п.; -
определяется количество выделяющихся вредностей в единицу време- ни, которыми могут быть избыточное тепло, влага, вредные пары или газы. Например, тепловыделения Qдв от двигателя внутреннего сгорания составляют
Qдв = 0,02Ne qe ·Qh, (12.1)
где Ne – эффективная мощность двигателя, Вт; qe – удельный расход топлива, кг/Вт·с;
Qh – низшая теплотворная способность топлива, Дж/кг.
В некоторых случаях количество выделяемых вредностей устанавливает- ся экспериментально;
-
n
определяется необходимый воздухообмен – количество воздуха, кото- рое нужно подать или удалить из помещения для обеспечения требуемых пара- метров воздушной среды. Например, в случае наличия в помещении избыточ- ных тепловыделений и при отсутствии забора воздуха местными отсосами на технологические и иные нужды необходимый объём L приточного воздуха будет
3,6Qизб
L =i=1 , м3/ч, (12.2)
c (t ух t пр )
где
Qизб
i=1
– суммарные избыточные явные тепловыделения от n источ-
ников, Вт;
c – теплоёмкость воздуха, кДж/(кг·К);
– плотность приточного воздуха, кг/м3;
tух, tпр – температура, соответственно, уходящего и приточного воздуха, С.
Температура уходящего воздуха определяется как
tух = tр.з+ t(Hо – 2), (12.3)
где tр.з – температура воздуха в рабочей зоне, требуемая по нормам [4, 5], С;
Hо – расстояние от пола до середины вытяжных отверстий;
t – температурный градиент, равный (0,5 0,1) С/м.
Воздухоподача L (м3/ч) для удаления избыточного влаговыделений рас- считывается по формуле
L =
Wi
i=1
(dух dпр )
, (12.4)
где Wi
i=1
– суммарные влаговыделения от n источников, г/ч;
dух, dпр – влагосодержание, соответственно, уходящего и приточного воз- духа, г/кг сухого воздуха; определяется по таблицам физических характеристик воздуха.
Воздухоподача для удаления вредных веществ
G
o
L = ПДК - q
, м3/ч, (12.5)
где G – количество выделенных вредных веществ, мг/ч;
qo – содержание вредных веществ в приточном воздухе, мг/м3. Обычно qo = 0;
ПДК – предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны, мг/м3. Определяется по ГОСТ 12.1.005.
В отдельных случаях, если количество выделяющихся вредностей не под- даётся расчёту, требуемый воздухообмен определяют по формуле
L = KV, м3/ч, (12.6)
где K – кратность воздухообмена – отношение количества воздуха, пода- ваемого за 1 ч в помещение, к объёму V, м3, этого помещения, т. е. кратность воздухообмена указывает, сколько раз в течение 1 ч сменяется воздух в данном помещении.
Кратность K принимается по нормативным документам. Например, в со- ответствии с действующими требованиями для аварийной вытяжной вентиля- ции машинных помещений судовых аммиачных холодильных установок K = 40. Для фреоновых – K = 20;
-
определяются (на четвёртом этапе) параметры технических средств, с помощью которых осуществляется подача или удаление воздуха. Прежде всего рассчитывают длину l и сечение F (м2) воздуховодов, равное
L
F = v 3600 , м2, (12.7)
где v – скорость движения воздуха в воздуховоде. Обычно в магистралях принимают v = 15 20 м/с, а в ответвлениях – 6 12 м/с.
Далее рассчитывают потери давления H (Па) на преодоление сопротивле- ния движению воздуха по воздуховодам
-
v2
H = ( d + li ) 2 , Па, (12.8)
где – коэффициент линейных потерь на трение при движении воздуха по воздуховоду;
d – диаметр воздуховода, м;
li
– сумма коэффициентов местных потерь в фасонных элементах воз-
духоводов (поворотах, арматуре, узлах слияния и деления потока и др.).
Затем подбирается вентилятор и вычисляется установочная мощность N приводного двигателя
L H
N = 3600
, кВт, (12.9)
в п
где в, п – КПД вентилятора и передачи соответственно.
В процессе эксплуатации вентиляционных систем не реже одного раза в год необходимо оценивать эффективность их работы, включая контроль ско- рости движения воздуха в воздуховодах. Для местной вентиляции контроли- руется также скорость движения в открытых рабочих проёмах, которая для вы- тяжных шкафов не должна быть ниже 0,3 м/с, а при выделении токсических вредных веществ – 0,7 1,0 м/с [18]. Для особо токсичных веществ скорость подсоса должна увеличиваться до 2,5 – 3,0 м/с.
Скорость движения воздуха в рабочих проёмах можно измерить с помо- щью анемометров чашечных (в пределах от 1 до 20 м/c) или крыльчатых
(0,5 5 м/с), а также прибора комбинированного (анемометр) ТКМ-50. Для из- мерения скоростей до 0,5 м/с применяют кататермометры, термоанемометры. Однако необходимо иметь в виду, что непосредственное измерение скорости в рабочем проёме вытяжного шкафа не позволяет точно характеризовать его работу, так как рассматриваемая скорость в значительной степени зависит от места замера. Поэтому такие измерения следует рассматривать как ориентиро- вочные. Для более точного определения скорости подсоса воздуха в рабочем проёме необходимо определить расход воздуха L в вытяжной трубе шкафа, ко- торый равен
L = vв Fв3600 м3/ч, (12.10)
где
vв – средняя скорость движения воздуха в воздуховоде (трубе), м/с;
Fв – площадь сечения воздуховода, м2.
Через рабочий проем вытяжного шкафа, очевидно, пройдет примерно то же количество воздуха, что и через воздуховод, т. е. можно записать
L = vп Fп 3600 м3/ч, (12.11)
где vп
– средняя скорость движения воздуха через рабочий проем вытяж-
ного шкафа, м/с;
Fп – площадь рабочего проема, м2. Из формулы (12.11) следует, что
vп
L
Fп 3600
, м/с. (12.12)
Скорость движения воздуха в воздуховодах вентиляционных систем должна определяться в соответствии с ГОСТ 12.3.018. При этом мерное сече- ние, т. е. то сечение, в плоскости которого выполняются замеры, должно распо- лагаться на расстоянии 5d от мест возмущения воздушного потока (отводов, шиберов, диафрагм и т. п.). При отсутствии прямолинейных участков необходи- мой длины мерное сечение допускается располагать в месте, делящем выбран- ный для измерения участок в соотношении 3: 1 в направлении движения возду- ха. Допускается размещать мерное сечение и непосредственно в месте внезап- ного расширения при сужении потока.
Поскольку скорость движения воздуха в различных точках поперечного сечения воздуховодов неодинакова, то в ГОСТ 12.3.018 предусмотрено измере- ние местной скорости в нескольких точках, количество которых, например, для воздуховодов прямоугольного сечения при длине короткой стороны 200 мм должно быть не менее 4 – см. рис. 12.3, а при большей длине сторон – 16. Мак- симальное отклонение координат точек измерения от указанных в ГОСТ не должно превышать 10 %. Количество измерений в каждой точке должно быть не менее трех.
Для измерения скорости воздуха в воздуховодах могут применяться ука- занные ранее анемометры, термоанемометры (при скорости воздуха менее
5 м/с), а также комбинированные приёмники воздушного давления (ПВД) (рис. 12.4), соединяемые с дифференциальными микроманометрами – при ско- рости движения воздуха более 5 м/с.
Необходимо иметь в виду, что при внесении в воздуховод крыльчатого или чашечного анемометра уменьшается проходное сечение воздуховода. Поэ- тому измеренная этими приборами скорость будет отличаться от фактической.
Рис. 12.3. Координаты точек измерений давлений и скорости в воздуховодах прямоугольного сечения
Рис. 12.4. Схема комбинированного приемника давления:
1 – отверстие приемника полного давления; 2 – отверстие приемника статического давления; 3,4 – трубки для подсоединения резиновых шлангов микроманометра
Термоанемометры и приёмники воздушного давления, имея меньшие га- бариты, не приводят к столь значительному изменению скорости воздуха из-за уменьшения проходного сечения.
Измерение скорости воздуха комбинированными ПВД основано на опре- делении величины динамического давления pд, (т. е. давления, создаваемого движущимся потоком воздуха),