Проектирование вентиляции кузнечного цеха

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство науки и образования Украины

ГВУЗ «Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры»

Кафедра отопления, вентиляции и качества воздушной среды

Курсовая работа

по дисциплине Промышленная вентиляция

Работу выполнил: Плахотник Р.Е.

Днепропетровск 2015

Исходные данные для проектирования

· наименование объекта - кузнечный цех;

· вариант - 3в;

· район строительства - г. Житомир;

· высота помещения - 7м;

Наличие станков:

1. отрезной станок, мощность двигателя 14 кВт;

2. кран, мощность двигателя 5 кВт;

3. нагревательная печь, 3шт: производительность по металлу 100 кг/час; расход мазута 10 кг/час;температура печи 1200

4. наковальня;

5. молот пневматический, мощность двигателя 13 кВт; 2шт;

6. комбинированные ножницы, мощность электродвигателяч 7,5 кВт; 2шт;

7. вальцы, мощность двигателя 5,8 кВт; 2шт;

8. правильная плита;2шт;

Параметры наружного воздуха:

· для тёплого периода по параметру «А»:

· для холодного периода по параметру «Б»:

· для переходного периода:

· географическая широта - 50.

Расчётные параметры:

· для холодного и переходного периодов:

· для тёплого периода:

Категория работ - ІІб

Состав ограждающих конструкций:

Стена:

· цементно-песчаная штукатурка

· ячеистый бетон

· штукатурка на сложном растворе

Чердачное перекрытие:

· рубероидный ковёр

· асфальтовая стяжка

· перлитобетон

· ж / б плиты

Пол:

· асфальтобетон

· ж / б плиты

· песчаная подготовка

Окна:

3,5 х 4,6 м

одинарное остекление R=0.16 Вт/м^{2 0}С

Введение

Микроклимат производственных помещений определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также температуры окружающих поверхностей. По этой причине указанные характеристики приняты в качестве нормируемых параметров микроклимата. Оптимальные и допустимые величины температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха для рабочей зоны производственных помещений устанавливаются в зависимости от тяжести выполняемой работы, периода года и количества избытков явного тепла в помещении.

Оптимальными микроклиматическими условиями считаются такие сочетания параметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального функционального и теплового состояния организма без напряжения реакций терморегуляции, создают ощущение теплового комфорта и способствуют поддержанию высокого уровня работоспособности.

Допустимыми условиями считаются такие параметры микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызвать преходящие и быстро нормализующиеся изменения функционального и теплового состояния организма и напряжение реакций терморегуляции, не выходящих за пределы физиологических приспособительных возможностей. При этом не возникает нарушений здоровья, но могут наблюдаться дискомфортные теплоощущения и понижение работоспособности.

Поэтому в производственных помещениях должны обеспечиваться по возможности оптимальные параметры микроклимата. Одним из необходимых условий здорового и высокопроизводительного труда является обеспечение чистоты воздуха и нормальных метеорологических условий в рабочей зоне помещений, т. е. пространстве высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, где находятся рабочие места

Общие сведения о загрязнении воздуха рабочей зоны

Атмосферный воздух в своем составе содержит (% по объему): азота - 78,08; кислорода - 20,95; аргона, неона и других инертных газов - 0,93; углекислого газа - 0,03; прочих газов - 0,01. Воздух такого состава наиболее благоприятен для дыхания. Воздух рабочей зоны редко имеет приведенный выше химический состав, так как многие технологические процессы сопровождаются выделением в воздух производственных помещений вредных веществ - паров, газов, твердых и жидких частиц.

Поступление в воздух рабочей зоны того или иного вредного вещества зависит от технологического процесса, используемого сырья, а также от промежуточных и конечных продуктов. Так, пары выделяются в результате применении различных жидких веществ, например, растворителей, ряда кислот, бензина, ртути и т. д., а газы - чаще всего при проведении технологического процесса, например, при сварке, литье, термической обработке металлов

Вредные вещества проникают в организм человека главным образом через дыхательные пути,

а также через кожу и с пищей. Большинство этих веществ относится к опасным и вредным производственным факторам, поскольку они оказывают токсическое действие на организм человека. Эти вещества, хорошо растворяясь в биологических средах, способны вступать с ними во взаимодействие, вызывая нарушение нормальной жизнедеятельности.

Вентиляция как средство защиты воздушной среды производственных помещений

Задачей вентиляции является обеспечение чистоты воздуха и заданных метеорологических условий в производственных помещениях. Вентиляция достигается удалением загрязненного или нагретого воздуха из помещения и подачей в него свежего воздуха.

По месту действия вентиляция бывает обще обменной и местной. Действие обще обменной вентиляции основано на разбавлении загрязненного, нагретого, влажного воздуха помещения свежим воздухом до предельно допустимых норм. Эту систему вентиляции наиболее часто применяют в случаях, когда вредные вещества, теплота, влага выделяются равномерно по всему помещению. При такой вентиляции обеспечивается поддержание необходимых параметров воздушной среды во всем объеме помещения.

Воздухообмен в помещении можно значительно сократить, если улавливать вредные вещества в местах их выделения. С этой целью технологическое оборудование, являющееся источником выделения вредных веществ, снабжают специальными устройствами, от которых производится отсос загрязненного воздуха. Такая вентиляция называется местной вытяжкой. Местная вентиляция по сравнению с обще обменной требует значительно меньших затрат на устройство и эксплуатацию.

Естественная вентиляция

Воздухообмен при естественной вентиляции происходит вследствие разности температур воздуха в помещении и наружного воздуха, а также в результате действия ветра. Естественная вентиляция может быть неорганизованной и организованной. При неорганизованной вентиляции поступление и удаление воздуха происходит через не плотности и поры наружных ограждений (инфильтрация), через окна, форточки, специальные проемы (проветривание). Организованная естественная вентиляция осуществляется аэрацией и дефлекторами, и поддается регулировке.

Аэрация осуществляется в холодных цехах за счет ветрового давления, а в горячих цехах за счет совместного и раздельного действия гравитационного и ветрового давлений. В летнее время свежий воздух поступает в помещение через нижние проемы, расположенные на небольшой высоте от пола (1-1,5 м), а удаляется через проемы в фонаре здания.

Механическая вентиляция

В системах механической вентиляции движение воздуха осуществляется вентиляторами и в некоторых случаях эжекторами. Приточная вентиляция. Установки приточной вентиляции обычно состоят из следующих элементов: воздухозаборное устройство для забора чистого воздуха; воздуховоды, по которым воздух подается в помещение; фильтры для очистки воздуха от пыли; калориферы для нагрева воздуха; вентилятор; приточные насадки; регулирующие устройства, которые устанавливаются в воздухоприемном устройстве и на ответвлениях воздуховодов.

Вытяжная вентиляция. Установки вытяжной вентиляции включают в себя: вытяжные отверстия или насадки; вентилятор; воздуховоды; устройство для очистки воздуха от пыли и газов; устройство для выброса воздух, которое должно быть расположено на 11,5 м выше конька крыши.

При работе вытяжной системы чистый воздух поступает в помещение через не плотности в ограждающих конструкциях. В ряде случаев это обстоятельство является серьезным недостатком данной системы вентиляции, так как неорганизованный приток холодного воздуха (сквозняки) может вызвать простудные заболевания. Приточно-вытяжная вентиляция. В этой системе воздух подается в помещение приточной вентиляцией, а удаляется вытяжной вентиляцией, работающими одновременно.

Местная вентиляция

Местная вентиляция бывает приточной и вытяжной. Местная приточная вентиляция служит для создания требуемых условий воздушной среды в ограниченной зоне производственного помещения. К установкам местной приточной вентиляции относятся: воздушные души и оазисы, воздушные и воздушно-тепловые завесы. Воздушное душирование применяют в горячих цехах на рабочих местах под воздействием лучистого потока теплоты интенсивностью 350 Вт/м и более. Воздушный душ представляет собой направленный на рабочего поток воздуха. Скорость обдува составляет 1-3,5 м/с в зависимости от интенсивности облучения. Эффективность душирующих агрегатов повышается при распылении воды в струе воздуха.

Воздушные оазисы - это часть производственной площади, которая отделяется со всех сторон легкими передвижными перегородками и заполняется воздухом более холодным и чистым, чем воздух помещения. Воздушные и воздушно-тепловые завесы устраивают для защиты людей от охлаждения проникающим через ворота холодным воздухом. Завесы бывают двух типов: воздушные с подачей воздуха без подогрева и воздушно-тепловые с подогревом подаваемого воздуха в калориферах.

Работа завес основана на том, что подаваемый воздух к воротам выходит через специальный воздуховод с щелью под определенным углом с большой скоростью (до 10-15 м/с) навстречу входящему холодному потоку и смешивается с ним. Полученная смесь более теплого воздуха поступает на рабочие места или (при недостаточном нагреве) отклоняется в сторону от них. При работе завес создается дополнительное сопротивление проходу холодного воздуха через ворота.

Местная вытяжная вентиляция. Ее применение основано на улавливании и удалении вредных веществ непосредственно у источника их образования. Устройства местной вытяжной вентиляции делают в виде укрытий или местных отсосов. Укрытия с отсосом характерны тем, что источник вредных выделений находится внутри них.

Они могут быть выполнены как укрытия - кожухи, полностью или частично заключающие оборудование (вытяжные шкафы, витринные укрытия, кабины и камеры). Внутри укрытий создается разрежение, в результате чего вредные вещества не могут попасть в воздух помещения. Такой способ предотвращения выделения вредных веществ в помещении называется аспирацией.

Аспирационные системы обычно блокируют с пусковыми устройствами технологического оборудования с тем, чтобы отсос вредных веществ производился не только в месте их выделения, но и в момент образования.

Полное укрытие машин и механизмов, выделяющих вредные вещества, наиболее совершенный и эффективный способ предотвращения их попадания в воздух помещения. Важно еще на стадии проектирования разрабатывать технологическое оборудование таким образом, чтобы такие вентиляционные устройства органически входили бы в общую конструкцию, не мешая технологическому процессу и одновременно полностью решая санитарно-гигиенические задачи.

Защитно-обеспыливающие кожухи устанавливаются на станки, на которых обработка материалов сопровождается пылевыделением и отлетанием крупных частиц, которые могут нанести травму. Это шлифовальные, обдирочные, полировальные, заточные станки по металлу, деревообрабатывающие станки и др.

Вытяжные шкафы находят широкое применение при термической и гальванической обработке металлов, окраске, развеске и расфасовке сыпучих материалов, при различных операциях, связанных с выделением вредных газов и паров.

Кабины и камеры представляют собой емкости определенного объема, внутри которых производятся работы, связанные с выделением вредных веществ (пескоструйная и дробеметная обработка, окрасочные работы и т.д.).Вытяжные зонты применяют для локализации вредных веществ, поднимающихся вверх, а именно при тепло - и влаговыделениях.

Всасывающие панели применяют в тех случаях, когда применение вытяжных зонтов недопустимо по условию попадания вредных веществ в органы дыхания работающих. Эффективным местным отсосом является панель Чернобережского, применяемая при таких операциях, как газовая сварка, пайка и т.п.

Пылегазоприемники, воронки применяются при проведения пайки и сварочных работ. Они располагаются в непосредственной близости от места пайки или сварки. Бортовые отсосы. При травлении металлов и нанесении гальванопокрытий с открытой поверхности ванн выделяются пары кислот, щелочей, при цинковании, меднении, серебрении - чрезвычайно вредный цианистый водород, при хромировании - окись хрома и т.д.

Для локализации этих вредных веществ используют бортовые отсосы, представляющие собой щелевидные воздуховоды шириной 40-100 мм, устанавливаемые по периферии ванн.

теплопоступление радиация вентиляция

1. Расчёт теплопоступлений

Теплопоступления от людей зависят от характера выполняемой работы, температуры и подвижности окружающего воздуха. В практических расчётах, как правило, учитывают только явную теплоту, поскольку скрытая теплота, увеличивая энтальпию воздуха, значительного влияния на него не оказывает. (по табл.2.1)

Теплый период

- - явное теплопоступление от людей;

- - полное (суммарное) теплопоступление от людей;

Холодный период и переходной

- - явное теплопоступление от людей;

- - полное (суммарное) теплопоступление от людей;

17\ - количество рабочих.

Теплопоступления от источников освещения

- освещённость рабочих поверхностей, лк; Е = 150лк

- площадь пола помещения, =48·24=1152 м²;

- удельные тепловыделения от люминисцентных ламп, =0.056 Вт/(м²·лк), (табл.2.5);

- доля теплоты, поступающей в помещение = 0.45.

Теплопоступления от электродвигателей работающих станков и оборудования:



- номинальная установочная мощность электродвигателя, кВт;

- коэффициент полноты загрузки электродвигателя (Волков);

- КПД электродвигателя, (табл.2.11);

- коэффициент перехода теплоты в помещение (Волков);

отрезной станок:

кран:

молот пневматический:

комбинированные ножницы:

вальцы:

?

Теплопоступления от приборов дежурного отопления:

предназначенного для поддержания внутренней температуры в нерабочее время (выходные, праздничные дни, цеха с одно- и двухсменной работой) при функционировании в рабочее время определяют по формуле

- теплопотери помещения при ;

- расчётная наружная температура, ;

- средняя температура теплоносителя в нагревательном приборе, ;

- температуры теплоносителя в подающем и обратном трубопроводе системы отопления, определяемые по температурному графику тепловых сетей в зависимости от наружной температуры , °С;

- расчётная внутренняя температура в рабочей зоне помещения, °С.

Теплопоступления от нагретых поверхностей трубопроводов и воздуховодов:

при отсутствии изоляции:

- коэффициент теплоотдачи от поверхности трубы к окружающему воздуху, Вт/м²·К

при слабом движении воздуха () = 9.3+0.05·(130-18)=52.08 Вт/м²·К;

-наружный диаметр трубы, м;

- длина трубы, м;

- температура теплоносителя в трубопроводе, °С;

- температурный перепад между стенкой трубы и окружающим воздухом, приближенно можно принять ;

Теплопоступления от солнечной радиации:

- тепловой поток прямой и рассеянной радиации, Вт/м² (табл.2.15);

-коэффициент, учитывающий затенение остекления световых проёмов переплётов и загрязнением атмосферы = 0,75;

- коэффициент, учитывающий загрязнение стекла = 0,9.

Таблица 1

часы	Ориентация окон	Всего
	С	Ю	З	В
7-8	77	71	639	55	842
8-9	71	145	611	59	886
9-10	64	243	471	60	838
10-11	60	329	273	60	722
11-12	59	373	109	65	606
12-13	59	373	65	109	606
13-14	60	329	60	273	722
14-15	64	243	60	471	838
15-16	71	145	59	611	886
16-17	77	71	55	639	842
17-18	112	55	44	564	775

Максимальное поступление солнечной радиации наблюдается в период с 8.00 - 9.00 и 15.00 - 16.00 равно.

Максимальные поступления солнечной радиации:

- площадь окон, м²

- коэффициент относительного проникновения солнечной радиации через заполнение светового проёма =1.

Теплопоступления через покрытия:



- коэффициент для любого часа суток, определяемый по табл. 2.20;

- среднесуточное поступление теплоты в помещение,

F - площадь покрытия, м²;

- сопротивление теплопередачи покрытия, (м²·К)/Вт, определяемое теплотехническим расчётом или принимаемое по табл. 2.21, если теплотехнический расчёт не выполняется;

- температура уходящего воздуха под покрытием, для холодных цехов

- температура наружного воздуха, принимаемая по параметрам климата А;

- условная среднесуточная температура наружного воздуха, определяемая по формуле:

- расчётная температура наружного воздуха, принимаемая равной средней температуре июля;

- коэффициент поглощения теплоты солнечной радиации наружной поверхностью покрытия (с алюминиевой краской =0,5);

-среднесуточный тепловой поток суммарной (прямой + рассеянной) солнечной радиации, поступающей в июле на горизонтальную поверхность, Вт/м² (принимается по табл. 2.23);

- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м²·К),

- расчётная скорость ветра,=1 (для Днепропетровска) м/с;

- амплитуда колебания теплового потока, Вт

- коэффициент тепловосприятия внутренней поверхностью покрытия, = 8,7 Вт/(м²);

- амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности покрытия, °С,

- амплитуда колебаний температуры наружного воздуха с учётом солнечной радиации, °С

- максимальное значение теплового потока суммарной (прямой + рассеянной) солнечной радиации за июль, поступающие на горизонтальную поверхность, Вт/м² (принимается по табл. 2.23);

- максимальная амплитуда колебаний температуры наружного воздуха в июле, принимаемая с коэффициентом 0,5 (табл.2.22);

- затухание амплитуды колебания температуры наружного воздуха в покрытии,

е =2,718 - основание натуральных логарифмов;

D - характеристика тепловой инерции покрытия;

, ,… - принимаются по результатам теплотехнического расчёта покрытия;

, ,… - коэффициенты теплоусвоения наружных поверхностей отдельных слоёв покрытия, Вт/(м²·К).

Если слой имеет D = RS ? 1, то для него , т.е. равно коэффициенту теплоусвоения этого слоя;

при D = RS< 1,

R= - сопротивление теплопередаче слоя, м²·К/Вт;

- коэффициент теплоусвоения материала этого слоя;

- коэффициент теплоусвоения наружной поверхности предыдущего слоя, вычисляемый по приведенной формуле. Если первый слой ограждения имеет , для него



- сопротивление теплопередаче первого слоя;

- коэффициент теплоусвоения материала первого слоя;

- коэффициент тепловосприятия.

Вт/м^{2 0}С

=150

⁰С

Теплопоступление через покрытие:

2. Расчёт теплопотерь

Потери теплоты через ограждающие конструкции:

Q_осн=k·F(t_в-t_н^Б)n, Вт

где k- коэффициент теплопередачи ограждающих конструкций, Вт/м²°С;

F- площадь ограждения, м²;

t_в- расчетная температура внутреннего воздуха, °С;

t_н^Б- расчетная температура наружного воздуха по параметру «Б», °С,

n - коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности ограждающей конструкции

по отношению к наружному воздуху.

Термическое сопротивление.

стен: R₀=,

R₀^ст= м²°С/Вт,

потолка: R₀=,

Вт/м^{2 0}С

1) полов: R_I= м²°С/Вт,

R_II= м²°С/Вт,

R_III= м²°С/Вт, ,

R_IV= 14.2 м²°С/Вт.

Коэффициенты теплопередачи ограждающих конструкций.

1) стены: К_ст=1/R₀=1/0.896=1.12 Вт/м²°С;

2) потолка: К_пот=1/R₀=1/0.838=0,54 Вт/м²°С;

3) окон: К_ок=1/R₀=1/0,16=6.25 Вт/м²°С;

4) ворота: К_ВР=1/R₀=1/0,16=6,25 Вт/м²°С;

5) пола по зонам: К₁=1/R_I=1/2,15=0,47 Вт/м²°С,

К₂=1/R_II=1/4,3=0,233 Вт/м²°С,

К₃=1/R_III=1/8,6=0,116 Вт/м²°С,

К₄=1/R_IV=1/14,2=0,07 Вт/м²°С.

Разбивка пола по зонам

F_ПЛI=288 м²

F_{ПЛ II}=240 м²

F_{ПЛ III}=208 м²

F_{ПЛ IV}=282 м²

Таблица 2 Холодный период.

Наименование помещения и tв	Ограждение	К, Вт/м2°С	?t, °С	n	Qо, Вт	Дополнительные теплопотери	Q, Вт
	Наименование	Ориетнация по сторонам света	Размеры аЧв, м	F, м2					на ориентацию	на высотность	1+Ув
Кузнечный цех 18 °С	НС	C	(48+0,24)х7	336	1,12	42	1	15805	0,05	-	1,05	16595
	НС	Ю	(48+0,24)х7	336	1,12		1	15805	0,1	-	1,1	17385
	НС	З	(24+0,24)х7	168	1.12		1	7902	0,1	-	1,1	8692
	НС	В	(24+0,24)х7	168	1.12		1	7902	-	-	1	7902
	ОО	C	7х3,5*4,6	113	5,13		1	24346	0,05	-	1,05	25564
	ОО	Ю	7х3,5*4,6	113	5,13		1	24346	0,1	-	1,1	26780
	ОО	З	4х3,5*4,6	84	5,13		1	18098	0,1	-	1,1	19908
	ОО	В	4х3,5*4,6	84	5,13		1	18098	-	-	1	18098
	Вт	C	3,5*4	14	5,13		1	3016	0,05	-	1,05	3167
	Вт	Ю	3,5*4	14	5,13		1	3016	0,1	-	1,1	3317
	Пт	-	24х48	1152	0,54		1	26127	-	-	1	26127
	ПлI	-	192+96	288	0,47		1	5685	-	-	1	5685
	ПлII	-	176+64	240	0,23		1	2318	-	-	1	2318
	ПлIII	-	160+48	208	0,12		1	1048	-	-	1	1048
	ПлIV	-	36х8	282	0,07		1	829	-	-	1	829

Q=183415 Вт

Таблица 3 Переходной период.

Наименование помещения и tв	Ограждение	К, Вт/м2°С	?t, °С	n	Qо, Вт	Дополнительные теплопотери	Q, Вт
	Наименование	Ориетнация по сторонам света	Размеры аЧв, м	F, м2					на ориентацию	на высотность	1+Ув
Кузнечный цех 18 °С	НС	C	(48+0,24)х7	336	1,12	10 -42	1	3763	0,05	-	1,05	3951
	НС	Ю	(48+0,24)х7	336	1,12		1	3763	0,1	-	1,1	4139
	НС	З	(24+0,24)х7	168	1.12		1	1881	0,1	-	1,1	2069
	НС	В	(24+0,24)х7	168	1.12		1	1881	-	-	1	1881
	ОО	C	7х3,5*4,6	113	5,13		1	5796	0,05	-	1,05	6085
	ОО	Ю	7х3,5*4,6	113	5,13		1	5796	0,1	-	1,1	6315
	ОО	З	4х3,5*4,6	84	5,13		1	4309	0,1	-	1,1	4740
	ОО	В	4х3,5*4,6	84	5,13		1	4309	-	-	1	4309
	Вт	C	3,5*4	14	5,13		1	720	0,05	-	1,05	756
	Вт	Ю	3,5*4	14	5,13		1	720	0,1	-	1,1	792
	Пт	-	24х48	1152	0,54		1	6220	-	-	1	6220
	ПлI	-	192+96	288	0,47		1	1353	-	-	1	1353
	ПлII	-	176+64	240	0,23		1	552	-	-	1	552
	ПлIII	-	160+32	192	0,12		1	230	-	-	1	230
	ПлIV	-	36х8	282	0,07		1	197	-	-	1	197

Q=43589 Вт

Потери теплоты на нагрев поступающих материалов

- масса поступающих однородных материалов в течение 1ч, =300кг;

- их удельная теплоёмкость, кДж/(кг ·К), для металла ;

- коэффициент, учитывающий интенсивность поглощения теплоты во времени, значение зависит от размеров, формы, теплофизических свойств тела, продолжительности его охлаждения. Приближённо его можно определить по графику на рис. 2.1 в зависимости от критерия Фурье.=0,65

- температура материала: для металла и металлических изделий .

Потери теплоты на нагрев транспорта

где - расход теплоты на нагрев транспорта от температуры наружной до температуры внутренней,

Для ГАЗ - 69

- коэффициент учитывающий интенсивность поглощения теплоты,

- время пребывания машины в цехе, мин

Для ГАЗ - 69 =1167, Вт

Потери теплоты на нагрев инфильтрационного воздуха

Потери теплоты на нагрев инфильтрационного воздуха

,

где с - удельная теплоемкость воздуха, ;

- коэффициент, учитывающий нагревание инфильтрующегося воздуха встречным тепловым потоком, ;

- расчетная площадь светового проема,

- масса воздуха поступающего в помещение путем инфильтрации через 1 окна,

,

где - сопротивление воздухопроницанию светового проема

- разность давления воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций, Па

, Па

где - высота зданий от поверхности земли до верха карниза, ;

- высота от поверхности земли до центра той ограждающей конструкции (окно, фонарь) для которой определяется ;

, - плотности соответственно наружного и внутреннего воздуха, ;

- расчетная скорость ветра для данной местности в холодный период года,

, - аэродинамические коэффициенты соответственно для наветренной и заветренной поверхностей ограждающих конструкций;

- коэффициент, учитывающий изменение скоростного давления ветра в зависимости от высоты и характера местности;

- разность давлений, возникающая вследствие дебаланса между подаваемым в помещение и удаляемым из него воздухом ,

- так как дебаланс между удаляемым и подаваемым воздухом отсутствует.

Холодный период

Па

Переходной период

Потери теплоты на нагрев холодного воздуха, поступающего через открытые проемы ворот

,

где - теплоемкость воздуха, ;

- время, в течение которого ворота открыты, мин; мин;

- количество, врывающегося воздуха,

,

где - коэффициент расхода, ;

- площадь ворот, ;

- расстояние между приточных (ворот) и вытяжных проемов, м м

, - плотность сухого наружного и внутреннего воздуха,

Холодный период

Переходной период

3. Расчет влаговыделений

Влаговыделение от людей

,

где - влаговыделение одним человеком, ;

- количество людей, находящихся в помещении, чел;

Влаговыделения с поверхности пола

=6*1152*(20-11,8)*=56.68 кг/час

=6*1152*(18-11,5)*=44,93 кг/час

Суммарные влаговыделения

=62,83 кг/час

=51,08 кг/час

4. Выделение газов и паров

Выделение углекислого газа людьми

,

где - количество , выделяемое одним человеком,

;

- количество людей, находящихся в помещении, чел.

Количество вредных газов, выделяющееся при работе автомобилей с двигателем на жидком топливе

G_к=15(0,6+0,8В), кг/ч

15-количество выхлопных газов, образующихся из 1кг жидкого топлива, кг;

В-рабочий объемцилиндра двигателя, принимаем 6 л;

Р-массовое содержание вредностей в отработавших газах;

ф- время работы двигателя, мин.

G_к=15(0,6+0,8·6)=0,27 кг/ч

5. Тепловой баланс

Таблица 4 Теплового баланса

Источники теплопоступлений и направление теряемого тепла	Тепловой поток
	Холодный	Переходной	Теплый
Теплопоступления
1. От людей	2327	2327	2176
2. От источника освещения	4654	4654	4654
3. От электродвигателей	18120	18120	18120
4. Теплопоступления от нагретых поверхностей трубопроводов и воздуховодов	914309
5, От приборов дежурного отопления	108006
6. От солнечной радиации			192556
7. Теплопоступления через покрытие			10390
Прочие 5%	52370	1255	11394
Всего	1099786	26536	239290
Теплопотери
1. Через ограждающие конструкции	183415	43589
2. На нагрев инфильтрационного воздуха	17946	4272
3. На нагрев поступающих материалов	1079
4. На нагрев транспорта	1167
5. На нагрев воздуха, поступающего через открытые проемы ворот без воздушных завес	202304	46241
Прочие 5%	20295	4705
Всего	426206	98807
Итого	673580	72271

Местные вытяжные и приточные системы вентиляции.

Расчет воздушной тепловой завесы.

Воздушные завесы предназначены для предотвращения поступления наружного воздуха через открытые проемы ворот и дверей производственных и общественных зданий.

При прорыве части холодного воздуха во время открывания ворот, дверей и технологический проемов температура воздуха на рабочих местах в районе ворот не должна быть ниже 12 °С при работе средней тяжести.

Количество воздуха, подаваемого завесой:

G_зав=3600··F_пр, кг/ч

где - характеристика завесы, принимаем ;

- коэффициент, учитывающий расход воздуха, проходящий через проем при работе завесы (=0,25 для боковых завес распашных ворот);

F_пр- площадь открываемого проема, оборудованного завесой, м²;

ДP=9,81h(с_н-с_в)- расчетная разница давления, Па;

h- расстояние от середины проема до нейтральной зоны, м;

h=0,5Н=0,5·6=3м- без аэрационных проемов, Н-высота проема, м;

с_н, с_в- плотность воздуха соответственно при наружной t_н^Б и при внутренней температуре в помещение, кг/м³;

Вычисляем: с=.

При t_н^Б=-6°С: с_н= кг/м³.

При t_в=18°С: с_в= кг/м³.

ДP=9,81·2(1,332-1,213)=3,5 Па,

- плотность смеси воздуха, проходящего через открытый проем при температуре, равной нормируемой температуре в районе ворот (t_норм=12 °С);

G_зав=3600··24=38167 кг/ч

Рис. 1 Воздушная тепловая завеса

Определяем температуру воздуха, подаваемого завесой:

t_зав=°С

где =- отношение количества теплоты, теряемой с воздухом, уходящим через открытый проем наружу, к тепловой мощности завесы, принимаем =0,13.

t_зав=°С

Определяем суммарную тепловую мощность воздухонагревателей воздушно-тепловой завесы: Q_зав=0,278G_зав·с(t_зав- t_нач), Вт

с- теплоемкость воздуха, кДж/кг°С;

t_нач- температура воздуха, забираемого на завесу, °С.

При расположении вентилятора завесы на полу t_нач= t_см=12 °С.

Q_зав=0,278·38167·1,005(28- 12)=170616 Вт

Ширина воздуховыпускной щели:

в_щ= F_пр/2Н_щ, м

где Н_щ- высота щели, равная высоте ворот, м;

в_щ=24/2·30·6=0,07 м

Скорость воздуха на выходе из щели: V_щ=G_зав/2·3600·Н_щ·в_щ·с_зав, м/с

V_щ=38167/2·3600·6·0,07·1,173=11,1 м/с, V_щ< V_доп (V_доп=25 м/с)

Дополнительные тепловыделения, необходимые для компенсации теплопотерь помещения вследствие врывания воздуха через открытые ворота:

Q_доп=, Вт

где ф- продолжительность открывания ворот в пределах 1 часа, мин (ф=20 мин);

Q_доп==17772 Вт

Расчет панели С.А. Чернобережского.

При сварке небольших деталей на фиксированных рабочих местах (сварочные посты) для удаления вредностей применяют панели С.А. Чернобережского.

Объем удаляемого воздуха определяется по формуле:

L_отс=3600·f_жс·V,

где f_жс=0,23F- площадь живого сечения панели, м² (F- ее габаритная площадь, м²);

V- скорость воздуха в живом сечении, м/с;

Панели действуют эффективно, если на 1 м² ее габаритной площади приходится не менее 3300 м³/ч отсасываемого воздуха при ее расположении вблизи стены и 5000 …..7000 м³/ч- вдали от стены.

Рис. 2 Местный отсос от сварочного поста



Рис. 3 Двухсторонняя всасывающая панель на поворотном устройстве

Габаритные размеры панели С.А. Чернобережского 900x645 мм.

Расход на 1 м² габаритной площади 5000 м³/ч- получаем L_отс=5000·0,9·0,645=2903 м³/ч.

Площадь живого сечения панели: f_жс=0,23·0,9·0,645=0,134 м².

Скорость всасывания: V==6 м/с.

м³/ч

Вблизи стены

L_отс=3300·0,9·0,645=1916 м³/ч

V==4 м/с

м³/ч

Рис. 4 Отсос к точиьной машины



Рис. 5 Местный отсос на двухшарнирном поворотном утройстве

Рис. 6 Сварочный стол со всторенным вытяжным устройством: 1 - нижняя всасывающая решотка; 2 - наклоная решотка; 3 - патрубок

Местный отсос для машины точечной сварки.

Для машины точечной сварки применяется верхний отсос от места сварки Lотс=380 м3/ч.

С варка на нефиксированных постах.

Применяют пылегазоприемники с пневматическим присосом-держателем конструкции Ленинградского института охраны труда L_отс=150 м³/ч. Пылегазоприемник выполнен в виде воронки с косым срезом, которая крепится присосом на расстоянии 150 мм от места сварки и соединяется с воздуховодом шлангом диаметром 32 мм.



Рис. 7 Переносный пылеприемник с пневматическим присосом -держателем

Шовная сварочная машина.

Для шовной сварочной машины, сваривающей металл под слоем флюса, используется щелевидный местный отсос, располагаемый непосредственно у места сварки на высоте 45 мм над флюсом длина щели отсоса над сварочным швом 300 мм.

Количество удаляемого воздуха:

L_отс=k, м³/ч

где I- сила сварочного тока, А;

k- поправочный коэффициент, k=16 для двухстороннего всасывания.

L_отс=16=94 м³/ч

Стыковая сварочная машина.

Используется сварочный стол с наклонной панелью и нижней решеткой: L_отс=1800 м³/ч.

Рис. 8 Схема укрытия контактной стыковой машины:

Таблица №5 Характеристика вентиляционного оборудования.

№	Наименование технологического оборудования	Тип местного отсоса	Объем отсасываемого воздуха
1	Машина точечной сварки	верхний отсос от места сварки	380
2	Стыковая сварочная машина	сварочный стол	1800
3	Шовная сварочная машина	щелевой местный отсос	94
4	Электросварочный пост	панель Чернобережского	61660
5	Нефиксированные посты	пылегазоприемники	150

Всего 64084

G=64084·1,2=76901кг/ч

Расчет воздухообменов общеобменной вентиляции.

Определяем количество воздуха, подаваемого в помещение, для теплого, холодного и переходного периодов для обеспечения требуемых параметров воздушной среды. Учитываем преобладающие вредные выделения.

По избыткам явной теплоты:

G_я= G_рз+, кг/ч

По избыткам влаги:

G_w= G_рз+, кг/ч

По вредным газам:

G_г= G_рз+, кг/ч

При одновременном выделении теплоты и влаги расчет количества воздуха, подаваемого в помещение, следует вести с использованием I-d диаграммы с построением луча процесса E. Он характеризует изменение параметров воздушной среды помещения.

E=3,6, кДж/кг

E^ТП=3,6=16268 кДж/кг

E^ПП=3,6=4146 кДж/кг

E^ХП=3,6=11480 кДж/кг

G_рз- количество воздуха, удаляемого из рабочей зоны местными отсосами,

G_рз=УL_отс·с_рз, кг/ч

где с_рз- плотность воздуха в рабочей зоне, с_рз=, кг/м³;

с- удельная теплоемкость воздуха, кДж/кг°С;

, , - температура воздуха соот-но в рабочей зоне, подаваемого в помещение и удаляемого из помещения, °С;

- избыток влаги в помещении, г/ч;

, , - влагосодержание воздуха в рабочей зоне, подаваемого в помещение и удаляемого из помещения, г/кг;

z- количество вредных веществ, поступающих в воздух помещения, мг/ч;

- ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны, табл.5.1. [1], мг/м³;

- концентрация вредных веществ в приточном воздухе принимается как 30% ПДК;

- ПДК вредных веществ в воздухе, удаляемом из верхней зоны помещения.

Теплый период.

Дано: =28°С.

t_пр===26,3°С

Температура воздуха, удаляемого из помещения:

=+в(Н-2)=28+0,6(8-2)=31,6 °С.

В - температурный градиент, учитывающий повышение температуры воздуха по высоте помещения на каждый метр выше рабочей зоны, табл. 5.4. [1];

Н- высота помещения, Н=8 м.

с_рз==1,173 кг/м³, G_рз=64084·1,173=75171 кг/ч

q=

Определение теплоизбытков, теплонедостатков с учетом процессов теплообмена, связанными с отоплением и вентиляцией цеха:

- теплый период

=-

=26,3°С,

=+в(Н-2)=28+0,6(8-2)=31,6 °С

)

кг/ч

при =20°С

=352001-36667=315324Вт

-переходной период

=-

=-Д=18-2,5=15,5°С,

=+в(Н-2)=18+0,6(8-2)=21,6 °С.

64084·1,213=77734 кг/ч при =18°С

Т.к. получаем отрицательное число, то тепло недостатки компенсируем воздушным отоплением, где тем-ра приточного воздуха будет:

=18+=18,6°С

-холодный период

=-+

компенсируем полученные недостатки воздушным отоплением:

=18+=18,6°С

По избыткам явной теплоты:

G_я= 75171+=53151 кг/ч

По избыткам влаги:

G_w= 75171+=175867 кг/ч

По вредным газам:

Z_р.з=ПДК_р.з

Z_пр=0,3ПДК_р.з

Z_ух=0,7ПДК_р.з

Марганец:

G_м= 75171+=144622 кг/ч

Аэрозоли:

G_а= 75171+=44042 кг/ч

Окись углерода:

G_о.у= 75171+=25176 кг/ч

Фтористый водород:

G_ф.в= 75171+=23358 кг/ч

G_мах= G_w=175867 кг/ч

Переходной период.

Дано: =18°С.

Температура воздуха, удаляемого из помещения:

=+в(Н-2)=18+0,6(8-2)=21,6 °С.

с_рз==1,213 кг/м³, G_рз=64084·1,213=77734 кг/ч

По избыткам явной теплоты:

G_я= 77734+=36541 кг/ч

По избыткам влаги:

G_w= 77734+=43864 кг/ч

По вредным газам:

G_м= 77734+=142700 кг/ч

G_а= 77734+=42992 кг/ч

G_со= 77734+=25295 кг/ч

G_фв= 77734+=23192 кг/ч

G_мах= G_м=142700 кг/ч

Холодный период.

Дано: =18°С.

G_рз^ПП= G_рз^ХП=77734 кг/ч

По избыткам явной теплоты:

G_я= 77734+=40987 кг/ч

По избыткам влаги:

G_w= 77734+=82174 кг/ч

По вредным газам:

Аналогично переходному периоду.

G_мах= G_м=142700 кг/ч

Из расчетов видно, что преобладающим видом вредных выделений являются влаговыделения.

Составляем таблицу воздушного баланса.

Аэродинамический расчет вентиляционных систем.

Расчет приточных воздуховодов.

1. Компонуем вентсистему.

2. Распределяем на участки, затем задаемся скоростями движения воздуха на участках. 3-5 м/с концевые участки, 6-10 м/с в воздуховодах, соединяемых с концевыми участками, самые дальние 10-16 м/с.

3. Проставляем расходы на участках, определяем живое сечение участков.

4. Уточняем действительную скорость в воздуховодах.

5. Определяем удельные потери давления Ртр.

6. По справочнику [2] принимаем коэффициенты местных сопротивлений на участках.

7. Определяем динамическое давление Рд. по номограмме, затем потери давления на местные сопротивления Рz.

8. Заполняем таблицу местных сопротивлений

Таблица 6 Расчета местных сопротивлений системы вентиляции В1

№ участка	Назв. сопр	о	,
1	Решетка 2 шт Дроссель-клапан Отвод Диффузор	о =2·2=4 0,05 0,35 ==0.62>0.08	4,48
2	Тройник на всасывание	=0.62 ==0.48 =0.5 v0.9	0.98
	Диффузор	==0.79>0.08
3	Тройник на всасывание	=0.79 ==0.32 =0.39 v 0.4	0.48
	Диффузор	==0.64>0.08
4	Тройник на всасывание	=0.64 ==0.24 =0.25 v 0.4	0.48
	Диффузор	==0.8>0.08
5	Тройник на всасывание	=0.8 ==0.42 =0.8 v 1	1,7
	Отвод 2шт	о =0,35·2=0,7
6	Диффузор конический за осевым вентилятором	0,2	1,5
	Зонт	1,3

Таблица 7 Расчета местных сопротивлений системы вентиляции П1

№ участка	Назв. сопр	о	,
1	Решетка 2шт Тройник на нагнетание Отвод конфузор	о =1,8·2=3,6 ==0.5 =0.64> о=1 0,35 ==0.64>0.08	4,48
2	Тройник на нагнетание	==0.5 =0.64 v 0.44	0.44
3	Тройник на нагнетание конфузор	==0.33 =1 v 0.24 ==0.79>0.04	0.28
4	Тройник на нагнетание конфузор	=1 ==0.25 v 0,15 ==0.8>0.04	0,19
5	Тройник на нагнетание Отвод	=0.81 ==0.57 0,35	0,73
6	Тройник на нагнетание	=1 ==0.3 v0,15	0,15

Полные потери давления

Рп=Ртр+Рz.

Все расчеты сводим в таблицу

6. Расчет калорифера

1) Определяем расход тепла на нагрев воздуха:



=194300·1,188=230828

- начальная и конечная температуры нагреваемого воздуха

=-6°С

=24,1°С

=1,188 кг/м³

2) Задаваясь массовой скоростью V_p, определяем требуемую площадь живого сечения калорифера по воздуху

f'=, м²

f'==7,12 м²

n===3

V_p=6-10 м/с

3) По данным калорифера ( смотрим 8,25; 8,27; 8,30 Торговников) исходя из значения требуемой площади живого сечения, выбираем номер и число калориферов, которое должно быть минимальным; одновременно находим действительную площадь живого сечения и площадь сечения трубок калорифера для прохода воды по теплоносителю, выбираем обвязку калорифера рис 8,15.

Калорифер - КПБ 12-П-01УЗ

f=2.488 м²

м²

_ф=143,5 м²

_ф(4шт)=143,5·4=574 м²

4) Находим действительную массовую скорость

==6,4 кг/м²с

5) Определяем скорость водыв трубках

W=, м/с

W==0,1 м/с

n- число параллельных потоков теплоносителей, проходящих по калориферной установке

- температура теплоносителя в подающем и обратном трубопроводе

6) Рассчитываем необходимую площадь поверхности калориферной установки

=

-=100-=91°С

=100°С

==534 м²

7) с фактической площадью поверхности нагрева выбранных калориферов _ф, определяем запас площади поверхности нагрева

100==7

=178,46 Па

Подбор фильтра

Принимаем фильтр ФС

1) Интенсивность поступления пыли в фильтр

М=СL=0.005·194300=972 г/ч

2) Определяем массу пыли, уловленной фильтром

n=12=9914 г/сут

3) Определяем расчетную пылеемкость фильтра

ФС>П_уд=2500 м³/чм²

П= П_уд·f=2500·18.9=47250 г/ч

4) Продолжительность работы фильтра без регенерации до достижения момента мах потери давления

m===5 суток

Подбор вентилятора

Потеря давления в фильтре ФС составляет 100Па

Потеря давления в калорифере =178,46 Па

Потери давления в системе приточной системы вентиляции П1 Н=246,04Па

=524,5 Па

=1,1·117240=128964 м³/час

По Н и выбираем вентилятор для приточной камеры

Система местных отсосов В1

Потери давления в системе местной вытяжной вентиляции В1 составляет Н=564,54 Па

=1,1·40672=44739 м³/час

По Н и выбираем вентилятор

Подбор вентилятора производим в программе vezafan.

Список использованной литературы

1. Волков О.Д - “Проектирование вентиляции промышленного здания”, “Вища школа ” - Харьков, 1989;

2. Торговников Б.М, Табачник В.Е - “Проектирование промышленной вентиляции” , “Будiвельник” - Киев, 1983;

3. СНиП 2.04.05-91. Отопление, вентиляция и кондиционирование - Госстрой СССР, 1992.

4. СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика - Госстрой СССР, 1992.

Размещено на Allbest.ru