Вентиляция кузнечного цеха Минского машиностроительного завода
Тепловой баланс помещения, метеорологические параметры воздуха. Теплопоступления и теплопотери, баланс тепла. Вентиляция кабин крановщиков. Расчёт зонта над кузнечным горном. Аэродинамический расчёт вентиляции. Борьба с шумом вентиляционных установок.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 20.03.2012 |
Размер файла | 753,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Курсовая работа по теме:
«Вентиляция кузнечного цеха Минского машиностроительного завода»
Тепловой баланс помещения
вентиляция кузнечный горн
Технологический процесс
Производственные процессы в кузнечных цехах включают резку и ковку холодных заготовок металла, их нагрев, ковку и штамповку, очистку кованых деталей.
Резка и правка холодных заготовок металла производится на гильотинных ножницах и правильных плитах.
Нагрев заготовок и слитков перед ковкой и штамповкой до новых температур происходит в кузнечных цехах в нагревательных печах.
Кузнечные печи работают на твёрдом, жидком, газообразном топливе. Для свободной ковки и горячей штамповке используют пневматические и паровоздушные молоты, кривошипные и гидравлические прессы и др. Основные производственные вредные выделения в кузнечных цехах - это конвективное и лучистое тепло, окись углерода, сернистый газ, пыль окалины метала, пары и аэрозоли кислоты в травильном отделении.
Метеорологические условия в кузнечных цехах принимаются как для помещений со значительными избытками явного тепла и категории тяжёлых работ. Во всех производственных помещениях отопление совмещается с приточной вентиляцией. Дежурное отопление устраивают путём переключения на рециркуляцию приточных или циркулирующих систем.
Общий воздухообмен кузнечнопрессовых цехов рассчитывают на ассимиляцию теплоизбытков с проверкой на растворение до уровня ПДК выделяющихся вредных газов в холодный период года.
На рабочих местах, где участки более подвержены тепловому облучению, предусматривается воздушное душирование.
Местную вентиляцию устраивают под загрузочным отверстием печей - зонты - козырьки и у горнов - зонты.
Для компенсации воздуха удаляемого местными отсосами, предусматривают механическую приточную общеобменную вентиляцию с раздачей воздуха в рабочую зону. Во все периоды года организуют аэрацию. Весь приточный воздух, как летом, так и зимой, может подаваться в цех через фрамуги окон.
Метеорологические параметры воздуха
Город строительства: Минск
Ориентация по сторонам света фасада: Север
Коэффициент теплопередачи покрытия Кп = 1,75 Вт/м2К
Характер освещения: окна деревянные и фонари с двойным вертикальным остеклением
Тип ворот: распашные
Поверхностная плотность лучистого теплового потока qр.м=1700 Вт/м2
Расчётная географическая широта: 520 с.ш.
Барометрическое давление: 990 гПа
Расчётные параметры наружного воздуха.
Параметры наружного воздуха принимаем из [5] прил.7
d, - принимаем по Jd - диаграмме
Все данные сводим в таблицу
Расчётные параметры наружного воздуха
Таблица 1
Период года |
Параметр |
tн, 0С |
Jн кДж/кг |
dн г/кг |
н, % |
|
Тёплый |
А |
21,2 |
49.8 |
11.4 |
73 |
|
Холодный |
Б |
-25 |
-24.3 |
0.51 |
6 |
|
переходный |
- |
8 |
22,5 |
5,6 |
87 |
Расчётные параметры внутреннего воздуха.
Температуру, относительную влажность, скорость воздуха V в рабочей зоне принимаем по [2] табл. 1.2 для холодного и переходного периода года по табл. 1.3 для тёплого периода года.
Кузнечный цех - (это) со значительными избытками явной теплоты.
Категория работ - тяжёлая III табл. 1.3 [3]
ХП: tр.з.=16 0С V=0,3 м/с
ПП: tр.з.=16 0С V=0,3 м/с
ТП: tр.з.=25 0С V=0,5 м/с
Теплопоступления
От людей
Количество работающих определяется по формуле:
N=Nст(1,31,5)=191,5=28 человек
Nст - количество станков
Теплопоступления от людей не учитываются, т.к. объём помещения приходящегося на 1 человека 248 м3 > 40 м3
От источников искусственного освещения
Qосв=EFgосвосв; Вт
E - требуемая освещённость в помещении [3] табл. 2.3.
E=150 лк
F - площадь пола помещения, м2, F=1190,4 м2
qосв - удаляемое тепловыделение [3] табл. 2.4 qосв=0,15
осв - доля тепла поступающего в помещение; осв=0,5
Qосв=150·1190,4·0,15·0,5=13392 Вт
От солнечной радиации
Теплопоступления через остеклённые поверхности:
Qост.рад=FостqостAост
Теплопоступления через покрытия:
Qпокр.рад=FпqпКп
Где Fост,Fп - площади поверхности остекления и покрытия, м2
qост - теплопоступления от инсоляции через 1 м2 остекления (245 Вт/м2)
qп - теплопоступления через 1 м2 покрытия при Kп=1
Kп - коэффициент теплопередачи покрытия Kп=1,75
Aост - коэффициент зависящий от характера остекления
По [6] Aост=1,15 (двойное остекление в одной раме)
Fб.ок=4,84=19,2 м2 для 8 окон Fб.ок=19,28=153,6 м2
Fм.ок=4,81,5=7,2 м2для 8 окон Fм.ок=7,28=57,6 м2
Fост.фонари=249,6=99,2 м2
Fост = 310,4 м2
Qост.рад=310,42451,15=87455 Вт
Fп = 1190,4 м2; qп = 17 ; Kп=1,75
Qпокр.рад=1190,4·17·1,75=35414 Вт
Q.рад=87455+35414=122869 Вт
От технологического оборудования
Таблица 2
Характеристика оборудования кузнечного цеха |
Количество |
||
Высота цеха, м |
9 |
||
1. Отрезной станок, мощность двигателя, кВт |
1 |
22 |
|
2. Кран, мощность двигателя, кВт |
2 |
5 |
|
3. Нагревательная печь |
3 |
||
- производительность по металлу, кг/час |
300 |
||
- расход мазута, кг/час |
18 |
||
- температура печи, 0С |
1300 |
||
4. Горн на один огонь |
1 |
||
- количество сжигаемого топлива, кг/час |
10 |
||
5. Горн на два огня |
1 |
||
- количество сжигаемого топлива, кг/час |
16 |
||
6. Наковальня |
4 |
||
7. Молот пневматический |
2 |
||
- мощность двигателя, кВт |
25,5 |
||
9. Комбинированные ножницы |
1 |
||
- мощность электродвигателя, кВт |
7,5 |
||
10. Вальцы, мощность двигателя, кВт |
1 |
5,8 |
|
11. Правильная плита |
1 |
||
12. Ванна с водой |
1 |
||
13. Верстак |
1 |
Nу - установочная (номинальная) мощность электродвигателей или выпрямителей, кВт
Kсп - коэффициент спроса на электроэнергию, принимаемый по табл. 2,5 [3] и принимаемый по следующим данным:
При загрузке электродвигателя от 1 до 0,5 Kп=1, при загрузке <0,5 Kп=0,9
- КПД электродвигателя при полной его загрузке, принимаемый по следующей зависимости:
Таблица 3
<0,5 |
0,5-5 |
5-10 |
10-28 |
28-50 |
>50 |
||
0,75 |
0,84 |
0,85 |
0,88 |
0,90 |
0,92 |
Kт - коэффициент перехода тепла в помещение, принимаемый равным для металлорежущих станков без охлаждения эмульсий режущего инструмента
- металлорежущие станки мелкосерийного производства Kсп=0,14
- то же, крупносерийного производства Kсп=0,2
- индукционные печи Kсп=0,8
- двигатели генератора, выпрямительный полупроводник Kсп=0,5
- кузнечные машины Kсп=0,4
1. Отрезной станок
=22 кВт; Kсп=0,14; Kп=1; Kт; =0,88
=220,14(1-10,88+110,88103)=2711 Вт
2. Кран
=7 кВт; Kсп=0,8; Kп=1; Kт; =0,85
70,8(1-10,85)103=840 Вт 2=1680 Вт
3. Нагревательные печи
V=18 кг/ч; 38970; Gм=300 кг/ч; tпов=1300 0С от стенок и сводов по [1] стр. 36
V - расход мазута, кг/ч
- потери в цехах, =30%
- теплота сгорания, кДж/кг
=0,27818389700,3=58501 Вт
- излучение через рабочий проём по [1] стр. 40
- коэффициент диафрагмирования рис. 2.3 =0,55
F0 - площадь открытого отверстия 0,50,5
qл - теплопоступления через 1 м2, отверстия печи, Вт/м2
z - среднее за 1 час, количество минут в течении которых отверстие открыто, z=20 минут
- приведённый коэффициент лучеиспускания, принимаем =4,64 tпов=1300 0С
ТП: Вт/м2
ХП, ПП: Вт/м2
ТП: Q0=0,550,25283709=13003 Вт
ХП, ПП: Q0=0,550,25283751=13005 Вт
- с продуктами сгорания через рабочий проём
с - удельная теплоёмкость, , с=1,005
Gг - количество выбивающихся из печи газов, м/ч
- коэффициент, учитывающий сужение струи газа при выходе из отверстия =0,6
F0 - площадь рабочего отверстия печи, м2, F0=0,25 м2
Vг - скорость выбивающихся из отверстия печи газов, м/с
- избыточное давление в печи, равное примерно 1...5 Па под давлением которого газы выходят из отверстия
- объёмная масса выбивающихся из печи газов кг/м3
- температура газов поступающих в цех, обычно принимается на 150 0С ниже температуры в печи, =1150 0С
z - время, в течение которого открыта загрузочная дверца, мин. z=20 мин
кг/м3
м/с
Gг=36000,60,254,920,248=219,63 кг/ч
ТП: Qп.с.=0,2781,005219,63(1150-25)=65236 Вт
При наличии вытяжного зонта над загрузочным отверстием печи учитываем 30% от Qп.с. (19571 Вт)
ХП, ПП: Qп.с.=0,2781,005227,8(1050-16)=69032 Вт
При наличии вытяжного зонта над загрузочным отверстием печи учитываем 30% от Qп.с. (20710 Вт)
- от зонта над загрузочным отверстием
=4,64 Вт/м2 - коэффициент теплопередачи укрытия
- площадь поверхности укрытия, м2 F=2,0 м2
- температура смеси газов и воздуха под укрытием =150...200 0С
ТП: =4,642,0(170-25)=1346 Вт
ХП, ПП: =4,642,0(170-16)=1429 Вт
- от остывающего материала [1] стр.33
G - масса материала, кг/ч
с - его средняя теплоёмкость кДж/кгК
- коэффициент, учитывающий интенсивность теплоотдачи по времени =0,9
tн=1300 0C
ТП: Qм=0,2783000,73(1300-25)0,9=69862 Вт
ХП, ПП: Qм=0,2783000,73(1300-16)0,9=70355 Вт
Суммарные теплопоступления от нагревательной печи:
ТП: Qтп=162283 Вт ? 3=486849 Вт
ХП, ПП: Qтп=164000 Вт ?3 =492000 Вт
4. Горн на один огонь
В - расход топлива кг/ч, В=10 кг/ч
- теплота сгорания топлива кДж/кг, =26816 кДж/кг
- коэффициент учитывающий долю теплоты выделяющейся в цех [1] рис. 2.4. =0,23
=0,27810268160,23=17146 Вт
- от зонта над горном
0С (по рис.2.4 [1])
ТП: =4,644,2(73-25)=935 Вт
ХП, ПП: =4,644,2(73-16)=1111 Вт
Суммарные теплопоступления от горна на один огонь
ТП: Q=18081 Вт
ХП, ПП: Q=18257 Вт
5. Горн на два огня
В - расход топлива кг/ч, В=16 кг/ч
- теплота сгорания топлива кДж/кг, =26816 кДж/кг
- коэффициент учитывающий долю теплоты выделяющейся в цех [1] рис. 2.4. =0,23
=0,27816268160,23=27434 Вт
- от зонта над горном
0С (по рис.2.4 [1])
ТП: =4,644,2(73-25)=935 Вт
ХП, ПП: =4,644,2(73-16)=1111 Вт
Суммарные теплопоступления от горна на два огня
ТП: Q=28369 Вт
ХП, ПП: Q=28545 Вт
6. Молот пневматический
Nэл.у.=25,5 кВт
Kсп.=0,4; Кп=1; =0,88
Qобщ=Nу Kсп(1- Кп+КтКп)103, Вт
Qобщ=25,50,4(1-10,88+110,88) 103=10200 Вт
? 2=20400 Вт
Комбинированные ножницы
Nэл.д.=7,5 кВт
Qэл.д.=Nу Kсп(1-Кп)103, Вт
Kсп.=0,4; Кп=1; =0,85
Qобщ=7,50,4(1-10,85)103=450 Вт
Суммарные теплопоступления от технологического оборудования
ТП: Q=558540 Вт
ХП, ПП: Q=564043 Вт
Теплопотери
Через ограждающие конструкции
1) ; Вт
V- объём здания по внешнему обмеру, V=10713 м3
q0 - удельная тепловая характеристика, q0=0,754 Вт/(м30с)
= +t(h-2)
t=0,7-2 0С/м - при значительных тепловыделениях (принимаем t=1,50С)
h - высота здания, h = 9 м
=16+1,57=26,5 0С
0С
1,016107130,754(21,25-(-25))=379566 Вт
2) ; Вт
Вт
На нагрев инфильтрующего воздуха
Qин=0,3Qпот
ХП: Qин=0,3379566=113870 Вт
ПП: Qин=0,3108740=32622 Вт
На нагрев поступающих материалов [2] стр.25
; Вт
=0,9 - коэффициент неравномерного нагрева
Cм - средняя теплоёмкость материала в интервале температур tн-tк Cм=0,46 кДж/кгК
Gм - расход металла Gм=900 кг/ч
tн и tк - начальная и конечная температуры материала, 0С
ХП: tн=-25 0С tк=16 0С
ПП: tн=8 0С tк=16 0С
ХП: Qм=0,2789000,46(16+25)0,9=4247 Вт
ПП: Qм=0,2789000,46(16-8)0,9=829 Вт
На нагрев транспорта
, МДж
- количество тепла, МДж, необходимого для обогрева автомобилей [2] табл. 2.15 ЗИЛ - 150 1 шт.
=61 МДж
t=30 мин=1800с
Вт
n - среднее количество автомашин, одновременно находящихся в помещении в расчётный час, n=1 шт.
Баланс тепла
Тепловой баланс помещений без учёта теплообмена в процессе вентиляции
Таблица 4
Источники теплопоступлений и направления террасного тепла |
Тепловой поток, Вт |
|||
Объём помещения, м3 = 8928 |
||||
Кузнечный цех |
||||
Период года |
||||
Холодный |
Переходный |
Тёплый |
||
ТЕПЛОПОСТУПЛЕНИЯ |
||||
1. От оборудования Q1 |
493693 |
493693 |
488678 |
|
2. От остывающих материалов Q2 |
70355 |
70355 |
69862 |
|
3. От искусственного освещения Q3 |
13392 |
13392 |
13392 |
|
4. От солнечной радиации Q4 |
- |
- |
122869 |
|
5. Прочие (5-6 % от Q1-4) |
28872 |
28872 |
34740 |
|
6. Всего |
606312 |
606312 |
729541 |
|
ТЕПЛОПОТЕРИ |
||||
7. Через ограждающие конструкции Q7 |
379566 |
108740 |
- |
|
8. На нагрев инфильтрующего воздуха Q8 |
113840 |
32622 |
- |
|
9. На нагрев материала и транспорта Q9 |
7069 |
829 |
- |
|
10. На нагрев воздуха врывающегося через открытые проёмы Q10 |
- |
- |
- |
|
11. Прочие (5-6 % от Q7-10) |
25024 |
7109 |
- |
|
12. Всего |
525499 |
149300 |
- |
|
ИЗБЫТКИ ТЕПЛА |
||||
13. Общие, Вт |
80813 |
457012 |
729541 |
|
14. Удельные Вт/м3 |
6,2 |
35,3 |
56,3 |
Местная приточная вентиляция
Воздушные завесы
Исходные данные
1. -25 0С1,43 кг/м3
2. 161,22 кг/м3
3. tсм - нормируемая температура в районе ворот, для тяжелой работы
tсм=80С
кг/м3
4. Длина притворов приточных аэрационных проёмов: lп=360 м
5. Длина проёмов аэрационного фонаря: lв=352 м
6. Расстояние от центра приточных проёмов до цента фрамуг аэрационного фонаря: hн+hв=8 м
7. Расстояние от центра ворот до центра приточного проёма: h1=0,5 м
8. Размеры ворот: Fпр=4,5 ? 4=18 м2
9. Продолжительность открывания ворот: =12 мин
10. Место расположения вентилятора: расположение в рабочей зоне
Решение:
1. Принимаем следующие величины:
2. По таблице 4.1 [2] стр. 63 определяем =0,258
3. Определяем расстояние от середины проёма до центральной зоны по формуле для случая, когда есть аэрационный фонарь:
м
Определяем количество воздуха, подаваемого завесой по формуле:
, кг/ч
- характеристика завесы:
- количество воздуха, проходящего через проём
Рекомендуемое значение =0,6...0,8
- коэффициент расхода воздуха через проём при наличии завесы, принимается в зависимости от и и по таблицам в зависимости от вида проёма;
- площадь проёма
- площадь воздуховыпускных щелей
h - расстояние от середины проёма оборудованного завесой по вертикали до центральной зоны здания.
кг/ч
Определяем и по [2] рис. 4.1 Q=0,13
Определяем температуру воздуха, подаваемого завесой по формуле:
- отношение количества теплоты теряемой через открытый проём к количеству теплоты, подаваемого завесой.
0С
Вычисляем тепловую мощность калорифера или воздухонагревателя по формуле:
Вт
с - теплоёмкость, кДж/кгК
- расход воздуха м3/ч
- температура воздуха забираемого на завесу 0С
Вт
Определяем ширину воздуховыпускной щели по формуле:
м
Определяем скорость выхода воздуха из щели по формуле:
кг/м3
м/с < 25 м/с
Количество теплоты, необходимое для компенсации дополнительных теплопотерь помещения за счёт врывания воздуха через открытый проём (ворота) определяется по формуле:
, Вт
- продолжительность открывания проёма в течении часа, мин: =12 мин
Вт
Потери давления в воздухораздаточном коробе:
, Па
Принимаем =2
, Па
12. По табл. 4.4 [2] стр. 66 выбираем унифицированную воздушнотепловую завесу с осевым вентилятором типа К.
Выбор осуществляем по кг/ч;
и по Вт=229 кВт
Тип установки А 10 №8
Электродвигатель:
- марка АО2-56-1
- мощность, кВт 5,5
- частота вращения 980 об/мин
Воздухораздаточный короб:
- размеры, мм 1000?1000
- ширина щели 200 мм
- F=12
- =10,5 м/с
Расход воздуха:
- L=34 тыс.м3/ч
- G=39000 кг/ч
Калориферы (ГОСТ 7201-80)
- тип КВБ4-П-01
- номер 4
- количество 4
Теплопроизводительность, кВт 325,6
=37,5, 0С
Воздушное душирование рабочих мест
Рассчитать воздушное душирование рабочего у нагревательной печи. Категория работ - тяжёлая. Поверхностная плоскость лучистого теплового потока
=1700 Вт/м2. Температура воздуха в рабочей зоне =25 0С. Согласно табл. 4.23 [1] средняя температура =19 0С, подвижность воздуха на рабочем месте
=2,3 м/с. Расстояние от душирующего патрубка до рабочего Х=1,8 м.
Решение:
При адиабатическом процессе охлаждения на выходе из форсуночной камеры температура воздуха 18,5 0С.
Принимаем душирующий патрубок ПДН-4
Размеры 630 мм h1=1540 мм l1=1260 мм
Расчётная площадь 0,23 м2
Коэффициент m=4,5 n=3,1 =3,2 =00-200
Определяем площадь теплового сечения патрубка:
м2
Табличное значение =0,23 м2
Находим скорость воздуха на выходе из патрубка:
м/с
Устанавливаем расход воздуха подаваемого душирующим патрубком:
м3/ч
В холодный период года и в переходных условиях температура и скорость движения воздуха на рабочем месте должны быть в таких пределах:
=18...19 0С =2,0...2,5 м/с =16 0С
Оставляем неизменными принятые для тёплого периода, определяем температуру воздуха на выходе из душирующего патрубка при =16 0С и =19 0С используя формулу:
0С
Вентиляция кабин крановщиков
Система вентиляции кабин крановщиков с подачей наружного воздуха. Вентиляция должна обеспечивать подпор в наличии 10-15 Па.
Система вентиляции кабины с подачей наружного воздуха осуществляется по схеме, приведённой на рис. 1. Конструкция содержит коллектор, расположенный вдоль пути движения крана, заборное устройство, движущееся в щели коллектора и жёстко соединённое с кабиной крановщика. В качестве уплотняющего устройства щели коллектора применяют резиновую ленту или гидравлический затвор.
Рис. 1 - Вентиляция крановой кабины с подачей воздуха через коллектор: 1 - коллектор, 2 - вентилятор, 3 - крановая кабина, 4 - глушитель, 5 - уплотнительная резиновая трубка
Местная вытяжная вентиляция
Местные отсосы от оборудования выделяющего пары, газы, дурные запахи
Расчёт зонта - козырька над загрузочным отверстием нагревательной печи
Зонт - козырёк над загрузочным отверстием печи предназначен для улавливания потока газов, выходящих из отверстия под влиянием избыточного давления в печи. Размеры всасывающего отверстия зонта должны соответствовать размерам всасывающейся струи с учётом её искривления под действием гравитационных сил (рис. 2.)
Рис. 2 - Зонт - козырёк над загрузочным отверстием печи
Определим объём удаляемого воздуха и размеры зонта - козырька у термической печи, имеющей загрузочное отверстие размером h?b=0,5?0,5 м. В печи поддерживается температура газов tг=1150 0С, температура воздуха в рабочей зоне =25 0С
1. Определим среднюю скорость, с которой газы выбиваются из отверстия печи, предварительно вычислив:
кг/м3
кг/м3
Па
м/с
где - коэффициент расхода 0,65
- избыточное давление в печи, Па
h0 - половина высоты загрузочного отверстия, м
и - плотность соответственно воздуха рабочей зоны и газов выходящих из печи, кг/м3
2. Объём газов, выходящих из рабочего проёма печи, м3/с
где - площадь рабочего проёма печи, м2
=2,78(0,5?0,5)=0,69 м3/с
0,690,25=0,17 кг/с
3. Вычисляем критерий Архимеда
где - эквивалентный по площади диаметр рабочего проёма, м
и - температура соответственно газов в печи и воздуха в рабочей зоне, К
Критерий Архимеда при м
К
К
4. Расстояние, на котором ось потока газов искривлённого под давлением гравитационных сил, достигает плоскости всасывающего отверстия зоны, м
где m, n - коэффициенты изменения скорости и температуры при отношениях высоты загрузочного отверстия h к его ширине и в пределах 0,5...1 применяются равными соответственно 5 и 4,2. Определим расстояние x при h0=0,25 m=5 n=4,2
м
5. Диаметр потока газов на расстоянии x при
0,565+0,440,653=0,852 м
6. Находим вылет и ширину зонта
A= м
Б=b+(150...200)=b+0,2=0,5+0,2=0,7 м
7.Определяем расход отсасываемой смеси газов и воздуха:
8. Расход воздуха подсасываемого из помещения:
0,727-0,69=0,037 м3/с
0,0371,18=0,044 кг/с
9. Температура смеси газов и смеси, 0С
0С
Которая недопустимо высока и для естественной (< 300 0С) и для механической (< 80 0С). Принимаем =300 0C, когда расход подсасываемого воздуха м/с, увеличивается до значения:
кг/с
Суммарный объём:
м3/с
Определим высоту дымовой трубы для удаления найденной массы воздуха. Примем диаметр трубы dТР=500 мм
площадь поперечного сечения трубы:
0,7850,52=0,196 м2
Скорость воздуха в трубе м/с
Предварительно задаёмся высотой трубы hтр=6 м. На головке трубы устанавливаем дефлектор диаметром dдеф=500 мм, высота дефлектора hдеф=1,7dдеф=1,70,5=0,85 м
- коэффициент местного сопротивления дефлектора
- коэффициент местного сопротивления зонта
Потери давления в вытяжной трубе вместе с дефлектором с учётом загрязнения стенок определяем по формуле:
Па
Уточним примерную высоту вытяжной трубы из равенства:
Температура наружного воздуха tн=21,2 0С, тогда:
кг/м3
Высота зонта:
м
Подставим наёденные значения в формулу:
м
=5,73 м близко к предварительно применимому
Расчёт зонта над кузнечным горном
Рассчитать зонт, определить расход воздуха, высоту и сечение дымовой трубы:
от кузнечного горна на один огонь с расходом топлива B=10 кг/ч. Топливо - каменный уголь с теплотой сгорания 26816 кДж/кг. Размер горна в плане 1,4?1,0 м., высота 0,8 м.
Решение:
Принимаем высоту установки зонта H=1,8 м
Тогда h=1,8-0,8=1,0 м
Размеры зонта в плане A=a+0,8h=1,4+0,81,0=2,2 м
B=b+0,8h=1,0+0,81,0=1,8 м
Расход воздуха определяем по графику рис. 4.5 (б) [1]
3300 м3/ч. Найденный расход пересчитываем на 26816 кДж/кг
м3/ч = 0,838 м2/с
Высоту зонта определяем при угле раскрытия =600 и диаметре дымовой трубы D=640 мм
м
По рис. 4.5 а [1] высота трубы Н=7 м.
от кузнечного горна на два огня с расходом топлива B=16 кг/ч. Топливо - каменный уголь с теплотой сгорания 26816 кДж/кг. Размер горна в плане 1,4?1,0 м., высота 0,8 м.
Решение:
Принимаем высоту установки зонта H=1,8 м
Тогда h=1,8-0,8=1,0 м
Размеры зонта в плане A=a+0,8h=1,4+0,81,0=2,2 м
B=b+0,8h=1,0+0,81,0=1,8 м
Расход воздуха определяем по графику рис. 4.5 (б) [1]
5300 м3/ч. Найденный расход пересчитываем на 26816 кДж/кг
м3/ч
Высоту зонта определяем при угле раскрытия =600 и диаметре дымовой трубы D=640 мм
м
По рис. 4.5 а [1] высота трубы Н=7 м.
Общеобменная вентиляция. Отопление
Характеристика и интенсивность вредных веществ
Общеобменная вытяжная вентиляция предназначена для удаления тех вредных выделений, которые попадают в воздух вследствие несовершенства местных отсосов, недостаточной эффективности их работы или невозможности их устройства. Согласно СНиП II-33-75 вытяжку следует организовать из мест максимальной концентрации вредных выделений и так, чтобы потоки загрязнённого воздуха не протекали через рабочие места.
Из верхней зоны воздух удаляют при избытках явного тепла и влаги с учётом требований для газов и паров [2] стр. 87
Помимо тепловыделения в атмосферу кузнечного цеха выделяющегося продукта сгорания топлива (мазут, уголь) по таблице 7.7 [2] стр. 104
Окись углерода CO - 7 г/кг у.т.
Сернистый газ SO2 - 5,2 г/кг у.т.
50% удаляется через местные отсосы, а 50% попадает в атмосферу цеха.
кг/ч
кг/ч
В - расход топлива, кг/ч
- низкая рабочая теплота сгорания
=29330 кДж/кг
Мазут В=54 кг/ч =38970 кДж/кг
кг/ч
кг/ч
Каменный уголь.В=26 кг/ч =26816 кДж/кг
кг/ч
кг/ч
кг/ч
кг/ч
Значение ПДК в рабочей зоне:
CO - 20 мг/м3 SO2 - 10 мг/м3
Вытяжная вентиляция
Расходы воздуха общеобменной вытяжной вентиляции кг/ч, определяют из условий доминирующих вредных выделений, а именно 2 вида вредных выделений: избыточное тепло и газы.
Воздухообмен по явным избыткам теплоты
ТП:
- избытки явной теплоты, кДж/ч ()
с - теплоёмкость воздуха
- температура уходящего воздуха, 0С, определяется как:
- температура приточного воздуха в ТП=,
m - коэффициент теплораспределения оказывает долю выделяющейся теплоты, которая идёт на повышение температуры воздуха в рабочей зоне помещения, по [1] табл. 5.2 для кузнечного цеха m=0,4
- суммарное количество воздуха, уносимое местными отсосами, кг/ч
()
- температура воздуха, удаляемого местным отсосом
- суммарная производительность воздушных душей, =9627 кг/ч
- температура воздуха, подаваемая воздушным душем ()
Подставляем данные значения в уравнения воздушного и теплового баланса, получаем:
ХП:
- избытки явной теплоты, кДж/ч ()
с - теплоёмкость воздуха
- температура уходящего воздуха, 0С, определяется как:
- температура приточного воздуха в ХП=,
m - коэффициент теплораспределения оказывает долю выделяющейся теплоты, которая идёт на повышение температуры воздуха в рабочей зоне помещения, по [1] табл. 5.2 для кузнечного цеха m=0,4
- суммарное количество воздуха, уносимое местными отсосами, кг/ч ()
- температура воздуха, удаляемого местным отсосом
- суммарная производительность воздушных душей, =9627 кг/ч
- температура воздуха, подаваемая воздушным душем ()
Подставляем данные значения в уравнения воздушного и теплового баланса, получаем:
Воздухообмен по выделяющимся вредностям
- концентрация вредных веществ в приточном воздухе, принимаем равным 25% от концентрации в рабочей зоне (ПДК)
- концентрация вредных веществ в уходящем воздухе
кг/м3
- коэффициент воздухообмена по концентрации вредных веществ, =1,1
5+1,1·(20-5)=21,5 мг/м3
2,5+1,1·(10-2,5)=10,75 мг/м3
кг/ч
кг/ч
За расчётный воздухообмен принимаем минимальный для тёплого и холодного периодов, то есть воздухообмен по явным избыткам теплоты.
Таблица 5
Воздушный баланс помещений |
||||
Характеристика вентиляции |
Единицы измерения |
Наименование и объём помещений, м3 |
||
Кузнечный цех, 12960 м3 |
||||
Период года |
||||
Холодный |
Тёплый |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
|
1.Избытки (+) недостатки (-) тепла |
Вт |
80813 |
729541 |
|
Вытяжная вентиляция |
||||
Расход воздуха местной вентиляцией |
||||
2. Естественный |
||||
3. Искусственный |
- |
- |
||
Расход воздуха общеобменной вентиляцией |
||||
4. Естественный |
||||
5. Искусственный |
- |
- |
||
6. Всего |
||||
7. Кратность обмена |
4,9 |
19,2 |
||
8. t уходящего воздуха |
0С |
19 |
30,7 |
|
Приточная вентиляция |
||||
Расход воздуха местной вентиляцией |
||||
9. Естественный |
- |
- |
||
10. Искусственный |
||||
Расход воздуха общеобменной вентиляцией |
||||
11. Естественный |
||||
12. Искусственный |
- |
- |
||
13. Всего |
||||
14. Кратность обмена |
4,9 |
19,2 |
||
15. t приточного воздуха |
0С |
-25 |
21,2 |
Аэродинамический расчёт систем вентиляции
Выбор и компоновка вентиляционных систем
Качественной основой выбора систем вентиляции служит воздушный баланс помещений.
Помещение условно делится на чистую и загрязнённую части. Приток чистого воздуха осуществляем к чистой части и в направлении рабочей зоны, а вытяжку загрязнённого воздуха из загрязнённой части.
Диаметр воздуховодов принимаем минимальный. Вентиляционную камеру размещаем на площадке у наружных стен, используя для решёток проём в стене.
Приточную камеру применяем типовую 2ПК - 10, раздачу приточного воздуха производим с помощью воздухораспределителей.
Расчёт приточной системы
Так как принимаем приточную тепловую камеру, аэродинамический расчёт механической системы рассчитываем до всасывающего отверстия вентилятора.
Цель расчёта: подобрать диаметры и увязать ответвления
Воздуховоды - стальные, круглого сечения. Если приточной вентиляции нет, то расчёт ведём воздушного душирования.
Расчёт выполняем по методу удельных потерь на единицу длины.
Аксонометрическая схема воздуховодов показана на рис. 3.
Расчёт сводим в таблицу 4
Коэффициенты местного сопротивления (КМС).
Патрубок 3,2
Отвод на 900 0,4
Тройник на проход 0,3
Тройник на ответвление 0,2
Вход в вентилятор0,15
Выход из вентилятора 0,1
Проводим увязку ответвлений
Участок 1
ДР5 = 29,38 Па; ДР1 = 24,59 Па;
Применим диафрагму:
Ризб = 29,38 - 24,59 = 4,79 Па
Определим КМС диафрагмы
Подбираем диафрагму по таблице 12.51 [4]
391 мм - диаметр диафрагмы
Длина диафрагмы: мм
Участок 7
ДР7 = 28,267 Па; ДР1 + ДР2 + ДР3= 39,38 Па;
Применим диафрагму:
Ризб = 41,746 - 28,267 = 13,479 Па
Определим КМС диафрагмы
примем 1,52
Подбираем диафрагму по таблице 12.51 [4]
319 мм - диаметр диафрагмы
Длина диафрагмы: мм
Участок 8
ДР8 = 29,38 Па; ДР1 + ДР2 + ДР3 = 41,746 Па;
Применим диафрагму:
Ризб = 12,36 Па
Определим КМС диафрагмы
примем 1,52
Подбираем диафрагму по таблице 12.51 [4]
319 мм - диаметр диафрагмы
Длина диафрагмы: мм
Подбор воздушного фильтра, калориферной установки и вентилятора для систем приточной вентиляции
1. Принимаем начальную запыленность воздуха .
Требование санитарно-гигиенической очистки удовлетворяются фильтрами III класса.
Принимаем для установки ячейковый фильтр ФР, как обладающий наибольшей пылеемкостью среди ячейковых фильтров - 2300г/м3.
Его характеристики:
1) воздушная нагрузка на входное сечение L=6000м3/ч*м2;
допустимая L=7000м3/ч*м2;
2) площадь одной ячейки fя=0,22м2;
3) определяем необходимую площадь фильтрующей поверхности:
4) определяем требуемое количество ячеек:
принимаем 6 шт.
5) определяем действительную воздушную нагрузку:
6) определяем начальное сопротивление чистого фильтра, зависящее от воздушной нагрузки:
7) определяем сопротивление фильтра, обусловленное наличием пыли:
H=160Па - аэродинамическое сопротивление фильтра перед регенерацией;
8) определяем пылеемкость Gул в зависимости от H(Gул):
9) определяем количество пыли, оседающей в восьми ячейках в течении суток:
E - степень очистки;
1-Е, % - проскок;
1-Е =0,13%; Е=0,87%;
10) определяем продолжительность работы фильтров до очередной регенерации или до достижения заданного сопротивления:
принимаем 42 дня.
11) определяем запыленность очищенного воздуха:
Расчет калориферной установки
Исходные данные:
- расход нагреваемого воздуха:
- температура наружного воздуха:
- температура
- температура воды в подающем трубопроводе:
- температура воды в обратном трубопроводе:
1. Определяем расход тепла на нагрев воздуха:
;
2. Определяем ориентировочную площадь живого сечения калориферной установки по воздуху:
принимаем от 4 до 12 кг/м*с;
3. По ориентировочной величине живого сечения подбираем тип калорифера КФБО-6 для которого:
4. Определяем действительную массовую скорость воздуха в живом сечении калорифера:
m - количество калориферов, m=1.
5. Принимаем способ соединения калорифера по воде:
Подбор вентилятора
Подбор вентилятора осуществляется исходя из условия обеспечении требуемого расхода воздуха, подаваемого воздушным душированием, и преодоления сопротивления магистрального направления. В качестве побудителя тяги используются центробежные вентиляторы, обладающие большой эксплуатационной надёжностью. Требуемая производительность вентилятора и полное давление, развиваемое им
Qт=1,1Qп=1,17950/3600=2,43 м3/с = 8745м3/ч
Pт=1,1P=1,1(90 +135+180)=445,5 Па =46,2 кгс/м2
Вентилятор центробежный ВР-80-75-6,3 К1 nв=1000 об/мин; =0,8. Двигатель 4А90L6, мощностью N=1,5кВт.
Охрана воздушного бассейна
В кузнечном цехе такие вредные выделения как углекислый газ, окись углерода и сернистый газ.
Значение ПДК в рабочей зоне:
СО - 20 мг/м3 SO2 - 10 мг/м3
Для улавливания этих газов предназначены зонты - козырьки над печами и завесы над кузнечными горнами, которые загрязняют окружающий воздух.
Расчёт вытяжной системы
Для кузнечного цеха естественные вытяжки от горнов и нагревательных печей, поэтому расчёт приведён в пункте 3.1.
Борьба с шумом вентиляционных установок
Уровень шума является существенным критерием качества системы вентиляции.
Для снижения шума самого источника необходимо:
при выборе оборудования учитывать наряду с другими рабочими параметрами уровень звуковой мощности вентилятора
стремиться к тому, чтобы при заданном объёмном расходе и сопротивлении сети вентилятор работал в режиме максимального КПД
снимать сопротивление сети и не устанавливать вентилятор с запасом по давлению
делать плавный подвод воздуха к входному патрубку вентилятора
особое внимание обращать на статическую и динамическую балансировку рабочего класса вентилятора
отдавать предпочтение центробежным компрессорам и насосам как менее шумным по сравнению с поршневыми.
Расчёт аэрации
Аэрация представляет собой естественный организационный воздухообмен, происходящий вследствие разности плотностей наружного и внутреннего воздуха, действия ветра и их совокупного воздействия. Применяется в цехах со значительными тепловыделениями, если концентрация вредных газов в приточном воздухе не превышает 30% ПДК в рабочей зоне.
Площади аэрационных проёмов определяют по формуле:
- приточных
- вытяжных
=3,5 =6,2
=(0,1...0,4) р, где
р=9,81·h· - естественное (гравитационное) давление Па
ТП: Определим площадь приточных и вытяжных аэрационных проёмов при следующих условиях:
21,2 0С, =1,2 кг/м3 30,7 0С =1,16 кг/м3
278723 кг/ч 272822 кг/ч
Расстояние между центрами приточных и вытяжных проёмов в фонаре h=9 м
Решение:
Определяем естественное давление:
р=9,81h=9,819(1,2-1,16)=3,53 Па
n=0,3, тогда =0,33,53 = 1,06 Па
3,53 - 1,06=2,47 Па
м2
м2
Режим работы отопительно-вентиляционного оборудования
В зависимости от работы предприятия режим работы вентиляционного оборудования в сутки разное. Оно работает, когда рабочие находятся на своих местах во время рабочей смены. Отопительное оборудование в рабочее время не работает, а в нерабочее время предусмотрено дежурное отопление с регулирующей приточной системой или воздушно - отопительными агрегатами в холодный период года.
Список использованных источников
1. Волков О.Д. «Проектирование вентиляции промышленного здания»: [Учебное пособие] - Х: Высшая школа, изд-во при ХГУ, 1989г. - 240 с.
2. «Проектирование промышленной вентиляции»: Справочник /Торговников, Табачник В.Е. - Киев, Будiвельник, 1983г. - 256 с.
3. Курсовое и дипломное проектирование по вентиляции гражданских и промышленных зданий: Учебное пособие для вузов / В.П. Титов и др. - М.: Стройиздат, 1985 - 208 с.
4. «Справочник проектировщика»: Внутренние санитарно-технические устройства, Староверов, Ч-2. «Вентиляция и кондиционирование воздуха» М.: Стройиздат 1978 - 509стр.
5. СНиП 2.04.05 - 86. Отопление, вентиляция и конструирование / Госстрой СССР - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1987 - 64 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Расчетные параметры наружного и внутреннего воздуха. Вентиляция и создание искусственного климата. Виды вентиляционных систем. Вентиляторы в системах отопления. Конструктивные элементы и испытания вентиляционных (аспирационных) систем и установок.
реферат [28,0 K], добавлен 31.07.2009Составление теплового баланса помещения. Теплопоступления через массивные ограждающие конструкции. Определение количества приточного воздуха, необходимого для удаления избытка теплоты. Расчет прямоточной системы кондиционирования воздуха с рециркуляциями.
курсовая работа [4,7 M], добавлен 23.04.2017Классификация систем кондиционирования воздуха, принципиальная схема прямоточной системы. Тепловой баланс производственного помещения. Расчёт процессов обработки воздуха в системе кондиционирования. Разработка схемы воздухораспределения в помещении.
курсовая работа [3,9 M], добавлен 04.06.2011Развитие котельной техники, состав котельной установки. Определение теоретических объёмов воздуха, газов, водяных паров и азота, расчёт энтальпий. Тепловой баланс котла, расчёт расхода топлива. Тепловой расчёт конвективного пучка и водяного экономайзера.
курсовая работа [58,1 K], добавлен 02.07.2012Выбор и обоснование технологической схемы варочного цеха пивоваренного завода. Расчёт продуктов производства. Расчёт и подбор технологического оборудования варочного цеха. Расчёт расхода воды и тепла в варочном цеха, площади складских помещений.
курсовая работа [93,2 K], добавлен 10.12.2013Тепловой расчет барабанного сушила, его производительность и расчет начальных параметров. Построение теоретического процесса сушки, тепловой баланс. Расход воздуха и объем отходящих газов, аэродинамический расчет. Материальный баланс процесса сушки.
курсовая работа [664,3 K], добавлен 27.04.2013Вентиляция как регулируемый воздухообмен в помещении, а также устройства, которые его создают. Гигиенические требования к показателям микроклимата. Классификация систем вентиляции. Естественная и механическая вентиляция. Специализированная литература.
реферат [33,8 K], добавлен 17.11.2010