Гузик Д.В., Кутний Б.А. (уклад.) Промислова вентиляція. Теплогазопостачання та вентиляція (укр.)

Подождите немного. Документ загружается.

Коефіцієнт одночасності 1 0,9 0,8

В тих випадках, коли газові пічі обладнано зонтами або ковпаками

для відводу продуктів горіння за межі цеха, теплонадходження приймають

 

9,8

, Вт:

Q = (0,45…..0,53)V К

од

, (8)

2. Пічі, що працюють на рідкому паливі, обладнано боровами для

відводу димових газів і біля завантажувальних отворів – зонтом.

Теплонадходження від таких печей, Вт:

Q = (0,45…..0,53)GК

од

, (9)

де Q

 теплота згорання палива, Дж/кг .

Якщо розрахунок ведуть за умовним паливом, Дж/кг

= 29,3



де G – кількість спалюваного рідкого палива.

3. Теплонадходження від електропечей і ванни з електропідігрівом

визначають за потужністю N

, Вт :

Q = N

од

, (10)

де К

од

 див. формулу (7).

Потужність N

є потужністю печі або ванни в режимі, коли тепловий

стан їх встановився і підтримується незмінним. N

визначається втратами

теплоти піччю (ванною) в оточуюче середовище.

Якщо відома встановлена потужність печі або ванни, Вт:

Q = N



, (11)

де N

 потужність х.х., кВт ; N

 встановлена потужність, кВт;





коефіцієнт, що враховує відношення потужності х.х. до встановленої

потужності. Деякі значення



приведені в таблиці 4.

Таблиця 4 – значення коефіцієнту



Обладнання



Камерна піч 0,33…..0,36

Камерна піч з штовхачем 0,30

Методична піч 0,22…..0,26

Коьерна піч 0,30

Шахтна піч 0,22…...0,30

Електродні ванни 0,20

Масляні закалювальні ванни 0,20

Піч для азотування 0,22……0,27

4. Тепловиділення від устаткування на СВЧ, які застосовують в

термічних цехах, приймають, Вт:

Q = N



заг

од

, (12)

де N

– встановлена потужність, кВт;



заг

- коефіцієнт завантаження

обладнання



заг

= 0,080,12; К

од

- див. формулу (7).

Формула (12) не враховує теплоту, яка знаходиться в нагрітому тілі

яку необхідно розрахувати окремо .

5. Теплонадходження від металу, що охолоджується визначають за

формулою, Вт :

Q = G

– I

) B10

, (13)

де G

– маса металічних виробів, що охолоджуються, кг/с; I

, I

- ентальпія

металу при початковій і кінцевій температурах відповідно, кДж/кг (табл.

5); В – коефіцієнт, що враховує інтенсивність виділення теплоти під час

охолодження (табл. 6).

Таблиця 5 - ентальпія металу при відповідних температурах I, кДж/кг

Температура,

С Сталь Чувун Мідь Алюміній

1 2 3 4 5

100 46,5 54,8 38,9 93,8

200 97,9 112,2 79,5 189,6

300 153,2 172,3 122,2 272,9

400 214,3 234,4 166,2 383,0

500 280,5 296,7 211,4 485,6

600 356,6 372,1 260,4 586,9

700 419,0 451,9 308,9 1017,6

800 504,8 562,2 357,9 1073,3

900 583,9 645,1 398,1 1216,0

1000 675,2 731,8 462,5 1311,9

1100 743,8 817,5 727,5 -

1200 815,4 1101,0 779,4 -

1300 887,8 1188,9 830,5 -

1400 968,2 - 880,3 -

1500 1050,2 - 931,8 -

Коефіцієнт В=1 , якщо між черговими порціями надходження металу

інтервал менше однієї години.

Для устаткування СВЧ теплонадходження від металу, що

охолоджується, Вт:

Q = 100 N

од

, (14)

Якщо метал після нагрівання в закалюючих печах подають на

закалювання у водяні або масляні ванни, можна вважати, що температура

метала при його перенесенні від печі до закалюючих ванн знижується в

середньому на 100

С, тому в приміщенні виділяється лише незначна

частина явного тепла. Інше тепло, яке знаходиться в металі, практично все

витрачається на випаровування води або масла.

Таблиця 6 – Розподілення тепловиділень по годинам

Вага відливки (виробу),

кг

Перша

година

Друга година Третя

година

1 2 3 4

До 200 0,75 0,15 0,10

200-1000 0,55 0,30 0,15

Більше 1000 0,40 0,35 0,25

6. Теплонадходження від електродвигунів для обладнання

ковальських та термічних цехів можна прийняти, Вт:

N215Q 

, (15)

де

 загальна потужність встановлених електродвигунів, кВт.

7. Теплонадходження від людей розраховують за формулою, Вт:

nqQ 

, (16)

де q  виділення явної теплоти однією людиною, Вт/люд; n  кількість

людей, що одночасно працюють в цеху, чол.

Виділення явної теплоти від людей залежить від категорії

здійснювальної роботи і температури повітря в приміщенні. Для термічних

цехів можна прийняти на рівні

133

Вт/чол.

В тих випадках, коли об’єм приміщення перевищує 100 м

на

кожного працюючого, теплопостачання від людей можна не враховувати.

8. Теплонадходження від нагрітих поверхонь визначають за

формулою, Вт:

F)tt(Q

.з.pn





, (17)

де



- загальний коефіцієнт теплообміну біля поверхні, Вт/(м



град).







 температура тепловіддаючої поверхні,

;

..зр

 температура повітря

в робочій зоні приміщення,

;

 площа тепловіддаючої поверхні, м

З достатньою точністю коефіцієнт конвективного теплообміну

можна визначити за формулами:

для вертикальної поверхні:

.з.рnк

tt66,1 



;

для горизонтальної поверхні:

потік знизу вверх

.з.рnк

tt87,1 



;

потік зверху вниз

з.pnк

tt0,1 



Коефіцієнт теплообміну випроміненням

 

пр

з.рп

з.р

ТТ

T01.0Т01,0











де

273tТ

nп



 температура нагрітої поверхні, К;

273tT

з.pз.p





температура поверхонь в робочій зоні, К;

пр

 приведений коефіцієнт

випромінення, який можна прийняти

9,4С

пр



Вт/(м



град).

9. Теплонадходження за рахунок сонячної радіації через світлові

отвори і покриття необхідно враховувати лише в теплий період року

 

31.,4 с

Тепловий потік через світлові отвори розраховують по формулі, Вт:

 

з.c00

max

FqFqQ











, (18)

де

q,q



 кількість теплоти, яка надходить в приміщення в липні через

одинарне застеклення світлових отворів відповідно опромінених в

розрахункову годину сонцем та знаходяться в тіні, Вт/ м

;

F,F



 площа

світлових отворів, що опромінені та знаходяться в тіні, м

;

зс.





коефіцієнт теплопропускання сонцезахисних пристроїв [4, табл. 2.25].

Значення





визначають за формулами, Вт/м

 

рвпв

qqq





;

pв



де

пв

рв

 надходження теплоти відповідно від прямої і розсіяної

сонячної радіації в липні через вертикальне застеклення [4, табл. 2.19].

За розрахункову годину приймають час доби з найбільшими

загальними теплонадходженнями через світлові отвори і покриття.

Розрахункову годину визначають після підрахунку теплонадходжень від

сонячної радіації по годинам доби протягом робочого часу.

В сучасних цехах, які мають значні площі застеклених поверхонь, за

розрахункову годину можна прийняти годину, коли спостерігаються

максимальні теплонадходження через вікна.

Так, для цеха з вікнами південної орієнтації – це час з 12 до 13

години; з вікнами східної орієнтації розрахунковий час з 8 до 9 години

(оскільки початок роботи зазвичай з 8 години); з вікнами західної

орієнтації при однозмінній роботі – з 15 до 16 години; при двохзмінній – з

16 до 17 годин.

Для вікон розташованих в стінах різноманітної орієнтації

максимальні теплонадходження та розрахункову годину визначають

розрахунком по наведеним вище формулам по годинам доби.

В курсовому проекті розрахункові теплонадходження за рахунок

сонячної радіації через світлові отвори можна прийняти в розмірі 60%

максимальних, Вт:

max

Q6.0Q 

Через покриття середньодобові надходження визначають за

формулою, Вт:

)tt(

усл



, (19)

де

площа покриття, м

;

опір теплопередачі покриття,

розрахований для теплого періоду, м

/Вт;

усл

 умовна

середньодобова температура зовнішнього повітря,

;

 температура

повітря в приміщенні,

Опір теплопередачі покриття в теплий період відрізняється від опору

теплопередачі в холодний період, оскільки опори теплопередачі від

зовнішнього повітря до покриття зимою та влітку різні

 

Умовна середньодобова температура зовнішнього повітря

ср

усл







, (20)

де

 розрахункова температура зовнішнього повітря – середня

температура за липень місяць

 

Ітаблгр .8.,2

;



 коефіціент

поглинання сонячної радіації зовнішньою поверхнею [5, дод.7];

ср



середньодобова кількість теплоти сумарної сонячної радіації, яка

надходить в липні на горизонтальну поверхню [2, дод.5; 10 табл.2.12], Вт/м

;



 коефіцієнт теплопереходу від зовнішнього повітря до покриття,

Вт/м

V6,118,5





, (21)

де ν  середня швидкість вітру за липень місяць [2, дод.4], м/с.

Приклад 2.

Визначити теплонадходження в цех за рахунок сонячної радіації

через покриття площею 5700 м

. Опір теплопередачі

=1,0 (м

/Вт).

Температура повітря в приміщенні

=28

. Верхній захисний шар

покриття – асфальтобетон. Розрахунок виконувати для умов м. Полтави.

Розрахунок

Знаходимо

..лн

=24,5

;

=53,6 кДж/кг;

=4,4 м/с, географічна

широта 48

півд. шир., [1, дод.8

];

ср

=328 Вт/м

;

=20,6

;



=0,9 [5,

дод.7].

Коефіцієнт теплопередачі, Вт/м

1,304,46,118,5





умовна середньодобова температура зовнішнього повітря,

С:

4,30

1,30

3289,0

6,20t

усл







середньодобові теплонадходження, Вт:

 

13680284,30

0,1

5700

Q 

6.3 Складання теплового балансу

Тепловий баланс складають для кожного приміщення для трьох

розрахункових періодів року (табл.7). Таблиця містить всі статті витрат і

надходження тепла.

Таблиця 7 - Тепловий баланс приміщення

Найменування приміщення

№

з/п Статті балансу тепла

період року

Холодний

Перехідний



Теплий

..лн

„А” Втрати теплоти,, Вт.

1 Через загорожі приміщень

2 На нагрів завезених матеріалів

3 На нагрів транспорту

4 На інфільтрацію

5 Інше

Всього по „А”

„Б” Теплонадходження, Вт

1 Від теплового устаткування

2 Від устаткування з електо

двигунами

3 Від охолодження металу

4 Від сонячної радіації

5 Від людей

7 Інше

Всього по „Б”

Загальне

изб

, Вт

Теплонапруга приміщення q, Вт/м

Примітки: 1. Сонячну радіацію необхідно враховувати лише для теплого

періоду року.

2. Теплонадходження (пп. 1÷3) можна приймати постійними

протягом усього року.

Втрати теплоти через зовнішні огорожі приміщень, а також втрати

теплоти, пов'язані з нагріванням завезених матеріалів, заїзджаючого

транспорту і т.п., залежать від температури зовнішнього повітря і можуть

бути знайдені за формулою, Вт:

3.з.р

iз.р

.т.п







, (22)

де

тп

 розрахункові втрати теплоти, визначені при температурі

зовнішнього повітря по параметрам „Б”, Вт;

зр



зр

 температура

повітря в приміщенні при температурах зовнішнього повітря

відповідно,

. Для перехідного періоду року

=+8

, для теплого

приймається по параметрам „А”.

Теплонадходження від технологічного обладнання залишаються

незмінними протягом року. Різниця між теплонадходженням і втратами

тепла визначає надлишки тепла (або його нестачу) в приміщеннях.

В табл. 7 необхідно також привести значення теплової напруги

приміщення, яка визначається за формулою, Вт/м

HAД



, (23)

де

HAД

 надлишки (нестача) тепла ( знак „-”); V  об’єм приміщення,

обміри якого виконані у відповідності з правилами визначення втрат тепла

через зовнішні загорожі, м

7 МІСЦЕВА ВЕНТИЛЯЦІЯ

7.1 Місцева витяжна вентиляція

Нагрівальні печі, які працюють на рідкому та газоподібному паливі

при відведенні продуктів горіння у димоходи обладнують над

завантажувальними вікнами парасолькою-козирком, який застосовують

також для камерних електропечей опору.

Нагрівальні печі, які не мають димоходів для відведення продуктів

горіння, забезпечують комбінованими парасольками, які складаються з

парасольки-козирька й парасольки. Парасольку-козирьок встановлюють

над завантажувальним вікном, а парасольку – над димовідвідними

отворами зверху печі. Розрахунок парасольок-козирків та парасольок

зводиться до визначення їх розмірів і об’ємів суміші продуктів горіння і

повітря що видаляється [9].

Газову суміш від парасольок можна видаляти гравітаційними або

механічними вентиляційними системами. Вибір того чи іншого засобу

залежить від розташування нагрівальних печей в приміщенні та роботи

кранового обладнання. Перевагу слід надавати гравітаційним системам, як

найбільш економічним.

При видаленні газоповітряної суміші гравітаційними системами

температура її не повинна перевищувати 300

, а при видаленні за

допомогою вентиляторів – не вище 80

. Об’єднання декількох місцевих

відсмоктувачів від різних печей в одну гравітаційну систему вкрай

небажано!

Печі, які працюють на генераторному газі, в якому міститься

високий відсоток оксиду вуглецю, повинні оснащуватися комбінованими

парасольками. Парасольки також встановлюють на камерні електропічі, які

застосовують для відпуску після закалення в маслі.

Місцеві відсмоктувачі у вигляді закритого укриття з робочими

отворами встановлюють на електродно-соляних і ціаністих пічах-ваннах.

Масляні та свинцеві закалюючі ванни, а також масляні ванни для

відпуску зазвичай обладнують бортовими або кільцевими

відсмоктувачами. Конструктивні розміри таких відсмоктувачів наведені в

[7,8,9,12,13].

Шахтні електропічі (нагрівальні, для азотування, цементації і т.п.)

обладнують місцевими відсмоктувачами кільцевого типу.

При травленні кованих виробів в ваннах з сірчаною кислотою

передбачаються застосування бортових відсмоктувачів для видалення

аерозолю сірчаної кислоти.

Піскоструменеві та дробоструменеві камери забезпечують місцевими

відсмоктувачами закритого типу.

Витрати повітря для відсмоктувачів від вищезазначеного обладнання

слід визначати розрахунком [9,12], приймати по технологічним даним [7],

або на підставі даних, зведених в альбомі наданих матеріалів до проекту.

Столи для розвантаження цементаційних ящиків, заповнених

сумішшю вугільного порошку і вапна, обладнують системою подвійного

відсмоктувача. Нижній відсмоктувач – з-під гратки, яка створює кришку

столу; об’єм видаленого повітря приймають з розрахунку 2500 м

/год на 1

габаритної площі столу. Боковий відсмоктувач у вигляді панелі

рівномірного всмоктування, влаштовано похило до столу. Кількість

видаленого повітря приймають 2500 м

/год на 1 м

довжини панелі.

Під столом для збору грубодисперсного пилу передбачено бункер [7,

с.238, мал.16].

7.2 Повітряні душі

Повітряні душі встановлюють на місцях постійного або тривалого

перебування працівників при інтенсивності їх опромінення більше 350 Вт/

. Сюди відносяться робочі місця біля ванн і печей термічних цехів.

Інтенсивність теплового опромінення робочих місць визначають

згідно нормативної літератури [8].

Для термічних цехів:

 біля печей і ванн з електродно-соляним підігрівом (t=1280

C) для

закалки і ціанування виробу, біля камерних газових і електричних

печай, біля агрегатів для закалки інструментів – 14002100 Вт/ м

;

 біля шахтних цементаційних електропечей, печей-ванн з електродно-

соляним підігрівом (t=850900

C), біля тигельних печей-ванн з

газовим підігрівом, шахтних газових печей, агрегатів для відпуску

виробів – 7001400 Вт/ м

;

 біля масляних закалюючих ванн, шахтних відпускних електропечей,

камерних газових печей з висувним подом, селітрових і лужних ванн

з газовим підігрівом – 350700 Вт/ м

;

Розрахунок повітряних душів наведений в [4,12], і зведений до

визначення для кожного робочого місця, яке піддається інтенсивному

тепловому опроміненню, типу і розміру душуючого патрубка, швидкості і

температури повітря на виході з патрубка, а також витрат повітря.

Розрахунковим режимом для душування є теплий період. Для холодного

періоду витрати повітря не змінюють, температуру повітря душуючого

патрубка перераховують з урахуванням іншої температури повітря в

робочій зоні.

Площа душуючого патрубка при тепловиділеннях визначається за

формулою

 

O3P

PM3P

ntt

xtt

















, (24)

Швидкість повітря на виході з душуючого патрубка розраховують

OPMO

VV 

, (25)

Витрати повітря на один душуючий патрубок

OOO

VF3600L 

, (26)

Розрахункові норми температури і швидкості руху повітря при

повітряному душуванні на робочих місцях встановлені СНіП 2.04.05-91

(див. дод. 3).

При розрахунку повітряних душів потрібно враховувати, що душові

патрубки, які обслуговуються однією вентиляційною установкою подають

повітря з однаковою температурою. Різний охолоджуючий ефект при

цьому може бути отриманий лише за рахунок різної швидкості подачі

повітря на робочі місця.

Приклад 3.

Необхідно розрахувати систему повітряного душуювання при

інтенсивності теплового опромінення робочих місць для заданого в

завданні обладнання (

30t



С):

- бак для закалювання в маслі 350…700 Вт/м

– 2шт;

- шахтна електропіч для азотування 350…700 Вт/м

– 2шт;

- агрегат для закалювання інструментів 1400…2100 Вт/м

– 2шт.

Розрахунок

Користуючись І-d діаграмою знаходимо температуру

21t



С.

Потім, при інтенсивності теплового опромінення робочого місця 700 Вт/м

знаходимо, що при швидкості



м/с температура на робочому місці



С, тоді:

 

O3P

PM3P

м18,0

1,32130

5,12230

ntt

xtt

F 

































х –задаємо в межах 1…2м

=3,1

5,4m

Користуючись довідковою літературою підбираємо по отриманій площі

повітророзподілювач. В даному випадку це ПДН 4 – з площею живого

перетину для проходу повітря 0,23.

Знаходимо швидкість виходу повітря з душуючого патрубка

см

/69,0

48,05,4

5,11











Оскільки

vv 

приймаємо

смvv



Знаючи площу і швидкість, знаходимо витрати повітря

 

год/м828123,03600vF3600L



Аналогічний розрахунок виконуємо для інтенсивності опромінення

1400 Вт/м

Враховуючи кількість обладнання з тією чи іншою інтенсивністю,

знаходимо сумарні витрати повітря на систему повітряного душування:

 

год/м5328L





8 ПОВІТРЯНИЙ РЕЖИМ ПРОМИСЛОВОЇ СПОРУДИ.

ВИЗНАЧЕННЯ НЕОБХІДНИХ ПОВІТРООБМІНІВ

При веденні технологічних процесів в виробничих приміщеннях в

повітря робочої зони можуть потрапити шкідливі гази, пари, пил. Так,

робота нагрівальних печей на рідкому або газоподібному паливі

супроводжується виділенням окисів вуглецю (СО) та сірчаного газу (SO

які потрапляють в приміщення через щілини в печах та газоходах.

Відділення ціанірування характеризуються надходженням в повітря

приміщень ціаністого водню, а устаткування для випаровування азоту,

місця для зберігання балонів для азотування, забруднюють повітря

аміаком. Крім того, в повітря робочої зони термічних цехів надходять пари

масел від ванн для закалювання виробів або пари води.