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

Подождите немного. Документ загружается.

Приклад 7

Розміри цеху становлять 247215(H) м. Визначити необхідну

кількість опалювальних агрегатів.

Розрахунок

Опалювальні агрегати розташовуємо на довшій стіні будівлі.

Визначаємо площу опалюваної зони, м

5.47.0



















Знаходимо необхідну кількість агрегатів

5,5

583

max







Ураховуючи кількість колон (5шт.) у цеху можемо встановити 5

опалювальних агрегатів (рис.1)

72000

24000

Рис. 1

Після визначення загальної кількості агрегатів знаходимо

розрахункову теплопродуктивність 1-го агрегату, Вт,

КQ

чер

агр



, (59)

де К– коефіцієнт запасу (К=1,1 – при заборі повітря з робочої зони;

К=1,2 – при встановленні агрегату на висоті h=(0.35



65)H і К=1,3 – при

встановленні на висоті h>0.65H); N  загальна кількість агрегатів у

приміщенні, шт.

Тип агрегату підбирають з таким розрахунком, щоб його фактична

(паспортна) теплопродуктивність була не менше від розрахункової

агр

[6,

додаток ХІІІ, с. 394-395].

Температура повітря на виході з агрегату визначається за формулою

агрв

чер

вагр

LN28.0







, (60)

де

С; теплоємність повітря

=1,005 кДж/(кгград); густина повітря

приймається при температурі +16

С (паспортні данні)



=1,22 кг/м

;

агр



повітропродуктивність агрегату, м

/год.

При встановленні опалювальних агрегатів на висоті h<0.65H

температура повітря на виході з агрегату обмежується на рівні, град,

 

3PO

3Pдоп

273tFV

31.0tt





, (61)

де

x

горизонтальна відстань від повітророзподілювача до точки входу осі

повітряного потоку в робочу зону. Рекомендовані значення

86x 

м.

Нормативна, гранично допустима швидкість

нор

руху повітря в

робочій зоні становить 0,30,45 м/с при легкій, 0,450,60 м/с при роботі

середньої важкості і 0,600,70 м/с при важкій роботі. В режимі чергового

опалення можна прийняти

нор

=0,7 м/с.

Максимальна швидкість повітря в зворотному потоці



kVV



, (62)

де

k

коефіцієнт взаємодії повітряних струменів;



швидкість виходу

повітря з опалювального агрегату, м/с;



площа живого перерізу

повітровипускного патрубка, м

(приймається рівною 75% габаритної

площі отвору);





площа приміщення, що обслуговується одним

агрегатом, м

. Коефіцієнт

визначається за таблицею 12 залежно від

кількості опалювальних агрегатів (N).

Таблиця 12 – Значення коефіцієнта

N 2 4 6 8 10 12 14 16

k 1.15 1.05 1 0.95 0.9 0.8 0.7 0.65

Швидкість виходу повітря з агрегату приймають відповідно до його

технічних даних (табл.13) або розраховують за формулою, м/с,

агр

F3600





, (63)

Площу приміщення, що обслуговує один агрегат, визначають

діленням загальної площі приміщення на загальну кількість опалювальних

пристроїв







. (64)

Таблиця 13 – Швидкість виходу повітря з агрегату

Тип агрегату

Продуктивність за

повітрям, м

/год при

t=16

, м

Швидкість виходу

повітря, м/с

1 2 3 4

АПВС 50-30 3300 0,221 4,15

АПВС 70-40 3900 0,383 2,84

АПВС 110-80 6900 0,611 3,14

АПВ 200-140 13900 0,627 6,14

АПВ 280-190 18800 0,733 7,10

СТД-100

8770

8490

0,320

7,6

7,3

СТД-300М

28800

25000

0,678

11,8

10,3

Примітка. В чисельнику наведені дані для агрегатів при обігріві парою, в

знаменнику при обігріві водою.

Приклад 8

Підібрати опалювальний агрегат для цеху (див. приклад 7), якщо

тепловтрати становлять 0,482МВт (414700 ккал/год). Теплоносій – вода,

Т=130/70

С.

Розрахунок

Кількість агрегатів – 4 штуки. Розрахункова теплопродуктивність

одного агрегата при встановленні на висоті h=(0,35-0,65)H

ккал/год)10(0,124 Вт 10145,0

10482,0

2,1Q

агр







Приймаємо тип агрегату – АПВ 200-140 згідно з [6, додаток ХІІІ,

с.394-395] або таблицею 13. Його повітропродуктивність

агр

=13900

/год; максимальна (паспортна) теплопродуктивність

Вт)(162820 ккал/год 140000Q

агр



; швидкість повітря на виході

м/с 14,5V



; площа живого перерізу повітровипускного отвору

м 627,0F 

Розраховуємо необхідну температуру повітря, що виходить з

агрегату

С8,35

1390022,1101

106,310145,0







та максимально допустиму температуру на виході з агрегату

 

С2.42

2735627.014.5

31.05t

доп







Оскільки

доп0

tt 

, то агрегати підібрані правильно.

10 АЕРОДИНАМІЧНИЙ РОЗРАХУНОК СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦІЇ

10.1 Загальні відомості

Метою аеродинамічного розрахунку є визначення таких розмірів

повітроводів схеми, при яких через усі ділянки буде проходити необхідна

кількість повітря. Для системи з примусовою вентиляцією повітря за

результатами аеродинамічного розрахунку проводять також підбір

вентагрегатів.

При розрахунку систем гравітаційної вентиляції аеродинамічний

опір відгалужень повинен бути ув’язаний з існуючим перепадом тиску, що

є рушійною силою для повітря. У механічних системах утрати тиску в

мережі визначаються при розрахунку, і саме за ними та продуктивністю

системи вибирається вентилятор.

У першу чергу необхідно виконати повний розрахунок усіх систем,

що обслуговують приміщення, для яких повітрообмін згідно із завданням

обчислюється за формулами. Це повинні бути окремі системи, не пов’язані

з іншими приміщеннями. Якщо для цих приміщень передбачена

рециркуляція, то розрахунок припливної та витяжної систем має

виконуватись для випадку, коли рециркуляція не застосовується. Окремо

необхідно розрахувати рециркуляційний канал.

Передусім розраховуються магістралі від найбільш віддаленого

повітроприймального чи повітророздавального пристрою до вентилятора.

Ув’язування тисків між окремими відгалуженнями будь-якої системи

виконується з точністю до 10%. Ув’язка відгалужень проводиться шляхом

підбору розмірів повітропроводів і за допомогою діафрагм. Отримані

розміри повітропроводів та діафрагм підписуються на планах і схемах

(діафрагми тільки на схемах).

У курсовому проекті необхідно виконати аеродинамічний

розрахунок двох механічних систем вентиляції середньої складності:

припливної й витяжної. Крім того, потрібно провести розрахунок однієї

системи природної вентиляції від нагрівальних печей.

Розрахунком повинні бути визначені діаметри повітропроводів на

всіх ділянках систем і ув’язані опори відгалужень (неув’язка допускається

в межах 10%). Визначення діаметрів повітропроводів усіх інших

вентиляційних систем виконується за швидкістю повітря, а вентилятори

підбираються за витратами повітря при максимальному ККД. Із

навчальною метою ведучий викладач може змінювати обсяг розрахунків.

У дипломному проекті, як правило, розраховуються всі “складні”

вентиляційні системи різних типів. Остаточно їх кількість студент

повинен узгодити з керівником дипломного проекту.

10.2 Визначення втрат повного тиску на окремій

ділянці повітропроводу

Визначення опорів ділянок є головною частиною аеродинамічного

розрахунку, тому розглянемо це питання детальніше.

Опір ділянки повітропроводу

p

, Па , визначається за формулою







пlRp

, (65)

де

R

питомий опір тертя на один погонний метр металевого

повітроводу, Па/м; для круглих повітроводів знаходять за номограмою [4,

с.190-191], а також [14], за відомими витратами повітря й діаметром;

l

довжина ділянки, м; п  коефіцієнт, який ураховує шорсткість

повітропроводу;







сума коефіцієнтів місцевих опорів ділянки;





динамічний тиск, Па;

v

швидкість повітря у повітропроводі, м/с.

Для турбулентного режиму руху повітря в оцинкованому

повітропроводі круглого перерізу питомі втрати тиску можна визначити за

формулою

 

17,1

83.1

dt273

V51.3







, (66)

де V  швидкість газоповітряної суміші, м/с;



температура суміші,

С;

d

діаметр повітропроводу, м. Швидкість руху повітря в повітропроводах

круглого і прямокутного перерізів розраховують за формулами, м/с:

d2828





, або

F3600





, (67)

L  витрати газоповітряної суміші, м

/год;

– площа поперечного

перерізу каналу, м

У разі відмінності матеріалу повітропроводу від оцинкованого

сталевого необхідно враховувати поправку на шорсткість

V1.01

VK1





, (68)

де



коефіцієнт еквівалентної шорсткості повітропроводу, мм.

Для повітропроводів прямокутного перерізу величина

визначається

через еквівалентний діаметр

ва

ва2

екв







, (69)

де

 сторони прямокутного перерізу.

Коефіцієнти місцевих опорів визначають із таблиць за довідником [4,

11] чи [13, 14]. З місцевих опорів необхідно особливо відзначити трійники.

Оскільки в промислових спорудах часто розгалуження повітроводів

виконують під кутом 90°, то трійники наближаються за формою до

уніфікованих.

Розрахунки виконують у табличній формі (див. таблицю 14 цих

указівок).

10.3 Складання розрахункової схеми

Розрахункова схема викреслюється на кожну вентиляційну систему,

що розраховується, у фронтальній аксонометричній проекції і наводиться в

пояснювальній записці. На схемі повинні бути відтворені всі повороти й

інші елементи, що мають бути враховані як аеродинамічний опір.

Дотримання масштабу не обов’язкове. На кожній ділянці схеми

проставляються значення витрат повітря, довжини і номер ділянки.

Відсмоктувачі варто розглядати як самостійні ділянки, що не мають

довжини. Номери ділянок доцільно проставляти в процесі виконання

розрахунків (для наступних розрахункових ділянок).

10.4 Розрахунок систем природної вентиляції

Розрахунок пояснимо на прикладі. Розрахункова схема з

проставленими навантаженнями і довжинами показана на рисунку 2. Така

схема повинна бути наведена в пояснювальній записці. Температуру

повітря в приміщеннях приймемо рівною 18°С. Розрахунок указуватимемо

у формі таблиці 14.

+ 1 0 , 0 0 0

+ 7 , 0 0 0

+ 6 , 0 0 0

3 1 5

3 , 0

2 0 5

2 , 0

1 2 5

1 , 5

1 2 5

4 , 0

4 а

1 , 0

1 а

1 1 0

2 , 0

1 1 0

1 , 0

Рисунок 2 – Розрахункова аксонометрична схема вентиляційної

системи ВГ-1

Таблиця 14 – Аеродинамічний розрахунок системи ВГ-1

№

з/п

/год

м/с



в,

см

dэ,

мм

Па/м

Kэ,

мм

n… Rln,

Па/м

Pдин,

Па/м

ξ Z,

Па

Rln+

Па

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

ІІ

=0,9(10-6)(12,45-11,88)=2,05 Па; Р

=0,9(10-2)(12,45-11,88)=4,1 Па

1а • • • • • • • • • • • • • •

1 80 - 0,56 20х20х2 0,0396 - - - - - 0,19 2 0,38 0,38

2 80 1 0,59 14х27 0,0378 180 0,04 4 1,3

0,053 0,21 3 0,63 0,68

3 205 2 0,71 25х32 0,08 280 0,035 1 1,1

0,078 0,31 2 0,62 0,7

• 315 3 0,6 35х42 0,147 380 0,016 0,1 1 0,048 0,22 1,3 0,29 0,34

• • • • • • • • • • • • • • 2,1

Нев’язка (2,05-2,10)/2,05=-0,02 (2%)

4,5

=4,1-1,04=3,06 Па

4а 125 - 0,88 20х20х2 0,0396 - - - - - 0,47 2 0,94 0,94

4 125 4 0,92 14х27 0,0378 180 0,087 4 1,4

0,5 0,51 3,2 1,63 2,13

5 125 1,5 0,63 25х22 0,055 235 0,037 1 1,1

0,06 0,24 0,9 0,22 0,28

• • • • • • • • • • • • • • 3,35

Неув’язка (3,06-3,35)/3,06=-0,095 (менше ніж 10%)

Далі повинен наводитись розрахунок ділянок 6 та 7

1 Визначаємо циркуляційний тиск Р, Па, для кожного з відга-лужень за

формулою

, ( )

í â

P 0 9 h g

 

    

, (70)

де g – прискорення вільного падіння, м/c

;

– різниця висот устя шахти і центрів вентиляційних решіток даного

відгалуження, м;



– густина зовнішнього повітря, кг/м

, при температурі +5°С при

нормальному барометричному тискові (0,1013 МПа),



=1,245 Н/м

;



– густина повітря приміщення; при нормальному барометричному

тиску може визначатися з рівняння

t273

353







, (71)

де

- температура повітря, °С. У нашому випадку при

18t

°С

189,1

18273

353









кг/м

Тоді для другого і першого поверхів відповідно отримаємо значення

циркуляційного тиску:

, ( ) ( , , ) , ;

, ( ) ( , , ) , .

P 0 9 10 6 1 245 1 189 2 05 Ï à

P 0 9 10 2 1 245 1 189 4 10 Ï à

     

Коефіцієнт 0,9 уведений для того, щоб розрахунок на випадок

неврахованих місцевих опорів здійснювався із запасом тиску 10%.

2 Виявляємо розрахункову гілку системи. Як правило, за розрахункову

приймається найдовша гілка з верхнього поверху. Ділянки цієї гілки

нумеруємо ( на схемі вони мають номери 1а, 1, 2, 3) і записуємо порядково в

таблицю 14, заповнюючи графи 1,2,3.

3 Виходячи зі швидкостей, що рекомендуються, попередньо знахо-димо

розміри всіх ділянок схеми та проставляємо їх на схемі. Швидкості для

ділянок, приміщень верхнього поверху приймаємо 0,5÷0,8 м/с, для інших

ділянок ― 0,7÷1,0 м/с. Для ділянок розрахункової гілки визначаємо

фактичні швидкості й заповнюємо графи 4, 5 і 6 таблиці.

4 Обчислюємо еквівалентні діаметри повітропроводів розрахункової

гілки та записуємо в графу 7. Діючи далі, як зазначено вище, заповнюємо

графи 8,9,10,11,12. Графа 9 заповнена з урахуванням того, що вертикальні

канали цегляні, горизонтальні ― шлакогіпсові, а витяжна шахта оббита

зсередини покрівельною сталлю.

5 У графу 13 записуємо дані за допомогою таблиць [11,12, 14, 15].

Докладніше про визначення КМО див. нижче.

6 Після заповнення граф 14 і 15 одержуємо повні опори всіх ділянок

p

. У результаті їх додавання ― повний опір розрахункової гілки, що в

даному випадку виявилося рівним 2,10 Па.

7 Отриманий опір гілки зіставляємо з розрахунковим тиском (у даному

випадкові 2,05 Па). Обчислюємо відсоток неув'язки, що в даному випадку

виявився рівним 2%. При абсолютному значенні неув’язки, більшому ніж

10%, слід змінити розмір однієї з ділянок чи решіток.

8 Переходимо до розрахунку відгалужень від розрахункової гілки.

Ділянки чергового відгалуження нумеруємо (див. ділянки 4 і 5 ) та

записуємо в таблицю. Для кожного відгалуження можна простежити свою

гілку, частина ділянок якої входить у розрахункову гілку й у такий спосіб

уже розрахована. Розрахунковий тиск для відгалуження знайдемо як

різницю розрахункового тиску ділянок даного поверху та опорів уже

розрахованих ділянок гілки (див. таблицю). Площі перерізу ділянок 4а, 4 і 5

повинні бути підібрані так, щоб їх загальний опір відрізнявся від

розрахункового тиску в меншу або більшу сторону не більше ніж на 10% (у

даному випадкові нев’язка 9,5%). Аналогічно розраховується друге

відгалуження (ділянки 6 та 7). У таблиці 14 розрахунок другого

відгалуження не наведений. До таблиці мають бути додані пояснення щодо

визначення місцевих опорів ділянок. У вказаному прикладі ці пояснення

подані у вигляді таблиці 15.

Таблиця 15 – Визначення КМО ділянок

№

ділянки

Назва елемента і розрахунки КМО Примітки

1 2 3 4

1а Решітка щілинна витяжна 2,0 [9, с.252]

2 коліна зі співвідношенням сторін 2:1

2·1,2·0,9=2,16

2,2 [9, с.253]

трійник у відгалуженні:

, ; , ; ,

O O O

C C C

F 14 27 F 25 22 L 80

0 5 0 7 0 1

F 25 32 F 25 32 L 205

 

     

 

0,8 [9, с.248]

Усього по ділянці 1 3,0

2 Трійник на протитечію 2,0 Приблизно

Випуск через шахту із зонтом

Н при

0 4



1,3 [9, с.252]

4а Решітка щілинна на витяжці 2,0 [9, с.252]

3 коліна зі співвідношенням сторін 2:1

2·1,2·0,9=2,16

3,2 [9, с.258]

Трійник на прохід:

, ; , ;

O O

C C

F L

0 5 0 4

F L

 

(див. діл.1)

0 7



0,6 [9, с.248]

10.5 Розрахунок систем механічної вентиляції

Розрахунок системи механічної вентиляції розглянемо на прикладі,

наведеному в [12]. Схема системи подана на с.274, таблиця розрахунку на

с.277 (табл.12.57). Розглядається припливна система з металевими

повітроводами круглого перерізу, з відгалуженнями під гострим кутом.

Нижче викладено хід розрахунку.

1 Вибирається розрахункова гілка. Звичайно за таку приймають

найдовшу гілку, однак якщо витрати повітря в найдовшій гілці малі, то

доцільно за розрахункову прийняти трохи коротшу, але більш навантажену

гілку. Ділянки розрахункової гілки нумеруються й записуються в таблицю

розрахунку (розрахунковий бланк) підряд, порядково. Решітки

рекомендується розглядати як самостійні ділянки. У припливних системах у

розрахункову гілку, крім ділянок повітроводів, уводяться також

повітроприймальні решітки, шахта, утеплений клапан, фільтр і калорифер.

Доцільно всі ці елементи розглядати як самостійні ділянки повітряного

тракту та записувати їх у бланк окремими рядками [12, табл.12.57].

2 Перерізи всім ділянкам схеми призначають за рекомендованими

швидкостями. На ділянках, що межують з повітроприймальними

пристроями (місцевим відсмоктувачами), орієнтуються на рекомендовану

швидкість повітря в місцевому відсмоктувачі. Для ділянок розрахункової

гілки можна приймати швидкості за даними таблиці 16.

Таблиця 16 – Швидкості руху повітря для механічних систем цехів

Витрати

повітря,

/год

<100 100-1000

1000-

10000

10000-

50000

50000-

100000

>100000

Швидкість,

см/

2,5 2,5-4,5 4,5-7 7-12 12-20 20-25

У коротких бічних відгалуженнях від розрахункової гілки швидкості

потрібно приймати вище від зазначених, щоб зменшити надлишковий тиск.

Перерізи ділянок розрахункової гілки необхідно занести в бланк.

Перерізи інших ділянок надписати на схемі, як попередні.

3 Підраховуються втрати тиску ділянок розрахункової гілки. Операція ця

вже знайома, відзначимо лише наступне:

а) якщо застосовано радіальний вентилятор, то для знаходження КМО

дифузора за [12, табл.12.42] потрібно попередньо визначити номер

вентилятора і знайти в довіднику розмір його вихідного отвору;

б) опори калорифера та фільтра заносяться на підставі раніше

проведеного розрахунку (див. відповідні розділи посібника);

в) КМО утепленого клапана можна приймати рівним 0,5, відносячи його

до швидкості в живому перерізі клапана;

г) опір шумоглушника (якщо передбачається його встановлення)

попередньо можна оцінити величиною КМО, рівного 2,0.

4 Додаються втрати тиску на ділянках розрахункової гілки. У [12,

табл.12.57] додавання ведеться послідовно по ділянках в останньому

стовпчику. Загальні втрати тиску виявилися рівними 120 Па. Такий тиск

повинен розвивати вентилятор.

5 Розраховуються відгалуження від розрахункової гілки. Розрахунковий

тиск для відгалужень може встановлюватися так само, як для природної

вентиляції: від загального тиску (в даному випадку тиск вентилятора)

віднімаються опори вже розрахованих ділянок. Однак тут можна діяти

простіше: розрахунковий тиск для будь-якого відгалуження можна

визначити за опором паралельних ділянок головної гілки, оскільки цей тиск

дорівнює повному тиску в точці відгалуження. Так, тиск для ділянки 10

дорівнює сумі втрат тисків ділянок 1 і 2, що становить у цьому випадку 32

Па. Цифру цю можна відразу прочитати в останньому стовпчику таблиці, у

рядку ділянки 2.