Стуров Д.С. Проектирование и расчет местной вентиляции машиностроительных производств

Подождите немного. Документ загружается.

Стуров Д.С.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ

МЕСТНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ

МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ПРОИЗВОДСТВ

Барнаул

2006

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМ. И.И. ПОЛЗУНОВА

СТУРОВ Д.С.

Проектирование и расчет местной вентиляции

машиностроительных производств

Учебное пособие

для студентов технических специальностей вузов

и техникумов дневного, вечернего и заочного обучения

Барнаул

2006

УДК 621.6.057.8.001.2

Стуров Д.С. Проектирование и расчет местной вентиляции машино-

строительных производств: Учеб. пособие для студентов технических специ-

альностей вузов и техникумов дневного, вечернего и заочного обучения;

Под ред. В.Ф. Мироненко / Алт. Гос. Техн. ун-т им. И.И. Ползунова. – Барнаул:

Изд-во АЛТ ГТУ, 2006 –

В учебном пособии рассмотрены

вопросы проектирования и расчета ме-

стной вентиляции машиностроительных производств, при этом должное вни-

мание уделено всему комплексу проблем местной вентиляции: выбору и рас-

чету разнообразных по конструкции и назначению местных отсосов; компо-

новке схем воздуховодов и их основных элементов как в приточном, так и в вы-

тяжном варианте; рассмотрены современные методики

расчета гидравличе-

ских сопротивлений одноканальных и многоканальных вентиляционных сетей;

выбору вентилятора и определение мощности его электропривода. Учебное

пособие хорошо иллюстрировано, имеет разнообразные варианты учебных за-

даний на основе конкретных производственных процессов.

Учебное пособие предназначено для студентов и преподавателей техни-

ческих специальностей вузов и техникумов при выполнении домашних зада-

ний по

расчету вентиляции, при разработке курсовых и дипломных проектов,

связанных с реализацией безопасных технологических процессов и произ-

водств. Данная работа представляет интерес также для специалистов, зани-

мающихся оздоровлением воздушной среды рабочих зон помещений с вред-

ными выделениями производственных процессов.

Рецензенты:

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие ...................................................................................................... 7

Введение – общие сведения о местной вентиляции.................................... 9

Гл а ва 1 Вытяжная система местной вентиляции.

Источники выделений вредных веществ

и их уловители (отсосы) ................................................................... 13

1.1 Улавливание вредных веществ от источников выделений............... 13

1.2 Вытяжные зонты................................................................................... 17

1.2.1 Расчет производительности вытяжных зонтов

круглой формы............................................................................... 21

1.2.2 Расчет производительности прямоугольных

зонтов.................. 26

1.2.3 Расчет щелевых зонтов................................................................. 31

1.3 Вытяжные панели – боковые отсосы.................................................... 36

1.3.1 Расчет производительности боковых отсосов,

расположенных в стенке и в свободном пространстве.............. 40

1.3.2 Расчет производительности прямоугольных отсосов с экраном

и прямоугольных угловых............................................................ 45

1.3.3 Расчет производительности наклонных отсосов....................... 48

1.4 Бортовые отсосы.................................................................................... 52

1.4.1 Расчет производительности однобортовых отсосов................ 55

1.4.2 Расчет производительности двубортового

отсоса...................... 58

1.4.3 Расчет производительности кольцевых отсосов........................ 61

1.5 Нижние отсосы....................................................................................... 63

1.5.1 Расчет производительности кольцевых отсосов......................... 65

1.5.2 Расчет производительности нижних линейных отсосов........... 68

1.6 Активированные отсосы........................................................................ 72

1.6.1 Расчет производительности активированных бортовых

отсосов............................................................................................. 76

1.6.2 Расчет производительности активированных отсосов,

расположенных выше бортов ванны............................................ 81

1.6.3 Расчет производительности активированных зонтов................. 84

1.6.4 Расчет производительности активированных отсосов

от нагревательных печей............................................................... 86

1.7 Компенсационные отсосы...................................................................... 88

1.7.1 Расчет производительности компенсационных отсосов............ 88

1.8 Местные отсосы закрытого типа........................................................... 91

Гл а ва 2 Приточная система местной вентиляции.

Оздоровительная воздухоподача и воздухораспределение ........ 94

2.1 Воздушно-тепловые завесы дверных

и технологических проемов

производственных помещений............................................................. 94

2.1.1 Характеристика воздушных завес.............................................. 94

2.1.2 Расчет производительности воздухоподачи

вертикальных завес....................................................................... 98

2.1.3 Расчет производительности воздухоподачи

горизонтальных завес................................................................. 102

2.2 Воздушное душирование рабочих зон с тепловыми избытками..... 106

2.2.1 Гигиенические требования по тепловой облученности

на рабочих местах......................................................................... 106

2.2.2 Особенности применения и характеристика

душирующих устройств

............................................................... 110

2.2.3 Расчет производительности воздухоподачи в рабочую зону

с теплоизбытками ........................................................................ 114

Гл а ва 3 Схемы воздушных сетей и основы аэродинамических

(гидравлических) расчетов их основных элементов ................... 121

3.1 Требования к вентиляционным установкам (ВУ).............................. 121

3.2 Типовые схемы вентиляционных сетей и их основные элементы.. 122

3.3 Воздуховоды вентиляционных сетей.................................................. 127

3.4 Законы сохранения массы и энергии воздушных

потоков............... 129

3.5 Давление воздуха в воздуховодах........................................................ 132

3.6 Потери давления в воздуховодах......................................................... 133

3.6.1 Виды потерь полного давления................................................. 133

3.6.2 Сопротивление трения движению воздуха по трубам............. 134

3.7 Потери давления в местных сопротивлениях.................................... 138

3.7.1 Потери давления на внезапное расширение............................. 139

3.7.2 Потери давления в отводах и коленах...................................... 140

3.7.3 Потери давления в тройниках и крестовинах........................... 143

3.7.4 Потери давления

в диффузорах и конфузорах.......................... 151

3.7.5 Потери давления в приточно-вытяжных шахтах

вентиляционных сетей................................................................ 152

Гл а ва 4 Гидравлический расчет воздушных сетей .................................. 154

4.1 Расчет потерь давления в одноканальных

(неразветвленных) сетях...................................................................... 154

4.1.1 Расчет потерь давления в вытяжных неразветвленных сетях.. 156

4.1.2 Расчет потерь давления в приточных неразветвленных сетях.. 162

4.2 Расчет потерь давления в многоканальных (разветвленных

) сетях.. 166

4.2.1 Понятие о магистральном направлении и ответвленной сети.. 166

4.2.2 Уравнивание потерь давления в ответвлениях путем

увеличения скорости движения воздуха и уменьшения

диаметра ответвления при сохранении расхода воздуха.......... 167

4.2.3 Уравнивание потерь давления в ответвлениях путем

установки диафрагмы, задвижки или дроссельного клапана... 173

4.2.4 Порядок расчета потерь давления разветвленной сети............ 176

4.2.5 Примерный расчет

вытяжной разветвленной

вентиляционной сети................................................................... 181

Гл а ва 5 Выбор вентилятора и определение мощности

его электропривода ........................................................................... 187

5.1 Вентиляторы вентустановок................................................................ 187

5.2 Условия подобия вентиляторов............................................................ 193

5.3 Выбор вентиляторов по диаграммам................................................... 195

5.4 Окончательный подбор вентилятора к сети....................................... 198

5.5 Определение мощности электропривода вентилятора...................... 199

5.6 Примерный расчет вентилятора и его электропривода..................... 200

Литература ........................................................................................................ 210

ПРЕДИСЛОВИЕ

Наиболее распространенным способом оздоровления воздушной среды

производственных помещений является общеобменная вентиляция. Но осо-

бенно эффективной считается местная (локальная) вентиляция, нейтрализую-

щая источники вредных выделений производственных процессов.

Естественно, что санитарно-гигиенические и технико-экономические по-

казатели работы вентиляции во многом определяются эффективностью дейст-

вия непосредственно местных отсосов. Однако нередко наблюдается

их не-

полноценная работа. Чем обусловлено такое положение?

Первая и основная причина состоит в том, что конструктивные решения

местных отсосов часто не рациональны. До сих пор продолжается выпуск тех-

нологического оборудования без встроенных местных отсосов, которые яв-

ляются наиболее радикальным средством борьбы с вредными выделениями.

Вторая причина заключается в отсутствии достаточно

надежных методов

расчета многих типов местных отсосов. Применяемые методы расчета до сих

пор, как правило, основывались на эмпирических данных начала ХХ века или

на весьма упрощенных теоретических моделях, и поэтому область их приме-

нения оказалась ограниченной. Отсюда, видимо, берет начало необоснованная

практика проектирования

«по аналогии» и «по рекомендуемым» скоро-

стям всасывания. Отсутствие теоретических обоснований ставит проектиров-

щика перед необходимостью выбирать, по сути, произвольные объемы отса-

сываемого воздуха для конструкций отсосов, отличающихся от типовых.

Современный уровень знаний о свойствах течений воздушных струй

вблизи отсасывающих отверстий и над источниками вредных выделений по-

зволяет достаточно точно рассчитать необходимую производительность отсо-

сов

при относительно простых условиях подтекания к ним загрязненных воз-

душных струй.

Новые теоретические и экспериментальные обоснования выбора мест-

ных отсовов изложены в книгах:

- Посохин В.Н. Расчет местных отсосов от тепло-газовыделяющего

оборудования, 1984 г.

- Белов С.В. Средства защиты в машиностроении, 1989 г.

В учебном пособии использованы теоретические и экспериментальные

данные этих авторов с некоторыми изменениями и дополнениями учебно-

методического характера

Улучшением работы вентиляционной установки в целом явится также

уточненные расчеты гидравлических сопротивлений воздуховодов одно- и

многоканальных вентсистем по обновленным теоретическим данным, изло-

женным в книге Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивле-

ниям.

ВВЕДЕНИЕ

Общие сведения о местной вентиляции

Воздух производственных помещений может быть загрязнен выше до-

пустимого уровня вредными веществами, находящимися в виде паров, газов и

пылей. Кроме этого, физические характеристики воздуха - температура, влаж-

ность, скорость движения, интенсивность тепловых излучений могут также

превышать санитарно-гигиенические нормативы. В любом из этих случаев не-

благоприятная воздушная среда оказывает негативное воздействие на орга-

низм человека, вызывая снижение его работоспособности, увеличение трав-

матизма и заболеваемости.

Основными источниками вредных веществ, ухудшающими состояние

воздушной среды, являются разнообразные производственные процессы. Со-

гласно санитарно-гигиенических требований безопасности всякий технологи-

ческий процесс должен протекать без превышения выбросов вредных ве-

ществ. Но в

реальных условиях это не всегда удается, часто из-за того, что ук-

рыть и герметизировать очаги выделений просто невозможно по технологи-

ческим, экономическим и иным соображениям. Тогда, наряду с обязательной

общеобменной вентиляцией в производственных помещениях необходимо

устраивать местную вытяжную или приточную вентиляцию, в зависимости

от характера выделений вредных веществ. [1; 6; 7; 11; 15]

Местная

вытяжная вентиляция предназначена для удаления загрязненно-

го воздуха непосредственно у места образования или выхода вредных выде-

лений. При устройстве местной вытяжной вентиляции стремятся не допустить

распространения вредных выделений по помещению и загрязнения больших

объемов воздуха. Таким путем местная вытяжная вентиляция позволяет в зна-

чительной мере ограничить зону распространения вредностей.

Местная приточная

вентиляция устраивается для подачи свежего чистого

воздуха на определенные рабочие места или участки с тем, чтобы обеспечить