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

Подождите немного. Документ загружается.

120

Примечание 1. При наличии теплового облучения температура воздуха

не должна превышать:

а) - на постоянных рабочих местах - верхние границы оптимальных зна-

чений для теплого периода года;

б) - на непостоянных рабочих местах - верхние границы допустимых зна-

чений для постоянных рабочих мест.

Примечание 2. Интенсивность теплового облучения не должна превы-

шать:

- 35,0 вт/м

, при облучении 50% поверхности тела;

- 70,0 вт/м

, при облучении 25-50% поверхности тела;

- 100,0 вт/м

, при облучении менее 25 % поверхности тела.

121

ГЛ А ВА 3 Схемы воздушных сетей и основы аэродинамических

(гидравлических) расчетов их основных элементов

3.1 Требования к вентиляционным установкам (ВУ)

Проектируемые ВУ должны удовлетворять следующим требованиям

[1; 2; 4; 12; 13]:

- быть высокоэффективными, взрывоопасными, экономичными, эксплуа-

тационно-надежными и соответствовать правилам безопасности.

В связи с этим ВУ должны защищать окружающую среду от загрязне-

ний, обеспечивать

в рабочих помещениях нормальные санитарно-технические

условия труда; проектируемые вентиляционные сети;

- должны обеспечивать нормальный воздухообмен в цехах и не допускать

повышенного разряжения (вакуума) или подпора воздуха в помещении;

- при проектировании ВУ следует избегать малых диаметров воздухово-

дов (меньше 100 мм) и длинных горизонтальных участков, так как они опас-

ны с

точки зрения осаждения пыли и конденсации водяных паров;

- предусматривать в системах контрольно-измерительные приборы для

слежения за состоянием работы ВУ;

- стремиться применять более дешевые и экономичные в эксплуатации

пылеуловители (воздухоочистители) с максимальным

КПД и с меньшими гид-

равлическими сопротивлениями и габаритами;

- стремиться к наименьшей длине трасс воздуховодов, что дает экономию

металла и энергии. Избегать необоснованно завышенных скоростей воздуха

на участках магистрали сети;

- потери давления на параллельных участках сетей в тройниках вырав-

нивать увеличением скоростей и уменьшением диаметров воздуховодов на

боковых участках. Это

экономит металлорасходы и затраты на установку

диафрагм.

122

При проектировании трассы воздуховодов вентилятор следует устанав-

ливать не в конце трассы, а в середине, чтобы иметь параллельные участки и

экономить энергию в результате уменьшения длины главной магистрали.

Вентиляторы следует устанавливаться ближе к агрегатам, имеющим

наибольшие потери давления.

При окончательном выборе вентилятора рекомендуется принимать вен-

тиляторы с максимальным

КПД, обращать серьезное внимание на удобство

эксплуатации ВУ, предусматривая удобство доступа ко всем их элементам,

производства, ремонта или замены отдельных частей.

3.2 Типовые схемы вентиляционных сетей и их основные элементы

По своему назначению вентиляционные сети проектируются двух типов:

вытяжные и приточные. В свою очередь каждая из них может подразделяться

на одноканальные

(неразветвленные), – обслуживающие одно рабочее место и

многоканальные (разветвленные), – обслуживающие несколько рассредото-

ченных мест.

Главные отличительные признаки неразветвленных сетей заключаются в

том, что расход, скорость движения воздуха и поперечное сечение воздухово-

дов на всей длине одинаковое.

В разветвленных сетях эти аэродинамические характеристики на от-

ветвлениях будут отличаться от аналогичных характеристик основного

ствола

(канала) вентиляционной сети.

На рисунке 3.1 представлены обобщенные (типовые) схемы неразветв-

ленных вытяжных сетей. В схемах а, б загрязненный воздух с помощью вы-

тяжных зонтов (А

) удаляется из помещений наружу через вытяжную шахту

без очистки и с очисткой в циклонах (С). В схемах в и г загрязненный воздух

от вытяжных панелей (боковых отсосов А

) удаляется из помещений в обще-

цеховую вытяжную вентиляционную сеть (Д) без очистки и с очисткой в ко-

нических циклонах (С`). Источники выделений в схемах а, б, в, г не показаны.

123

Источники подробно описаны в первой главе. В схемах д, е загрязненный воз-

дух от ванн с хим. растворами с помощью бортовых отсосов удаляется по

всасывающе-нагнетательной сети после очистки (Е) в общецеховую вытяж-

ную сеть (Д) или через вытяжную шахту (В) за пределы производственного

помещения. Вентиляторы (Б) и очистные устройства располагаются

рядом,

приблизительно в средине вентиляционной сети в местах, удобных для обслу-

живания и наблюдения.

На рисунке 3.2 показаны типовые схемы всех разветвленных вытяжных

вентиляционных сетей, которые являются более сложными как по конструк-

тивному исполнению, так и по трудоемкости их расчета. На схеме «а» венти-

ляционная система обслуживает несколько участков, загрязняющих рабочую

зону цеха. Загрязненный воздух от источников выделений (К) с помощью со-

осных и боковых отсосов (А

) вентилятором (Б) направляется в очистное

устройство (М) и затем в общецеховую вытяжную сеть. По законам аэродина-

мики вся всасывающе-нагнетательная сеть разделена на восемь отдельных

участков, в каждом из которых расход воздуха, скорость его движения и про-

ходное сечение воздуховодов будут разные.

Схема 3.2, а изобилует разнообразными фасонными элементами возду-

ховодов

: это отводы, колена, тройники крестовины.

Схема 3.2, б касается удаления загрязненного воздуха парами, исходя-

щими от ванн с растворами.

Всасывающе-нагнетающая сеть при этом достаточно сложна и разделе-

на на шесть участков.

Схема 3.2, в рассчитана на удаление пыли от станочного оборудования

при обработке хрупких, пылящихся материалов. Очищенный воздух из очи-

стного

устройства направляется непосредственно в цеховую атмосферу.

Типовые схемы приточных разветвленных (а, б и д) и неразветвленных

(в, г) вентиляционных сетей представлены на рисунке 3.3.

124

Рисунок 3.1. Схемы одноканальных (неразветвленных) вытяжных сетей:

– вытяжной зонт; А

– вытяжная панель (боковой отсос); А

– бортовой от-

сос; Б – вентилятор; С и С` – пылеуловители (циклоны); Е – фильтр или тума-

ноуловитель; Г – тройники; В – вытяжная шахта; Д - цеховая вытяжная вент.

сеть. 1. 2. 3 - воздуховоды.

а)

б)

в)

д, е) г)

125

Рисунок 3.2. Схемы многоканальных (разветвленных) вытяжных сетей:

– вытяжной зонт; А

- вытяжная панель; А

– бортовой отсос; Б – вентиля-

тор; В – вытяжная шахта; Г

, Г` – тройники; Д - цеховая вытяжная вент. сеть;

М, N, P - воздухоочистители; К – источник выделений вредных веществ;

Т – крестовина.

1, 2. 3... номера воздуховодов.

126

Рисунок 3.3. Типовые схемы проточных разветвленных (а, б, д)

и неразветвленных (в, г) вентиляционных сетей

А – приточная шахта; Б

, Б

– душирующие патрубки; В

, В

– воздухо-

распределители воздушно-тепловых завес; С – калорифер; Д – вентилятор;

Е, Е

. – тройники.

1, 2, 3.... номера труб воздуховодов

127

Схемы 3.3, а и 3.3, б применимы в горячих цехах для защиты работаю-

щих от избытка явного конвективного или лучистого тепла. Схемы 3.3, в,

3.3, г и 3.3, д используются при устройстве воздушно-тепловых завес на двер-

ных и технологических проемах производственных помещений.

Выбор конструктивной схемы и расчет отсосов изложены в первой гла-

ве, а

воздухораспределителей – во второй главе. Наличие и тип воздухоочисти-

теля обуславливается видом и концентрацией загрязнителя в воздухе в мг/м

Решение о выборе места установки и конструкции вытяжных и проточных

шахт определяется конкретными условиями при проектировании вентиляции.

Форма сечения воздуховодов, количество, конструкция и размеры его эле-

ментов устанавливаются реальным проектом местной вентиляции.

Тип вентилятора, калорифера, воздухораспределителя и их расположе-

ние в сети определяются реальным проектом.

Реально спроектированная вентиляционная система отличается

от типо-

вой (условной) системы лишь количеством и размерами отдельных элементов

сети (труб, колен, отводов, тройников и т.д.), а также координатами располо-

жения их в пространстве.

3.3 Воздуховоды вентиляционных сетей

Каждая вентиляционная система имеет воздуховоды. В приточных венти-

ляционных сетях воздуховоды служат для распределения чистого воздуха, по-

даваемого в

помещение в места воздухораздачи (воздушные души, завесы), в

вытяжных сетях, наоборот, – для сбора загрязненного воздуха от источника за-

грязнений местными отсосами и подачи его к вытяжному вентилятору с после-

дующим выбросом через очистные устройства или без них в цеховую вытяж-

ную систему или непосредственно наружу за пределы помещения.

В производственных зданиях

применяют воздуховоды, изготовленные из

тонколистовой стали круглого или прямоугольного сечения. [10]

128

Круглые воздуховоды имеют ряд преимуществ перед прямоугольными –

они более прочные при одинаковой толщине металла, менее трудоемки и для

их изготовления требуется на 18-20% меньше металла.

Преимущество прямоугольных воздуховодов состоит в том, что они

лучше вписываются в интерьер административных и реконструируемых про-

изводственных помещений и их отдельных участков.

Все многообразие конфигураций воздуховодов вентиляционных

сетей

выполняется из ограниченного ряда стандартизованных элементов (деталей),

рис. 3.4. Сечения, конфигурация и размеры деталей определяются СНиП

2.04.05-91. Размеры сечений приведены в табл. 3.1.

Толщину листовой стали для воздуховодов, по которым перемещается

воздух с температурой не более 80

С, следует принимать:

диаметром 100-200 мм .... 0,5 мм

-//- 225-450 мм .... 0,6 мм

-//- 500-800 мм .... 0,7 мм

При перемещении воздуха (газа) с температурой более 80

С, содержаще-

го механические примеси, либо агрессивные вещества, для воздуховодов до-

пускается применение листовой стали толщиной 1,0 мм и выше.

Рисунок 3.4. Конструктивные элементы воздуховодов

а, б – трубы круглые и прямоугольные; в,

Г, д, е – колена цельные и составные;

круглые и прямоугольные; ж, з, - тройники различных размеров для подсоеди-

нения ответвлений (Д

от

) к основной сети (Д

ос

)

129

Таблица 3.1

Стандартизованные размеры сечений воздуховодов

Форма

сечения

трубы

Размеры в мм;

площадь сечения в м

круг

прямо-

угольник

100 125 140 160 180 200 225 250 280

0,008 0,012 0,015 0,02 0,025 0,03 0,04 0,049 0,062

315 355 400 450 500 560

0,078 0,099 0,126 0,159 0,196 0,246

150×100 200

100 150

150 200

150 250× 150 200× 200 250

200

0,015 0,02 0,0225 0,03 0,0375 0,04 0,05

250×250 300

200 300

250 400

200 300× 300 400× 250 400

300

0,0625 0,06 0,075 0,08 0,09 0,1 0,12

500× 250 500

300 400

400 600

300 500× 400 500× 500

0,125 0,15 0,16 0,18 0,2 0,25

3.4 Законы сохранения массы и энергии воздушных потоков

При расчете вентиляционных систем используется уравнение неразрыв-

ности потока и закон сохранения энергии. [2; 6; 7]

Уравнение неразрывности выражает закон сохранения массы, записан-

ный для движущейся среды (жидкой или газообразной).

В вентиляционных системах плотность воздуха в большинстве случаев

остается постоянной, так же как практически не

изменяется скорость движе-

ния воздуха ни по величине, ни по направлению.

В этом случае для двух сечений одного и того же потока можно написать

уравнение расхода, которое иллюстрируется на рисунке 3.5 и имеет вид:

LFVFV

2211

⋅

, м

/с (3.1)

где

V ,V - соответственно скорость воздуха в сечениях 1-1 и 2-2;

и F

– соответственно площади сечений 1-1 и 2-2.