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

Подождите немного. Документ загружается.

160

Коэффициент

определяют в зависимости от конструктивных особен-

ностей и размеров элемента сети по таблицам 3.3; 3.4; 3.5; 3.15; 3.16; 3.17; 3.18.

Местные сопротивления на входе воздуха в систему от источника выде-

лений вредных веществ

ма

представлены ниже:

Тип

отсоса

Вытяжные

зонты

Вытяжные

панели

Бортовые

отсосы

Нижние

отсосы

Активиро-

ванные

отсосы

Компенсаци-

онные отсосы

ма

0,1 0,12 0,9 0,35 0,5 0,3

8. Потери полного давления на воздухоочистительных аппаратах

Н.ВО

встроенных в вытяжную сеть, приведены в таблице 4.5

Таблица 4.5

Аппараты для очист-

ки воздуха от вред-

ных веществ

Циклоны Фильтры, пыле-туманоуловители

ЦН-15

ЦН-24

ЦН-11

СК-ЦН-

Волокни-

стый ФВТ

Тумано-

уловитель

УУП

Электро-

фильтр ФЭ

Потери давления, Па

500 600 1000 500 100 50

Потери давления на воздухоочистительных аппаратах, встроенных в вы-

тяжную сеть, должны учитываться только в тех случаях, когда воздухоочисти-

тель не имеет собственного привода вентилятора. К таким аппаратам относят-

ся циклоны всех типов, одноступенчатые туманоуловители и фильтры. Аппа-

раты многоступенчатой очистки, как правило, имеют свой индивидуальный

привод вентилятора и поэтому не

требуют учета их потерь в вентиляционной

системе.

9. Определяют суммарные потери полного давления вытяжной нераз-

ветвленной сети

сум

⋅

+ Н

пво

, Па

где

сум

∑∑

ТР

ξξ

Расчет потерь давления от всех элементов сети, обозначенных номера-

ми и индексами (Рисунок 3.1, б), выполненный по данной методике, представ-

лен в таблице 4.6.

161

162

4.1.2 Расчет потерь давления в приточных неразветвленных сетях

В приточных системах: воздушное душирование или воздушные завесы

всегда присутствует калорифер, изменяющий температуру воздуха во всасы-

вающей и нагнетающей частях воздуховода. В холодное время года засасывае-

мый воздух с улицы холоднее, чем в помещении, поэтому его надо подогре-

вать, а в теплое время

года, наоборот, следует охлаждать. Учитывая это, аэ-

родинамические характеристики (плотность, расход, скорость движения воз-

духа) будут определяться расчетом во всасывающей и нагнетающей частях

воздуховода.

Расчет выполним применительно к схеме, аналогичной рис. 3.3, пред-

ставленной отдельно на рис. 4.1, используемой при устройстве воздушно-

тепловых завес на дверных или технологических проемах производственных

помещений.

Рисунок 4.1. Приточная вентиляционная схема воздушно-тепловой завесы:

А – приточная шахта; В - воздухораспределитель; С – калорифер;

Д – вентилятор; 1

÷9 – воздуховоды

– конфузор – диффузор

163

Исходные данные для расчета

1 – Схема типовой приточной сети (Рис. 4.1 аналогичной схеме на

рис. 3.3, в) и вариант 6 исполнения воздуховодов по таблице 4.7.

2 – Общее количество воздуха, подаваемого в воздухораспределитель

(Рассчитывается по методике, изложенной в Гл. 2), примем

= 0,92 м

/с

3 – Температура воздуха с наружи помещения в холодный период

= -20

С, а температура в струе воздушной завесы t

= +36

С.

4 – Скорость движения воздуха в приточной щели воздухораспределителя

по санитарно-техническим требованиям должна быть не более 8 м/с. Прини-

маем

= 8 м/с.

5 – Плотность воздуха при

= +36

С,

= 1,14 кг/м

, а при t

= -20

С,

= 1,4 кг/м

6 – Кинематическая вязкость воздуха

)

Для t

= -20

= 1,17⋅10

-5

7 – Шероховатость стенок воздуховодов

∆ = 0,15 мм

8 – Длины труб:

= 4 м; l

= 2 м; l

= 1,5 м; l

= 2,5 м; l

= 3 м.

угол

отводов равен 90

Форма труб и отводов приняты круглыми.

Порядок расчета

1. Расчет гидравлических сопротивлений ведется от начала входа воздуха

в приточную шахту

А. Но в связи с тем, что засасываемый воздух имеет темпе-

ратуру -20

С, а подаваемый в дверной проем воздух подогрет до 36

С, рас-

ходный объем на входе в систему будет меньше, чем на выходе в дверной про-

ем пропорционально изменяющейся плотности воздуха на входе с учетом раз-

ности температур и соответственно плотностей воздуха.

164

165

166

вх

= 753,092,0

396,1

142,1

=⋅=⋅

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

/с

2. Определяем поперечные размеры трубы 1

092,0

733,0

ВХ

=== м

;

342,0

142,3

092,044F

⋅

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

м,

Принимаем

= 350 мм = 0,35 м

3. Уточняем скорость воздушного потока

7,84

0,092

0,753

0,350,785

ВХ

⋅

== м/с

4. Определяют относительную шероховатость стенок воздуховода

00043,0

350

15,0

===

∆

Дальнейший расчет наиболее удобно вести табличным методом, описан-

ным в п.4.1.1.

Уд о б с т в о табличного метода расчета заключается в том, что рассматри-

вается схематично каждый элемент воздушной системы с его основными па-

раметрами и размерами.

Все необходимые расчетные формулы величины и результаты расчета

отражены в таблице 4.8.

4.2 Расчет потерь давления в многоканальных (

разветвленных) сетях

4.2.1 Понятие о магистральном направлении и ответвленной сети

Разветвленная вентиляционная сеть (рисунок 3.2, 3.3) состоит из не-

скольких участков, характеризуемых постоянством расхода воздуха и скорости

движения воздушного потока, а следовательно, и постоянством поперечного

сечения воздухопровода.

Каждый участок воздухопровода состоит из прямолинейных отрезков и

фасонных деталей (отводы, тройники, крестовины и т.

п.).

167

В разветвленной сети различают магистральное направление и ответв-

ления. Для определения магистрального направления сети нужно найти в нем

конечную точку, от которой потери давления до всасывающего отверстия вен-

тилятора будут наибольшими – вариант вытяжной вентиляции, а в варианте

приточной вентиляции - от нагнетающего отверстия вентилятора до крайнего

воздухораспределителя. Участки сети, не входящие в

магистральные направ-

ления, являются ответвлениями. Потеря давления в ответвлении должна быть

равна потере давления в прилегающем участке магистрального направления

сети.

Выравнивание давлений в ответвлении и магистральном участке сети

производят двумя способами:

1 – Увеличением скорости движения воздуха в ответвлении при сохране-

нии расхода воздуха, а следовательно, уменьшением поперечного сечения пи-

тающей трубы

;

2 – Подбором диафрагмы с центральным отверстием (шайбой) или с по-

сторонним вырезом в диафрагме.

Применение диафрагмы с центрально расположенным отверстием в го-

ризонтальных воздухопроводах, где перемещается запыленный воздух, не ре-

комендуется, так как они создают скопления пыли и затрудняют очистку воз-

духоводов от отложения пыли. В горизонтальных воздухопроводах лучше

применять односторонние

диафрагмы. Кроме диафрагм для уравнивания дав-

лений в ответвления применяют также поворотные заслонки и задвижки.

4.2.2 Уравнивание потерь давления в ответвлениях путем увеличения

скорости движения воздуха и уменьшения диаметра ответвления

при сохранении расхода воздуха

Уравнивание по этому способу покажем на примере схемы, представлен-

ной на рисунке 4.2.

Пуск потерь давления в

участке 2, т.е. Н

> Н

. При этом условии маги-

стральным будет направление участков 1-3, а участок 2 – ответвлением.

168

Чтобы уравнять потери в ответвлении до величины потерь в прилегаю-

щем магистральном участке (т. А), необходимо увеличить потери давлений в

участке 2 до величины

Н`

= Н

отсос (зонт) А

Рисунок 4.2. Схема всасывающего разветвленного воздухопровода

(к уравниванию потерь давлений в магистрали 1-3 и ответвлении 2)

Для увеличения потерь следует повысить скорость движения воздуха в

ответвлении. Величину скорости обычно определяют методом подбора.

Приведенный ниже способ уравнивания потерь давления с достаточной

точностью (отклонение не более 5%) определяют диаметр и скорость движе-

ния воздуха в

ответвлении. С увеличением скорости (до V`

> V

) при сохра-

нении расхода воздуха уменьшится диаметр ответвления (до

Д`

< Д

Обозначим

= Д

(больший диаметр). Очевидно, что искомый диаметр

будет меньше чем

, а следовательно, и меньше чем Д

Зададимся величиной диаметра

(меньший диаметр) из условия, что

< Д

или Д

< Д

По расходу воздуха

L и Д

и Д

находим данные для определения по-

терь давления

2(м)

в ответвлении, т. е. V

2(м)

;

∑

; ;

2(М(

, и по ним на-

ходим,

169

2(м)

)М(2

⋅

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

∑

+⋅

, Па

Обозначим разность между потерями в ответвлении и магистрали в точ-

ке примыкания (т.

А):

при диаметре

через h

получим:

= Н

– Н

, Па

при диаметре

через h

получим:

= Н

2(м)

– Н

, Па

Тогда искомая величина диаметра

Д`

определится из формулы:

Д`

= Д

бм

мбм

)ДД(h

−

, мм (4.7)

По величине найденного диаметра и расхода воздуха в ответвлении оп-

ределяем действительную скорость движения воздуха

На примере схемы, Рис. 4.2 выполним расчет уравнивания потерь дав-

ления разветвленного воздухопровода.

Магистральным направлением движения воздуха в этой схеме будет от

отсоса

по трубе до всасывающего отверстия В по трубам l

, l, l

до всасы-

вающего отверстия вентилятора

В через колено и прямой проход тройника Г.

Ответвлением будет являться участок 2 схемы от отсоса

Б до точки А

примыкания к магистральному направлению, включающий в себя отсос

Б,

трубопровод

, колено K

и ответвление (боковой проход) тройника Г.

Для расчета примем:

1. Производительность: Отсоса

– 0,5 м

/с

Отсоса

Б – 0,4 м

/с

2. Скорость увеличения воздуха:

= V

= 10 м/с; V

= 12 м/с

3. Угол колена:

= 90

; К

= 75

;

4. Угол ответвления тройника

= 30

;

5. Средний радиус в коленах

= 2Д

6. Длины труб:

= 4 м; l = 6 м; l

= 5 м; l

= 4 м.