Контрольная работа: Расчет механической вентиляции

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по основам безопасности жизнедеятельности

на тему: РАСЧЕТ МЕХАНИЧЕСКОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ

Задание

В производственном помещении работают 25 человек, работа средней тяжести. Оптимальная температура 21-23 ⁰ С. Имеется 4 вида оборудования, питающегося от электродвигателей. Установочная мощность первого 0,4 кВт, второго - 0,27 кВт, третьего - 1,7 кВт, четвертого - 0,12 кВт. Есть 2 печи: газовая, работает на природном газе с Q_Р = 35600 кДж/м³ , норма расхода 4 м³ /ч; и электрическая печь с N_УСТ = 4 кВт. Осветительная установка с ЛН: установочная мощность N_УСТ = 12,6 кВт. Температура внутри производственного помещения Т_ВВ = 23 ⁰ С, снаружи – Т_ВН = 18 ⁰ С.

Рассчитать избыточное количество тепла, поступающего в помещение, и механическую вентиляцию.

I. Расчет избыточного количества тепла от всех источников тепловыделения

1. Количество тепла, выделяемого одним человеком, зависит от условий окружающей среды и степени тяжести выполняемой им работы. Усредненное количество тепла приведено в таблице 1.

Таблица 1

Q_ИЗБ (чел) = 25*205 = 5125 Вт

2. Тепловыделение производственного помещения от оборудования, приводимого в действие электродвигателями:

Q_ЭД = 1000 × N_УСТ × h₁ × h₂ × h₃ × h₄ , [Вт]

где N_УСТ – установочная мощность, [кВт]; h₁ = 0,7..0,9 – коэффициент использования установочной мощности; h₂ = 0,5..0,8 – коэффициент загрузки оборудования;

h₃ = 0,5..1,0 – коэффициент одновременности работы двигателей; h₄ = 0,2 – коэффициент, характеризующий долю механической энергии, превращаемой в тепло. Зависит от мощности электродвигателя.

Q_ИЗБ (эд) =1000* N_УСТ *ŋ₁ *ŋ₂ *ŋ₃ *ŋ₄ Вт; где N_УСТ [кВт]; ŋ₁ =0,8; ŋ₂ =0,6; ŋ₃ =1; ŋ₄ =0,2.

Q_ИЗБ (эд) =1000*(0,4+0,27+1,7+0,12)*0,8*0,6*1*0,2= 239 Вт

3. Тепловыделение от печей, либо других источников, работающих на твердом, жидком или газообразном топливе, определяется по формуле:

Q_П = 0,278 × Q_Р × B × a × n,

где Q_Р – низшая рабочая теплота сгорания топлива, [кДж/м³ ]; В – норма расхода топлива, [м³ /ч];

a - коэффициент, учитывающий долю тепла, поступающего в помещение;

n – коэффициент одновременности работы печей.

Q_ИЗБ (п)=0,278* Q_Р *В*α* n где Q_Р [м³ /кДж]; α=0,3; n=1

Q_ИЗБ (п)=0,278*35600*4*1=39587,2 Вт

4. Тепловыделение от электрических печей или ванн

Q_ЭП = 1000×N_УСТ ×a×n, где N_УСТ [кВт]; α=0,7; n=1

Q_ИЗБ (эп )= 1000*4*0,7*1=2800 Вт

5. Тепловыделение от осветительных установок искусственного освещения: установки с ЛН рассчитывают по формуле: Q_ОУ = 1000 × N_УСТ . где N_УСТ [кВт]; α=0,1

Q_ИЗБ (оу)=1000*12,6*0,1=1260 Вт

6. Общее избыточное количество тепла, поступающее в помещение:

Q_ИЗБ = ∑ Q_ИЗБ

Q_ИЗБ =5125+239+39587,2+2800+1260=49011,2 Вт

II. Расчет механической вентиляции помещения

1. Вычерчивают схему системы вентиляции. Обозначают изгибы, прямолинейные участки.

Рис. 1. Схема системы вентиляции помещения

2. Длину прямолинейных участков l_{Т i} и диаметр труб воздуховодов d_{Т j} считаем заданными, [м]: l_{Т I} = 4, l_{Т II} = 2, l_{Т III} = 1, l_{Т IV} = 5, l_{Т V} = 4, l_{Т VI} = 3, l_{Т VII} = l_{Т XI} = l_{Т XII} = 15, l_{Т VIII} = 3, l_{Т IX} = 5, l_{Т X} = 10; d_{Т I} = d_{Т II} = d_{Т III} = d_{Т IV} = 0,5, d_{Т V} = d_{Т VIII} = d_{Т IX} = 0,3, d_{Т VI} = d_{Т VII} = d_{Т X} = d_{Т XI} = d_{Т XII} = 0,15.

3. Определим необходимый воздухообмен, который должен быть в помещении. Для удаления из помещения избыточного количества тепла, необходимый воздухообмен рассчитывают по формуле:

, [м³ /ч]

где Q_ИЗБ – избыточное количество тепла, которое выделяется в помещении всеми источниками, [Вт]; С = 1 Дж/кг ×К – теплоемкость сухого воздуха; r = 1,174 кг/м³ - плотность воздуха; Т_ВВ , Т_ВН – температура воздуха внутри помещения и снаружи соответственно, ⁰ С.

W_T = =37572,5 м³ /час

4. Определяют производительность вентилятора: W_B = K_З W_T , где K_З = 1,3..2,0 – коэффициент запаса.

W_В =1,7*37572,5=63873,25

5. Рассчитаем потери напора на прямолинейных участках воздуховодов:

,

Y_Т =1,02 – коэффициент, учитывающий сопротивление труб; v_ср – средняя скорость движения воздуха на рассчитываемом участке воздушной сети.

На участках, прилегающих к вентилятору v_ср = 8..10 м/с , а для наиболее удаленных участков v_ср = 1..4 м/с .

H_P (I)==43,11 Па H_P (II)==193,99 Па

H_P (III)==97,00 Па H_P (IV)==53,89 Па

H_P (V)==71,85 Па H_P (VI)==107,77 Па

H_P (VII)==538,87 Па H_P (VIII)==53,89 Па

H_P (IX)==89,81 Па H_P (X)==359,24 Па

H_P (XI)==538,87 Па H_P (XII)==538,87 Па

6. Определяем суммарные потери напора на всех прямолинейных участках воздушной сети: .

H_PI =43,11+193,99+97,00+53,89+71,85+107,77+538,87+53,89+89,81+359,24+ +538,87+538,87=2687,16 Па

7. Рассчитывают местные потери напора в изгибах, переходах, жалюзи:

,

где Y_М – коэффициент местных потерь. Y_М выбирается из таблицы 2.

Таблица 2

H_MJ (1)=0,5*3,0*1,174*9² =142,64 Па H_MJ (2)=0,5*1,1*1,174*9² =52,30 Па

H_MJ (3)=0,5*0,7*1,174*3² =3,70 Па H_MJ (4)=0,5*0,5*1,174*3² =2,64 Па

H_MJ (5,6,7,8,11,12,13,14,16,17,18,19)=0,5*0,5*1,174*3² =2,64 Па

H_MJ (9)=0,5*1,1*1,174*3² =5,81 Па H_MJ (10)=0,5*0,7*1,174*3² =3,70 Па

H_MJ (15)=0,5*1,1*1,174*3² =5,81 Па

8. Определяем суммарные местные потери напора:

.

H_MJ =142,64+ 52,30+2* 3,70+13* 2,64+2*5,81=248,28 Па

9. Определяем суммарные потери напора в системе: Н_Л = Н_П + Н_М , где Н_Л – потери напора на линии.

H_Л =2687,16+248,28=2935,44 Па.

В результате проведенных расчетов должно выполняться следующее условие:

Н_Л = Н_В ٫ т.е. такое давление должен обеспечить вентилятор.