Методика расчета вентиляционной системы

ФГБОУ ВПО

Уфимский государственный авиационный технический университет

Пожарная безопасность

Кафедра

Аэродинамический расчет

вентиляционной системы

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

 

Пожарной безопасности в строительстве

К курсовому проекту по

1602.333089.000 ПЗ

 

Группа			Фамилия, и., о.	Подпись	Дата	Оценка
ПБ–408
Студент	Юсупова А.А.
Консультант	Жук А.И.
Принял	Жук А.И.

 

Уфа 2013

ФГБОУ ВПО

Уфимский государственный авиационный технический университет

 

Пожарная безопасность

 

Кафедра

 

наименование кафедры

З А Д А Н И Е

на курсовую работу по дисциплине

Пожарная безопасность в строительстве

наименование дисциплины

Студент	Юсупова А.А.		Группа	ПБ–408
	фамилия, имя, отчество			№ акад. гр.

 

 

1. Тема курсовой работы

Аэродинамический расчет вентиляционной системы

наименование темы

 

2.Основное содержние:

 

3. Требования к оформлению:

СТО УГАТУ 016-2007

ЕСКД, ЕСПД, ГОСТ, др.

3.1. Пояснительная записка должна быть оформлена в редакторе Microsoft ^® Word в соответствии с требованиями

 

3.2. В пояснительной записке должны содержаться следующие разделы:

Методика расчета вентиляционной системы

Аэродинамический расчет вентиляционной системы

Метод вентиляции при пожаре

 

3.3 Графическая часть должна содержать:

Схему вентиляционной системы

 

Дата выдачи «»2013 г. Дата окончания «»2013 г.

 

 

Руководитель
	подпись

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

1602.333089.000 ПЗ

Разраб.

Юсупова А.А.

Провер.

Жук А.И.

Реценз.

Н. Контр.

Утверд.

Аэродинамический расчет вентиляционной системы объекта

Лит.

Листов

34

УГАТУ ПБ-408

Содержание стр.

Задание на курсовую работу...……………………………………………… Введение……………………………………………………………………… 1 Методика расчета вентиляционной системы…………………………… 1.1 Определение потерь давления на участках…………………………… 1.2 Выбор магистральной линии системы………………………………… 1.3 Увязка потерь давления на параллельных участках………………… 1.4 Выбор марки вентилятора…………………………………….............. 1.5 Определение потребной мощности электродвигателя на привод вентилятора………………………………………………………………………… 2 Аэродинамический расчет вентиляционной системы………………….. 2.1 Исходные данные……………………………………………………….. 2.2 Расчет вентиляционной системы……………………………………….. 3. Метод вентиляции при пожаре………………………………….............. 3.1 Возможные опасности и ограничения в применении метода……….. 3.2 Вентиляция отдельных зон…………………………………………….. 3.3 Комбинация различных вентиляционных устройств………………… 3.4 Рядное вентилирование………………………………………………… 3.5 Применение турбинных вентиляционных устройств в пожаротуше- нии……………………………………………………………………………… 3.6 Применение лопастных вентиляционных устройств в пожаротушении ………………………………………………………………………………….. 3.7 Овладении методами вентиляции………………………………………. Заключение…………………………………………………………………… Список использованных источников………………………………………. Приложение А (обязательное)………………………………………………

 

Введение

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

1602.333089.000 ПЗ

В каждом помещении, в котором находятся люди или ведутся производственные работы, необходимо осуществлять вентиляцию. Этим решаются такие задачи, как удаление вредных веществ, образующихся в процессе жизнедеятельности людей или производственных процессов и подача свежего, насыщенного кислородом воздуха. Если в здании отсутствует система вентиляции, то повышается концентрация вредных веществ и увеличивается содержание микроорганизмов и углекислого газа. В таких условиях значительно ухудшается самочувствие людей – возникают головные боли, сонливость, резко снижается работоспособность.

Система вентиляции - это комплекс оборудования, предназначенного для подачи свежего и чистого воздуха, а также удаления загрязненного, отработанного воздуха из помещения. Вместе с основной функцией – обеспечение необходимого воздухообмена, системы вентиляции часто попутно выполняют функции отопления и кондиционирования.

Системы вентиляции можно классифицировать по следующим характерным признакам:

– по способу создания давления для перемещения воздуха: с естественным и искусственным (механическим) побуждением;

– о назначению: приточные и вытяжные;

– по зоне обслуживания: местные и общеобменные;

– по конструктивному исполнению: канальные и моноблочные.

Минимально необходимая потребность человека в свежем воздухе составляет 20 м³/ч. Для создания комфорта необходимо до 60 м³/ч свежего воздуха при 50% относительной влажности и скорости воздухообмена 0,5 м/с в самом помещении.

Аэродинамический расчет воздуховодов - это вычисление значений сумм коэффициентов местных сопротивлений, потерь давления на каждом участке вентиляционной системы, расчетного давления вентилятора и расчетного расхода воздуха.

Существуют правила по организации воздухообмена в помещениях, зависящие от количества людей, наличия тепловыделяющей техники и других параметров. В жилых помещениях воздух должен обновляться в среднем 1 раз в час, в офисах - 3 раза и выше.

Работающий в системе вентилятор должен производить минимум шума, обеспечивать достаточное рабочее давление, необходимое для преодоления потоком воздуха всех местных сопротивлений в воздуховодах, возникающих на изгибах, стыках и местах смены диаметров.

При выборе вентилятора следует стремиться к тому, чтобы его рабочий режим находил­ся как можно ближе к расчетному режиму, при этом следует выбирать вентилятор, имеющий наибольший КПД, что обусловит наи­меньший шум и наименьшую потребляемую мощность.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

1602.333089.000 ПЗ

 

Методика расчета вентиляционной системы

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

1602.333089.000 ПЗ

Для проверки правильности выполнения спроектированной системы вентиляции выполняется аэродинамический расчет. При проверочном расчете известны: вид и схема вентиляционной установки, характеристики всех элементов системы и параметры движения воздуха.

Аксонометрическая схема вентиляционной установки разбивается на отдельные участки. Участок - воздуховод, в котором диаметр, размеры сторон в прямоугольных сечениях, расход воздуха по всей длине остаются постоянными.

Аэродинамический расчет вентиляционных систем:

1) определяются потери давления на каждом участке системы;

2) выбирается магистральная линия системы;

3) производится увязка потерь давления на параллельных участках;

4) выбирается марка вентилятора, и определяется его характеристика;

5) определяется мощность электродвигателя на привод вентилятора.

Определение потерь давления на участках

Потери давления на участке ΔР_уч, Па, определяются по формуле:

 

ΔР_уч = ΔР_л + ΔР_м = K₁·β_ш ·R· l + K₂ ·Σξ ·Р_д,

где ΔР_д, ΔР_м - линейные и местные потери давления на участке, Па;

К₁, К₂ - коэффициенты, учитывающие влияние температуры перемещаемой среды на линейные и местные потери давления (приложение Д [1]);

β_ш - коэффициент, учитывающий шероховатость стенок воздуховода (приложение Ж [1]);

R - удельные потери давления на l м длины воздуховода, Па/м;

l - длина воздуховода, м;

Σξ - сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке;

Р_д - динамическое давление в воздуховоде, Па.

Коэффициенты местных сопротивлений на каждом участке зависят от ви-

да и размеров элементов вентиляционной системы и от параметров перемещаемой среды (приложение Л [1]).

 

Выбор магистральной линии системы

 

По потерям давления на каждом участке определяется магистральная линия системы, т.е. линия от забора воздуха до выброса, в которой суммарные потери на последовательно соединенных участках имеют наибольшую величину. Ответвления – участки, не вошедшие в магистральную линию.

Потери давления в параллельных участках ответвлений, между ними и параллельными участками линии могут существенно отличаться. Увеличение расхода на участках с меньшими потерями и уменьшение расхода на параллельных им участках с большими потерями, что приведет к нарушению. Расхождение по- терь давления допускается не более 10 %.

Выбор марки вентилятора

 

При выборе вентиляторов учитывается характер перемещаемой среды. При наличии в воздухе горючих газов и паров принимают вентиляторы взрывобезопасного исполнения, при наличии пыли - пылевые вентиляторы, для агрессивных смесей - коррозионно-стойкие. Вентилятор должен обеспечивать требуемые значения производительности и давления вентиляционной системы.

Расчетная производительность вентилятора L_р, м³/ч, определяется с учетом подсосов или потерь воздуха и общего расхода систе­мы L_сист, м³/ч, по формулам:

– при общей длине воздуховодов до 50 м и более 50 м:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

1602.333089.000 ПЗ

L_p = 1,1∙L_сист,

L_p = 1,15∙L_сист

Расчетное давление, развиваемое вентилятором, P_p, Па, определяется с 10%-ным запасом по потерям в магистральной линии системы:

Р_р = 1,1∙Δ Р_маг,

где Δ Р_маг – потери давления в магистральной линии.

Выбор вентиляторов. По сводному аэродинамическому графику определяются вентиляторы, которые могут обеспечить требуемые расход L_р и давление Р_р. Для каждого вентилятора на индивидуальном аэродинамическом графике находится точка. Если эта точка расположена на "рабочей характеристике", т.е. линии, устанавливающей зависимость между производительностью и давлением при определенной частоте вращения рабочего колеса, то вентилятор обеспечивает требуемые параметры при данной частоте вращения.

Если точка с параметрами L_p и Р_р расположена ниже или между "рабочими характеристиками", то она переносится вертикально на вышележащую "рабочую характеристику" с большей частотой вращения. При производительности вентилятора, равной расчетному расходу системы, определяется рабочее давление Р_в, КПД и частота вращения. Давление Р_в будет превышать Р_р и для увязки на участке перед или за вентилятором устанавливается добавочное сопротивление.

При выборе предпочтение отдается вентилятору с наибольшим КПД.

 

Исходные данные

Произвести аэродинамический расчет вытяжной вентиляционной системы, схема которой приведена в приложении А(обязательное), подобрать вентилятор и электродвигатель. Воздуховоды выполнены круглыми из листовой стали. Удаляемой средой является воздух. При определении коэффициента местных сопротивлений использовать данные таблиц. Значение коэффициента, учитывающего шероховатость стенок принять равным 1. Расход воздуха, длина и диаметр трубопроводов на каждом участке приведены в таблице 1.

 

Т а б л и ц а 1 – Исходные данные

№ участка	L, м^3/ч	l, м	d,мм

Вентиляция отдельных зон

 

Вентиляция отдельных участков это вариант операции, который не всегда рассматривается в непосредственной связи с возгоранием или выделением продукта горения. Здесь речь идет о следующем: разные участки вентилируются в определенной последовательности в качестве параллельных мер или вовсе в начале проводимой операции пожаротушения. Во время проводимой операции целью в данном моменте является не допустить попадание дыма в еще не задымленные участки (заморозить положение) или первично вентилировать необходимые пути атаки на очаг воспламенения и спасения.

Не допустить попадание дыма в отдельные участки, а также ограничить распространение дыма относительно легко, если есть понимание принципа работы системы. Между предполагаемым направлением распространения и очагом возгорания необходимо только создать зону избыточного давления или отводящий коридор. При варианте с избыточным давлением нет необходимости создания вытяжного проема, так как сам участок еще не задымлен. Таким образом, нет прохождения приточного воздуха. Есть только повышенное внутреннее давление, против которого, находящийся в зоне опасности под нормальным давлением дым, не может распространяться дальше.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

1602.333089.000 ПЗ

При этом очень важно, что с уже задымленными или зараженными вредным газом участками в отношении применяемого метода необходимо

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

1602. 333089. 000 ПЗ

обращаться по-другому, чем с участками свободными от задымления и вредных газов. Для не задымленных участков и сохранения их не задымленного состояния более приемлем вариант избыточного давления, нежели вариант с обычным давлением (между свободным и загруженными участками возникает перепад давления, против которого не могут распространяться вредные вещества). В случае с уже загруженными участками (задымленная лестничная клетка) дело обстоит с точностью до наоборот. Если подвергнуть эти участки воздействию избыточного давления, то возникает опасность дальнейшего распространения вредных веществ, так как двери с простейшими требованиями(сплошные с плотным закрыванием) при применении избыточного давления уже не достаточно герметичны. Тем самым в целесообразно в данном случае применение целенаправленных мер по удалению дыма с помощью турбинных вентиляторов, что означает образование поточных коридоров, и является гораздо лучшим вариантом.

 

Рядное вентилирование.

В разделе поточное вентилирование было представлено, что поток воздуха по причине разных факторов является ограниченным. Но, не смотря на это, для возможности создания системы вентилирования в особенно больших зданиях, могут быть применены несколько турбин, установленных в ряд. Тем самым потоку воздуха сообщается необходимая скорость. Это может происходить в таком виде, что устройство устанавливается как описано, а другое устройство вносится дальше внутрь здания. Другая возможность: Оба устройства устанавливаются перед зданием. По причине того факта, что при втором решении производимый шум в большей степени остается снаружи, предпочтительней будет этот вариант.

В случае, если устройства в отношении своей мощности настроены на синхронную работу, то этот вариант можно сравнить с рядным включением пожарных центробежных насосов. При наличии нескольких вентиляционных устройств избыточного давления предпочтение отдается не рядной, а параллельной вентиляции, так как в этом случае мощности могут быть суммирова

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

1602.333089.000 ПЗ

ны. Такая эффективность не может быть достигнута при рядном включении устройств.

ФГБОУ ВПО

Уфимский государственный авиационный технический университет

Пожарная безопасность

Кафедра

Аэродинамический расчет

вентиляционной системы

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

 

Пожарной безопасности в строительстве

К курсовому проекту по

1602.333089.000 ПЗ

 

Группа			Фамилия, и., о.	Подпись	Дата	Оценка
ПБ–408
Студент	Юсупова А.А.
Консультант	Жук А.И.
Принял	Жук А.И.

 

Уфа 2013

ФГБОУ ВПО

Уфимский государственный авиационный технический университет

 

Пожарная безопасность

 

Кафедра

 

наименование кафедры

З А Д А Н И Е

на курсовую работу по дисциплине

Пожарная безопасность в строительстве

наименование дисциплины

Студент	Юсупова А.А.		Группа	ПБ–408
	фамилия, имя, отчество			№ акад. гр.

 

 

1. Тема курсовой работы

Аэродинамический расчет вентиляционной системы

наименование темы

 

2.Основное содержние:

 

3. Требования к оформлению:

СТО УГАТУ 016-2007

ЕСКД, ЕСПД, ГОСТ, др.

3.1. Пояснительная записка должна быть оформлена в редакторе Microsoft ^® Word в соответствии с требованиями

 

3.2. В пояснительной записке должны содержаться следующие разделы:

Методика расчета вентиляционной системы

Аэродинамический расчет вентиляционной системы

Метод вентиляции при пожаре

 

3.3 Графическая часть должна содержать:

Схему вентиляционной системы

 

Дата выдачи «»2013 г. Дата окончания «»2013 г.

 

 

Руководитель
	подпись

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

1602.333089.000 ПЗ

Разраб.

Юсупова А.А.

Провер.

Жук А.И.

Реценз.

Н. Контр.

Утверд.

Аэродинамический расчет вентиляционной системы объекта

Лит.

Листов

34

УГАТУ ПБ-408

Содержание стр.

Задание на курсовую работу...……………………………………………… Введение……………………………………………………………………… 1 Методика расчета вентиляционной системы…………………………… 1.1 Определение потерь давления на участках…………………………… 1.2 Выбор магистральной линии системы………………………………… 1.3 Увязка потерь давления на параллельных участках………………… 1.4 Выбор марки вентилятора…………………………………….............. 1.5 Определение потребной мощности электродвигателя на привод вентилятора………………………………………………………………………… 2 Аэродинамический расчет вентиляционной системы………………….. 2.1 Исходные данные……………………………………………………….. 2.2 Расчет вентиляционной системы……………………………………….. 3. Метод вентиляции при пожаре………………………………….............. 3.1 Возможные опасности и ограничения в применении метода……….. 3.2 Вентиляция отдельных зон…………………………………………….. 3.3 Комбинация различных вентиляционных устройств………………… 3.4 Рядное вентилирование………………………………………………… 3.5 Применение турбинных вентиляционных устройств в пожаротуше- нии……………………………………………………………………………… 3.6 Применение лопастных вентиляционных устройств в пожаротушении ………………………………………………………………………………….. 3.7 Овладении методами вентиляции………………………………………. Заключение…………………………………………………………………… Список использованных источников………………………………………. Приложение А (обязательное)………………………………………………

 

Введение

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

1602.333089.000 ПЗ

В каждом помещении, в котором находятся люди или ведутся производственные работы, необходимо осуществлять вентиляцию. Этим решаются такие задачи, как удаление вредных веществ, образующихся в процессе жизнедеятельности людей или производственных процессов и подача свежего, насыщенного кислородом воздуха. Если в здании отсутствует система вентиляции, то повышается концентрация вредных веществ и увеличивается содержание микроорганизмов и углекислого газа. В таких условиях значительно ухудшается самочувствие людей – возникают головные боли, сонливость, резко снижается работоспособность.

Система вентиляции - это комплекс оборудования, предназначенного для подачи свежего и чистого воздуха, а также удаления загрязненного, отработанного воздуха из помещения. Вместе с основной функцией – обеспечение необходимого воздухообмена, системы вентиляции часто попутно выполняют функции отопления и кондиционирования.

Системы вентиляции можно классифицировать по следующим характерным признакам:

– по способу создания давления для перемещения воздуха: с естественным и искусственным (механическим) побуждением;

– о назначению: приточные и вытяжные;

– по зоне обслуживания: местные и общеобменные;

– по конструктивному исполнению: канальные и моноблочные.

Минимально необходимая потребность человека в свежем воздухе составляет 20 м³/ч. Для создания комфорта необходимо до 60 м³/ч свежего воздуха при 50% относительной влажности и скорости воздухообмена 0,5 м/с в самом помещении.

Аэродинамический расчет воздуховодов - это вычисление значений сумм коэффициентов местных сопротивлений, потерь давления на каждом участке вентиляционной системы, расчетного давления вентилятора и расчетного расхода воздуха.

Существуют правила по организации воздухообмена в помещениях, зависящие от количества людей, наличия тепловыделяющей техники и других параметров. В жилых помещениях воздух должен обновляться в среднем 1 раз в час, в офисах - 3 раза и выше.

Работающий в системе вентилятор должен производить минимум шума, обеспечивать достаточное рабочее давление, необходимое для преодоления потоком воздуха всех местных сопротивлений в воздуховодах, возникающих на изгибах, стыках и местах смены диаметров.

При выборе вентилятора следует стремиться к тому, чтобы его рабочий режим находил­ся как можно ближе к расчетному режиму, при этом следует выбирать вентилятор, имеющий наибольший КПД, что обусловит наи­меньший шум и наименьшую потребляемую мощность.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

1602.333089.000 ПЗ

 

Методика расчета вентиляционной системы

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

1602.333089.000 ПЗ

Для проверки правильности выполнения спроектированной системы вентиляции выполняется аэродинамический расчет. При проверочном расчете известны: вид и схема вентиляционной установки, характеристики всех элементов системы и параметры движения воздуха.

Аксонометрическая схема вентиляционной установки разбивается на отдельные участки. Участок - воздуховод, в котором диаметр, размеры сторон в прямоугольных сечениях, расход воздуха по всей длине остаются постоянными.

Аэродинамический расчет вентиляционных систем:

1) определяются потери давления на каждом участке системы;

2) выбирается магистральная линия системы;

3) производится увязка потерь давления на параллельных участках;

4) выбирается марка вентилятора, и определяется его характеристика;

5) определяется мощность электродвигателя на привод вентилятора.