Расчет искусственной общеобменной вентиляции

 

В состав системы вентиляции входят: воздухозаборники в виде отверстий в конструкциях ограждений или шахт, оснащенных жалюзийными решетками; устройства для регулировки количества поступающего воздуха (клапаны, заслонки, шиберы); вентилятор, воздуховоды, фильтры, воздухораспределительные устройства и пр.

Для побуждения воздуха в системах вентиляции применяют центробежные и осевые вентиляторы. По создаваемому давлению центробежные вентиляторы делят на три группы: низкого давления – до 1000 Па, среднего давления – от 1000 до 3000 Па и высокого давления – свыше 3000 Па. Давление, создаваемое осевыми вентиляторами, как привило не превышает 350 Па. Существуют крышевые вентиляторы, устанавливаемые на кровлях зданий, которые могут быть как центробежными, так и осевыми.

В зависимости от состава перемещаемой среды вентиляторы изготавливают:

1. Обычного исполнения – для перемещения неагрессивных сред с температурой менее 423 К, не содержащих липких веществ, при концентрации пыли и других твердых примесей менее 150 мг/м³.

2. Антикоррозийного исполнения – для перемещения агрессивных сред.

3. Взрывобезопасного исполнения – для перемещения взрывоопасных смесей.

4. Пылевые – для перемещения воздуха с содержанием пыли более 150 мг/м³.

Проектирование и расчет системы искусственной (механической) вентиляции выполняют в следующем порядке:

1.Выбирают конфигурацию вентиляционной сети в зависимости от формы помещения и размещения в нем оборудования, разбивают ее на участки.

2.Зная требуемый расход воздуха на отдельных участках сети и задавая скорость движения воздуха (для участков, находящихся рядом с вентилятором, 8…12 м/c, а для отдаленных участков сети 1…4 м/с), определяют диаметр воздуховодов, а также материал для их изготовления.

3.Затем рассчитывают общие потери напора в сети, Па

 

Н_с = Н_м + Н_п,

 

где Н_м – местные потери, Н_п – потери на прямых участках воздуховодов.

4.Зная требуемый воздухообмен, рассчитывают производительность вентиляторов, м³/ч, с учетом потерь или подсосов воздуха в вентиляционной сети

 

L_в = к_пL,

 

где к_п – поправочный коэффициент на расчетное количество воздуха: при использовании стальных, пластмассовых и асбоцементных воздуховодов из труб длиной до 50 м к_п=1,1, в остальных случаях=1,15.

5.На основе известных величин L_в и Н_с по номограммам выбирают марку вентилятора с наибольшим значением коэффициента полезного действия (КПД) в зависимости от состава воздушной среды определяют конструктивное исполнение вентилятора.

Центробежные вентиляторы с колесами диаметром 0,5 м и более должны иметь следующий КПД: при лопастях, загнутых назад, ≥0,8; при лопастях, загнутых вперед, ≥0,6; при лопастях, оканчивающихся радиально, ≥0,65.

КПД пылевых вентиляторов должен быть не менее 0,55, осевых вентиляторов с колесами диаметром 0,5 м и более – не менее 0,6.

6.Мощность электродвигателя, кВт, для принятого вентилятора рассчитывают по формуле

 

,

 

 

где к_з = 1,05…1,5 – коэффициент запаса; - КПД вентилятора: для центробежных вентиляторов =0,4…0,8; -КПД передачи: для плоскоременной передачи 0,9, клиноременной 0,95, при соединении электродвигателя с вентилятором с помощью муфты 0,98, при непосредственной насадке вентилятора на вал электродвигателя 1.

 

Для снижения аэродинамического шума вентиляторов необходимо добиваться выполнения следующего условия:

 

πDn<1800,

 

где D – диаметр рабочего колеса вентилятора, м; n – частота вращения вентилятора, мин^-1: n=A/(60N); А – безразмерный параметр, определяемый по номограммам при выбросе вентилятора; N – номер вентилятора (диаметр его рабочего колеса в дециметрах).

 

Расчет местной вентиляции

 

· Расчет производительности вытяжного зонта;

· Расчет местной вентиляции наплавочных установок;

· Расчет местной вентиляции сварочных установок;

· Расчет местной вентиляции обдирочно-заточных станков.

Расчет производительности вытяжного зонта. Над оборудованием, являющимся источником выделения загрязненного вредными веществами нагретого воздуха (кузнечные горны, горячие ванны или печи и т.п.), чаще всего устанавливают вытяжные зонты. Преимущество такого вида местной вентиляции заключается в том, что нагретый воздух при движении вверх увлекает выделяющиеся пары, газы и аэрозоли, приближая их к зоне всасывания. Площадь зонта должна перекрывать поверхность выделения вредностей, а его рабочий проем – быть максимально приближен к источнику. Скорость движения воздуха в рабочем проеме зонта принимают в пределах 0,15…1,25 м/c, причем большие ее значения при большей токсичности выделяющихся веществ и меньшей площади перекрытия источника. Объем воздуха, отсасываемого зонтом за единицу времени (производительность), м³/ч, находят из выражения

 

L=3600abv,

 

где a,b – размеры рабочего проема (приемной части) зонта, м; v – скорость движения воздуха в приемной части зонта, м/c.

Расчет местной вентиляции наплавочных установок. Выделяющиеся при полуавтоматической и автоматической сварках и наплавке под слоем флюса пыль и вредные газы удаляются через воронкообразные отсосы или отсосы щелевидной формы длиной 250…350 мм. В этом случае производительность местной вытяжной вентиляции, м3/ч, рассчитывают по формуле

 

,

 

где - коэффициент, зависящий от вида отсоса: для щелевого 12, для воронкообразного 13,2; I – сварочный ток, А.

 

Расчет местной вентиляции сварочных установок. Конструктивно такую вентиляцию выполняют по-разному, например через наклонный жалюзийный зонт с отсосом вредных газов в сторону, минуя зону дыхания сварщика, или через решетчатую поверхность стола с направлением воздушного потока в противоположную от работающего сторону.

Производительность такой вентиляции, м³/ч, определяют по числу расходуемых в час электродов и содержанию в них вредных компонентов:

 

,

 

где - масса израсходованных электродов, кг/ч; - содержание вредных компонентов в электродах, г/кг; - содержание выделяющихся при сгорании электродов в воздух рабочей зоны токсичных веществ, % от ; - концентрация вредного вещества в наружном воздухе, мг/м³.

Расчет местной вентиляции обдирочно-заточных станков. Источником образования пыли часто служат точильные, шлифовальные и полировочные круги. Их закрывают кожухами, которые через воздуховоды соединяют с вытяжным вентилятором, причем вытяжной воздуховод должен быть направлен в сторону центробежного перемещения пылевых частиц. Эффективность кожуха зависит от количества удаляемого через него воздуха и возрастает при наличии специального козырька в передней части кожуха. Производительность вентиляции, м³/ч, заточных, шлифовальных и аналогичных станков зависит от диаметра установленных в них абразивных кругов:

 

,

 

где - диаметр абразивного круга, м; - коэффициент, зависящий от диаметра круга: 2 при м, 1,8 при м и 1,6 при м.