Вентиляция кузнечного цеха Минского машиностроительного завода

Курсовая работа по теме:

«Вентиляция кузнечного цеха Минского машиностроительного завода»

Тепловой баланс помещения

вентиляция кузнечный горн Технологический процесс Производственные процессы в кузнечных цехах включают резку и ковку холодных заготовок металла, их нагрев, ковку и штамповку, очистку кованых деталей.

Резка и правка холодных заготовок металла производится на гильотинных ножницах и правильных плитах.

Нагрев заготовок и слитков перед ковкой и штамповкой до новых температур происходит в кузнечных цехах в нагревательных печах.

Кузнечные печи работают на твёрдом, жидком, газообразном топливе. Для свободной ковки и горячей штамповке используют пневматические и паровоздушные молоты, кривошипные и гидравлические прессы и др. Основные производственные вредные выделения в кузнечных цехах — это конвективное и лучистое тепло, окись углерода, сернистый газ, пыль окалины метала, пары и аэрозоли кислоты в травильном отделении.

Метеорологические условия в кузнечных цехах принимаются как для помещений со значительными избытками явного тепла и категории тяжёлых работ. Во всех производственных помещениях отопление совмещается с приточной вентиляцией. Дежурное отопление устраивают путём переключения на рециркуляцию приточных или циркулирующих систем.

Общий воздухообмен кузнечнопрессовых цехов рассчитывают на ассимиляцию теплоизбытков с проверкой на растворение до уровня ПДК выделяющихся вредных газов в холодный период года.

На рабочих местах, где участки более подвержены тепловому облучению, предусматривается воздушное душирование.

Местную вентиляцию устраивают под загрузочным отверстием печей — зонты — козырьки и у горнов — зонты.

Для компенсации воздуха удаляемого местными отсосами, предусматривают механическую приточную общеобменную вентиляцию с раздачей воздуха в рабочую зону. Во все периоды года организуют аэрацию. Весь приточный воздух, как летом, так и зимой, может подаваться в цех через фрамуги окон.

Метеорологические параметры воздуха

Город строительства: Минск Ориентация по сторонам света фасада: Север Коэффициент теплопередачи покрытия Кп = 1,75 Вт/м2К Характер освещения: окна деревянные и фонари с двойным вертикальным остеклением Тип ворот: распашные Поверхностная плотность лучистого теплового потока qр. м=1700 Вт/м2

Расчётная географическая широта: 520 с.ш.

Барометрическое давление: 990 гПа Расчётные параметры наружного воздуха.

Параметры наружного воздуха принимаем из прил.7

d, — принимаем по Jd — диаграмме Все данные сводим в таблицу Расчётные параметры наружного воздуха Таблица 1

Расчётные параметры внутреннего воздуха.

Температуру, относительную влажность, скорость воздуха V в рабочей зоне принимаем по табл. 1.2 для холодного и переходного периода года по табл. 1.3 для тёплого периода года.

Кузнечный цех — (это) со значительными избытками явной теплоты.

Категория работ — тяжёлая III табл. 1.3 [3]

ХП: tр.з.=16 0С V=0,3 м/с

ПП: tр.з.=16 0С V=0,3 м/с

ТП: tр.з.=25 0С V=0,5 м/с Теплопоступления От людей

Количество работающих определяется по формуле:

N=Nст (1,31,5)=191,5=28 человек

Nст — количество станков Теплопоступления от людей не учитываются, т.к. объём помещения приходящегося на 1 человека 248 м³ > 40 м³

От источников искусственного освещения

Qосв=EFgосвосв; Вт

E — требуемая освещённость в помещении табл. 2.3.

E=150 лк

F — площадь пола помещения, м2, F=1190,4 м²

qосв — удаляемое тепловыделение табл. 2.4 qосв=0,15

осв — доля тепла поступающего в помещение; осв=0,5

Qосв=150· 1190,4·0,15·0,5=13 392 Вт От солнечной радиации

Теплопоступления через остеклённые поверхности:

Qост.рад=FостqостAост Теплопоступления через покрытия:

Qпокр.рад=FпqпКп Где Fост, Fп — площади поверхности остекления и покрытия, м2

qост — теплопоступления от инсоляции через 1 м² остекления (245 Вт/м2)

qп — теплопоступления через 1 м² покрытия при Kп=1

Kп — коэффициент теплопередачи покрытия Kп=1,75

Aост — коэффициент зависящий от характера остекления

По Aост=1,15 (двойное остекление в одной раме)

Fб.ок=4,84=19,2 м² для 8 окон Fб. ок=19,28=153,6 м²

Fм.ок=4,81,5=7,2 м2для 8 окон Fм. ок=7,28=57,6 м²

Fост.фонари=249,6=99,2 м²

Fост = 310,4 м²

Qост.рад=310,42 451,15=87 455 Вт

Fп = 1190,4 м²; qп = 17; Kп=1,75

Qпокр.рад=1190,4· 17·1,75=35 414 Вт

Q.рад=87 455+35414=122 869 Вт От технологического оборудования

Таблица 2

Nу — установочная (номинальная) мощность электродвигателей или выпрямителей, кВт

Kсп — коэффициент спроса на электроэнергию, принимаемый по табл. 2,5 и принимаемый по следующим данным:

При загрузке электродвигателя от 1 до 0,5 Kп=1, при загрузке <0,5 Kп=0,9

— КПД электродвигателя при полной его загрузке, принимаемый по следующей зависимости:

Таблица 3

Kт — коэффициент перехода тепла в помещение, принимаемый равным для металлорежущих станков без охлаждения эмульсий режущего инструмента

— металлорежущие станки мелкосерийного производства Kсп=0,14

— то же, крупносерийного производства Kсп=0,2

— индукционные печи Kсп=0,8

— двигатели генератора, выпрямительный полупроводник Kсп=0,5

— кузнечные машины Kсп=0,4

1. Отрезной станок

=22 кВт; Kсп=0,14; Kп=1; Kт; =0,88

=220,14(1−10,88+110,88 103)=2711 Вт

2. Кран

=7 кВт; Kсп=0,8; Kп=1; Kт; =0,85

70,8(1−10,85)103=840 Вт 2=1680 Вт

3. Нагревательные печи

V=18 кг/ч; 38 970; Gм=300 кг/ч; tпов=1300 0С от стенок и сводов по стр. 36

V — расход мазута, кг/ч

— потери в цехах, =30%

— теплота сгорания, кДж/кг

=0,27 818 389 700,3=58 501 Вт

— излучение через рабочий проём по стр. 40

— коэффициент диафрагмирования рис. 2.3 =0,55

F0 — площадь открытого отверстия 0,50,5

qл — теплопоступления через 1 м², отверстия печи, Вт/м2

z — среднее за 1 час, количество минут в течении которых отверстие открыто, z=20 минут

— приведённый коэффициент лучеиспускания, принимаем =4,64 tпов=1300 0С ТП: Вт/м2

ХП, ПП: Вт/м2

ТП: Q0=0,550,25 283 709=13003 Вт ХП, ПП: Q0=0,550,25 283 751=13005 Вт

— с продуктами сгорания через рабочий проём с — удельная теплоёмкость,, с=1,005

Gг — количество выбивающихся из печи газов, м/ч

— коэффициент, учитывающий сужение струи газа при выходе из отверстия =0,6

F0 — площадь рабочего отверстия печи, м2, F0=0,25 м²

Vг — скорость выбивающихся из отверстия печи газов, м/с

— избыточное давление в печи, равное примерно 1…5 Па под давлением которого газы выходят из отверстия

— объёмная масса выбивающихся из печи газов кг/м3

— температура газов поступающих в цех, обычно принимается на 150 0С ниже температуры в печи, =1150 0С

z — время, в течение которого открыта загрузочная дверца, мин. z=20 мин

кг/м3

м/с

Gг=36 000,60,254,920,248=219,63 кг/ч ТП: Qп.с.=0,2781,5 219,63(1150−25)=65 236 Вт При наличии вытяжного зонта над загрузочным отверстием печи учитываем 30% от Qп.с. (19 571 Вт)

ХП, ПП: Qп.с.=0,2781,5 227,8(1050−16)=69 032 Вт При наличии вытяжного зонта над загрузочным отверстием печи учитываем 30% от Qп.с. (20 710 Вт)

— от зонта над загрузочным отверстием

=4,64 Вт/м2 — коэффициент теплопередачи укрытия

— площадь поверхности укрытия, м2 F=2,0 м²

— температура смеси газов и воздуха под укрытием =150…200 0С ТП: =4,642,0(170−25)=1346 Вт ХП, ПП: =4,642,0(170−16)=1429 Вт

— от остывающего материала стр.33

G — масса материала, кг/ч с — его средняя теплоёмкость кДж/кгК

— коэффициент, учитывающий интенсивность теплоотдачи по времени =0,9

tн=1300 0C

ТП: Qм=0,2 783 000,73(1300−25)0,9=69 862 Вт ХП, ПП: Qм=0,2 783 000,73(1300−16)0,9=70 355 Вт Суммарные теплопоступления от нагревательной печи:

ТП: Qтп=162 283 Вт? 3=486 849 Вт ХП, ПП: Qтп=164 000 Вт ?3 =492 000 Вт

4. Горн на один огонь В — расход топлива кг/ч, В=10 кг/ч

— теплота сгорания топлива кДж/кг, =26 816 кДж/кг

— коэффициент учитывающий долю теплоты выделяющейся в цех рис. 2.4. =0,23

=0,27 810 268 160,23=17 146 Вт

— от зонта над горном

0С (по рис. 2.4 [1])

ТП: =4,644,2(73−25)=935 Вт ХП, ПП: =4,644,2(73−16)=1111 Вт Суммарные теплопоступления от горна на один огонь ТП: Q=18 081 Вт

ХП, ПП: Q=18 257 Вт

5. Горн на два огня В — расход топлива кг/ч, В=16 кг/ч

— теплота сгорания топлива кДж/кг, =26 816 кДж/кг

— коэффициент учитывающий долю теплоты выделяющейся в цех рис. 2.4. =0,23

=0,27 816 268 160,23=27 434 Вт

— от зонта над горном

0С (по рис. 2.4 [1])

ТП: =4,644,2(73−25)=935 Вт ХП, ПП: =4,644,2(73−16)=1111 Вт Суммарные теплопоступления от горна на два огня ТП: Q=28 369 Вт

ХП, ПП: Q=28 545 Вт

6. Молот пневматический

Nэл.у.=25,5 кВт

Kсп.=0,4; Кп=1; =0,88

Qобщ=Nу Kсп (1- Кп+КтКп)103, Вт

Qобщ=25,50,4(1−10,88+110,88) 103=10 200 Вт

? 2=20 400 Вт Комбинированные ножницы

Nэл.д.=7,5 кВт

Qэл.д.=Nу Kсп (1-Кп)103, Вт

Kсп.=0,4; Кп=1; =0,85

Qобщ=7,50,4(1−10,85)103=450 Вт

Суммарные теплопоступления от технологического оборудования ТП: Q=558 540 Вт ХП, ПП: Q=564 043 Вт

Теплопотери

Через ограждающие конструкции

1); Вт

Vобъём здания по внешнему обмеру, V=10 713 м3

q0 — удельная тепловая характеристика, q0=0,754 Вт/(м30с)

= +t (h-2)

t=0,7−2 0С/м — при значительных тепловыделениях (принимаем t=1,50С)

h — высота здания, h = 9 м

=16+1,57=26,5 0С

0С

1,16 107 130,754(21,25-(-25))=379 566 Вт

2); Вт

Вт На нагрев инфильтрующего воздуха

Qин=0,3Qпот ХП: Qин=0,3 379 566=113870 Вт ПП: Qин=0,3 108 740=32622 Вт На нагрев поступающих материалов стр.25

; Вт

=0,9 — коэффициент неравномерного нагрева

Cм — средняя теплоёмкость материала в интервале температур tн-tк Cм=0,46 кДж/кгК

Gм — расход металла Gм=900 кг/ч

tн и tк — начальная и конечная температуры материала, 0С ХП: tн=-25 0С tк=16 0С ПП: tн=8 0С tк=16 0С ХП: Qм=0,2 789 000,46(16+25)0,9=4247 Вт ПП: Qм=0,2 789 000,46(16−8)0,9=829 Вт На нагрев транспорта

МДж

— количество тепла, МДж, необходимого для обогрева автомобилей табл. 2.15 ЗИЛ — 150 1 шт.

=61 МДж

t=30 мин=1800с

Вт

n — среднее количество автомашин, одновременно находящихся в помещении в расчётный час, n=1 шт.

Баланс тепла

Тепловой баланс помещений без учёта теплообмена в процессе вентиляции Таблица 4

Местная приточная вентиляция

Воздушные завесы Исходные данные

1. -25 0С1,43 кг/м3

2. 161,22 кг/м3

3. tсм — нормируемая температура в районе ворот, для тяжелой работы

tсм=80С

кг/м3

4. Длина притворов приточных аэрационных проёмов: lп=360 м

5. Длина проёмов аэрационного фонаря: lв=352 м

6. Расстояние от центра приточных проёмов до цента фрамуг аэрационного фонаря: hн+hв=8 м

7. Расстояние от центра ворот до центра приточного проёма: h1=0,5 м

8. Размеры ворот: Fпр=4,5? 4=18 м2

9. Продолжительность открывания ворот: =12 мин

10. Место расположения вентилятора: расположение в рабочей зоне Решение:

1. Принимаем следующие величины:

2. По таблице 4.1 стр. 63 определяем =0,258

3. Определяем расстояние от середины проёма до центральной зоны по формуле для случая, когда есть аэрационный фонарь:

м Определяем количество воздуха, подаваемого завесой по формуле:

кг/ч

— характеристика завесы:

— количество воздуха, проходящего через проём Рекомендуемое значение =0,6…0,8

— коэффициент расхода воздуха через проём при наличии завесы, принимается в зависимости от и и по таблицам в зависимости от вида проёма;

— площадь проёма

— площадь воздуховыпускных щелей

h — расстояние от середины проёма оборудованного завесой по вертикали до центральной зоны здания.

кг/ч Определяем и по рис. 4.1 Q=0,13

Определяем температуру воздуха, подаваемого завесой по формуле:

— отношение количества теплоты теряемой через открытый проём к количеству теплоты, подаваемого завесой.

0С

Вычисляем тепловую мощность калорифера или воздухонагревателя по формуле:

Вт с — теплоёмкость, кДж/кгК

— расход воздуха м3/ч

— температура воздуха забираемого на завесу 0С

Вт Определяем ширину воздуховыпускной щели по формуле:

м Определяем скорость выхода воздуха из щели по формуле:

кг/м3

м/с < 25 м/с

Количество теплоты, необходимое для компенсации дополнительных теплопотерь помещения за счёт врывания воздуха через открытый проём (ворота) определяется по формуле:

Вт

— продолжительность открывания проёма в течении часа, мин: =12 мин

Вт Потери давления в воздухораздаточном коробе:

Па Принимаем =2

Па

12. По табл. 4.4 стр. 66 выбираем унифицированную воздушнотепловую завесу с осевым вентилятором типа К.

Выбор осуществляем по кг/ч;

и по Вт=229 кВт Тип установки, А 10 № 8

Электродвигатель:

— марка АО2−56−1

— мощность, кВт 5,5

— частота вращения 980 об/мин Воздухораздаточный короб:

— размеры, мм 1000?1000

— ширина щели 200 мм

— F=12

— =10,5 м/с Расход воздуха:

— L=34 тыс. м3/ч

— G=39 000 кг/ч Калориферы (ГОСТ 7201−80)

— тип КВБ4-П-01

— номер 4

— количество 4

Теплопроизводительность, кВт 325,6

=37,5, 0С Воздушное душирование рабочих мест Рассчитать воздушное душирование рабочего у нагревательной печи. Категория работ — тяжёлая. Поверхностная плоскость лучистого теплового потока

=1700 Вт/м2. Температура воздуха в рабочей зоне =25 0С. Согласно табл. 4.23 средняя температура =19 0С, подвижность воздуха на рабочем месте

=2,3 м/с. Расстояние от душирующего патрубка до рабочего Х=1,8 м.

Решение:

При адиабатическом процессе охлаждения на выходе из форсуночной камеры температура воздуха 18,5 0С.

Принимаем душирующий патрубок ПДН-4

Размеры 630 мм h1=1540 мм l1=1260 мм Расчётная площадь 0,23 м²

Коэффициент m=4,5 n=3,1 =3,2 =00−200

Определяем площадь теплового сечения патрубка:

м2

Табличное значение =0,23 м²

Находим скорость воздуха на выходе из патрубка:

м/с Устанавливаем расход воздуха подаваемого душирующим патрубком:

м3/ч В холодный период года и в переходных условиях температура и скорость движения воздуха на рабочем месте должны быть в таких пределах:

=18…19 0С =2,0…2,5 м/с =16 0С Оставляем неизменными принятые для тёплого периода, определяем температуру воздуха на выходе из душирующего патрубка при =16 0С и =19 0С используя формулу:

0С Вентиляция кабин крановщиков Система вентиляции кабин крановщиков с подачей наружного воздуха. Вентиляция должна обеспечивать подпор в наличии 10−15 Па.

Система вентиляции кабины с подачей наружного воздуха осуществляется по схеме, приведённой на рис. 1. Конструкция содержит коллектор, расположенный вдоль пути движения крана, заборное устройство, движущееся в щели коллектора и жёстко соединённое с кабиной крановщика. В качестве уплотняющего устройства щели коллектора применяют резиновую ленту или гидравлический затвор.

Рис. 1 — Вентиляция крановой кабины с подачей воздуха через коллектор: 1 — коллектор, 2 — вентилятор, 3 — крановая кабина, 4 — глушитель, 5 — уплотнительная резиновая трубка

Местная вытяжная вентиляция

Местные отсосы от оборудования выделяющего пары, газы, дурные запахи

Расчёт зонта — козырька над загрузочным отверстием нагревательной печи Зонт — козырёк над загрузочным отверстием печи предназначен для улавливания потока газов, выходящих из отверстия под влиянием избыточного давления в печи. Размеры всасывающего отверстия зонта должны соответствовать размерам всасывающейся струи с учётом её искривления под действием гравитационных сил (рис. 2.)

Рис. 2 — Зонт — козырёк над загрузочным отверстием печи Определим объём удаляемого воздуха и размеры зонта — козырька у термической печи, имеющей загрузочное отверстие размером h? b=0,5?0,5 м. В печи поддерживается температура газов tг=1150 0С, температура воздуха в рабочей зоне =25 0С

1. Определим среднюю скорость, с которой газы выбиваются из отверстия печи, предварительно вычислив:

кг/м3

кг/м3

Па

м/с

где — коэффициент расхода 0,65

— избыточное давление в печи, Па

h0 — половина высоты загрузочного отверстия, м и — плотность соответственно воздуха рабочей зоны и газов выходящих из печи, кг/м3

2. Объём газов, выходящих из рабочего проёма печи, м3/с где — площадь рабочего проёма печи, м2

=2,78(0,5?0,5)=0,69 м3/с

0,690,25=0,17 кг/с

3. Вычисляем критерий Архимеда где — эквивалентный по площади диаметр рабочего проёма, м

и — температура соответственно газов в печи и воздуха в рабочей зоне, К Критерий Архимеда при м

К

К

4. Расстояние, на котором ось потока газов искривлённого под давлением гравитационных сил, достигает плоскости всасывающего отверстия зоны, м где m, n — коэффициенты изменения скорости и температуры при отношениях высоты загрузочного отверстия h к его ширине и в пределах 0,5…1 применяются равными соответственно 5 и 4,2. Определим расстояние x при h0=0,25 m=5 n=4,2

м

5. Диаметр потока газов на расстоянии x при

0,565+0,440,653=0,852 м

6. Находим вылет и ширину зонта

A= м Б=b+(150…200)=b+0,2=0,5+0,2=0,7 м

7.Определяем расход отсасываемой смеси газов и воздуха:

8. Расход воздуха подсасываемого из помещения:

0,727−0,69=0,037 м3/с

0,0371,18=0,044 кг/с

9. Температура смеси газов и смеси, 0С

0С

Которая недопустимо высока и для естественной (< 300 0С) и для механической (< 80 0С). Принимаем =300 0C, когда расход подсасываемого воздуха м/с, увеличивается до значения:

кг/с Суммарный объём:

м3/с Определим высоту дымовой трубы для удаления найденной массы воздуха. Примем диаметр трубы dТР=500 мм площадь поперечного сечения трубы:

0,7850,52=0,196 м²

Скорость воздуха в трубе м/с Предварительно задаёмся высотой трубы hтр=6 м. На головке трубы устанавливаем дефлектор диаметром dдеф=500 мм, высота дефлектора hдеф=1,7dдеф=1,70,5=0,85 м

— коэффициент местного сопротивления дефлектора

— коэффициент местного сопротивления зонта Потери давления в вытяжной трубе вместе с дефлектором с учётом загрязнения стенок определяем по формуле:

Па Уточним примерную высоту вытяжной трубы из равенства:

Температура наружного воздуха tн=21,2 0С, тогда:

кг/м3

Высота зонта:

м Подставим наёденные значения в формулу:

м

=5,73 м близко к предварительно применимому

Расчёт зонта над кузнечным горном Рассчитать зонт, определить расход воздуха, высоту и сечение дымовой трубы:

от кузнечного горна на один огонь с расходом топлива B=10 кг/ч. Топливо — каменный уголь с теплотой сгорания 26 816 кДж/кг. Размер горна в плане 1,4?1,0 м., высота 0,8 м.

Решение:

Принимаем высоту установки зонта H=1,8 м Тогда h=1,8−0,8=1,0 м Размеры зонта в плане A=a+0,8h=1,4+0,81,0=2,2 м

B=b+0,8h=1,0+0,81,0=1,8 м Расход воздуха определяем по графику рис. 4.5 (б) [1]

3300 м3/ч. Найденный расход пересчитываем на 26 816 кДж/кг

м3/ч = 0,838 м2/с Высоту зонта определяем при угле раскрытия =600 и диаметре дымовой трубы D=640 мм

м По рис. 4.5 а высота трубы Н=7 м.

от кузнечного горна на два огня с расходом топлива B=16 кг/ч. Топливо — каменный уголь с теплотой сгорания 26 816 кДж/кг. Размер горна в плане 1,4?1,0 м., высота 0,8 м.

Решение:

Принимаем высоту установки зонта H=1,8 м Тогда h=1,8−0,8=1,0 м Размеры зонта в плане A=a+0,8h=1,4+0,81,0=2,2 м

B=b+0,8h=1,0+0,81,0=1,8 м Расход воздуха определяем по графику рис. 4.5 (б) [1]

5300 м3/ч. Найденный расход пересчитываем на 26 816 кДж/кг

м3/ч Высоту зонта определяем при угле раскрытия =600 и диаметре дымовой трубы D=640 мм

м По рис. 4.5 а высота трубы Н=7 м.

Общеобменная вентиляция. Отопление

Характеристика и интенсивность вредных веществ Общеобменная вытяжная вентиляция предназначена для удаления тех вредных выделений, которые попадают в воздух вследствие несовершенства местных отсосов, недостаточной эффективности их работы или невозможности их устройства. Согласно СНиП II-33−75 вытяжку следует организовать из мест максимальной концентрации вредных выделений и так, чтобы потоки загрязнённого воздуха не протекали через рабочие места.

Из верхней зоны воздух удаляют при избытках явного тепла и влаги с учётом требований для газов и паров стр. 87

Помимо тепловыделения в атмосферу кузнечного цеха выделяющегося продукта сгорания топлива (мазут, уголь) по таблице 7.7 стр. 104

Окись углерода CO — 7 г/кг у.т.

Сернистый газ SO2 — 5,2 г/кг у.т.

50% удаляется через местные отсосы, а 50% попадает в атмосферу цеха.

кг/ч

кг/ч В — расход топлива, кг/ч

— низкая рабочая теплота сгорания

=29 330 кДж/кг Мазут В=54 кг/ч =38 970 кДж/кг

кг/ч

кг/ч Каменный уголь. В=26 кг/ч =26 816 кДж/кг

кг/ч

кг/ч

кг/ч

кг/ч Значение ПДК в рабочей зоне:

CO — 20 мг/м3 SO2 — 10 мг/м3

Вытяжная вентиляция Расходы воздуха общеобменной вытяжной вентиляции кг/ч, определяют из условий доминирующих вредных выделений, а именно 2 вида вредных выделений: избыточное тепло и газы.

Воздухообмен по явным избыткам теплоты ТП:

— избытки явной теплоты, кДж/ч ()

с — теплоёмкость воздуха

— температура уходящего воздуха, 0С, определяется как:

— температура приточного воздуха в ТП=,

m — коэффициент теплораспределения оказывает долю выделяющейся теплоты, которая идёт на повышение температуры воздуха в рабочей зоне помещения, по табл. 5.2 для кузнечного цеха m=0,4

— суммарное количество воздуха, уносимое местными отсосами, кг/ч

()

— температура воздуха, удаляемого местным отсосом

— суммарная производительность воздушных душей, =9627 кг/ч

— температура воздуха, подаваемая воздушным душем ()

Подставляем данные значения в уравнения воздушного и теплового баланса, получаем:

ХП:

— избытки явной теплоты, кДж/ч ()

с — теплоёмкость воздуха

— температура уходящего воздуха, 0С, определяется как:

— температура приточного воздуха в ХП=,

m — коэффициент теплораспределения оказывает долю выделяющейся теплоты, которая идёт на повышение температуры воздуха в рабочей зоне помещения, по табл. 5.2 для кузнечного цеха m=0,4

— суммарное количество воздуха, уносимое местными отсосами, кг/ч ()

— температура воздуха, удаляемого местным отсосом

— суммарная производительность воздушных душей, =9627 кг/ч

— температура воздуха, подаваемая воздушным душем ()

Подставляем данные значения в уравнения воздушного и теплового баланса, получаем:

Воздухообмен по выделяющимся вредностям

— концентрация вредных веществ в приточном воздухе, принимаем равным 25% от концентрации в рабочей зоне (ПДК)

— концентрация вредных веществ в уходящем воздухе

кг/м3

— коэффициент воздухообмена по концентрации вредных веществ, =1,1

5+1,1· (20−5)=21,5 мг/м3

2,5+1,1· (10−2,5)=10,75 мг/м3

кг/ч

кг/ч За расчётный воздухообмен принимаем минимальный для тёплого и холодного периодов, то есть воздухообмен по явным избыткам теплоты.

Таблица 5

Аэродинамический расчёт систем вентиляции

Выбор и компоновка вентиляционных систем Качественной основой выбора систем вентиляции служит воздушный баланс помещений.

Помещение условно делится на чистую и загрязнённую части. Приток чистого воздуха осуществляем к чистой части и в направлении рабочей зоны, а вытяжку загрязнённого воздуха из загрязнённой части.

Диаметр воздуховодов принимаем минимальный. Вентиляционную камеру размещаем на площадке у наружных стен, используя для решёток проём в стене.

Приточную камеру применяем типовую 2ПК — 10, раздачу приточного воздуха производим с помощью воздухораспределителей.

Расчёт приточной системы Так как принимаем приточную тепловую камеру, аэродинамический расчёт механической системы рассчитываем до всасывающего отверстия вентилятора.

Цель расчёта: подобрать диаметры и увязать ответвления Воздуховоды — стальные, круглого сечения. Если приточной вентиляции нет, то расчёт ведём воздушного душирования.

Расчёт выполняем по методу удельных потерь на единицу длины.

Аксонометрическая схема воздуховодов показана на рис. 3.

Расчёт сводим в таблицу 4

Коэффициенты местного сопротивления (КМС).

Патрубок 3,2

Отвод на 900 0,4

Тройник на проход 0,3

Тройник на ответвление 0,2

Вход в вентилятор0,15

Выход из вентилятора 0,1

Проводим увязку ответвлений Участок 1

ДР5 = 29,38 Па; ДР1 = 24,59 Па;

Применим диафрагму:

Ризб = 29,38 — 24,59 = 4,79 Па Определим КМС диафрагмы Подбираем диафрагму по таблице 12.51 [4]

391 мм — диаметр диафрагмы Длина диафрагмы: мм Участок 7

ДР7 = 28,267 Па; ДР1 + ДР2 + ДР3= 39,38 Па;

Применим диафрагму:

Ризб = 41,746 — 28,267 = 13,479 Па Определим КМС диафрагмы

примем 1,52

Подбираем диафрагму по таблице 12.51 [4]

319 мм — диаметр диафрагмы Длина диафрагмы: мм Участок 8

ДР8 = 29,38 Па; ДР1 + ДР2 + ДР3 = 41,746 Па;

Применим диафрагму:

Ризб = 12,36 Па Определим КМС диафрагмы

примем 1,52

Подбираем диафрагму по таблице 12.51 [4]

319 мм — диаметр диафрагмы Длина диафрагмы: мм

Подбор воздушного фильтра, калориферной установки и вентилятора для систем приточной вентиляции

1. Принимаем начальную запыленность воздуха .

Требование санитарно-гигиенической очистки удовлетворяются фильтрами III класса.

Принимаем для установки ячейковый фильтр ФР, как обладающий наибольшей пылеемкостью среди ячейковых фильтров — 2300г/м3.

Его характеристики:

1) воздушная нагрузка на входное сечение L=6000м3/ч*м2;

допустимая L=7000м3/ч*м2;

2) площадь одной ячейки fя=0,22 м²;

3) определяем необходимую площадь фильтрующей поверхности:

4) определяем требуемое количество ячеек:

принимаем 6 шт.

5) определяем действительную воздушную нагрузку:

6) определяем начальное сопротивление чистого фильтра, зависящее от воздушной нагрузки:

7) определяем сопротивление фильтра, обусловленное наличием пыли:

H=160Па — аэродинамическое сопротивление фильтра перед регенерацией;

8) определяем пылеемкость Gул в зависимости от H (Gул):

9) определяем количество пыли, оседающей в восьми ячейках в течении суток:

E — степень очистки;

1-Е, % - проскок;

1-Е =0,13%; Е=0,87%;

10) определяем продолжительность работы фильтров до очередной регенерации или до достижения заданного сопротивления:

принимаем 42 дня.

11) определяем запыленность очищенного воздуха:

Расчет калориферной установки Исходные данные:

— расход нагреваемого воздуха:

— температура наружного воздуха:

— температура

— температура воды в подающем трубопроводе:

— температура воды в обратном трубопроводе:

1. Определяем расход тепла на нагрев воздуха:

;

2. Определяем ориентировочную площадь живого сечения калориферной установки по воздуху:

принимаем от 4 до 12 кг/м*с;

3. По ориентировочной величине живого сечения подбираем тип калорифера КФБО-6 для которого:

4. Определяем действительную массовую скорость воздуха в живом сечении калорифера:

m — количество калориферов, m=1.

5. Принимаем способ соединения калорифера по воде:

Подбор вентилятора Подбор вентилятора осуществляется исходя из условия обеспечении требуемого расхода воздуха, подаваемого воздушным душированием, и преодоления сопротивления магистрального направления. В качестве побудителя тяги используются центробежные вентиляторы, обладающие большой эксплуатационной надёжностью. Требуемая производительность вентилятора и полное давление, развиваемое им

Qт=1,1Qп=1,17 950/3600=2,43 м3/с = 8745м3/ч

Pт=1,1P=1,1(90 +135+180)=445,5 Па =46,2 кгс/м2

Вентилятор центробежный ВР-80−75−6,3 К1 nв=1000 об/мин; =0,8. Двигатель 4А90L6, мощностью N=1,5кВт.

Охрана воздушного бассейна В кузнечном цехе такие вредные выделения как углекислый газ, окись углерода и сернистый газ.

Значение ПДК в рабочей зоне:

СО — 20 мг/м3 SO2 — 10 мг/м3

Для улавливания этих газов предназначены зонты — козырьки над печами и завесы над кузнечными горнами, которые загрязняют окружающий воздух.

Расчёт вытяжной системы Для кузнечного цеха естественные вытяжки от горнов и нагревательных печей, поэтому расчёт приведён в пункте 3.1.

Борьба с шумом вентиляционных установок Уровень шума является существенным критерием качества системы вентиляции.

Для снижения шума самого источника необходимо:

при выборе оборудования учитывать наряду с другими рабочими параметрами уровень звуковой мощности вентилятора стремиться к тому, чтобы при заданном объёмном расходе и сопротивлении сети вентилятор работал в режиме максимального КПД снимать сопротивление сети и не устанавливать вентилятор с запасом по давлению делать плавный подвод воздуха к входному патрубку вентилятора особое внимание обращать на статическую и динамическую балансировку рабочего класса вентилятора отдавать предпочтение центробежным компрессорам и насосам как менее шумным по сравнению с поршневыми.

Расчёт аэрации Аэрация представляет собой естественный организационный воздухообмен, происходящий вследствие разности плотностей наружного и внутреннего воздуха, действия ветра и их совокупного воздействия. Применяется в цехах со значительными тепловыделениями, если концентрация вредных газов в приточном воздухе не превышает 30% ПДК в рабочей зоне.

Площади аэрационных проёмов определяют по формуле:

— приточных

— вытяжных

=3,5 =6,2

=(0,1…0,4) р, где

р=9,81· h· - естественное (гравитационное) давление Па ТП: Определим площадь приточных и вытяжных аэрационных проёмов при следующих условиях:

21,2 0С, =1,2 кг/м3 30,7 0С =1,16 кг/м3

278 723 кг/ч 272 822 кг/ч Расстояние между центрами приточных и вытяжных проёмов в фонаре h=9 м Решение:

Определяем естественное давление:

р=9,81h=9,819(1,2−1,16)=3,53 Па

n=0,3, тогда =0,33,53 = 1,06 Па

3,53 — 1,06=2,47 Па

м2

м2

Режим работы отопительно-вентиляционного оборудования В зависимости от работы предприятия режим работы вентиляционного оборудования в сутки разное. Оно работает, когда рабочие находятся на своих местах во время рабочей смены. Отопительное оборудование в рабочее время не работает, а в нерабочее время предусмотрено дежурное отопление с регулирующей приточной системой или воздушно — отопительными агрегатами в холодный период года.

Список использованных источников

1. Волков О. Д. «Проектирование вентиляции промышленного здания»: [Учебное пособие] - Х: Высшая школа, изд-во при ХГУ, 1989 г. — 240 с.

2. «Проектирование промышленной вентиляции»: Справочник /Торговников, Табачник В. Е. — Киев, Будiвельник, 1983 г. — 256 с.

3. Курсовое и дипломное проектирование по вентиляции гражданских и промышленных зданий: Учебное пособие для вузов / В. П. Титов и др. — М.: Стройиздат, 1985 — 208 с.

4. «Справочник проектировщика»: Внутренние санитарно-технические устройства, Староверов, Ч-2. «Вентиляция и кондиционирование воздуха» М.: Стройиздат 1978 — 509стр.

5. СНиП 2.04.05 — 86. Отопление, вентиляция и конструирование / Госстрой СССР — М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1987 — 64 с.