Определяется расстояние от воздухораспределителя до точки отрыва струи, м, m2 = km1 = 1,35 2,5 =3,38;где
Число Архимеда для начального сечения приточной струи — Ar= 0,01;k1 = 0,62, b = 12 м. хотр>b — условие выполняется.
5.2 Конструирование и гидравлический расчёт приточной системы
Аэродинамический расчет приточной системы вентиляции (с механическим побуждением с подачей воздуха в верхнюю зону с малыми скоростями) выполняем аналогично расчету местной вытяжной системы. К установке принимаем прямоугольные воздуховоды. Полученные данные используем для подбора вентилятора. Результаты расчета приведены в табл. 7. Таблица 7Аэродинамический расчет общеобменной приточной системы П2N участкаL, м3/чl, мd, ммv, м/сR, Па/мшR*ш*lСум .Рд, ПаZ, ПаР, ПаСум Р, ПаХарактеристика местный сопротивлений1 250 054 504,50,47 712,3852,412,1529,1631,5531,55Первое боковое отверстие на притоке z=2,2; Конфузор z=0,2;2 500 055 007,51,0815,40,533,7516,87 522,2853,82Среднее отверстие z=0,30; Конфузор z=0,2;3 750 055 608,51,1915,950,543,3521,67 527,6381,45Среднее отверстие z=0,30; Конфузор z=0,2;410 000 563 091,1515,750,448,619,4425,19 106,64Среднее отверстие z=0,20; Конфузор z=0,2;525 005,54504,50,47 712,62350,7612,159,23 411,8611,86Среднее отверстие z=0,30; Конфузор z=0,2;6 150 006,7710111,4419,6480,7672,655,17 664,82118,49Среднее отверстие z=-0,10; Отвод круглого сечения под 90 (2 шт) z=0,33; Конфузор z=0,2;Принимаем решетку ЖМ5 с площадью живого сечения F0=0,84 м² и габаритами 1290×1280 мм. Фактическая скорость в ней составит v0=21 996/3600×1,2/0,84=6,1 м/с. Коэффициент местного сопротивления решетки равен 2,2. Потери в решетке составят ΔР=2,2×1,2×6,12/2=98 Па. Необходимо произвести расчет калориферной установки. Целью расчета является определение требуемого количества калориферов, их модели, типоразмера и схемы подключения теплоносителя для компоновки секций подогрева, расчет производим на условия холодного периода года. Исходные данные для расчета системы П2объемный расход нагреваемого воздуха: Lп = 88 841 м3/ч;начальная и конечная температуры воздуха: tн = -290С, tn= 24,80С;температуры теплоносителя в подающей и обратной магистралях: tг = 105 0С, tо = 70 0С.1) В зависимости от объемного расхода нагреваемого воздуха в системах П1 и П2 выбирается приточная камера 1 ПК 90, для большего расхода в системе П2.2) Определяется необходимая площадь живого сечения калориферов по воздуху, м2;где — плотность воздуха, кг/м3; tн — температура воздуха после калориферов; Vρ = 8кг/м2с — массовая скорость воздуха;
3) Пользуясь техническими характеристиками калориферов и исходя из необходимой площади живого сечения f1, принимается 4 калорифера КВС-11-П (n3 = 7), и тогда действительная площадь живого сечения f = 4· 0,8665 = 3,47 м².
4) Определяется действительная массовая скорость воздуха в калориферах:
5) Рассчитывается расход теплоты на нагревание воздуха:
где с = 1005
Дж/кг 0С — теплоемкость воздуха. Определяется коэффициент теплопередачи калориферов: Вт/м2 0С;где, А = 17,94; m = 0,13 — для калориферов КВС; n1 = 0,32; W — скорость воды, м/с.При скорости воды W = 0,2 — 0,5 м/с значение Wmбудет приблизительно равно 0,848.Находится необходимая площадь поверхности нагрева калориферной установки:
6) Определяется общее число устанавливаемых калориферов:
где Fк — площадь поверхности нагрева одного калорифера выбранной модели, Fк = 72 м².7) Определяется количество проходящей воды через калорифер:
где n2 — число калориферов, подсоединяемых параллельно по теплоносителю;
св = 4190
Дж/кг 0С — теплоемкость воды. Находится скорость воды в трубках калориферов:
где fтр — площадь проходного сечения трубок калориферов, м2. Значение скорости находится в оптимальных пределах 0,2 — 0,5 м/с.8) Действительная площадь поверхности нагрева калориферной установки равна:
Запас площади поверхности нагрева составит:
9) Определяется сопротивление калориферной установки проходу воздуха: где: В = 2,16; z = 1,65 — для калориферов КВС-П.Исходя из этого по [7] подбираем вентилятор ВЦ4−75−8, с коэффициентом полезного действия =81%, max=85%, развиваемым напором P=600 Па, производительностью L=15 000 м3/ч.Частота вращения колеса 965 об/мин. Двигатель типа 4А132М4 с установочной мощностью 11 кВт. Вес вентилятора с электродвигателем 181 кг.6 Расчет воздушной завесы6.
1 Расчет воздухообменов и температур приточного воздуха
Расчет воздушной завесы выполняем с помощью пакета прикладных программ TGV. Исходные данные для расчета:
Размеры ворот:
высота h=3 м;ширина B=3 м;Ворота — распашные;
Температура воздуха рабочей зоны twz=18 ºС;Температура наружного воздуха по параметру Б = -29 ºС;Категория тяжести работ — средняя;
Наличие постоянных рабочих мест в зоне ворот — нет;В зоне ворот допустима температура 12 ºС;Аэрационные проемов нет;В помещении баланс по механической вентиляции;
Отношение площадей ворот и щели f=25;Отношение расходов воздуха через завесу и смеси через ворота g=0,65.Результаты расчета:
Производительность двусторонней завесы L=14 440 м3/ч.Температура нагретого воздуха tпод=40 ºС.Ширина воздуховыпускной щели 60 мм; длина не менее 150 мм; высота 3000 мм. Выпуск воздуха со скоростью 9,9 м/с под углом 300 к плоскости ворот. Потери давления в воздухораздаточном коробе 110 Па. Площадь поперечного сечения одного короба не менее 0,51 м². Исходные данные для расчета калориферов:
барометрическое давление 990гПа;
— начальная и конечная температура воздуха 18/40 ºС;
— теплоноситель — вода с параметрами 130/70 ºС;
— расход воздуха через калорифер 14 440 м3/ч.Определяется необходимая площадь живого сечения калориферов по воздуху, м2;где — плотность воздуха, кг/м3; tн — температура воздуха после калориферов; Vρ = 8кг/м2с — массовая скорость воздуха;
Пользуясь техническими характеристиками калориферов и исходя из необходимой площади живого сечения f1, принимается 1 калорифер КВС-11-П (n3 = 7), и тогда действительная площадь живого сечения f = 0,8615 м². Определяется действительная массовая скорость воздуха в калориферах:
Рассчитывается расход теплоты на нагревание воздуха:
где с = 1005
Дж/кг 0С — теплоемкость воздуха. Определяется коэффициент теплопередачи калориферов: Вт/м2 0С;где, А = 17,94; m = 0,13 — для калориферов КВС; n1 = 0,32; W — скорость воды, м/с.При скорости воды W = 0,2 — 0,5 м/с значение Wmбудет приблизительно равно 0,848.Находится необходимая площадь поверхности нагрева калориферной установки: Определяется общее число устанавливаемых калориферов:
где Fк — площадь поверхности нагрева одного калорифера выбранной модели, Fк = 72 м². Определяется количество проходящей воды через калорифер:
где n2 — число калориферов, подсоединяемых параллельно по теплоносителю;
св = 4190
Дж/кг 0С — теплоемкость воды. Находится скорость воды в трубках калориферов:
где fтр — площадь проходного сечения трубок калориферов, м2. Значение скорости находится в оптимальных пределах 0,1 — 0,4 м/с.Действительная площадь поверхности нагрева калориферной установки равна:
Запас площади поверхности нагрева составит:
Определяется сопротивление калориферной установки проходу воздуха: где: В = 2,16; z = 1,65 — для калориферов КВС-П.
6.2 Конструирование и гидравлический расчёт воздушной завесы
Аэродинамический расчет воздушной завесы вентиляции выполняем аналогично расчету общеобменной приточной системы П2. К установке принимаем прямоугольные воздуховоды. Полученные данные используем для подбора вентилятора. Результаты расчета приведены в табл. 8. N участкаL, м3/чl, мa, ммb, ммdэ, мF, м2v, м/сR, Па/мшR*ш*lСум .Рд, ПаZ, ПаР, ПаСум Р, ПаХарактеристика местный сопротивлений172 204,45008000,620,460,63 212,780,7516,22,094,874,87Отвод прямоугольного сечения под 90 (1 шт) z=0,55; Конфузор z=0,2;21 444 040,8600100010000,650,272 111,113,2 198 146,49157,59 167,32Диффузор z=0,12; отвод прямоугольного сечения под 90 (24 шт.) z=0,55;372 204,45008000,620,460,63 212,780,7516,22,094,874,87Отвод прямоугольного сечения под 90 (1 шт) z=0,55; Конфузор z=0,2;Таблица 8Аэродинамический расчет воздушной завесы У1Производительность вентилятора Lр=1,1xL=1,1×14 440=15884 м3/ч.Исходя из этого по [10] подбираем вентилятор ВЦ4−75−6,3, угол 90 º, исполнения 1, с коэффициентом полезного действия =53%, max=87%, развиваемым напором P=400 Па, производительностью L=16 000 м3/ч. Частота вращения колеса 1455 об/мин. Двигатель типа 4A112М4 с установочной мощностью 3,0 кВт, частотой вращения 1455 об/мин. Вес вентилятора с электродвигателем не более221,3 кг. Заключение
В ходе выполнения курсовой работы была запроектирована система вентиляции термического цеха, расположенного в г. Иваново. Термический цех, в виду выполняемых технологий характеризуется повышенной температурой рабочей среды, что подтверждено расчетами. Наибольшее количество теплоты образуется от нагретых поверхностей и от электродвигателей оборудования и составляет соответственно 111 942
Вт и 201 278,4 Вт. Вентиляция цеха осуществляется с помощью общеобменной приточной вентиляции П2, местной приточной вентиляции П1 с использованием душирующих патрубков ПДв-3, а также местной вытяжной системы В1, с применением вытяжных зонтов, над воротами расположена воздушная завеса. Для всех систем произведен аэродинамический расчет, подобраны вентиляторы и калориферы с использованием пакета прикладных программ TGV, построены аксонометрические схемы.
Список литературы
Промышленная вентиляция: Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Системы вентиляции"/ Ю. И. Толстова, Р. Н. Шумилов, А. Н. Бояршинова. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2000. 35c. Вентиляция здания гражданского назначения: Методические указания по выполнению курсового проекта по дисциплине «Теоретические основы создания микроклимата в помещении» /Р.Н. Шумилов, М. Г. Ушаков, Ю. И. Толстова. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2001. 37 с. СНиП 2.
01.01−82*. Строительная климатология и геофизика. М.: ГП ЦПП, 1996. 140 с. СНиП II-3−79*. Строительная теплотехника/Минстрой России. — М.: ГП ЦПП, 1996. —
29с.Внутренние санитарно-технические устройства. В 3 ч. Ч. 1. Отопление. /
В.Н. Богословский, А. И Пирумов, В. Н. Посохин и др.; Под ред. А. Н. Павлова и Ю. Н. Шиллера. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1990. 344 с. (Справочник проектировщика).Проектирование вентиляции промышленного здания/ Волков О. Д. Учебное пособие.
Х.: Высш. шк. ХГУ, 1989. — 240с. Внутренние санитарно-технические устройства. В 3 ч. Ч. 2.
Вентиляция и кондиционирование воздуха. / В. Н. Богословский, А. И Пирумов, В. Н. Посохин и др.; Под ред. А. Н. Павлова и Ю. Н. Шиллера. 4-е изд., перераб. и доп.
М.: Стройиздат, 1992. 319 с. (Справочник проектировщика).Идельчик И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М.,"Машиностроение", 1975, 559 с. Оборудование термических цехов/Русте С.
Л. М.: «Машиностроение», 1971, 288 с. Соколов К. Н. Оборудование термических цехов. Высшая школа. К.:
1984. СНиП 41−01−2003
Отопление, вентиляция и кондиционирование.
М.: Госстрой России, 2005.-58 с.
