Вентиляция промышленного цеха

Вентиляция промышленного цеха

 

Методические указания

по выполнению Курсовогопроекта

по дисциплине «Вентиляция»

для студентов,обучающихся по направлению 270800 «Строительство»,

профиль «Теплогазоснабжение и вентиляция»

заочной формы обучения

 

 

Тюмень, 2014

 

Афонин, К.В. Вентиляция промышленного цеха: методические указания по выполнению курсового проекта по дисциплине «Вентиляция» для студентов, обучающихся по направлению 270800 «Строительство» профиль «Теплогазоснабжение и вентиляция» заочной формы обучения/ Афонин К.В.. - Тюмень: РИО ФГБОУ ВПО «ТюмГАСУ», 2014.- 41 с.

 

 

Методические указания по выполнению курсового проекта по дисциплине «Вентиляция» для студентов, обучающихся по направлению 270800 «Строительство» профиль «Теплогазоснабжение и вентиляция» заочной формы обучения содержат данные по составу и объему проекта; определяют задание на курсовой проект; дают необходимые указания по выполнению основных разделов.

 

 

Рецензент: ЖилинаТ.С.

 

 

Тираж 10 экз.

 

 

© ФГБОУ ВПО «Тюменский государственный архитектурно-строительный университет»

© Афонин К.В.

 

Редакционно-издательский отделФГБОУ ВПО «Тюменский государственный архитектурно-строительный университет»

Содержание

Введение	4
1 ПАРАМЕТРЫ НАРУЖНОГО И ВНУТРЕННЕГО ВОЗДУХА	5
2 ТЕПЛОПОТЕРИ И ТЕПЛОПОСТУПЛЕНИЯ В ПОМЕЩЕНИЯ	6
2.1 Теплопотери по укрупненным показателям (через ограждения)	6
2.2 Теплопоступление от электродвигателей и приводимого ими в действие оборудования	6
2.3 Теплопоступление от нагретых поверхностей оборудования	6
2.4 Теплопоступления от остывающего материала	7
2.5 Теплопоступления через рабочие отверстия печей	7
2.6 Теплопоступления с продуктами сгорания, прорывающимися через открытые отверстия печи	8
2.7 Тепловыделения от постов электро и газовой сварки	8
2.8 Теплопоступления от нагретой поверхности воды	9
3 Вредности, выделяющиеся в помещение	10
3.1 Влаговыделения с поверхности ванн	10
3.2 Вредности, выделяющиеся при резке металла	11
3.3 Вредности, выделяющиеся при сварке	11
4 расчет воздухообмена на разбавление вредностей(рассчитывается если ΔQ>0)	13
4.1. Воздухообмен на разбавление избыточной теплоты	13
4.2 Воздухообмен на разбавление избытков влаги	13
4.3 Воздухообмен на разбавление вредных газов и пыли	13
5 Подбор калорифера	15
6 Расчет воздушно-тепловой завесы	23
7 расчет местных вытяжных устройств	25
7.1 Расчет зонта-козырька над загрузочным отверстием печи	25
7.2 Расчет бортовых отсосов	26
7.3 Расчет панели Чернобережского	30
7.4 Расчет отсасывающей воронки от станка	31
8 РАСЧЕТ УДАЛЯЕМОГО ВОЗДУХА	32
9 ПОДБОР ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ И ВОЗДУХОПРИЕМНЫХ УСТРОЙСТВ	32
9.1 Воздухораспределители	32
9.2 Вытяжные решетки	32
10 АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ	34
11 ПОДБОР ПРИТОЧНЫХ И ВЫТЯЖНЫХ УСТАНОВОК	36
11.1 Приточные установки	36
11.2 Вытяжные установки	40
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК	41

 

 

Введение

Вентиляция является одной из важнейших систем поддержания микроклимата в помещении, наряду с отоплением и кондиционированием. В задачу вентиляции входит поддержание определенных параметров воздушной среды в обслуживаемом помещении. Это наиболее актуально для промышленных предприятий, где наблюдаются значительные выделения вредных веществ от различных технологических процессов (теплота, вредные газы и пары, пыль и т.д.).

Целью данных методических указаний является:

- научить студентов методикам расчета вредных веществ, выделяющихся при технологических процессах производства, и расчета воздухообменов на их разбавление;

- научить основам конструирования систем вентиляции (приточных, вытяжных);

- научить правильно, подбирать оборудование систем вентиляции;

- научить производить аэродинамический расчет систем вентиляции.

В состав курсового проекта, выполняемого с помощью данных методических указаний, входит: пояснительная записка и графическая часть. Графическая часть выполняется на 4-х листах формата А2. Пояснительная записка содержит все расчеты согласно разделам данных методических указаний.

 

1 ПАРАМЕТРЫ НАРУЖНОГО И ВНУТРЕННЕГО ВОЗДУХА

Параметры наружного воздуха принимаются согласно [1]. Для теплого периода температура наружного воздуха принимается равной - температуре воздуха, °С, обеспеченностью 0,95; относительная влажность в теплый период принимается равной средней месячной относительной влажности воздуха наиболее теплого месяца. В холодный период года температура наружного воздуха - температура воздуханаиболее холодной пятидневки, °С, обеспеченностью 0,92; относительная влажность - средняя месячная относительная влажность воздуха наиболее холодного месяца, %. Барометрическое давление принимается по теплому периоду года и считается таким же для остальных периодов.

 

Таблица1.1- Параметры наружного воздуха

Периоды года					Барометрическое давление Па
	температура tн, 0С	энтальпия I, кДж/кг	относительная влажность φ, %	влагосодержание d, г/кг
Теплый
Переходный	10	26,5
Холодный

Примечание: Все недостающие параметры находятся по I-d диаграмме

 

Параметры внутреннего воздуха определяются по таблице 1.2.

Таблица 1.2-Параметры внутреннего воздуха

Период года	Температура воздуха tв, ° С	Относительная влажность воздуха, %	Скорость движения воздуха, м/с, не более
Теплый	(tн+40)£300	60	0,5
Переходный	22	45	0,3
Холодный	20	30	0,2

Примечание: Если t_в в теплый период окажется больше 30° С, то в качестве расчетной температуры внутреннего воздуха принимается 30°

 

Ручная сварка

Электроды:             АНО-1 7,1 0,43 — — — — АНО-3 5,95 0,85 — — — — АНО-4 5,95 0,59 — — — — АНО-5 14,4 1,87 — — — — АНО-6 16,3 1,95 — — — — АНО-7 12,4 1,45 — — — — УОНИ 13/45 13,6 0,51 — — — — УОНИ 13/55 18 1,09 — 2,3 — — УОНИ 13/65 7,5 1,41 — 1.17 — — УОНИ 13/85     11,2 0,78 — 1,14 — — УОНИ 13/НЖ 10,2 0,535 0,393 0,97 — — ОЗС-3 15,3 0,42 — — — — ОЗС-4 9,3 1,07 — — — — ОЗС-6 1,38 0,86 — — — — МР-3 9,8 1,32 —      0,38 — — МР-4 10,8 1,08 — 1,53 — —

Продолжение таблицы 3.3

РБУ-4 6,9 0,74 — — — — ЭА-395/9 17 1,1 0,425 — — — ЭА-400/10у 5,7 0,43 0,25 0,54 — — ЭА-606/1 1 11 0,68 0,34 1,61 — — ЭА-981/15 9,46 0,68 0,72 — — — ОЗЛ-5 3,9 0,366 0,475 0,425 — — ОЗЛ-6 6,9 0,246 0,595 1,23 — — ОЗЛ-7 7.56 0.21 0,47 0,69 — —

ОЗЛ-9А

4,97

0,975

0,273

1,13

Никель

и его окись

0,39   ОЗЛ-14 8,14 1,41    0,46 0,91 —         —

Таблица 5.4 - Размеры калориферов биметаллических типа КСк №11, 12

Номер калорифера

Размеры мм

 

d_у

n₁

 

n

 

Б   Б₁   Б₂   Б₃   Б₄   11     1003     1051     1075     933     71     40     7     44     12   1503   1551   1575   1427   74   50   11   52  

 

 

Таблица 5.5 - Коэффициент теплопередачи К

Массовая скорость воздуха в живом сечении υρ, кг/(м·с)	Значения k, bt/(м2 0С) при скорости движения теплоносителя—воды по трубкам, м/с																											Потеря давления воздуха, Па
	0,2				0,3			0,4		0,5			0,6		0,7		0,8			0,9			1		1,2
Калориферы КВС-П
3	23,97			25,3			26,25		27,05			27,71		28,28		28,8			29,24			29,64		30,35			12,74
4	26,31			27,75			28,82		29,69			30,41		31,04		31,59			32,06			32,53		33,31			20,42
5	28,25			29,8			30,95		31,88			32,66		33,32		33,92			34,45			34,92		35,76			29,22
6	29,93			31,57			32,8		33,79			34,61		35,36		35,95			36,50			37,02		37,9			39,3
7	31,45			33,18			34,46		35,49			36,37		37,11		37,77			38,35			38,89		39,82			50,5
8	32,82			34,61			35,96		37,03			37,94		38,72		39,41			40,02			40,58		41,58			62,66
9	34,06			35,94			37,32		38,44			39,39		40,22		40,91			41,54			42,12		43,15			75,8
10	35,25			37,18			38,62		39,77			40,75		41,59		42,33			43			43,59		44,65			89,93
11	36,34			38,33			39,82		41,01			42,02		42,88		43,64			44,32			44,94		46,02			,10t,93
12	37,38			39,43			40,95		42,18			43,22		44,1		44,89			45,59			46,22		47,32			117,68
13	38,33			40,44			42,01		43,26			44,32		45,23		46,02			46,75			47,4		48,54			137,59
14	39,26			41,43			43,02		44,31			45,4		46,32		47,16			47,89			48,59		49,75			155,04
15	40,15			42,37			43,98		45,3			46,41		47,36		48,21			48,96			49,58		50,82			173,28
Калориферы КВБ-П
3	23,84			24,02			24,95		25,68			25,77		26,83		27,3			27,71			28,1		28,76			16,87
4	25,69			26,36			27,37		28,17			28,84		29,42		29,94			30,4			30,82		31,53			27,07
5	27,59			28,31			29,39		30,25			30,99		31,6		32,16			32,6			33,1		33,85			39,03
6	29,24			29,42			31,14		32,05			32,82		33,49		3ί,08			34,6			35,08		35,88			52,76
7	30,71			31,52			32,72		33,68			34,49		35,19		35,8			36,36			36,86		37,7			68,16
8	32,05			32,89			34,14		35,15			35,99		36,73		37,36			37,94			38,46		39,34			84,83
9	33,27			34,13			35,47		36,48			37,36		38,11		38,77			39,38			39,91		40,83			103,07
10	34,42			35,32			36,67		37,74			38,65		39,43		40,11			40,74			41,3		42,25			122,68
11	35,49			36,42			37,81		38,93			39,86		40,66		41,37			42,02			42,59		43,56			143,57
12	36,51			37,46			38,95		40,03			40,98		41,82		42,54			43,21			43,8		44,81			165,73
13	37,44			38,41			39,88		41,04			42,03		42,88		43,64			44,31			44,92		45,95			189,07
14	37,18			39,36			40,84		42,04			43,02		43,93		44,69			45,39			46,01		47,07			213,59
15	39,2			41,39			41,75		42,98			44,01		44,9		45,68			46,39			47,03		48,11			239,48
Калориферы КСкЗ
3	25,43			26,9			28,01		28,91			29,63		30,27		30,84			31,38			31,83		32,67			10,3
Продолжение таблицы 5.5
4	29,01			30,67			31,94		32,96			33,79		34,52		35,17			35,77			36,3		37,24			16,87
5	32,09			33,94			35,33		36,46			37,39		38,19		38,91			39,58			40,16		4L21			24,71
6	34,87			36,87			38,39		39,61			40,62		41,5		42,28			43			43,64		44,76			33,83
7	37,39			39,54			41,18		42,5			43,57		44,51		45,35			46,11			46,8		48,01			44,03
8	39,74			42,02			43,76		45,16			46,3		47,3		48,19			49,01			49,73		51,02			55,31
9	41,91			44,32			46,16		47,62			48,83		49,88		50,82			51,7			52,45		53,81			67,67
10	43,96-			46,5			48,42		49,96			51,23		52,32		53,31			54,22			55,02		56,45			81
11	45,93			48,57			50,58		52,18			53,51		54,66		55,7			56,64			57,82		58,96			95,32
12	47,78			50152			52,61		54,29			55,66		56,86		57,94			58,92			59,79		61,35			110,62
13	49,56			52,39			54,57		56,3			57,73		58,98		60,09			61,11			62,01		63,63			126,8
14	51,24			54,2			56,44		58,23			59,71		60,98		62,15			63,21			64,14		65,8			143,96
15	52,89			55,94			58,25		60,1			61,63		62,95		64,15			65,24			66,2		67,92			158,48
Калориферы КСк4
3	21,39			22,9			24,05		24,98			25,77		26,46		27,06			27,6			28,1		28,99			12,55
4	24,81			26,56			27,91		28,98			29,89		30,69		31,39			32,02			32,6		33,65			20,69
5	27,77			29,74			31,24		32,44			33,46		34,36		35,15			35,85			36,49		37,66			30,5
6		30,55	32,72			34,37					35,69		36,81		37,8			38,66			39,42		40,15			41,43		41,78
7		33,08	35,42			37,2					38,63		39,86		40,93			41,86			42,68		43,46			44,86		54,52
8		35,42	37,94			39,84					41,38		42,68		43,82			44,82			45,71		46,54			48,03		68,74
9		37,65	40,31			42,34					43,7		45,36		46,57			47,64			48,58		49,46			51,04		84,24
10		39,75	42,58			44,72					46,44		47,9		49,18			50,31			51,3		52,24			53,92		101,11
11		41,75	44,71			46,96					48,76		50,3		51,65			52,82			53,87		54,86			56,61		119,25
12		43,66	46,75			49,1					51		52,6		54,01			55,24			56,34		57,36			59,2		138,57
13		45,48	48,72			51,16					53,14		54,81		56,28			57,56			58,7		59,78			61,69		159,16
14		47,28	50,63			53,17					55,22		56,96		58,49			59,82			61		62,12			64,1		180,93
15		48,97	52,45			55,08					57,21		59,01		60,59			61,98			63,2		64,35			66,41		203,88

 

 

Расчет бортовых отсосов

Такие отсосы применяются для удаления выделений с поверхности ванн, в которых происходят процессы травления, обезжири­вания, закалки, нанесения декоративных и антикоррозийных по­крытий. Бортовые отсосы выполняются однобортовыми и двубортовыми, сплошными и секционными, простыми и опрокинутыми, со сдувом и без него (рисунок 7.2). Однобортовые применяют, если ширина ванны b£ 600 мм, двубортовые - при b> 600 мм, сплошные - длина ванны l £ 1200 мм, секционные - l > 1200 мм; простые - при высоком стоянии уровня раствора в ванне, когда расстояние до щели отсоса H_pсоставляет менее 80...150 мм, опрокину­тые – H_р> 150...300мм, отсосы с поддувом — при ширине ванны b³1,5 м. Однако для повышения эффективности работы последних, особенно при выделении с поверхности ванны токсических вредно­стей (цианистый водород при цинковании, латунировании, медне­нии, серебрении, фтористый водород при свинцевании и т. д.), поддув может применяться и при меньшей ширине ванны. Выбор типа отсоса зависит также от размеров изде­лий, погружаемых в ванну. Например, если изделие выступает над поверхностью жидкости, независимо от ширины ванны устраивают двубортовой отсос.

Эффективность улавливания вредных веществ бортовым отсосом зависит от равномерности всасывания по длине щели, которая, как правило, располагается вдоль длинной стороны ванны.

а — однобортовой с вертикальной щелью всасывания, обычный;

б — двубортовой с вертика­льной щелью всасывания; в—однобортовой с горизонтальной щелью всасывания, опрокинутый; г — двубортовой с горизонтальной щелью всасывания; д — однобортовой с поддувом;

е—двубортовой с поддувом; ж — сплошной; з—секционный

Рисунок 7.2- Бортовые отсосы

 

        

                                     (7.10)

где а — удельный расход воздуха (таблица 7.1);

t_ж — температура жидкости в ванне;

t_в — тем­пература воздуха в помещении;

x — поправочный коэффициент на глубину уровня жидкости (таблица 7. 2);

S — поправочный коэффи­циент на подвижность воздуха в помещении(таблица 7.3);

l — длина ванны.

 

Таблица 7.1

Тип отсосов	hвр ,мм	Значение а при ширине ванны b,мм
		500 600	600	700	800	900	1000 1100	1100		1200	1300
Обычный однобортовой	40 80 120 160 200	730 530 450 400 350	1000 800 700 600 520	1300 1000 900 800 720	1530 1250 1100 1000 920	1850 1500 1320 1200 1120	2100 1720 1530 1400 1320		1970 1730 1600 1500	2200 1250 1800 1700	2150 1980 1900
Обычный двубортовой	40 80 120 160 200	375 285 250 220 200	450 350 300 260 240	525 400 350 300 275	600 455 400 350 325	675 520 450 380 410	750 575 500 430 400		825 680 550 480 440	900 700 600 525 480	970 750 650 570 520
Опрокинутый однобортовой	40 80 120 160 200	680 500 450 400 350	900 700 600 530 500	1100 900 760 690 640	300 1050 920 830 780	1530 1240 1100 980 920	1750 1420 1250 1130 1080		1950 1600 1400 1280 1250	1800 1550 1420 1340	_ — — — —
Опрокинутый двубортовой	40 80 120 160 200	400 300 270 240 210	490 375 340 300 260	575 455 450 350 320	670 540 470 410 375	750 600 550 470 430	900 680 600 520 480		940 750 675 580 540	1035 840 740 650 540	1100 900 800 700 640

 

Таблица 7.2

Вид бортового отсоса	Значение x при глубине уровня жидкости в ванне Hр, мм
	50	120	160	200
Обычный однобортовой, независимо от ширины ванны Обычный двубортовой при ширине ванны b, мм: 500 750 1000 1250 Опрокинутые однобортовой и двубортовой	1,0   1,0 1,0 1,0 1,0- 1,0	0,95   1,4 1,25 1,15 1,10 0,9	0,89   1,9 1,52 1,38 1,25 0,8	0,82   2,7 2,0 1,7 1,5 0,7

 

Таблица 7.3

Разность температур Δt=tж-tв	Поправочный коэффициент S на подвижность воздуха в помещении υвпри высоте спектра вредностей hвр, мм
	40	60	80	120	160
20 30 40 50   20 30 40 50	υв = 0,2 м/с
	1,07 1,06 1,05 1,04	1,09 1,08 1,07 1,05	1,10 1,09 1,08 1,06	1,13 1 11 1,09 1,07	1,14 1,13 1,11 1,1
	υ в = 0,4 м/с
	1,19 1,17 1,15 1,13	1,22 1,19 1,18 1,15	1,25 1,23 1,20 1,18	1,29 1,26 1,23 1,20	1,32 1,29 1,26 1,23

 

Если ширина ванны превышает 1300 мм, то количество воздуха отсасываемого бортовым отсосом рассчитывается по следующей формуле

 

 

                                        (7.11)

                    (7.12)

где l – длина ванны, м;

b_р – расчетная ширина ванны, м;

H_р – расчётное расстояние от зеркала раствора до края ванны, м, H_р=0,2.

 

Таблица 7.4

Разность температур растворов и воздуха Δt, 0С	КΔt
0	1
5	1,03
10	1,16
15	1,24
20	1,31
25	1,39
30	1,47
35	1,55
40	1,63
45	1,71
Продолжение таблицы 7.4
50	1,79
55	1,86
60	1,94
65	2,02
70	2,1
75	2,18
80	2,26

 

 

Воздухораспределители

Выполняется согласно методики, изложенной в [2] стр.182 (схема сверху-вниз).

Вытяжные решетки

Подбираются исходя из количества и скорости воздуха в живом сечении решетки.

Порядок расчета:

1.Задаются скоростью (v, м/с) и расходом воздуха (L, м³/с) в живом сечении решетки. Скорость в живом сечении решетки не должна превышать 3 м/с (1,5-3 м/с).

По известной скорости и расходу воздуха определяют живое сечение для прохождения данного количества воздуха

, м²