Вентиляция

Реферат

 

Курсовая работа содержит  20 листов текста,1 рисунок, 2 использованных источника, 1 приложение.

Вентиляция, аэродинамическое сопротивление, потери напора (давление), вентилятор, электродвигатель.

Проведено обоснование  и выбор системы местной приточной вентиляции для рабочих мест, проведен расчет геометрических характеристик воздуховодов, коэффициентов гидравлического сопротивления и определены потери напора. На основе полученных данных выбран тип и схема вентилятора с электродвигателем, обеспечивающих подачу , .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

1. Введение……………………………………………………………………5
2. Расчет воздухообмена приточной вентиляции…………………………..6
3. Расчетная схема вентиляционной сети…………………………………...8
4. Расчет диаметров воздуховодов…………………………………………..9
5. Расчет потери давления в сети……………………………….………….12
6. Выбор вентилятора………………………………………….……………16
7. Выбор электродвигателя………………………………..………………..16
8. Заключение………………………………………….…………………….18
9. Список использованных источников……………………………………19
10. Приложение……………….………………………………………….......20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Введение

Рабочие места  производственных предприятий  оборудуются  в некомфортных температурно-влажностных  условиях. В связи с этим необходимо осуществлять воздухообмен на этих местах с целью создания благоприятных условий для работников. Поэтому задача разработки системы вентиляции с требуемыми параметрами производительности является актуальной задачей.

Целесообразное  решение такой задачи возможно путем  применения местной вентиляции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Расчет  потребного воздухообмена.

Необходимы воздухообмен по избытку тепла V, определем по формуле:

,      (1)

где  Q - избыточное тепло, выделяемое в помещении, ,

        С – удельная весовая теплоёмкость воздуха, равная 1004 ,

- плотность воздуха,  ,

, - температура приточного, уходящего из помещения воздуха соответственно равны , .

.

Округляем с  целью обеспечения запаса по поздухообмену до

V=4000 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Расчетная  схема вентиляционной сети

Расчетная схема представлена на рисунке 1. На ней намечены магистральные пути 1-2, 2-3, 3-4, 3-5.

В состав схемы  входят воздухозаборник 1,вентиль 2,4, вентилятор 3, расходомер 5, циклон 6, заслонка 7, дроссель 8, воздухораспределитель 9.

Назначается длина  каждого участка и расход воздуха  на данном участке.

Для осуществления  процесса вентиляции помещения открываются  вентили 2 и 4 и запускается вентилятор 3. Заслонка 7 находится в состоянии требуемого для распределителя 9. Воздух поступает под действием разряжения, создаваемым вентилятором 3 в напорную магистраль, вентиль 4, расходомер 5, циклон 6. При дальнейшем прохождении воздух ответвляется на воздухораспределитель при режиме А (полное открытие заслонки). Для регулирования производительности воздуховодов изменяется сопротивление дросселя 8.

После окончания  работы вентилятор 3 выключается, вентили 2, 4 и заслонка 7 закрываются. Для контроля расхода воздуха применяется расходомер 5. Для очистки воздуха от пыли применяется циклон 6, при наличии загрязняющих веществ может применяться биофильтр.

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Расчет диаметров воздуховодов

Ответвленные магистрали воздуховодов имеют прямоугольное  сечение, остальные круглые.

Для круглых сечений расчеты  начинают, задавшись скоростью потоков  воздуха.

Для обеспечения бесшумной  работы вентиляционной сети, скорость воздуха в воздуховодах должна находиться в пределах от 4 до 6 м/с. Принимаем  скорость потока воздуха для круглых сечений воздуховодов υ_i равной 5 м/с.

Теоретические диаметры воздуховодов определяем из уравнения расхода:

,

где  – расход воздуха, проходящий через i-ый воздуховод;

      – скорость движения воздуха в воздуховоде;

      – площадь поперечного сечения воздуховода.

Тогда для круглых воздуховодов можно записать:

_,

,

Участок 1-2:

,    (2)

.

Полученное  значение диаметра сопоставляем со стандартным  значениями и определяем площадь  поперечного сечения :

; .

Уточняем скорость на участке 1-2:

 

Получаем  < 6 , окончательно имеем: ; .

Полученные  значения d_1-2, вносим в схему.

Аналогично  рассчитываем параметры и для  остальных участков.

 

Участок 2-3:

,

  .

Округляем диаметр  до стандартного ; .

Уточняем скорость на участке 2-3:

Получаем  < 6 , окончательно имеем: ; .

Полученные значения , вносим в схему.

Для каналов  прямоугольной формы скорость потока принимаем  и ведем расчет по следующему соотношению:

,

где – ширина воздуховода;

 – высота воздуховода.

Порядок определения  аналогичен предыдущему.

 

Участок 3-4:

Пусть мм, .

Определяем эквивалентный диаметр на участке 3-4:

 .

Уточняем скорость на участке 3-4:

  .

Получаем  < 6 , окончательно имеем: ; .

Полученные  значения , вносим в схему.

 

Участок 3-5:

.

Пусть мм, .

Определяем  эквивалентный диаметр на участке 3-5:

.

Уточняем скорость на участке 3-5:

Получаем υ_3-5 < 6 м/с, окончательно имеем: ; Полученные значения , вносим в схему.

 

 

 

 

 

 

 

5. Расчет потерь давления в сети

Рассчитываем  полное давление:

        ,                               (3)

                                       ,                                       (4)

где - понижение давления на i-ом участке воздуховода;

 – потеря напора  на i-ом участке воздуховода;

  - плотность потока воздуха.        

Потери напора на участках определяем по следующему соотношению:

                                                 (5)

где - сумма коэффициентов путевых и местных потерь.

Из полученного  соотношения видно, что неизвестными величинами являются коэффициенты местных  и путевых потерь на магистральных  участках  и λ_i – коэффициент гидравлического трения. Для расчета используем формулы:

                                        (6)                 

                                                   (7)

 

Участок 1-2:

1. Местные потери

- Заборник воздуха  ξ₁ = 1,4;

- Вентиль ξ_в = 3,75 с прямым шпинделем;

- Диффузор на  входу в вентилятор ξ_к = 0,39

2) Путевые потери

 

Величина λ_1-2 определяем по формуле Блесса:

,

,

.

Окончательно  имеем:

.

По формуле (4) находим:

 м.

По формуле (3) находим:

 Па.

 

Участок 2-3:

1. Местные потери:

- Плавный поворот  на 90^о ξ_90° = 0,23;

- Вентиль ξ_в = 3,75;

- Плавный поворот  на 90° ξ_90° = 0,23;

- Расходомер  ξ_р = 1,5;

- Циклон ξ_ц = 10;

- Тройник ξ_m = 1,5;

- Конффузор  на выходе из вентилятора ξ_{м 2-3} = 2,3.

2) Путевые потери:

Величину λ_2-3 определяем по формуле Блесса:

,

,

Окончательно  имеем:

По формуле (4) находим:

.

По формуле (3) находим:

  .

 

Участок 3-4:

1. Местные потери:

- Дроссель ξ_др = 1,1;

- Воздухораспределитель  ξ_возд = 1,9;

- Внезапное  сужение ξ_вн = 0,36;

2) Путевые потери:

.

Величину λ_3-4 Определяем по формуле Блесса:

,

,

.

Окончательно  имеем:

.

По формуле (4) находим:

  .

По формуле (3) находим:

  .

 

Участок 3-5:

1. Местные потери:

- Внезапное  сужение ξ_вн = 0,3;

- Плавный поворот  на 90^о ξ_90° = 0,23;

- Дроссель ξ_др = 1,1;

- Воздухораспределитель  ξ_возд = 1,9;

- Задвижка  .

 

2) Путевые потери:

.

Величину λ_5-6 определяем по формуле Блесса:

,

,

.

Окончательно  имеем:

По формуле (4) находим:

  .

По формуле (3) находим:

  .

 

Суммарные потери давления составят:

 Па.

 

В расчетах плотность воздуха рассчитывается при стандартных условиях (t = 20°C, ρ = 1,24 кг/м³).

С учетом запаса имеем:

 .

 

6. Выбор вентилятора

По аэродинамическим характеристикам, приведенным в  приложении, выбираем вентилятор.

Для давления Р = 57,5 Па и производительности V = 4000 м³/ч из приложения имеем: А 5105-1, КПД – η_max = 0,8 , вентилятор типа Ц4-70 №5 с числом оборотов n = 930 об/мин, окружной скоростью = 25,5 м/с, с колесом 1,05D_ном.

,      (8)

м.

 

 

7. Выбор электродвигателя

Для определения  мощности электродвигателя используем следующее соотношение:

,    (9)

Расчет проводим без ременной передачи полагая, что число оборотов электродвигателя должно совпадать с числом оборотов вентилятора.

 кВт.

Принимаем коэффициент  запаса к_з = 1,1, получим

 кВт.   (10)

Полученное значение мощности сопоставляем со стандартным значением. Окончательно имеем:

 кВт

Тип- А71В2

N=2800 об/мин

КПД=0,79

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Заключение

1. В соответствии с планом помещения разработана схема вентиляции, обеспечивающая создание комфортных условий на четырех рабочих метах (локальная вентиляция);
2. Вентиляционная схема очистки снабжена элементами управления и очистки воздуха от пыли и других загрязнителей.
3. По результатам расчета установлено, что для воздухообмена с V = 4000 м³/час необходим вентилятор типа Ц4-70 №5 с электродвигателем мощностью 1,1 кВт, КПД установки 0,79 , который показывает высокую эффективность системы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Список  использованных источников

1. Вентиляция  и кондиционирование воздуха: Справочник проектировщика. Под ред. И.Г. Староверова. – М. Стройиздат, 1978. – 512 с.;

2. Сапрыкин В.И., Финоченко В.А. Аэродинамический  расчет вентиляционной сети. –  РГУПС, 2000 г. – 52 с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10. Приложение