Розрахунок системи механічної вентиляції.
Загально обмінна МЕХАНІЧНІ СИСТЕМИ ВЕНТИЛЯЦІЇ призначені для:
- подачі чистого повітря в приміщення;
- його обміну у всьому об'ємі приміщення;
- асиміляції (переробки) надлишкового тепла, вологи і малонебезпечних шкідливих
речовин (IV клас).
За способом подачі і видалення повітря розрізняють 4 схеми:
- припливна. коли повітря подається в приміщення після підготовки його в припливної камері; в приміщенні створюється надлишковий тиск, за рахунок якого повітря ЙДЕ НАЗОВНІ через вікна, двері, нещільності огороджувальних конструкцій або в інші приміщення;
ЗАСТОСОВУЮТЬ для вентиляції приміщень. в яких небажано попадання забрудненого повітря з сусідніх приміщень або холодного повітря ззовні.
СХЕМА: повітрозабірні пристрій (ВЗ) - повітроводи (ВВ) -фільтри очищення (Ф) - калорифери (К) для підігріву - вентилятори (В) - зволожувач / осушувач / -пріточние решітки (ПР) / отвори або насадки /.
- витяжна. для видалення повітря з приміщення; в якому створюється ЗНИЖЕНИЙ
тиск; за рахунок чого повітря з сусідніх приміщень і зовнішній НАДХОДИТЬ в ДАНИЙ приміщення;
ЗАСТОСОВУЮТЬ. коли шкідливі виділення в даному приміщенні не повинні поширюватися на сусідні (наприклад в хімічних і біологічних лабораторій); СХЕМА: витяжні отвори (ВО) або насадки - вентилятори (В) - повітроводи (ВВ) - пристрої для очищення (О) повітря від пилу або газів для захисту атмосферивибросние пристрої (ВУ) для викиду повітря / на 1-1,5 м вище коника даху /.
- припливно-витяжна. найбільш ПОШИРЕНА, повітря подається припливною системою і видаляється витяжною; обидві системи працюють ОДНОЧАСНО.
- системи з рециркуляцією. в яких до вступнику зовні свіжого повітря (не менше 10-20%) підмішують повітря, що відсмоктується з приміщення витяжною системою.
ЗАСТОСОВУЮТЬ: за умови відсутності в ВДРУГЕ подається повітрі ШКІДЛИВИХ РЕЧОВИН або присутні речовини 4-го класу небезпеки (НАЙМЕНШ НЕБЕЗПЕЧНИХ) в
концентрації не більше 0,3 ГДК; для скорочення експлуатаційних витрат на нагрівання повітря.
ЗАБОРОНЕНО: при наявності в повітрі бактерій, вірусів або різко виражених неприємних запахів.
Розрахунок повітрообмінів ПРИПЛИВНО-витяжних СИСТЕМ
При загально обмінної вентиляції зазвичай обсяг подаваного в приміщення (припливного) повітря L пр. РАВЕН обсягом видаляється з приміщення L уд. що дозволяє підтримувати
нормальний тиск в робочій зоні: L пр = L уд = L
припливної вентиляції забезпечує кратність повітрообміну 1,5. Чи достатня така
Обсяг приміщення V = 4х6х3 = 72 м 3. обсяг приміщення, що припадає на 1 робочого v 1 = V / n = 72. 4 = 18 м 3 <20 м 3 .
При такому обсязі приміщення на 1 працюючого витрата повітря на 1 працюючого повинен бути [L 1] ≥ 30 м 3 / год, а в приміщення повинно надходити [L] = [L 1]. n = 30.4 = 120м 3 /
Обсяг повітря, що надходить в приміщення в одиницю часу,
L = До в. V = 1,5. 72 = 108 м 3 / год <120м 3 /ч,
що менше потрібного. Отже, кратність повітрообміну 1,5 недостатності.
Витрата припливного повітря L = L пр. М 3 / ч, для системи вентиляції і кондиціонування слід визначати розрахунком і приймати більший з витрат, необхідних для забезпечення санітарно-гігієнічних норм або норм вибухопожежної безпеки:
- по надлишку явною теплоти (надмірному тепловиділення):
- по надлишку вологи (водяної пари).
- по масі виділяються шкідливих або вибухонебезпечних речовин.
t 1 - температура повітря, що видаляється з приміщення за межами обслуговується або
t 1 = t уд = t wz + t (Н-2)
- t - температурний градієнт по висоті приміщення (= 0,5 - 1,5) ° С / м;
- Н відстань від підлоги до центру витяжних отворів, м;
- 2 - висота робочої зони, м.
t in - температура повітря (припливного), що подається в приміщення. ° С, W - надлишки вологи в приміщенні, г / год;
приміщення системами місцевих відсмоктувачів, і на технологічні потреби, г / кг;
або робочої зони, г / кг;
Оскільки значення вологовмісту в повітрі робочої зони
d wz не нормується, то значення
В цьому випадку витрата повітря можна визначити з урахуванням наступного співвідношення:
L = Σ L i = Σ m вр i / (q ГДК i - q пр i),
Коли в приміщенні одночасно з виділенням шкідливих речовин відбувається
виділення надлишків теплоти або вологи слід визначати витрата по кожному виду виділень, а потреба повітрообмін в приміщенні приймаємо рівним більшому із отриманих розрахунків.
Розрахувати потреба повітрообмін, якщо відомо, що в приміщенні виділяється в процесі технологічного процесу 5 мг / год хрому (ГДК Cr = 0,001 мг / м3) і 100,0 мг / год парів Н 2 SO 4 (ГДК Н2SO4 = 1 мг / м3) . речовини різноспрямованої дії. Як зміниться результат, якщо вважати, що це речовини односпрямованого дії?
Для різно спрямованої дії:
За хрому при q пр Cr = 0. L Cr = m вр Cr / (q ГДК Cr - q пр Cr) = 5 / (0,001 - 0) = 5000 м3 / год
За Н 2 SO 4 при q пр Н2SO4 = 0. L Н2SO4 = m вр Н2SO4 / (q ГДК Н2SO4 - q пр Н2SO4) = 100 / (1 - 0) = 100 м3 /
Потрібних витрата повітря L в приміщенні повинен забезпечувати витрата для хрому і бути рівним L = 5000 м3 / год.
Для одне спрямованої дії:
За хрому при q пр Cr = 0. m вр Cr / (q ГДК Cr - q пр Cr) = 5 / (0,001 - 0) = 5000 м3 / год
За Н 2 SO 4 при q пр Н2SO4 = 0. m вр Н2SO4 / (q ГДК Н2SO4 - q пр Н2SO4) = 100 / (1 - 0) = 100 м3 / год
Потрібних сумарний витрата повітря L = Σ L i в приміщенні повинен забезпечувати:
L = Σ L i = 5000 + 100 = 5100 м3 / год
Для місцевої вентиляції застосовують УКРИТТЯ або місцеві відсмоктувачі. Один з поширених видів укриття або місцевого відсмоктування є
витяжні шафи (наприклад, застосовувані в хімічних лабораторіях). Кількість повітря Lуд (м3 / год), яке необхідно видалити з такого
витяжної шафи визначається розміром ВІДКРИТОГО ОТВОРУ і швидкістю повітря в них ..
Для витяжної шафи з відкритим вертикальним отвором (дверцятами) кількість повітря Lуд (м3 / год), яке необхідно видалити з нього, визначають за формулою:
Де: - Fо - площа відкритих прорізів, отворів, які не щільності, через які засмоктується повітря, м2;
- v - швидкість повітря в цих отворах і отворах, м / с.
При лабораторних роботах в витяжній шафі шириною 1 м виділяється 360 мг / год парів сірчаної кислоти, для якої ГДК = 1 мг / м 3. На яку висоту можна відкрити в шафі
де ζ i - коефіцієнт місцевого опору в i-тому розрахунковому елементі (дзета); v i - швидкість повітря в i-тій ділянці воздуховода, м / с;
ρ - щільність повітря. кг / м 3.
Значення р тр.i і ζ i наводяться в довідниках. Допустимі значення швидкості
повітря v не повинно перевищувати 3-10 м / с.
За продуктивністю (витраті повітря L) і повного тиску Р, які повинен
забезпечити вентилятор. виробляють його вибір по його АЕРОДІНАМІТЧЕСКОЙ характеристиці.
Аеродинамічна характеристика вентилятора є СОВМЕЩЕНИЕ в осях "тиск-Р (Па)" і "продуктивність-L (м 3 / год)" графіків потужності N (кВт),
ККД і швидкості обертання n (об / хв).
обертання колеса n.
L 1 / L 2 = n 1 / n 2; Р 1 / Р 2 = (n 1 / n 2) 2; N 1 / N 2 = (n 1 / n 2) 3.
Встановлену потужність електродвигуна N ел.дв. (КВт) для вентилятора розраховують за формулою:
N ел.дв. = K з. L. Рм. 10 -6 / (3,6 η ст. Η п),
де k з - коефіцієнт запасу (k з = 1,05 - 1,5);
L - витрата або продуктивність, м 3 / год; Рм - тиск. створюване вентилятором, η Па;
η в - ККД вентилятора (приймається по його характеристиці); η п - ККД приводу (при плоскопасової передачі = 0,9, при безпосередній
установці на валу двигуна = 1, при приєднанні колеса через муфту = 0,98).
Спадаюча крива повного тиску
Аеродинамічні характеристики вентилятора зазвичай включають в себе:
- криву повного тиску P V (L);
- криву потужності N (L) або повного ККД вентилятора η (L);
- криву (або шкалу) динамічного тиску вентилятора P dV (L) або криву статичного тиску вентилятора P SV (L).
Робоча зона аеродинамічній характеристики вентилятора повинна бути обмежена
2.Одін вентилятор не в змозі створити необхідний натиск у вентиляційній мережі. З метою отримання необхідного напору за ним послідовно включають другий такий же вентилятор. Чи дозволить це збільшити натиск і у скільки разів?
б) дозволить збільшити в 2 рази; Послідовна робота двох однакових вентиляторів:
1, 2 - характеристики додаткового і основного вентиляторів 3 - характеристика спільної роботи двох вентиляторів
Обидва вентилятора мають продуктивність L P. робочим режимом кожного з вентиляторів є точка А, а системи з двох вентиляторів - точка В. тиск в якій дорівнює сумі тисків двох вентиляторів.
Найбільш поширені типи вентиляторів:
- осьові. що представляють собою розташоване в циліндричному кожусі лопатка колесо, при обертанні якого надходить в вентилятор повітря під дією лопаток
переміщається в осьовому напрямку. переваги:
- можливість ефективного регулювання продуктивності в широких межах за допомогою повороту лопаток;
- відносно мала величина тиску;
При малих опорах вентиляційної мережі застосовують радіальні
(Відцентрові) вентилятори, які мають СПІРАЛЬНИЙ корпус з розміщеним всередині колесом лопатки, при обертанні якого повітря, що надходить через вхідний отвір, потрапляє в канали між лопатками і під дією відцентрової сили переміщається по цих каналах, збирається в корпусі і викидається через випускний отвір / равлика, спіраль /.
Радіальні вентилятори бувають правого і лівого обертання. ПРАВОГО обертання -
коли колесо обертається ПО годинниковою стрілкою якщо дивитися з боку, протилежної входу. Напрямок обертання колеса буде ПРАВИЛЬНИМ. якщо направлено ПО ХОДУ розвороту