Охрана труда и техника безопасности, расчет вентиляции и защитного зануления (стр. 2 из 2)
Механическая вентиляция может разрабатываться как общеобменная, так и местная с общеобменной. Во всех производственных помещениях, где требуется надежный обмен воздуха, применяется приточно-вытяжная вентиляция. Высота приемного устройства должна зависеть от расположения загрязненного воздуха. В большинстве случаев приемные устройства располагаются в нижних зонах помещения. Местная вентиляция используется для удаления вредных веществ 1 и 2 классов из мест их образования для предотвращения их распространения в воздухе производственного помещения, а также для обеспечения нормальных условий на рабочих местах.
9.4 РАСЧЕТ ВЫДЕЛЕНИЙ ТЕПЛА
А) Тепловыделения от людей
Тепловыделения человека зависят от тяжести работы, температуры окружающего воздуха и скорости движения воздуха. В расчете используется явное тепло, т.е. тепло, воздействующее на изменение температуры воздуха в помещении. Для умственной работы количество явного тепла, выделяемое одним человеком, составляет 140 ВТ при 10оС и 16 ВТ при 35оС. Для нормальных условий (20оС) явные тепловыделения одного человека составляют около 55 ВТ. Считается, что женщина выделяет 85%, а ребенок – 75% тепловыделений взрослого мужчины. В рассчитываемом помещении (5х10 м) находится 5 человек. Тогда суммарное тепловыделение от людей будет:
Q1=5*55=275 ВТ (9.19)
Б) Тепловыделения от солнечной радиации.
Расчет тепла поступающего в помещение от солнечной радиации Qост и Qп (ВТ), производится по следующим формулам:
- для остекленных поверхностей
Qост=Fост*qост*Aост (9.20)
- для покрытий
Qп=Fп*qп (9.21)
где Fост и Fп - площади поверхности остекления и покрытия, м2
qост и qп – тепловыделения от солнечной радиации, Вт/м2, через 1 м2 поверхности остекления (с учетом ориентации по сторонам света) и через 1 м2 покрытия;
Аост – коэффициент учета характера остекления.
В помещении имеется 2 окна размером 2х1,2 м2. Тогда Fост=4,8 м2.
Географическую широту примем равной 55о, окна выходят на юго-восток, характер оконных рам – с двойным остеклением и деревянными переплетами. Тогда,
qост=145 Вт/м2, Аост=1,15
Qост=4,8*145*1,15=800 Вт
Площадь покрытия Fп=20м2. Характер покрытия – с чердаком. Тогда,
qп=6 Вт/м2
Qп=20*6=120 Вт
Суммарное тепловыделение от солнечной радиации:
Q2=Qост+Qп=800+120=920. Вт (9.22)
В) Тепловыделения от источников искусственного освещения.
Расчет тепловыделений от источников искусственного освещения проводится по формуле:
Q3=N*n*1000, Вт (9.23)
Где N – суммарная мощность источников освещения, кВт;
n – коэффициент тепловых потерь (0,9 для ламп накаливания и 0,55 для люминесцентных ламп).
У нас имеется 20 светильников с двумя лампами ЛД30 (30Вт) и 2 местных светильника с лампами Б215-225-200 или Г215-225-200. Тогда получаем:
Q3=(20*2*0.03*0.55+2*0.2*0.9)*1000=1020 Вт
Г) Тепловыделения от радиотехнических установок и устройств вычислительной техники.
Расчет выделений тепла проводится аналогично расчету тепловыделений от источников искусственного освещения:
Q4=N*n*1000, Вт (9.24)
Коэффициент тепловых потерь для радиотехнического устройства составляет n=0,7 и для устройств вычислительной техники n=0,5.
В помещении находятся: 3 персональных компьютера типа Pentium PRO по 600 Вт (вместе с мониторами) и 2 принтера EPSON по 130 Вт.
Q4=(3*0.6+2*0.13)*0.5*1000=1030 Вт
Суммарные тепловыделения составят:
Qс=Q1+Q2+Q3+Q4=3245 Вт (9.25)
Qизб – избыточная теплота в помещении, определяемая как разность между Qс – теплом, выделяемым в помещении и Qрасх – теплом, удаляемым из помещения.
Qизб=Qс-Qрасх (9.26)
Qрасх=0,1*Qс=324,5 Вт
Qизб=2920,5 Вт
9.5 РАСЧЕТ НЕОБХОДИМОГО ВОЗДУХООБМЕНА
Объем приточного воздуха, необходимого для поглощения тепла, G (м3/ч), рассчитывают по формуле:
G=3600*Qизб/Cр*p*(tуд-tпр) (9.27)
Где Qизб – теплоизбытки (Вт);
Ср – массовая удельная теплоемкость воздуха (1000 Дж/кгС);
р – плотность приточного воздуха (1,2 кг/м3)
tуд, tпр – температура удаляемого и приточного воздуха.
Температура приточного воздуха определяется по СНиП-П-33-75 для холодного и теплого времени года. Поскольку удаление тепла сложнее провести в теплый период, то расчет проведем именно для него, приняв tпр=18оС. Температура удаляемого воздуха определяется по формуле:
tуд=tрз+a*(h-2) (9.28)
Где tрз – температура в рабочей зоне (20оС);
а – нарастание температуры на каждый метр высоты (зависит от тепловыделения, примем а=1оС/м)
h – высота помещения (3,5м)
tуд=20+1*(3,5-2)=21,5оС
G=2160, м3/ч
9.6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОПЕРЕЧНЫХ РАЗМЕРОВ ВОЗДУХОВОДА
Исходными данными для определения поперечных размеров воздуховода являются расходы воздуха (G) и допустимые скорости его движения на участке сети (V).
Необходимая площадь воздуховода f (м2), определяется по формуле:
V=3 м/с
f=G/3600*V=0,2 м2 (9.29)
Для дальнейших расчетов (при определении сопротивления сети, подборе вентилятора и электродвигателя) площадь воздуховода принимается равной ближайшей большей стандартной величине, т.е. f=0,246 м2. В промышленных зданиях рекомендуется использовать круглые металлические воздуховоды. Тогда расчет сечения воздуховода заключается в определении диаметра трубы.
По справочнику находим, что для площади f=0,246 м2 условный диаметр воздуховода d=560 мм.
9.7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ СЕТИ
Определим потери давления в вентиляционной сети. При расчете сети необходимо учесть потери давления в вентиляционном оборудовании. Естественным давлением в системах механической вентиляции пренебрегают. Для обеспечения запаса вентилятор должен создавать в воздуховоде давление, превышающее не менее чем на 10% расчетное давление.
Для расчета сопротивления участка сети используется формула:
P=R*L+Ei*V2*Y/2 (9.30)
Где R – удельные потери давления на трение на участках сети
L – длина участка воздуховода (8 м)
Еi – сумма коэффициентов местных потерь на участке воздуховода
V – скорость воздуха на участке воздуховода, (2,8 м/с)
Y – плотность воздуха (принимаем 1,2 кг/м3).
Значения R, определяются по справочнику (R – по значению диаметра воздуховода на участке d=560 мм и V=3 м/с). Еi – в зависимости от типа местного сопротивления.
Результаты расчета воздуховода и сопротивления сети приведены в таблице 9.2, для сети, приведенной на рисунке 25 ниже.
 |
Рис. 25.
Таблица 9.2. Расчет воздуховодов сети.
| № уч. | G м3/ч | L м | V м/с | d мм | М Па | R Па/м | R*L Па | Еi | W Па | Р Па |
| 1 | 2160 | 5 | 2,8 | 560 | 4,7 | 0,018 | 0,09 | 2,1 | 9,87 | 9,961 |
| 2 | 2160 | 3 | 2,8 | 560 | 4,7 | 0,018 | 0,054 | 2,4 | 11,28 | 11,334 |
| 3 | 4320 | 3 | 4,5 | 630 | 12,2 | 0,033 | 0,099 | 0,9 | 10,98 | 11,079 |
| 4 | 2160 | 3 | 2,8 | 560 | 4,7 | 0,018 | 0,054 | 2,4 | 11,28 | 11,334 |
| 5 | 6480 | 2 | 6,7 | 630 | 26,9 | 0,077 | 0,154 | 0,9 | 24,21 | 24,264 |
| 6 | 2160 | 3 | 2,8 | 560 | 4,7 | 0,018 | 0,054 | 2,4 | 11,28 | 11,334 |
| 7 | 8640 | 3 | 8,9 | 630 | 47,5 | 0,077 | 0,531 | 0,6 | 28,50 | 29,031 |
Где М=V2 *Y/2, W=M*Ei (9.31)
Pmax=P1+P3+P5+P7=74,334 Па. (9.32)
Таким образом, потери давления в вентиляционной сети составляют Р=74,334 Па.
9.8 ПОДБОР ВЕНТИЛЯТОРА И ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
Требуемое давление, создаваемое вентилятором с учетом запаса на непредвиденное сопротивление в сети в размере 10% составит:
Pтр=1,1*P=81,7674 Па (9.33)
В вентиляционной установке для данного помещения необходимо применить вентилятор низкого давления, т.к. Ртр меньше 1 кПа.
Выбираем осевой вентилятор (для сопротивлений сети до 200 Па) по аэродинамическим характеристикам т.е. зависимостям между полным давлением Ртр (Па), создаваемым вентилятором и производительностью Vтр (м/ч).
С учетом возможных дополнительных потерь или подсоса воздуха в воздуховоде необходимая производительность вентилятора увеличивается на 10%:
Vтр=1,1*G=9504 м/ч (9.34)
По справочнику выбираем осевой вентилятор типа 06-300 N4 с КПД nв=0,65 первого исполнения. КПД ременной передачи вентилятора nрп=1,0.
Мощность электродвигателя рассчитывается по формуле:
(9.35)N=332 Вт
По мощности выбираем электродвигатель АОЛ-22-2 с мощностью N=0,6 кВт и частотой вращения 2830 об/мин.