Задание
В производственном помещении работают 25 человек, работа средней тяжести. Оптимальная температура 21-23 0С. Имеется 4 вида оборудования, питающегося от электродвигателей. Установочная мощность первого 0,4 кВт, второго - 0,27 кВт, третьего - 1,7 кВт, четвертого - 0,12 кВт. Есть 2 печи: газовая, работает на природном газе с QР = 35600 кДж/м3, норма расхода 4 м3/ч; и электрическая печь с NУСТ = 4 кВт. Осветительная установка с ЛН: установочная мощность NУСТ = 12,6 кВт. Температура внутри производственного помещения ТВВ = 23 0С, снаружи – ТВН = 18 0С.
Рассчитать избыточное количество тепла, поступающего в помещение, и механическую вентиляцию.
Расчет избыточного количества тепла от всех источников тепловыделения
1. Количество тепла, выделяемого одним человеком, зависит от условий окружающей среды и степени тяжести выполняемой им работы. Усредненное количество тепла приведено в таблице 1.
Таблица 1
Выполняема работа |
Тепло, Вт | |
при 10 0С |
при 35 0С | |
1. Состояние покоя |
160 |
93 |
2. Физическая работа а) легкая б) средней тяжести в) тяжелая |
180 215 290 |
145 195 290 |
QИЗБ(чел) = 25*205 = 5125 Вт
2. Тепловыделение производственного помещения от оборудования, приводимого в действие электродвигателями:
QЭД = 1000×NУСТ×h1×h2×h3×h4, [Вт]
где NУСТ – установочная мощность, [кВт]; h1 = 0,7 0,9 – коэффициент использования установочной мощности; h2 = 0,5 0,8 – коэффициент загрузки оборудования;
h3 = 0,5 1,0 – коэффициент одновременности работы двигателей; h4 = 0,2 – коэффициент, характеризующий долю механической энергии, превращаемой в тепло. Зависит от мощности электродвигателя.
QИЗБ(эд) =1000*NУСТ*ŋ1*ŋ2*ŋ3*ŋ4 Вт; где NУСТ [кВт]; ŋ1=0,8; ŋ2=0,6; ŋ3=1; ŋ4=0,2.
QИЗБ(эд) =1000*(0,4+0,27+1,7+0,12)*0,8*0,6*1*0,2= 239 Вт
3. Тепловыделение от печей, либо других источников, работающих на твердом, жидком или газообразном топливе, определяется по формуле:
QП = 0,278×QР×B×a×n,
где QР – низшая рабочая теплота сгорания топлива, [кДж/м3]; В – норма расхода топлива, [м3/ч];
a - коэффициент, учитывающий долю тепла, поступающего в помещение;
n – коэффициент одновременности работы печей.
QИЗБ(п)=0,278* QР*В*α*n где QР [м3/кДж]; α=0,3; n=1
QИЗБ(п)=0,278*35600*4*1=39587,2 Вт
4. Тепловыделение от электрических печей или ванн
QЭП = 1000×NУСТ×a×n, где NУСТ [кВт]; α=0,7; n=1
QИЗБ(эп)= 1000*4*0,7*1=2800 Вт
5. Тепловыделение от осветительных установок искусственного освещения: установки с ЛН рассчитывают по формуле: QОУ = 1000×NУСТ. где NУСТ [кВт]; α=0,1
QИЗБ(оу)=1000*12,6*0,1=1260 Вт
6. Общее избыточное количество тепла, поступающее в помещение:
QИЗБ= ∑ QИЗБ
QИЗБ=5125+239+39587,2+2800+1260=49011,2 Вт
Расчет механической вентиляции помещения
1. Вычерчивают схему системы вентиляции. Обозначают изгибы, прямолинейные участки.
Рис. 1. Схема системы вентиляции помещения
2. Длину прямолинейных участков lТi и диаметр труб воздуховодов dТj считаем заданными, [м]: lТI = 4, lТII = 2, lТIII = 1, lТIV = 5, lТV = 4, lТVI = 3, lТVII = lТXI = lТXII = 15, lТVIII = 3, lТIX = 5, lТX = 10; dТI = dТII = dТIII = dТIV = 0,5, dТV = dТVIII = dТIX = 0,3, dТVI = dТVII = dТX = dТXI = dТXII = 0,15.
3. Определим необходимый воздухообмен, который должен быть в помещении. Для удаления из помещения избыточного количества тепла, необходимый воздухообмен рассчитывают по формуле:
, [м3/ч]
где QИЗБ – избыточное количество тепла, которое выделяется в помещении всеми источниками, [Вт]; С = 1 Дж/кг×К – теплоемкость сухого воздуха; r = 1,174 кг/м3 - плотность воздуха; ТВВ, ТВН – температура воздуха внутри помещения и снаружи соответственно, 0С.
WT==37572,5 м3/час
4. Определяют производительность вентилятора: WB = KЗWT, где KЗ = 1,3 2,0 – коэффициент запаса.
WВ=1,7*37572,5=63873,25
5. Рассчитаем потери напора на прямолинейных участках воздуховодов:
,
YТ =1,02 – коэффициент, учитывающий сопротивление труб; vср – средняя скорость движения воздуха на рассчитываемом участке воздушной сети.
На участках, прилегающих к вентилятору vср = 8 10 м/с, а для наиболее удаленных участков vср = 1 4 м/с.
HP(I)==43,11 Па HP(II)==193,99 Па
HP(III)==97,00 Па HP(IV)==53,89 Па
HP(V)==71,85 Па HP(VI)==107,77 Па
HP(VII)==538,87 Па HP(VIII)==53,89 Па
HP(IX)==89,81 Па HP(X)==359,24 Па
HP(XI)==538,87 Па HP(XII)==538,87 Па
6. Определяем суммарные потери напора на всех прямолинейных участках воздушной сети: .
HPI=43,11+193,99+97,00+53,89+71,85+107,77+538,87+53,89+89,81+359,24+ +538,87+538,87=2687,16 Па
7. Рассчитывают местные потери напора в изгибах, переходах, жалюзи:
,
где YМ – коэффициент местных потерь. YМ выбирается из таблицы 2.
Таблица 2
Наименование местного сопротивления |
YМ |
1) Изгиб a = 90 0 a = 120 0 a = 150 0 |
1,1 0,5 0,2 |
2) Переход расширение сужение |
0,5 0,8 0,2 0,3 |
3) Жалюзи вход выход |
0,5 3,0 |