Проектирование и расчет механической вентиляции

Вентиляцию воздуха предусматривают для обеспечения установленных санитарными и техническими нормами метеорологических условий и чистоты воздуха в помещениях зданий и сооружений. Цель вентиляции – удаление токсических и пожаро- и взрывоопасных загрязнений или разбавление их до безвредной и безопасной концентрации, допустимой санитарно-гигиеническими и пожарными нормами. Вентиляцию с механическим побуждением следует проектировать если требуемые метеорологические условия и чистота воздуха в помещениях не могут быть обеспечены вентиляцией с естественным побуждением.

Количество воздуха для одного источника пыли определяется по формуле:

L₁= V_П × F_П, (35)

где L₁ – требуемое количество воздуха для удаления пыли от источника, м³/ с;

V_П - скорость воздуха в проеме м /с;

F_П – площадь проема, м²;

Если по заданию имеется несколько источников выделения пыли, то количество воздуха, проходящего по каждому из участков воздуховода, определяется как сумма количества воздуха от каждого источника, т.е. L₂ = 2 L₁, L₃ = 3 L₁, т.д.

Производительность вентилятора L_В (м³ / ч) определяется:

L_В = 3600×1,1 L₁ × n, (36)

n – количество источников пыли.

Для выбора вентилятора кроме необходимого количества воздуха нужно знать потери давления в сети, которое должен преодолеть вентилятор.

Потери давления складываются из потерь давления на трение на прямолинейных участках воздуховода и из местных потерь на поворотах, расширениях, сужениях и т.д.

Потери давления Р (Па) при соблюдения одинаковой скорости в воздуховоде определяется по формуле:

Р = (l₁ + l₂ + …….+ l _n ) , (37)

где l₁, l₂, ….l _n – соответственно участки воздуховода от дальнего источника пыли до вентилятора, м;

λ – коэффициент трения;

- коэффициент местного сопротивления;

P_В – плотность воздуха равна 1,2 кг/м³;

V_В – скорость воздуха в воздуховоде, м/с;

d ₁, d₂ ….d_n – соответственно диаметры воздуховодов на участках l₁, l₂…l_n.

Диаметры участков воздуховода d ₁, d₂ ….d_n определяются исходя из условия равенства скорости V_В. Для определения диаметров следует определить площади F₁, F₂, …Fn участков воздуховода по формуле:

F = L / V_В, (38)

где L – соответственно L₁, L₂…..Ln

Зная площади, диаметры d ₁, d₂ ….d_n определяются по формуле:

d _i = / π (39)

зная количество воздуха, перемещаемого по сети воздуховодов в единицу времени, и величину полного давления Р, подбирают центробежный вентилятор по аэродинамическим характеристикам (рисунок 3, а-г).

Например требуется подобрать центробежный вентилятор производительностью L_В=3000 м³/ч при полном расчетном давлении Р= 300 Па. На пересечении вертикальной прямой, соответствующей производительности L_В=3000 м³/ч, с горизонтальной прямой, соответствующей давлению Р = 3000 Па, показана требуемая производительность в точке А, которая лежит близко к кривой частоты вращения колеса n= 1200 мин^-1 при окружной скорости вращения ν= 30м/с и КПД _В= 0,75

Например требуется подобрать центробежный вентилятор производительностью L_В=3000 м³/ч при полном расчетном давлении Р= 300 Па. На пересечении вертикальной прямой, соответствующей производительности L_В=3000 м³/ч, с горизонтальной прямой, соответствующей давлению Р = 3000 Па, показана требуемая производительность в точке А, которая лежит близко к кривой частоты вращения колеса n= 1200 мин^-1 при окружной скорости вращения ν= 30м/с и КПД _В= 0,75

Рисунок 3 – Аэродинамическая характеристика вентиляторов:

а- Ц4-70 №4; б- Ц4-70 №5; в – Ц4-70 №8; г- Ц4-70 № 10

Тип электродвигателя в зависимости от окружающей среды и класса взрыво- и пожароопасности выбирается по исполнению закрытый: АО, АОЛ, АОС, АОЭ и другие, или взрывонепроницаемый: ВАО, ВАКР, КО, КОМ, КОМФ, АСВ.Необходимая установочная мощность на валу электродвигателя определяется по формуле:

N= ×10^-6, (40)

где- L_В - производительность вентилятора, м³/ч;

P - развиваемое давление, Па;

К_З – коэффициент запаса (таблица 4);

_В – КПД вентилятора (рисунок 3);

_П – КПД клиномерной передачи принимают равным 0,95.

Таблица 4 – Коэффициенты запаса К_З