Расчет вытяжной вентиляционной установки равномерного всасывания из верхней зоны помещения. Расчет левой ветви (воздуховод прямоугольного сечения с двумя окнами для прохода воздуха)

2.3.1.2 Расчет вытяжной вентиляционной установки равномерного всасывания из верхней зоны помещения.

Расчет левой ветви (воздуховод прямоугольного сечения с двумя окнами для прохода воздуха).

Принимаем конечную скорость воздуха в воздуховоде, считая по ходу воздуха, равной 8 м/с.

Расход воздуха в ветви принимаем равным

L_Л=2400 м³/ч.

Размеры сечения воздуховода

F== 0,83м².

Принимаем к установке воздуховод прямоугольного сечения с размерами сторон а х в = 280 х 300 мм.

Уточняем скорость

V= = 7,94 м/с.

Расходы воздуха, скорости, динамические давления и удельные потери давления на трение:

На участке 1 : L₁ = 600 м³/ч;  V₁ = 7.94×1/4 = 1.99 м/с

H_Д1 = 0.24 кГс/м²;  R₁ = 0.02 кГс/мм²;

На участке 2 : L₂ = 1200 м³/ч;  V₂ = 3,97 м/с

H_Д2 = 0.96 кГс/м²;  R₂ = 0.07 кГс/мм²;

Участок 1

Принимаем  живое сечение входного отверстия равным 60% от площади сечение вохдуховода f_Ж1 = 0,6×0,084 = 0,05м².

Площадь сечения первого входного отверстия с учетом сетки      (f_Ж1 = 0,8f₁)  f₁= 0,05 : 0,8 = 0,0625м2. Принимаем размеры сторон первого отверстия а х в = 250 х 250 мм.

При f_Ж1/F = 0,6 коэффициент входа в отверстие x_о = 2,27 [ 21]. С учетом к.м.с. сетки x_о = 0,32 [21] суммарный к.м.с. входа в отверстие 1

Sx_ВХ.1 = 6,27 + 0,32 = 6,59.

R₁l₁ = 0.02 × 3.5 = 0.07 кГс/м²;

Z₁ =Sx_ВХ.1 × Н_Д1 = 6,59 × 0,24 = 1,58 кГс/м².

Отверстие 2. Вакуум в начальном сечении отверстия

Н_ВАК.Н = (R₁l₁ + Z₁) + Н_Д1,

Н_ВАК.Н = (0,07 + 1,58) + 0,24 = 1,89 кГс/м².

При =0,5 и =0,5 согласно рекомендаций [21]:

x₀₂ = 1,25;  x_П2 = 0,05.

Потери давления на проход отверстия 2

Z_П2= 0,05 × 0,24 = 0,012 кГс/м².

Вакуум в конечном сечении отверстия 2

Н_ВАК.К = (R₁l₁ + Z₁) + Z_П2+Н_Д2,

Н_ВАК.К = (0,07 + 1,58) + 0,24 = 1,89 кГс/м².

Средний вакуум

Н_ВАК.СР =

Н_ВАК.СР = = 2,256 кГс/м².

Коэффициент местного сопротивления входа в отверстие 2 с учетом сетки

Sx_ВХ.2 = 1,25 + 0,32 = 1,57.

Площадь отверстия 2 определяется по формуле

м².

Проверяем отношение ==0,41, что значительно отличается от принятого ранее ( 0,5) и , следовательно, необходимо  сделать пересчет.

Принимаем отношение =0,4, тогда:

при =0,5 согласно [21] получим x₀₂= 1,3; x_П2= -0,2.

Вакуум в начальном сечении отверстия 2

Н_ВАК.Н= 1,65 + 0,24= 1,89 кГс/м²;

Вакуум в конечном сечении отверстия 2

Н_ВАК.К= 1,65+(-0,2) × 0,24 + 0,96 = 2,56 кГс/м².

Sx_ВХ.2 = 1,3 +0,32 = 1,62.

Площадь отверстия 2

м².

Проверяем отношение ==0,42, что близко к предварительно принятому.

Расчетное сечение отверстия 2 с учетом сетки

м².

Размеры сторон отверстия 2  а х в = 210 ^х 210.

Участок 2

Потери давления на трение на участке

R₂l₂ = 0.07 × 3.5 = 0.245 кГс/м².

Отверстие 3. Вакуум в начальном сечении отверстия 3

Н_ВАК.Н.3 = 1,65 + 0,245 – 0,48 + 0,96 = 2,807  кГс/м².

Принимаем отношение =0,3. При соотношении =0,33

x₀₃ = 1,16;  x_П3 = 0,04.

Вакуум в конечном сечении отверстия 3

Н_ВАК.К.З=

Н_ВАК.К = 1,65 + 0,245 + (-0,2) × 0,24 + 0,04 × 0,96 = 2,807 кГс/м².

Средний вакуум

Н_ВАК.СР = кГс/м².

Суммарный коэффициент входа в отверстие 3 с учетом сетки

Sx_ВХ.2 = 1,16+ 0,32 = 1,48.

Сечение отверстия 3

м².

Проверяем отношение ==0,31, что близко к

предварительно принятому и , следовательно, пересчет не требуется.

Расчетное сечение отверстия 3 с учетом сетки

м².

Размеры сторон отверстия 3  а х в = 185 ^х 185 мм.

Участок 2’

Потери давления на трение на участке

R₂’l₂’ = 0.155 × 2.7 = 0.42 кГс/м²

Расчет к.м.с. на участке:

-  колено составленное из двух колен под углом 90⁰, лежащих в различных плоскостях. Согласно [22]  при

=1,7  ; x=3,24;

-  колено 90⁰ при = 1,5 [21]  x=1,14;

-  заслонка шиберная (открытая)    x=0,05;

-  тройник прямой вытяжной прямоугольного сечения на ответвлении 90⁰     x=0,05.

Располагаемый напор в конце участка 2’

Н_Р2’=

Н_Р2’= 13,3 кГс/м²,

Что значительно меньше распологаемого напора в конце левой ветви.

С целью выравнивания потерь давления в паралельных ветвях сети, в конце правой ветви необходимо установить диафрагму, требуемый к.м.с. которой равен:

x_Д=

Такой напор к.м.с. обеспечивает диафрагма размером а ^х в = 148 ^х 223 мм.

Расчет магистральных воздуховодов

Участок 3.

Расход воздуха на учаске L₃ = 3600 м³/ч;

Размеры сечения воздуховода а ^х в = 280 ^х 300 мм.

Скорость движения воздуха V₃ = 11,9 м/с.

Удельные потери давления на трение  R₃ = 0,54 кГс/м²м.

Расчет к.м.с. на учаске:

- колено 90⁰ с закругленными кромками. Согласно [21]

при = 0.1 и =0,93;     x = 0,735;

- колено 90⁰ с закругленными кромками. Согласно [21]

при = 0.1 и =0,93;     x = 0,665;

- диффузор на входе вентилятора; при=0,4 и a=30⁰ x = 0,25;

- заслонка шиберная (открытая)      x = 0,05;

åx₃= 1,7

Суммарные потери на участке 3

Н₃ = 0,54 × 7,5 + 1,7 × 8,66 = 18,77 кГс/м²

Распологаемый напор в конце участка 3

Н_Р3 =Н_Р2 + Н₃ ;

Н_Р3 = 18,7 + 18,77 = 37,47 кГс/м²;

Участок 4 – круглый воздуховод диаметром 355 мм.

Расход воздуха на участке, скорость, динамический напор и удельные потери давления на трение соответственно равны:

L₄ = 3600 м³/ч;  V₄ = 10.1 м/с; H_Д4 = 6,24 кГс/м²;  R₄ = 0.02 кГс/м²м;

Расчет к.м.с. на участке – местные сопротивления отсутствуют.

Потери давления на участке:

Н₆ = 0,298 ×16 = 0 × 6,24 = 4,77 кГс/м².

Участок 5 – “факельный выброс”

Диаметр цилиндрического насадка принимаем равным 240 мм

(F = 0,0452м²).

V==22,1 м/с.

Соответствующее этой скорости динамическое давление H_Д= 29,87 кГ/м². К.м.с. «факельного выброса»  x = 1,15. R5 = 2.1 кГ/м²м.

Потери на участке:

Н₅ = 2,1×0,95 + 1,15×29,87 = 36,36 кГ/м²

 

Полное сопротивление сети воздуховодов:

Н_П.С. = Н_Р3 + Н₄ + Н₅,

Н_П.С.= 37,47 + 4,77 + 36,36 = 78,6 кГ/м².

Принимаем к установке вентилятор типа Ц4-70 №3 искрозащищенного исполнения , обеспечивающий при частоте вращения рабочего колеса n= 2860 об/мин производительность L_В = 3960 м³/ч и полное давление Н_В = 79 кГ/м².

Вентилятор комплектуется  электродвигателем серии АО2-12-2 мощностью N_У = 1,1 кВт и частотой вращения n_Э = 2815 об/мин.

Выполняем проверку:

;

=1,1 кВт.

В результате проверки получили N=N_y=1,1 кВт, следовательно расчет и подбор оборудования произведены верно.