Расчет вытяжной системы вентиляции

Федеральное агентство по образованию РФ

Владимирский Государственный Университет

Кафедра Экологии

Расчет вытяжной системы вентиляции

Выполнил: ст.гр. РЭ-103

Четвериков А.А.

Проверил:

Батуев В.Ж.

Владимир, 2005

1. Схема помещения представлена на рис. 1.

Рис. 1. Схема помещения

2. На стене у каждого сварочного стола будет находиться панель Чернобережского, а над стапелем будет вытяжной зонт в форме полукруга. Воздуховоды от панелей будут подниматься под потолок, потом соединяться в один, идущий  под потолком к окну. От зонта воздуховод поднимется вверх и вдоль стены дойдет также  до окна, где соединиться с другим. Общий воздуховод выйдет из окна и направится к земле, где будет находиться вентилятор.

3. Вытяжной зонт будет накрывать стапель радиусом 1.5 м, поэтому примем размер источника вредных веществ равным a = 3 м. Высоту зонта над источником примем равной h = 0.8 м. Тогда диаметр зонта будет равен D = a +0.8*h = (3 + 0.8*0.8) м = 3.64 м. Тогда площадь приемного сечения будет равна F_пр = pD²/8 = 3.14*3.64²/8 » 5.2 м². Теперь посчитаем производительность L = F_пр*V_пр, где V_пр – скорость в приемном сечении V_пр = (0.15…1.25) м/с, примем V_пр = 0.7 м/с. Тогда L₄ = 5.2*0.7 м³/с = 3.64 м³/с.

Все три панели Чернобережского будут полностью идентичны. Их ширина равна ширине сварочных столов, т.е. b = 1 м. Их высоту примем h = 1.5*b = 1.5 м. Площадь приемного сечения тогда равна F_пр = h*b = 1.5 м². V_пр = 0.5-1.5 м/с, примем V_пр = 1 м/с. Тогда L₁ = L₂ = L₃ = F_пр*V_пр = 1.5*1 м³/с  = 1.5 м³/с.

4. Однолинейная схема вентиляции представлена на рис. 2.

Рис. 2. Однолинейная схема вентиляции (1:100)

Площадь сечения воздуховода от зонта равна F₄ = L₄/V_доп, где V_доп = 5-18 м/с, пусть V_доп = 11.5 м/с. Тогда F₄ = 3.64/11.5 м² = 0.32 м². Сечения воздуховодов от панелей Чернобережского будут одинаковыми и равными F_1,2,3 = L₁/V_доп = 1.5/11.5 м² = 0.13 м². Т.к. применение воздуховодов разных размеров нежелательно, то можно перейти к воздуховоду одного размера, т.е. F = F₁ = F₂ = F₃ = F₄ = 0.25 м². В этом случае надо проверить, не выходит ли скорость воздуха за пределы допустимого: V_1,2,3 = L₁/F = 6 м/с, V₄ = L₄/F = 14.56 м/с. Видно, что скорость лежит в пределах допустимого. Пусть воздуховод будет квадратного сечения, тогда его размер будет 0.5x0.5 м.

5. Потери давления можно посчитать по формуле

,

где R – потери на трение в кгс/м² на 1 м расстояния, Z – потери на местных сопротивлениях.

Величину R можно найти из выражения

,

где g = 1.2 кг/м³ – объемная масса воздуха, V – скорость воздуха.

Величина l, в свою очередь, рассчитывается по формуле

,

где K_э = 0.1 мм – шероховатость поверхности стального листа, R_e – число Рейнольдса, которое равно R_{e 6,7} = 26.1, R_{e 1,2,3,4,5} = 10.75.

Найдем значение λ для каждой ветви

,

.

Найдем величину R

,

.

Потери на трение тогда будут равны

.

Потери на местных сопротивлениях

,

.

Теперь можно найти суммарные потери давления во всей системе

.

Суммарная производительность

.

Теперь надо найти эти величины применительно ко всей системе вентиляции

,

.

По расчетным значениям к установке принимается вентилятор Ц4-76 № 10,скорость вращения 1000 об/мин, КПД при этом составляет h » 83 %.