Дипломная работа: Промышленная вентиляция

Температура внутренней боковой поверхности ванны определяется по формуле:

фвп = (34)

Все обозначения величин (26) даны в пояснениях к (25).

При наличии местного отсоса от зеркала испарения и внутренних поверхностей ванны в помещение поступает только лучистое тепло.

Расстояние от верха ванны до уровня раствора (Нр) по заданию на проектирование принимаем равным 0,25 м.;

Итоговые результаты расчетов представлены в таблице 4.

Расчет тепловыделений от нагретых поверхностей, зеркала испарения и сушильной камеры.

2.3.1.6 Теплопоступления от систем дежурного отопления

Параметры теплоносителя принимаются по заданию на проектирование (Т1=150°С, Т2=70°С). В нерабочее время температуру воздуха в цехе принимаем равной +5°С, а в рабочее время (для постоянных рабочих мест) +17°С. Тепловые потери в рабочее время при расчетной температуре наружного воздуха (температуре наиболее холодной пятидневки) -34°С определяем по формуле:

Qтп17 = a?(tп - tн) ?V (35)

где а -- удельная тепловая характеристика, Вт/м3-°С;

tп, tн -- расчетные температуры помещения и наружного воздуха (по таблицам 1 и 2), °С;V -- объем здания, м3;

Тепловые потери в нерабочее время при расчетной температуре наружного воздуха (температуре наиболее холодной пятидневки) -34°С определяем по формуле:

Qтп5 = Qтп15 ? (36)

где Qтп15, tH - то же, что в (27);

tп' - температура воздуха в помещении в нерабочее время (+5°С).

Теплопоступления от системы отопления при температуре помещения в рабочее время (+17°С):

Qот15= Qот5 ?(1+n (37)

где Qот5 = Qтп5- то же, что в (27)

Т1, Т2 -- температуры теплоносителя в подающей и обратной магистрали тепловой сети;

n -- коэффициент, зависящий от типа устанавливаемых приборов

Расчет теплопоступлений в помещение цеха от систем дежурного отопления приведен в таблице 5.

Таблица 5 Расчет теплопоступлений в цех

2.3.2 Потери теплоты помещения

2.3.2.1.Потери теплоты помещения с учетом инфильтрации воздуха

Q = qV(tв - tн) (38)

где q = 0,2- удельная тепловая характеристика (ккал/м3.ч.С);

tв = 17С - температура внутреннего воздуха;

tн = -34С - температура наружного воздуха (по параметрам Б);

V - объем помещения

V = 9216 м3.

Х.П.: Q = 0,219216(17 + 34) =98703 Вт.

П.П.: Q = 0,219216 (17 - 10) =13548 Вт.

Результаты расчета сведены в таблицу 6

Потери теплоты на нагрев врывающегося воздуха

Определяются из расчёта воздушно-тепловой завесы по [17]. Боковая 2-х сторонняя завеса у распашных ворот размером, в помещении без аэрационных проёмов (завеса шиберного типа). Механическая вытяжка и механический приток сбалансированы.

Расчётные условия:

,;

,;

,

,;

;

,;

Ворота открыты .

1)Принимаем относительную площадь

и - отношение расхода воздуха завесы к расходу воздуха, проходящего через проём при работе завесы; мпр. = 0,26.

2) Высота нейтральной зоны:

(31)

где - высота открываемого проёма, оборудованного завесой;

3) Гравитационное давление, :

(32)

4) Ветровое давление, :

(33)

где - расчётный аэродинамический коэффициент;

- расчётная скорость ветра, ;

;

5) Расчётная разность давлений, :

(34)

;

6) Общий расход воздуха завесы, :

(35)

Подбираем воздушно-тепловую завесу типа: 3ВТ2.00.000-02, .

7) Находим действительное значение :

8) Требуемая температура воздуха подаваемого завесой, :

(37)

где Q=0,15 - отношение теплоты, теряемой с воздухом, уходящим через открытый проём наружу, к тепловой мощности завесы;

,

9) Тепловая мощность калориферов завесы, :

(38)

.

10) Теплопотери на нагрев врывающегося воздуха, :

(39)

.

Результаты расчета сведены в таблицу 6

Потери теплоты на нагрев ввозимого материала

Поступающим материалом является сталь. Теплопотери на нагрев поступающих материалов определяются по формуле:

(40)

где- вес поступающего материала, ;

- теплоемкость материала, ;

- начальная и конечная температуры материала,;

- коэффициент, учитывающий интенсивность поглощения тепла;

;

Результаты расчета сведены в таблицу 6

Потери на нагрев транспорта

Автомашина Камаз, число въезжающих автомашин - 1 в час, время нахождения в цехе 0,2 часа.

(41)

где- время нахождения в цехе, мин.;

q = 75072 кВт - расход тепла на нагрев транспорта от , до ,

В=0,5 - коэффициент, учитывающий интенсивность поглощения тепла;

Qтр = 750720000,512/60/3600 = 2085 Вт.

Результаты расчета сведены в таблицу 6

Потери теплоты на испарение влаги

Количество теплоты, расходуемое на испарение влаги со свободной поверхности ванн без подогрева и без бортовых отсосов, а также «мокрого» пола определяется для всех периодов по формуле:

(42)

где - влаговыделение с поверхности, :

(43)

где - подвижность воздуха над поверхностью испарения по техническому процессу, ;

- барометрическое давление (по заданию), :

- упругость водяного пара, соответствующая полному насыщению воздуха при температуре, равной температуре поверхности воды (т.к. испарение происходит без подвода теплоты к воде, значит для пола определяется температурой окружающего воздуха по мокрому термометру), ;

- действительная упругость вод. пара в воздухе помещения, ;

- площадь поверхности испарения, для «мокрого» пола F=70 м2 (по заданию).

и определяются по I-d диаграмме, принимая изменение влагосодержания равным единице .

Холодный период:

Для пола: (tп =17С, tн =-34С ), F=70м2

= 17,3 мм.рт.ст.

Рп =3,0 мм.рт.ст.

Q = 6980,387 =270,24 Вт.

Для ванн (t = 20С) по I-d диаграмме: (tп =17С)

=17,3 мм.рт.ст,

Рп =1,5 мм.рт.ст.

Для ванн размерами а=1,2 м, в=1 м

Q = 6000,27= 192 ккал/ч=186,53 Вт.

Q = 270,24+186,53= 456,77 Вт

Переходный период:

Для пола: tп =17С, tн =10С; Iн =26,5 кДж/кг

Рп =3,0 мм.рт.ст.

= 17,3 мм.рт.ст.

F=70м2

Q = 6000,39 = 270,24 Вт;

Для ванн (t = 20С), tп =17С:

=17,3 мм.рт.ст.;

Рп = 3,0 мм.рт.ст.

Для ванн размерами а=1,2 м, в=1 м

Q = 6000,39= 270,24 Вт.

Q =270,24+270,24 =540,48 Вт.

Теплый период:

Для пола: tп =28,8С, tн =26С;

=19,5 мм.рт.ст.

Рп = 15,4 мм.рт.ст.

F=70м2

Q = 6980,11 =78,34 Вт;

Для ванн (t = 40С): tп =28,8С:

=23,25 мм.рт.ст.;

Рп = 15,4 мм.рт.ст.

Для ванн размерами а=1,2 м, в=1 м

Q = 6980,21= 149,55 Вт.

Q =78,34+149,55=227,89 Вт.

Результаты расчета сведены в таблицу 6

Таблица теплового баланса

Тепловой баланс цеха

2.4 Воздушный баланс помещения

2.4.1 Устройство вентиляции в гальваническом цехе

Общеобменная вытяжная вентиляция осуществляется вытяжными камерами исходя из условия удаления воздуха из верхней зоны помещения. Для отсоса воздуха от гальванических ванн применены самостоятельные вытяжные системы с применением двусторонних бортовых отсосов. Общеобменная приточная вентиляция осуществляется приточной камерой, расположенной на антресоли, согласно заданию на проектирование. Воздух подается по круглым воздуховодам сверху вниз через воздухораспределители марки ПРМ4 смыкающимися коническими струями.

2.4.2 Выбор устройств локализующей вытяжной вентиляции

В проекте применены двусторонние местные отсосы обычного типа. Местные отсосы устанавливаются у ванн, содержащих вредности с коэффициентом токсичности 1 (Кх> 1 по таблице 7), а также у ванн с температурой раствора > 40°С. Отсосы устанавливаются по длинной стороне ванн, что обеспечивает наилучшее улавливание вредностей.

4.3 Определение объемов удаляемого воздуха

Расход воздуха (м3/ч), удаляемый местным отсосом, определяется по формуле:

L=1400?(0,53?)1/3 ?Вр?l?К1?К?t?Кт (44)

где Вр - расчетная ширина ванны (для двусторонних отсосов принимается равной расстоянию между кромками отсосов), м;

l-- длина ванны, м;

Нр - расчетное расстояние от зеркала испарения до оси щели, м;

К1-- коэффициент учета конструкции отсоса (для двусторонних отсосов без наддува К1 -- 1);

К?t -- коэффициент учета температуры электролита;

Кт -- коэффициент учета токсичности вредностей;

Результаты расчета количества воздуха, удаляемого местными отсосами, приведены в таблице 7.

Расчет производительности местных отсосов

Расчетный массовый расход удаляемый от 2х установок АЛХ-8 L = 58856 кг/ч

2.4.4 Выбор системы локализующей вытяжной вентиляции

Воздух, содержащий пары щелочи и воды объединяем в одну систему локализующей (местной) вентиляции, а хромовый ангидрид, фосфаты и пары масла удаляем через отдельные системы. Таким образом, согласно данным о выделяющихся вредностях (таблица 7), ванны №1,2,3,8,9,11,12 объединяются в одну местную вытяжную установку, ванны №5, №10 и №15,16 в другие местные вытяжные системы для каждой установки АЛХ-8.

2.4.5 Расчет общеобменной приточной и вытяжной вентиляции

В гальванических цехах необходимо предусматривать общеобменную вытяжную вентиляцию из верхней зоны для удаление вредных выделений из ванн. Вредные выделения попадают в воздух вследствие несовершенства конструкции местных отсосов, недостаточной эффективности их работы, а также от ванн, не имеющих местных отсосов.

В данном проекте расчет воздухообмена производится только по избыткам теплоты. Воздухообмен рассчитывается для теплого и холодного периодов года на основе совместного решения уравнений воздушного (45) и теплового (46а и 46б) балансов:

(45)

(46а)

или в развернутом виде

(46б)

где: массовые расходы приточного воздуха, воздуха, удаляемого через местные отсосы и воздуха, удаляемого через общеобменную вытяжную вентиляцию соответственно, кг/ч;

-- явная теплота приточного воздуха, теплоизбытки или недостатки явной теплоты в помещении, явная теплота воздуха, удаляемого через местные отсосы и явная теплота, удаляемая через общеобменную вентиляцию соответственно, кВт/ч;

0,24 -- удельная теплоемкость воздуха, ккал/ч;

температуры приточного воздуха, воздуха рабочей зоны, температура вытяжного воздуха, °С;

Если выразить из (46) расход воздуха, удаляемый через общеобменную вентиляцию, то получим выражение:

(47)

Все обозначения приведены в пояснениях к (46б).

Общая методика расчета воздухообмена приведена в [25, 26]. Ниже приведем подробный расчет воздухообмена с обоснованием всех принятых решений.

Теплый период года

Исходные данные:

Qизб= 60917,1 Вт = 52535,3 ккал/час

Gмо= 58856 кг/ч

tрз= 27

Температура уходящего воздуха определим по формуле:

tвыт= tпр+(tрз-tпр)/m (48)

где tвыт,tпр,tрз-то же, что в (46б) и в (47)

m - температурный симплекс, учитывающий долю избыточной теплоты которая действует на температуру воздуха в рабочей зоне(для гальванических цехов = 0.8)

tвыт=24,4 + (27 - 24,4)/0,8=27,65

тогда по (47) получим :

Т.к. расход вытяжного воздуха отрицательный, следовательно, отсутствует необходимость в общеобменной вытяжке при борьбе с теплоизбытками.

Принимаем =Gмо=58856 кг/ч

Кратность воздухообмена определяется по формуле:

(49)

Т.к. кратность воздухообмена при подаче воздуха сверху вниз меньше 5, то помещение нуждается в проветривании верхней зоны.

.= 48*24*6*1,2=8294 кг/ч.

К=81072,2/(1,2·12096)=5,58>5 проветривание не нужно

По (45) суммарный расход приточного воздуха составит:

Холодный период года

Исходные данные:

Qизб= 6655,8 Вт = 5722,9 ккалл/час

tрз= 17

Температуру приточного воздуха найдем из (46) и (47), в результате преобразований получим:

tпр= (50)

tпр=

tвыт= (51)

tвыт=

Температуру приточного воздуха найдем из системы (50) и (51). В результате расчетов по (50) и (51) получаем: tвыт= +25,6°С и tnp= +17,07°С, т.е. в холодный период года приточный воздух необходимо нагревать от -34,0°С до +17,07°С.

Воздушный баланс помещения сведен в таблицу 8.

Воздушный баланс

2.5 Воздухораспределение в помещении цеха

Расчет воздухораспределения в помещении проводим согласно методике, изложенной в [26], а также с учетом требований [14] и рекомендациям [23].

Приведем порядок выполнения расчетов:

По рекомендациям [26]определяем, что рассматриваемое производственное помещение относится к помещениям первой категории. В этом же пункте выбираем расчетную схему воздухораспределения, тип применяемых воздухораспределителей и их характеристики по [26];

Рассчитываем геометрические характеристики приточной струи и проверяем соблюдение условий, применяемых к геометрическим параметрам струи и модуля помещения;

Проводим проверку правильности расчетной схемы воздухораспределения по критерию Архимеда

Проверяем правильность расчетной схемы воздухораспределения по максимальным параметрам воздуха на оси основного участка приточной струи при её входе в рабочую зону (по требованиям [23].

Делаем вывод о пригодности выбранной схемы воздухораспределения для рассматриваемого помещения.

Расчет воздухораспределения (со всеми ссылками на использованные источники и формулы) приведен в таблице 9.

Расчет воздухораспределения

Таблица 8