Дипломная работа: Разработка проекта системы вентиляции двухэтажного производственного здания в городе Братске Иркутской области

ВЕ2 - вытяжная естественная система вентиляции, обслуживающая помещение 2 первого этажа, высотой +6.300, склад запасных частей.

ВЕ3 и ВЕ4 - вытяжные естественные системы вентиляции, обслуживающие помещение 3 первого этажа, высотой +6.300, механические мастерские.

ВЕ5 - вытяжная естественная система вентиляции, обслуживающая помещение 4 первого этажа - сварочное отделение.

ВЕ6 - вытяжная естественная система вентиляции, обслуживающая помещение 6 первого этажа - склад РНТО.

ВЕ7 - вытяжная естественная система вентиляции, обслуживающая помещение 8 первого этажа - помещение уборочного инвентаря.

ВЕ8 - вытяжная естественная система вентиляции, обслуживающая помещение 11 первого этажа - склад СА и ТМ.

ВЕ9 - вытяжная естественная система вентиляции, обслуживающая помещение 17 первого этажа - склад энергоучастка.

ВЕ10 - вытяжная естественная система вентиляции, обслуживающая помещение 19 первого этажа - склад механо-технологического участка.

ВЕ11 - вытяжная естественная система вентиляции, обслуживающая помещение 15 второго этажа - хозяйственная кладовая.

Для работы естественной приточной системы ПЕ1 подобрана наружная решетка, с неподвижными горизонтальными жалюзями и с защитной антимоскитной сеткой, имеет размеры 300(h)*300 мм, расположенная на отметке +2,000 от уровня пола здания. С другой стороны системы - сетка 226*226.

Для реализации работы естественной вытяжных систем ВЕ1 - ВЕ5 выполнены отверстия, затянутые сеткой, различных диаметров, а на кровле для увеличения тяги установлены дефлекторы.

Для реализации работы естественной вытяжных систем ВЕ6 - ВЕ11 подобраны диффузоры, и для усиления тяги установлены, непосредственно на кровле производственного здания, дефлекторы.

3.4 Другие системы

У1 и У2 - воздушно-тепловые завесы с производительностью 2200 м3/ч, располагаются над дверными входными проемами на первом этаже производственного здания в помещениях 12 (лестничная клетка) и 14 (тамбур).

Над входными дверями монтируются переточные решетки алюминиевые с внутренними размерами 500*200 мм для обеспечения перемещения воздуха между помещениями. Такая решетка позволяет обеспечить нормальную вентиляцию в помещении при закрытой двери.

Данные решетки располагаются:

- на первом этаже над дверными проемами из помещения 13 (коридор) в помещение 9 (санузел) - 2 шт.;

- на втором этаже над дверными проемами: из помещения 10 (коридор) в помещение 14 (помещение отдыха дежурной смены); из помещения 13 (помещение дежурной смены) в помещение 10 (коридор); из помещения 12 (помещение мастера) в помещение 10 (коридор); из помещения 2 (гардероб мужской на 10 человек) в помещение 3 (санузел) - 2 шт.; из помещения 2 (гардероб мужской на 10 человек) в помещение 5 (душевая); из помещения 7 (гардероб мужской на 10 человек) в помещение 4 (санузел) - 2 шт.; из помещения 7 (гардероб мужской на 10 человек) в помещение 6 (душевая).

4. Расчет требуемого воздухообмена для каждого помещения проектного здания

Нормативными документами для большинства помещений установлена кратность воздухообмена, которая может быть отнесена к объему помещения, площади помещения, количеству человек в помещении.

В помещении воздухообмен обязан иметь расчет с учетом разбавления всех вредностей и с учетом кратности.

Определить требуемый воздухообмен по нормируемой кратности воздуха следует по формуле (4.1):

L = V · n, м3/ч, (4.1)

где V - объем помещения, м3;

n - кратность воздухообмена, 1/ч (подбирается по источнику [22]).

На данном этапе расчетной части дипломного проекта определили:

- объемы каждого помещения здания, м3;

- температуры внутреннего воздуха каждого помещения;

- кратность воздухообмена (вытяжная и приточная системы вентиляции);

- вентиляционный воздушный баланс (отношение количества подаваемого воздуха к количеству удаляемого).

Кратность воздухообмена - это величина, показывающая сколько раз в течение одного часа воздух в помещении, полностью обновляется. Это значение напрямую зависит от конкретного помещения (его объема).

Уравновешенный баланс - это баланс, при равенстве вытяжки и притока. Если происходит превышение притока над вытяжкой, то это положительный баланс, в обратном случае - отрицательный.

Характер воздушного баланса имеет весомое санитарно-гигиеническое значение. Таким образом, при отрицательном балансе воздух из вентилируемого помещения со значительными выделениями вредоносных веществ не переходит в помещения, у которых наименьшие выделения, или в помещения, где этих выделений совсем не существует. Положительный баланс дает возможность почти полностью оградить помещение от проникания в него вредностей от производства.

5. Аэродинамический расчет воздуховодов

5.1 Цели и задачи аэродинамического расчета

Для того, чтобы провести аэродинамический расчет, в начале следует вычертить аксонометрическую схему системы вентиляции. По этой схеме и планам чертежей определяем протяженность отдельных ответвлений системы.

Существует две задачи данного расчета:

1. Прямая - определение размеров сечений всех участков системы при заданном расходе воздуха через них.

2. Обратная - определение расходов воздуха при заданных размерах сечений всех участков.

Для начала аэродинамического расчета, требуется выбрать основное расчетное направление и выполнить действия в два этапа:

1 - рассчитать основное магистральное направление;

2 - увязать ответвления (для этого следует использовать дроссель-клапан).

Магистральное направление - это наиболее протяженное и самое загруженное направление во всей системе (имеющая наибольший расход).

5.2 Подбор воздухораспределителей

Для подбора вентиляционной решетки следует сначала вычислить ориентировочную площадь сечения решетки по формуле:

где L - расход воздуха, м3/ч;

Vдоп - допустимая скорость, м/с.

Далее по каталогу [19] подбираем решетку с ближайшим большим значением F0. Подбирать решетку необходимо по площади живого сечения, с учетом коэффициента живого сечения Кж.с, равного 0,8, которое можно вычислить по формуле:

В конце расчета необходимо рассчитать фактическую скорость движения воздуха по формуле:

где Fж.с - площадь живого сечения, м2, которую можно определить по формуле:

Для расчета диффузоров, следует воспользоваться таким же расчетом, что и для решеток, только без учета коэффициента живого сечения.

Расчет и подбор воздухораспределителей произведен в приложении 2.

5.3 Последовательность аэродинамического расчета

Аэродинамический расчет системы вентиляции, которая состоит из двух этапов, осуществляется в данной последовательности.

1. Определение нагрузки отдельных расчетных участков. Данную систему вентиляции производственного здания разбивают на отдельные участки. На каждом из них происходит определение расхода воздуха. На аксонометрическую схему обязательно указываются значения длин и найденных расходов на каждый участок.

2. Нахождение магистрального направления. Нумерация участков.

3. Определение размеров сечения расчетных участков магистрали.

Для определения площади поперечного сечения расчетного участка, следует воспользоваться формулой:

где Lp - расчетный расход воздуха на участке, м3 /с;

vp - рекомендуемая скорость движения воздуха на участке, м/с.

По найденной величине Fp подбираем стандартные размеры воздуховодов каждого участка.

4. Определение фактической скорости.

5. Определение потерь давления на трение.

6. Определение динамического давления на участке.

Чтобы определить динамическое давление воздуха Рдин, следует использовать формулу:

где св - плотность воздуха, равная 1,2 кг/м3;

V - скорость воздуха на участке, м/с.

Рекомендуемая скорость воздуха до 8 м/с.

7. Установление вида местных сопротивлений и их значений. Потери давления в КМС.

Для того, что определить потери давления в местных сопротивлениях (Z), следует использовать формулу

где Рдин - динамическое давление воздуха на участке, Па;

Уо - сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке.

8. Определение на расчетном участке потерь давления.

Чтобы рассчитать потери давления на определенном участке, следует использовать формулу

где Rвш - это удельные потери давления на 1 м длины воздуховода, Па/м;

l - длина участка, м;

Z - потери давления в местных сопротивлениях.

9. Определение во всей вентиляционной системе потерь давления.

Для определения общей потери давления в системе нужно просуммировать потери давления на отдельных последовательных участках, используя формулу

где ДРоб - потери давления в оборудовании и других устройствах в вентиляционной системе, Па.

10. Производим увязку и расчет всех остальных участков системы.

Расчет ответвлений производится таким же образом, как и расчет магистрального направления.

Увязка ведется из условия того, что потери давления в ответвлении должны различаться от потерь давлений предыдущего участка не превышает 10%. В этом случает, можно сказать, что размеры сечений подобраны. Увязывать участки следует, начиная с самых протяженных ответвлений.

5.4 Аэродинамический расчет естественной системы вентиляции

Целью расчета является подбор геометрических размеров каналов вентиляции, которые обеспечивают действительное гидравлическое сопротивление вентиляционной сети, не большее, чем располагаемое естественное давление.

Для начала расчета следует определить располагаемое гравитационное давление для расчетной ветви по формуле.

вентиляция аэродинамический воздухообмен

где h - высота воздушного столба, м;

сн - плотность наружного воздух, кг/м3;

св - плотность воздуха в помещении, кг/м3.

Располагаемое давление для естественных вентиляционных систем приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1 - Располагаемое давление естественных вытяжных систем

По известному расчетному расходу вентиляционного воздуха L можно определить сечение канала (ориентировочное) по формуле.

где L - расчетный расход воздуха в воздуховоде, м3/ч;

vр - предварительная скорость движения воздуха, м/с.

Далее нужно уточнить фактическую скорость движения воздуха по каналам по формуле

где Fст - стандартная площадь канала, м2.

Определяем потери давления на трение по формуле

где n - поправочный коэффициент, который зависит от абсолютной эквивалентной шероховатости воздуховодов.

Следующим шагом является определение суммарных фактических гидравлических потерь на всех участках, входящих в расчетную ветвь (не должны превышать располагаемое давление).

По итогу моего расчета сопротивление системы превышает значение располагаемого давления, поэтому для усиления подъемной силы (тяги) устанавливаем на вершине вытяжной шахты дефлекторы, подобранные по источникам [15] и [17] для каждой естественной вытяжной системы.

Таблица 5.2 - Дефлекторы естественных вытяжных систем