6.4 Проверка вентилятора

Требуемая мощность на валу электродвигателя N_вент, кВт, определяется по формуле для незагрязнённого воздуха:

N_вент = (V_вент ٠Р_в.п)/(3600 ٠1000 ٠ ƞ_вент ٠ƞ_пер) (18)

где 3600 – переводной коэффициент из часов в секунды;

1000 – переводной коэффициент из ватт в киловатт;

Ƞ_вент - КПД вентилятора в рабочей точке характеристики (0,8÷0,9);

Ƞ_п - КПД передачи, принимаемый по таблице 6.2 [1];

– полное давление в системе вентиляции, Па.

Полное давление в системе вентиляции , определяется по формуле:

где – потери давления в сети воздуховодов (Принимаем = 300 Па [1, страница 26]).

Приточная прямоточная вентиляционная установка включает в себя приемную секцию с клапанами, секцию фильтрации воздуха, воздухонагревательную секцию, вентиляторный агрегат и редко – секцию шумоглушения.

Рассчитывается суммарное сопротивление всех секций

– аэродинамическое сопротивление соответственно приемной секции с клапаном, рекуператора, фильтра, воздухонагревателя, при необходимости шумоглушителя, Па.

Из таблицы 6.3 [1] рекомендуемые аэродинамические сопротивления отдельных секций вентиляционной установки при скорости движения воздуха 3,5м/с потери давления будут

Полное давление в системе вентиляции ,будет

Требуемая мощность на валу электродвигателя N_вент, кВт, получится

Требуемую установочную мощность электродвигателя вентилятора N_уст можно определить по формуле:

где k_з – коэффициент запаса мощности (Для осевых вентиляторов коэффициент запаса принимается 1,1 по таблице 6.4 [1]).

Вычислим требуемую мощность электродвигателя

При сравнении действительная максимальная мощность вентилятора подобранной установки должна быть равна или больше расчётной

3,2 0,483

7 Расчет аварийной вентиляции

Расчет аварийной вентиляции проводим по сценарию «мгновенное разрушение емкости с жидкой фазой» (сценарий 3) рисунок 8.1

Рисунок 8.1 - Мгновенное разрушение емкости с жидкой фазой

Для выбранного 3-го сценария масса опасного вещества (включая жидкую и газообразную фазы), образующая первичное облако Q₃, кг рассчитывается по следующей формуле:

, (8.1)

где Q^г₃ – масса опасного вещества, переходящая в газовую фазу в первичное облако при мгновенном вскипании перегретого опасного вещества в сценарии 3, кг;

Q^ж₃ – масса опасного вещества, переходящая в аэрозоль в первичное облако в сценарии 3, кг;

Q^и₃ – масса опасного вещества, переходящая в газовую фазу в первичное облако при кипении пролива в сценарии 3, кг;

Q^г – масса газообразного опасного вещества в оборудовании, кг.

Массу газовой фазы в емкости Q_г, кг, определим по формуле

, (8.2)

где  – объемная доля оборудования, заполненная газовой фазой, 0,2;

 – молярная масса опасного вещества,  = 0,017 кг/моль

R – универсальная газовая постоянная, равная 8,3145 Дж/кг/моль;

V₃ – объем оборудования в 3-м сценарии, V₃ = 0,167 м³;

P₃ – давление в оборудовании в 3-м сценарии, Па. P₃ = 1100000 Па;

Т₃ – температура, при которой находится опасное вещество внутри оборудования в 3-м сценарии, К. Т₃ = 273+28 = 301 K;

Масса аммиака, поступающего в первичное облако в виде газа (пара), образовавшегося при вскипании перегретой жидкой фазы определяется по формуле

(8.3)

где С_р – изобарная теплоемкость жидкого опасного вещества, Дж/(кг*К). Принимаем из [11] С_р = 4,81 Дж/(кг*К);

– масса заправки одного чиллера, кг.

∆H_кип – теплота испарения (кипения) жидкого опасного вещества (амміака), Дж/кг. Принимаем из [11] ∆H_кип = 1153,8 Дж/кг;

T_кип – температура кипения жидкого опасного вещества (аммиака) при давлении P₀, т.е. давлении в окружающей среде, при нормальных условиях принимаемом равным 101325 Па, T_кип = 239,75 К.

Масса опасного вещества, переходящая в газовую фазу в первичное облако при кипении пролива в сценарии 3 определяется по формуле:

, (8.4)

где T_п – температура подстилающей поверхности, на которую происходит пролив жидкой фазы опасного вещества, К;

λ_п – коэффициент теплопроводности подстилающей поверхности, на которую проливается опасное вещество, Вт/К/м;

c_п – теплоемкость подстилающей поверхности, на которую проливается опасное вещество, Дж/кг/К

ρ_п – плотность материала подстилающей поверхности, на которую проливается опасное вещество, кг/м³;

π – число, равное 3,14159;

F_конт – площадь контакта жидкого опасного вещества с подстилающей поверхностью при проливе, м², F_конт = 6,25 м²;

t_кип – время, в течение которого опасное вещество поступает в первичное облако из-за интенсивного кипения жидкого опасного вещества в проливе за счет теплопритока от подстилающей поверхности, с.

Значения характеристик подстилающей поверхности (бетон): ρ_п = 2220 кг/м³; λ_п = 1,42 Вт/К/м; c_п = 770 Дж/кг/К

где – удельная скорость испарения аммиака с единицы площади, кг/(с·м²).

– скорость ветра на высоте 10 м, м/с. U = 0,3 м/с;

кг/(с·м²).

Масса аммиака, поступающая в первичное облако в виде аэрозоля, образующегося при вскипании перегретой жидкой фазы, определяется по формуле

, (8.7)

Поскольку 61,8 > 18,01

Поскольку , то

Тогда

Расход вскипающего аммиака в секунду

Поскольку выброс очень велик и такой вариант является маловероятным и катастрофическим, рассчитаем производительность аварийной вентиляции по формуле (1) приняв кратность воздухообмена n_во = 8

Принимаем из [9] вытяжную установку АК-4 с производительностью

3-5,5