Расчет естественной вентиляции

Для естественной вентиляции рассчитывается разность давлений на концах вертикальных вентиляционных каналов по выражению

 Н = 9,8 h_В ( _Н - _В ), (5.1.7)

где Н  разность давлений на концах вентиляционных каналов, Па;

h_В  высота вентиляционных каналов или расстояние между серединами приточных и вытяжных проемов, м, определяется в зависимости от высоты здания и времени года (согласно исходных данных);

_Н , _В  соответственно плотность воздуха, находящегося снаружи и внутри помещения, кг/м³,

_Н = 353 / (273 + t_Н ), (5.1.8)

_В = 353 / (273 + t_В ), (5.1.9)

t_Н , t_В  соответственно температура снаружи и внутри помещения, ^оС, принимается или рассчитывается в соответствии с исходными материалами.

Скорость движения воздуха в вентиляционных каналах при естественной вентиляции определяется формулой

V = 1,42 _C , (5.1.10)

где V  скорость движения воздуха, м/с;

_С  коэффициент, учитывающий сопротивление воздуха в канале, при прямолинейном и одинаковом сечении канала принимается _С = 0,5.

Находится суммарная площадь вертикальных вентиляционных каналов и их потребное количество соответственно по уравнениям

F _К = L / 3600 V (5.1.11)

n _к = F_К / f₀, (5.1.12)

где F_К  суммарная площадь вентиляционных каналов, м²;

f₀  площадь сечения одного канала, м², определяется в зависимости от формы и размеров сечения вентиляционного канала, принятых по конструктивным соображениям.

Расчет механической вентиляции

Расчет основных параметров механической вентиляции осуществляется в следующей последовательности:

- выполняется в масштабе схема помещения с указанием расположения вентиляционных каналов, их формы и размеров ;

- рассчитывается необходимая производительность вентилятора

L_В = К_З L, (5.1.13)

где L_В  производительность вентилятора, м³/ч;

К_З  коэффициент запаса, принимается К_З = 1,3 ... 2,0;

В соответствии с необходимой производительностью подбирается тип вентилятора по справочнику (табл. 5.1.9 и 5.1.10). При этом необходимо учитывать специфику удаляемых вредностей. Если они агрессивны или огнеопасны, то применение осевых вентиляторов, у которых электродвигатель располагается на одной оси с крыльчаткой, следует избегать.

Указывается характеристики выбранного вентилятора  типоразмер вентилятора, шифр выбранной установки, производительность, (L_В, м³/ч), давление (напор), Н, Па.

Затем осуществляют проверку на соответствие выбранного вентилятора параметрам вентиляционной системы. Определяются потери напора вентилятора в воздуховоде

Н_ПН = Н_ПП + Н_М , (5.1.14)

где Н _ПН  суммарные потери напора вентилятора в воздуховоде, Па;

Н _ПП  потери напора на прямых участках воздуховода, Па,

Н _ПП =  l_П_В V²_СР /2d_Т , (5.1.15)

  коэффициент, учитывающий сопротивление воздуховода, для железных труб принимается  = 0,02 ;

l_П  длина прямолинейных участков труб (воздуховода), м, принимается на основании исходных данных;

_В  плотность воздуха в воздуховоде, кг/м³,

_В = 353 /(273 + t_В ); (5.1.16)

t_В  температура внутри воздуховода, ^оС, ориентировочно принимается равной температуре помещения согласно исходных данных;

V_СР  средняя скорость движения воздуха в воздуховоде, м/с (принимается в зависимости от длины участка в пределах Vср = 8…4);

d _Т  диаметр воздуховода, м ( исходные данные);

Н_М  местные потери напора в отдельных переходах, коленах, жалюзи и т.д., Па

Н_М = 0,5_М V²_СР_В ; (5.1.17)

 _М  коэффициент местных потерь напора, принимается на основании исходных данных по таблице 5.1.11.

Проверяется достаточность напора вентилятора. Должно соблюдаться условие

Н >Н_{П Н}, (5.1.18)

где Н  напор выбранного вентилятора по технической характеристике, Па.

Если это условие не соблюдается, то подбирается иной типоразмер вентилятора с более высоким напором, не снижая при этом его производительности.

Рассчитывается мощность электродвигателя для привода вентилятора по уравнению

Р _ДВ = НLв /(3,610 ⁶_П_В ) , (5.1.19)

где Р _ДВ  мощность электродвигателя, кВт;

_П  КПД передачи (привода), принимается  _П = 0,90 ... 0,95 ;

_В  КПД вентилятора, принимается _В = 0,85 ... 0,90

Определяется суммарная площадь воздухозаборников или щелей для удаления вредных веществ

 F_З = L_В /3600V_З, (5.1.20)

где  F_З  суммарная площадь воздухозаборников, м²;

V_З  скорость движения воздуха в воздухозаборнике (щели бортового отсоса), м/с, принимается V_З = V_{С Р} , но не менее 0,8 м/с для ванн с вредными испарениями и не менее 1,2 м/с для горизонтального стола на посту сварки и удаления пыли.

Рассчитывается необходимое количество воздухозаборников (щелей)

n_З = F_З /f_З, (5.1.21)

где _З  необходимое количество воздухозаборников (щелей);

f_З  площадь одного воздухозаборника (щели), м².

Размеры воздухозаборников (щелей) выбираются конструктивно и равномерно размещаются в зоне образования вредностей.

Справочные данные.

Таблица 5.1.1  Значения кратности воздухообмена для производственных помещений.

Наименование помещения	Кратность, К, 1/ч	Наименование помещения	Кратность, К, 1/ч
Станочные Столярные Моторемонтное Конторское, административное Сварочное Залы заседаний Топливной аппаратуры	2...3 2 2 1,5 4...6 3 2	Кузнечное Испытания двигателей Курительные Моечное Лабораторное (с использованием токсичных препаратов)	4..6 2..3 10 2...3 10

Таблица 5.1.2 Допустимые значения концентрации вредного вещества в поме-щении .

Название вредного вещества	Допустимая концентрация, Р Д, мг/м3	Название вредного вещества	Допустимая концентрация, Р Д, мг/м3
Аммиак Ацетон Бензин топливный Керосин Окись углерода Серная кислота Сероводород	20 200 100 300 20 1 10	Соляная кислота Пыль растительная Пыль абразивная Гексахлоран Тиафос Меркуран	5 4 5 0,1 0,05 0,02

Таблица 5.1.3  Максимальная влажность воздуха при данной температуре.

Температура воздуха, оС	Содержание водяных паров, г/м3	Температура воздуха, оС	Содержание водяных паров, г/м3
- 20	1,0	14	12,0
- 15	1,6	16	13,6
- 10	2,3	18	14,3
- 5	3,4	20	17,2
- 3	3,9	22	19,3
0	4,9	24	21,6
4	6,4	27	25,6
8	8,3	30	30,1
10	9,4	35	39,4
12	10,6	40	50,9

Таблица 5.1.4  Средняя температура наружного воздуха по месяцам для вто-рой климатической зоны, ^оС.

Пункт	Месяцы года:
зоны	январь	февраль	март	апрель	октябрь	ноябрь	декабрь
Москва, Рязань	- 10,8	- 9,1	- 4,8	+ 3,4	+ 3,5	- 2,8	- 8,0

Таблица 5.1.5  Выделение водяного пара животными разных видов.

Вид животного	Масса, mi , кг	Количество водяных паров, выделяемых одним животным, qi , г/ч
Коровы Телята Свиньи Овцы Лошади Птица	400...800 120...200 100...300 40...60 400...800 2,5...3,0	350...500 180...240 130...230 50...80 280...440 5,0...5,5

Таблица 5.1.6  Норма воздухоотсоса в зависимости от токсичности электро-дов.

Марка электрода	Норма, q, м3/кг	Марка электрода	Норма, q, м3/кг
ОММ-5 ЦМ-7	4000 5000	ЦМ-8 УОНИ и К-52	5000 6000

Таблица 5.1.7  Коэффициент, учитывающий образование пыли с 1 м² абразивного круга за 1 час

Диаметр круга, d, м	Коэффициент a, м3/ч*мм	Диаметр круга, d, м	Коэффициент а, м3/ч*мм
До 0,25 0,25...0,60	2,0 1,8	Более 0,60	1,6

Таблица 5.1.8  Коэффициент, учитывающий необходимую скорость воздухоотсоса в зависимости от назначения ванны

Назначение ванны	Коэффициент С, м/ч	Назначение ванны	Коэффициент С, м/ч
Мойка горячей водой Химическое обезжиривание Никелирование	1500 2000 2500	Электролитическое обезжиривание Травление Хромирование	3000 4000 6000

Таблица 5.1.9  Техническая характеристика осевых вентиляторов

Типоразмер вентилятора	Частота вращения колеса, n, об/мин	Производительность, LВ, м3/мин	Давление (напор), Н, кПа
СВМ-4м СВМ-5м СВМ-6м ВМ-3 ВМ-4 ВМ-5 ВМ-6 Вм-8	2900 2950 2950 - - - - -	100 165 305 56 100 180 300 412	0,65 1,20 1,80 0,80 1,18 1,80 2,50 3,15

Таблица 5.1.10  Техническая характеристика вентиляционных установок (ВУ) с центробежными вентиляторами.

Типоразмер вентилятора	Шифр установки	Частота вращения колеса, n, об/мин	Аэродинамические параметры:
			Производитель-ность, LВ, тыс. м3/ч	Давление (напор), Н, кПа
1	2	3	4	5
Ц4-70 № 2,5 Ц4-70 № 3,2 Ц4-70 1	А 2,5 095 А 2,5 100 А 3,2 095 А 3,2 100 А 4095-2 2	1400 1400 1400 1400 1410 3	0,5 0,6 1,0 1,5 2,0 4	0,15 0,22 0,28 0,32 0,41 5
№ 4 Ц4-70 № 5 Ц4-76 № 12 Ц4-76 № 16 Ц4-76 Продолжение Таблицы 1.10№ 20 Ц4-100 № 16 Ц4-100 № 20	А 4100-2 А 5090-2 А 5100-2 ВУ 1211 ВУ 1212 ВУ 1611 ВУ 1612 ВУ 2011 ВУ 2012 ВУ 1621 ВУ 2021	1410 1420 1420 610 840 420 610 365 570 525 475	2,5 4,0 5,0 40 40 60 60 120 100 80 120	0,50 0,55 0,80 0,60 1,50 0,60 1,40 0,60 2,00 1,60 2,40

Примечание. Для удаления пыли применяются вентиляторы (центробежные) типа ЦП

Таблица 5.1.11  Значения коэффициентов потерь напора  _М

Наименование местного сопротивления	Коэффициент  М
Колено  = 90о  = 120о  = 150о Внезапное сужение Внезапное расширение Жалюзи - вход Жалюзи - выход	1,10 0,50 0,20 0,25 0,40 0,50 3,00