3.2 Расчет сечений  воздуховодов

    Воздуховоды являются составной частью системы  вентиляции. По воздуховодам удаляется  загрязненный воздух, либо подается свежий очищенный в помещение, где работает вентиляция. Воздуховоды бывают различными.

    В данной курсовой были выбраны воздуховоды  круглого сечения. Преимущества круглых воздуховодов перед прямоугольными в том, что при одинаковой площади сечения они создают меньшее аэродинамическое сопротивление, прочнее прямоугольных, менее трудоемки в изготовлении.

    Рекомендуемые скорости определены с учётом акустических требований. Чтобы от скорости потока воздуха в воздуховодах не создавалось  шумность необходимо принимать скорость потока не более 5 м/с.

    Диаметр воздуховода может быть рассчитан: 

    ,v – скорость воздуха, м/с  
 
 
 
 
 

 

     

     3.3 Построение аксонометрической  схемы вентиляционной  сети

    Необходимо  построить аксонометрическую схему  вытяжной вентиляционной сети. В данной курсовой рассматривается схема  двухзональной планировки, и следовательно ветви вентиляции для каждой из зон можно объединить в одну общую вентиляцию.

    После построения аксонометрической схемы  определяются размеры поперечных сечений  всех участков сети, выполняется трассировка  сети. Сеть воздуховодов разбивается  на отдельные участки и определяют расход воздуха на каждом из них. Значение расхода и длины каждого участка  наносятся на аксонометрическую  схему вентиляции. 

 

     

     3.4 Аэродинамический  расчёт вентиляции  и определение  расчётного давления  вентиляционной сети

    Движение  воздуха по вентиляционным системам подчиняется общим законам аэродинамики. Направленное движение воздуха в  вентиляционной системе обеспечивается при выполнении следующих условий:

    - имеется вход и выход воздуха;

    - существует разница давлений;

    - расход воздуха в любом сечении вентиляционной системы постоянен.

    Расчёт  сети воздуховода сводится к определению  потерь давления в них при данном расходе воздуха. Потери давления при  перемещении воздуха складываются из потерь на трение и потерь на местные  сопротивления.

    Суммарные потери давления в воздуховодах определяются по формуле: 

    где R – потери давления на трение на 1 погонный метр воздуховода, кг/м² (Приложение 2); l – длина воздуховода, м; Z – потери давления на местные сопротивления, кг/м².

    Потери  давления на местные сопротивления  – это потери в отдельных элементах  вентиляционной сети, связанные с  изменением параметров воздушных потоков: скорости, направления, разделения или  смещения потоков и т.д.

    Потерю  давления на местные сопротивления  можно определить по формуле: 

    ,где ξ – коэффициент местного сопротивления фасонной части воздуховода, зависящий от формы местного сопротивления и не зависящий от его размеров; ρ – плотность воздуха (принимаем ρ = 1,2 кг/м³); g – ускорение свободного падения (принимаем g = 9,81 м/с²).

    Скорость  воздуха принимаем 5 м/с. В соответствии с таблицами (Приложение 3), получаем значение ξ.

    Значение  также получаем, зная значения ξ и v (Приложение 3). 

    Потери  давления на местных сопротивлениях составляют основную часть общих  потерь давления в сети, причем, чем  больше сечение воздуховодов, тем  больше возрастает значение местных  потерь.

    Местные сопротивления – это сопротивления  в отдельных элементах вентиляционной сети, вызывающие перераспределение  скоростей движения воздуха и  вихреобразование. Причиной перераспределения  скоростей движения воздуха могут  быть расширение, сужение или поворот  потока, слияние или разделение струй  и т.п., т.е. в таких местах, где скорость воздушного потока изменяется по значению и направлению.

    Местные сопротивления рассчитываются по трём основным участкам:

• на участках 1, 2, 4, 6, 8, 10, 11, 12, 14 присутствует плавный отвод для воздуховода круглого сечения с диаметром D равным радиусу R: ξ = a · b

    где a – коэффициент, учитывающий радиус поворота (а = 0,25); b – коэффициент, учитывающий угол поворота – 90⁰ (b = 1,0)

    ξ = 0,25 · 1,0 = 0,25

• на прямых участках 3, 5, 7, 9, 13 местные сопротивления незначительны и их не учитывают: ξ = 0

    Для создания выровненного потока воздуха  используются специальные насадки. Выбираем простейшую насадку в виде уширяющегося патрубка – диффузора  для плавного перехода от диаметра на участке 1к диаметру фильтра

• диффузор на выровненном потоке (на участке 15) рассчитывается на основе отношения малой площади сечения воздуховода к большей по формуле:

 

    Зная  значение f/F и угол раствора диффузора  α = 40⁰, получаем ξ = 0,36 (Приложение 3). Также необходимо учесть сопротивление фильтра от 30 до 150 кг/м².

    Все вычисления сводим в таблицу аэродинамического расчёта.

     

 

     

     4 Проектная часть

     4.1 Обоснованный выбор  вентиляционного  оборудования

    Системы вентиляции могут быть децентрализованными  и централизованными. При централизованной вентиляции для однородных потребителей всего здания или объекта в целом предусматривают одну единую систему. В этом случае число систем определяют не территориальными и конструктивными соображениями, а технологическими, пожарными и гидравлическими условиями.

    Достоинства централизованных систем:

    - надежность и бесперебойность работы вентиляционных систем;

    - сосредоточение всех опасных выбросов в одном месте и устройство одной выбросной трубы;

    - более целесообразное использование площадей;

    - размещение вентиляционного оборудования вне основного здания позволяет полностью исключить или значительно упростить устройство для борьбы с аэродинамическим шумом, создаваемым вентиляторами.

    К недостаткам централизованных систем, кроме дополнительных затрат на устройство вентиляционных магистральных каналов  большой протяженности и повышенного  расхода электроэнергии на передвижение воздуха, в них следует отнести  увеличенные потери тепла и воздуха  для приточной и подсос для  вытяжной вентиляции.

    Выбор вентилятора

    Вентилятор  это механическое устройство, предназначенное  для перемещения воздуха по воздуховодам систем кондиционирования и вентиляции, это главная деталь вентиляционной системы. А также служит для подачи воздуха в помещение либо отсоса из помещения, и создающее необходимый перепад давлений.

    Основные  параметры, по которым выбирается вентилятор для каждой системы - это производительность (т.е.количество воздуха, прокачиваемого вентилятором за час), полное давление (т. е. возможность вентилятора переместить воздух на нужное расстояние, преодолев сопротивление фильтра, воздуховодов, решёток), габариты и уровень шума.

    По  конструкции вентиляторы делятся  на осевые (обычные бытовые вентиляторы) и радиальные (пустотелый цилиндр  с установленными на нём параллельно  оси вращения лопатками). У осевых вентиляторов - хорошая производительность, но низкое полное давление, поэтому  в системах вентиляции с сетью  воздуховодов используются радиальные вентиляторы.

      

    Крышные вентиляторы являются разновидностью обычных вентиляторов. Они монтируются непосредственно на крыше здания, долговечны и стойки к атмосферным воздействиям. Обычно они выполняются из высококачественной стали с эпоксидным коррозоионностойким покрытием, либо гальванизированной. Существуют крышные вентиляторы как для систем общей вентиляции, так и специальные жаропрочные вентиляторы для высокотемпературных систем (вытяжки для камина или газового котла).

    Вентиляторы подбирают по аэродинамической характеристике, показывающей зависимость между  производительностью, давлением, частотой вращения, мощностью и КПД вентилятора. При подборе вентилятора необходимо руководствоваться следующим: зона рабочих режимов вентилятора должна находиться в зоне максимальной эффективности вентилятора и быть за пределами срывного режима вентилятора.

    Исходя  из расчётов производительность вентилятора  составляет не менее 3908 м³/ч и пропускная способность фильтра такая же. Напор вентилятора должен быть таким, чтобы преодолеть общее сопротивление сети, т.е. 172,787 м³/ч. Исходя из этого выбираем вентилятор (Приложение 4 и Приложение 5). Это может быть вентилятор ВР-86-77-4 типоразмера АИР100L2.

    Выбор фильтра.

    Правильная  организация системы вентиляции на предприятии очень важна с  точки зрения охраны труда и сохранения экологии. Качество вентиляции рабочих  мест, состояние вентиляционной системы  и правильный выбор способов фильтрации воздуха являются важнейшими аспектами  организации труда. Системы промвентиляции оснащаются несколькими видами фильтров.

    Механические  фильтры устанавливаются в системе вентиляции для очистки воздуха от крупных частиц. В производственных условиях это могут быть различные виды пыли, масляный туман, дым от пайки и точечной сварки, а также мелкие взвешенные опилки. Размер частиц, задерживаемых этими фильтрами, составляет от 200 до 0, 3 микрона. Механические фильтры нуждаются в частой и очень тщательной очистке.