5.Расчёт искусственной общеобменной вентиляции
Расчет системы вентиляции выполняют после того, как определена и нанесена на план вся трасса воздуховодов. Расчет состоит в определении потребного воздухообмена, размеров
сечений отдельных участков системы и гидравлических потерь воздушного напора на этих участках. По суммарным гидравлическим потерям и необходимому воздухообмену рассчитывают мощность вентиляторной установки и подбирают ее тип [3].
Необходимый воздухообмен в производственных помещениях определяют расчетом в зависимости от вида и количества выделяющихся в помещении вредных веществ. При выделении газов, паров, пыли воздухообмен, ь^/ч, определяют по формуле:
L=G/(g-gпр),
где G— количество вредного вещества, выделяющегося в помещении ,мг/ч;g— предельно допустимая концентрация данного вредного вещества в воздухе помещения,мг/м3; gпр—концентрация этого веще- ства в приточном воздухе, мг/м3. При выделении влаги воздухообмен, м3/ч, равен:
L = Gвл/p(dуд – dпр)
, где Gвл—количество влаги, испаряющейся в помещении, г/ч; р— плотность воздуха в помещении, кг/м3;dудdпр— содержание влаги соответственно в удаляемом и приточном воздухе, г/кг, сухого воздуха
Воздухообмен при избытке теплоты, м3/ч, равен:
L=3600Qизб/с р( Туд—Tпр),
где Qизб — количество избыточной теплоты, поступающей в помещение и обусловливающей нагрев воздуха в нем, Дж/с; с — удельная теплоемкость воздуха, Дж/(кг К); р— плотность воздуха при 293 К, кг/м3; Туд,Тпр— соответственно температура удаляемого и приточного воздуха, К.
При выделении в помещении нескольких вредных веществ расчет ведут по каждому из них. Если это вещества независимого действия, то принимают наибольший воздухообмен, а если однонаправленного — суммированный воздухообмен. Вне зависимости от расчета в помещениях, имеющих естественное проветривание, величина воздухообмена в соответствии с требованиями СНиП 2.04.05-91 должна быть не менее 30 м3/ч на 1 человека при объеме помещения менее 20 м3на 1 человека и не менее 20 м3/ч при большем объеме помещения. При отсутствии естественного проветривания воздухообмен должен быть не менее 60 м /ч на человека, а его кратность — не менее 1.
Всю трассу воздуховодов разбивают на участки, по всей длине которых не изменяются скорость движения и расход воздуха, т. е, постоянны профиль и сечение воздуховода. Для каждого такого участка рассчитывают площадь поперечного сечения (м2):
S=L/3600v,
где L— воздухообмен, м3/ч;v— скорость движения воздуха, м/с.
Обычно принимают v= 8...12 м/с. Более низкие скорости для обеспечения расчетного воздухообмена требуют больших сечений воздуховодов, а чрезмерно высокие — создают значительные гидравлические потери воздушного напора и требуют большую мощность вентиляционной установки. Например, увеличение скорости движения в 2 раза требует увеличения мощности в 32 раза. По известному сечению определяют поперечные размеры воздуховода (для круглого — диаметрd, для прямоугольного — его стороны А и В), м,
,A=S/B
Для прямоугольного воздуховода рассчитывают эквивалентный диаметр, м,
d экв = 2AB(A + B)
Потери напора на каждом прямом участке воздуховода (потери на трение), Па, равны:
где λ — коэффициент сопротивления трению (для воздуховодов из листовой стали λ =0,02); l-длина участка воздуховода, м; v — скорость движения воздуха на данном участке, м/с; р — плотность воздуха, кг/м3;d— диаметр (или эквивалентный диаметр) воздуховодов, м.
Определяют потери напора в местных сопротивлениях (сужения, колена, жалюзи и т. п.), Па, например:
ΔHm = 0.5φυ3p
где (φ— коэффициент местных потерь напора (определяют по справочникам в зависимости от профиля угла поворота и т. п.).
Определяют суммарные потери напора в целом в системе как сумму потерь на трение на всех участках и сумму всех местных потерь:
H = ΣΔHпр + ΣΔHм
Определяют потребную мощность электродвигателя вентилятора, кВт, по формуле:
Где k– коэффициент запаса (k= 1.1…1.5); ηв, ηп- соответственно КПД вентилятора и передачи от электродвигателя к вентилятору, % (определяют по справочнику).
На основании значений Р, L, Н по справочникам выбирают необходимый тип вентилятора и электродвигателя.