Вентиляция. Контрольная работа Тема Вентиляция Последние цифры зачетной книги 60 Работу студент группы 17зст саакян. Л. А
 Скачать 2.26 Mb.
|
|
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Калининградский государственный технический университет» ФГБОУ ВО «КГТУ» Институт морских технологий, энергетики и строительства Кафедра: «Теплогазоснабжения и вентиляции» Контрольная работа Тема: «Вентиляция» Последние цифры зачетной книги - 60 Работу выполнил: студент группы 17-ЗСТ Саакян.Л.А «___»__________2022 г. Работу проверил: Герасимов А.А. «___»__________2022 г Калининград 2022 год Задача №1. Определить расчетные параметры наружного воздуха и нор-мируемые параметры внутреннего воздуха для проектирования вентиляции в помещении общественного и производственного здания. В холодный период года вентиляция выполняет функции воздушного отопления. Географический пункт строительства, назначение помещения в обще-ственном здании и степень тяжести работы в производственном здании принять по данным табл. 1
Решение: Табл.1. Параметры наружного воздуха, г. Кострома, 56 гр. с.ш.,Рб = 990 гПа
Табл.2. Нормируемые параметры микроклимата в рабочей и обслуживаемой зоне помещений для проектирования вентиляции.
Задача №2. Поток сухого воздуха с массовым расходом G1, кг/ч, темпера-турой t1, 0С, нагревается в калориферной установке до температуры tp, 0С (точка P), затем смешивается с потоком, имеющим параметры G2, t2, и энтальпией h2, кДж/кг. Полученная смесь (точка С) адиабатно увлажняется до значения относительной влажности ɸк = 60 % (точка К). Затем поток увлажняется водяным паром (точка W), расход пара Gw = 60 кг/ч (температура пара 100 0С). Определить с помощью h-d- диаграммы влажного воздуха параметры воздуха (температуру, энтальпию, относительную влажность, влагосодержание и парциальное давление паров влаги в воздух) в точках 1, 2, П, С, К. Определить затраты теплоты на нагревание воздуха в калориферной установке и расход влаги на адиабатное увлажнение воздуха. Исходные данные представлены в табл. 2. Таблица 2. Исходные данные к задаче № 2.
Форма таблицы к задаче №2.
Решение: Положение т.С определяют из балансового уравнения: hc = (G1 * hр + G2 * h2) / (G1 + G2) hc = (24000*38+37000*58)/(24000+37000) = 50,13 кДж/кг. Затраты теплоты на подогрев воздуха: Q = 0,278 * G1 (hр – h1) Q = 0,278 * 24000 (38 – (-19)) =380304 Вт. Расход влаги на увлажнение воздуха: Gw = (G1 + G2) * ((dk / 1000) – (dc / 1000)) Gw = (24000+37000)*((10,7 / 1000) - (8/ 1000)) = 164,7 кг/ч  Задача № 3. Для помещения производственного здания рассчитать возду-хообмены общеобменной вентиляции из условия ассимиляции избытков полной теплоты и влаги для теплого и холодного периодов года, а также на разбавление вредного вещества. В помещении кроме общеобменной вентиляции имеется также местная вытяжная вентиляция производительностью Lм.о = 9000 м3/ч. Климатические данные и характер работы принять по условиям задачи № 1. Избытки явной теплоты Qяв, кВт, избытки влаги Gw, кг/ч, газовыделения, предельно допустимую концентрацию вредного вещества в рабочей зоне помещения, высоту помещения Нp, м, градиент температуры по высоте помещения, либо коэффициент эффективности воздухообмена KLt принять по данным таблицы 3. Таблица 3. Исходные данные к задаче № 3.
Решение: ТП: tв = tН А + 4 = 21,1+4 = 25,1 С. Избытки полной теплоты: Gм.о. = Lм.о. * pв = 9000 * 1,2 = 10800 кг/ч Qполн = Qяв+ Qскр = 27+11,321 = 38,32 кВт Qскр = 0,278* Gw*hпар = 0,278* 16*2545,18 = 11321 Вт hпар = 2500+1,8*25,1 = 2545,18 E = 3,6* Qполн/ Gw = 3,6*38,32*1000/16 = 8622 кДж/кг tп = tН + 0,5 = 21,1+0,5= 21,6 С. tу = tп+ Кl*(tр.з. – tп ) = 21,6+1,3*(25,1 – 21,6) = 26,15 C Наносим н h-d диаграмму точку Н, далее на пересечения луча, проведенного вверх из точки Н и изотермой tп, находим точку П, затем проводим через точку П луч процесса E и на пересечении с tу и tв находим точки У и В. Далее заполняем табличку для теплого периода. Gyh = (3,6*Qполн-Gм.о.(hв–hп))/ (hу–hп) = (3,6*38320-9000*(55,4-50,3))/(56,6-50,3) = 14611 кг/ч Gyd = (103*Gw-Gм.о.(dв-dп))/(dy-dп) = (1000*16-9000*(11,5-11))/(11,8-11) = 14375 кг/ч
ХП: tН = -31 С, hн = -30,7 кДж/кг, tв= +18 С Qскр = 0,278* Gw*hпар = 0,278*8*2532 = 5629 Вт Qполн = Qяв+ Qскр = -15+5,63= -9,37 кВт hпар = 2500+1,8*18 = 2532 E = 3,6* Qполн/ Gw = 3,6* -9,37*1000/8 = -4217 кДж/кг dн = (hн+1,005*(- tн))/(2500+1,8*(- tн)) = (-30,7 +1,005*-31)/(2500+1,8*-31) = - 0,025 г/кг Gп = Gyh + Gм.о. =14611 + 9000 = 23611 кг/ч (Gyh принимается по теплому периоду) tп = tв + gradt∙(Hп – 2)-3,6*Qполн/(1,2*c*Gyh) = 18+0,2*(4,2-2)+3,6*9370/(1,2*1,005*14611) = 20,35 C dв = dн + 103* Gw/Gп= -0,025+8000/23611 = 0,314 г/кг Qпод= 0,278*Gп*(hп – hн) = 0,278*23611*(19,8+30,7) = 317759 Вт
Определим воздухообмен из условия разбавления вредного вещества: Сус = Gвр – Gмо*( Ср.з./pр.з.- Сп./pп )/ (Су./pу.- Сп./pп.) pр.з. = 1,2 кг/м3 Ср.з. = Су = ПДКр.з. = 1,12 мг/м3 Сп. = 0,3*1,12 =0,336 мг/м3 Су = Gвр/ (Су./pу.- Сп./pп.) - Gмо = 72*1000/(1,12/1,2-0,336/1,2)-9000 = 101204 кг/ч   Задача №4. Выполнить аэродинамический расчет вентиляционной системы, обслуживающей помещения общественного здания. Воздуховоды прямоугольного сечения изготовлены из оцинкованной тонколистовой стали. В качестве воздухораспределительных устройств используются жалюзийные решетки. Воздухозаборная шахта выполнена из бетонных блоков. Данные для расчета представлены в таблицах 1 и 2, а расчетные аксонометрические схемы – на рисунках 1а и 1б. Номер схемы соответствует номеру приточной камеры (ПК) и принимается студентом по последней цифре номера зачетной книжки (З.К.) Таблица 4.
Таблица 5.
*Значения смежных участков приняты в пределах 4-9 м. Перед выполнением аэродинамического расчета необходимо подобрать жалюзийные решетки для концевых участков. Решетки подбирают по данным таблицы №6, принимая скорость воздуха в живом сечении решетки V0 = 3 – 4 м/с. Решетки подобраны для участков 1, 6, 7, 8. Участок №7. Принимаем значение скорости vрек = 5,0 м/с и по формуле определяем расчетное значение площади поперечного сечения Fр : Fp= L/(3600vрек) = 1100/(3600*5,0) = 0,061 м2 , принимаем стандартный воздуховод bxh = 300x200 мм, F = 0,06 м2. По формуле определяем фактическую скорость воздуха на участке v: v = L/(3600*F)=1100/(3600*0,06) = 5 м/с. Так как на участке №7 установлена приточная решетка, то необходимо ее подобрать. Принимаем скорость воздуха в живом сечении решетки v0 = 3,0 м/с и определяем расчетную площадь живого сечения F0.p: F0.p= 1100/(3600*3,0) = 0,102 м2. По данным табл. 6. подбираем решетку с размерами сторон 825х225 мм, имеющую площадь живого сечения F0 = 0,1190 м2. Определяем фактическую скорость движения воздуха в живом сечении решетки v0: v0 = 1100/(3600*0,1190)=2,56 м/с. Таблица 6. Технические данные приточных регулируемых жалюзийных решеток .
 Рис . Аксонометрическая схема системы вытяжной вентиляции. Аналогично для участков 6 и 1, 8. Уч. 6: bxh = 250x200 мм, F = 0,044 м2, V = 4,4 м/с, решетка с размерами сторон 525х225 мм, F0 = 0,074 м2. Уч. 1: bxh = 200x150 мм, F = 0,027 м2, V = 4,5 м/с, решетка с размерами сторон 825х225 мм, F0 = 0,0585 м2. Уч. 8: bxh = 250x200 мм, F = 0,047 м2, V = 4,7 м/с, решетка с размерами сторон 825х125 мм, F0 = 0,074 м2. Для участков 2, 3, 4, 5 подбор решеток не требуется, параметры воздуховода подбираются аналогично. Скорость, по мере продвижения воздуха к вентилятору, растет. Уч. 3: vрек.2уч. = 6 м/с,bxh = 400x300 мм, F = 0,12 м2,V = 5,56 м/с. Уч.4:vрек.3уч. = 7 м/с,bxh = 400x350 мм, F = 0,14 м2, V = 6,43 м/с. Уч. 2: bxh = 300x150 мм, F = 0,06 м2, V = 5 м/с. Для участка 4 расчет выполняется аналогично, за исключением подбора канала из шлакобетонных плит, вместо оцинкованного воздуховода. Шлакобетонный блок имеет габариты 190x390. Уч.5: vрек.4уч. = 7 м/с, bxh = 390x390 мм, F = 0,152 м2, V = 5,92 м/с. По формуле dv = 2bh/(b + h) определяем эквивалентный по скорости диаметр dvи заносим его значение в графу 6 табл. П.2. По номограммам или таблицам, приведенным в справочной литературе [1,4], определяем значение удельных потерь на трение R, Па/м, и заносим значения в графу 8 табл. П.2 (значения R определяют по фактической скорости движения воздуха на расчетном участке v, м/с, и эквивалентному диаметру dv). Так как участок №5 выполнен из шлакобетонных плит, то по справочным данным [4,16] определяем абсолютную эквивалентную шероховатость стенок kэ = 1,5 мм и в зависимости от скорости v на участке и величины kэ = 1,5 мм по справочным данным [4,16] определяем поправочный коэффициент ш = 1,6. На остальных участках ш = 1,0. Заносим эти данные в графу 9 табл. П.2 и по формуле ртр = Rlшопределяем потери давления на трение ртр. Результаты заносим в графу 10 табл. П.2. Переходим к расчету потерь давления на местных сопротивлениях. Определяем виды местных сопротивлений и по справочным данным определяем значения КМС. Участок № 1: - боковая вытяжная решетка, табличное значение т = 2,0; пересчитываем значение КМС по отношению к скорости воздуха на участке = 2(2,81/4,63)2 = 0,511; - отвод на 90о bxh = 200x150 : = 1*0,24 = 0,48; - тройник на ответвлении (Lo/Lc = 500/1300 = 0,36; Fп/Fc = 0,03/0,12 =0,84; Fo/Fc = 0,03/0,045 = 0,5) о = 0,75; 1 = 0,511 + 0,24 + 0,75 = 1,51. Участок № 2: - тройник на ответвлении (Lo/Lc = 1300/2400 = 0,54; Fп/Fc = 0,12/0,12 =1; Fo/Fc = 0,06/0,012 = 0,5) о = 0,82; 2 =0,82 Участок №3: - тройник проходной (Lo/Lc = 2400/3240 = 0,65; Fп/Fc = 0,12/0,14 =0,86; Fo/Fc = 0,06/0,14 = 0,43) п = 0,31; - отвод на 90о bxh = 400x300 : = 0,34 3 = 0,65. Участок №4: - отвод на 90о bxh = 400x350 : = 0,33 4= 0,33. Участок №5: - диффузор пирамидальный за центробежным вентилятором (так как вентилятор еще не подобран, то принимаем = 15о , F5/F0 = 1,5, = 0,23; - вытяжная шахта с зонтом по серии 1.494-32 = 1,15 -отвод на 90 1 шт. =1*0,33 = 0,66; 5= 0,23 + 1,15 +0,33= 2,04. Участок №6: - боковая вытяжная решетка, табличное значение т = 2,0; пересчитываем значение КМС по отношению к скорости воздуха на участке = 2(2,72/4,94)2 = 0,513; - отвод на 90о bxh = 300x150 : = 0,24; - тройник на ответвлении (Lo/Lc=800/1300=0,58; Fп/Fc = 0,045/0,12 = 0,45; Fo/Fc = 0,03/0,045 = 0,6) по таблицам для вытяжных тройников определяем для ответвления о = 0,97. 6 = 0,513 + 0,24 + 0,97 = 1,723. Участок №7: - боковая вытяжная решетка, табличное значение т = 2,0; пересчитываем значение КМС по отношению к скорости воздуха на участке = 2(3,15/5)2 = 0,96; - отвод на 90о bxh = 300x200 : = 0,24 - тройник проходной (Lo/Lc=1100/2400=0,46; Fп/Fc = 0,06/0,12 = 0,5; Fo/Fc = 0,06/0,12 = 0,5) по таблицам для вытяжных тройников определяем для прохода п = 0,65. 7 = 0,96 + 0,24 + 0,65 = 1,85. По формуле v2 Z = , 2 рассчитываем потери давления на местных сопротивлениях и заносим данные в графу 13 табл. П.2. далее по формуле руч = ртр + Z, рассчитываем потери давления на участках вентиляционной сети. Результаты заносим в графу 14 табл. П.2. Суммируя потери давления на участках магистрали, определяем потери давления в сети. Результаты заносим в графу 15 табл. П.2. рсети = 202,44 Па. Далее приступаем к увязке ответвлений. По формуле р = [(рм - ротв)/ рм ]100, %, рассчитываем величину невязки для всех ответвлений и записываем эти данные в «пустые» строки табл. П.2. На участках, где невязки превышает 10 % устанавливаем диафрагмы. Для этого по формуле др = (рм - ротв)/рдот , определяем расчетное значение коэффициента местного сопротивления диафрагмы, округляем его до ближайшего табличного значения и по справочным таблицам [4,16] определяем размеры отверстия диафрагмы. Эти данные также представлены в «пустых» строках табл. П.2 Таблица. Аэродинамический расчет систем вентиляции.
Продолжение таблицы.
Подбираем вентилятор для прямоугольного сечения MUB/T 042 450EC. Задача №6. Рассчитать калориферную установку и выполнить схему обвязки калориферов. Исходные данные для расчета представлены в табл.8.: Gв – расход нагреваемого воздуха; tн, tк – соответственно начальная и конечная температура нагреваемого воздуха; tг – tо – температура теплоносителя - воды в тепловой сети. Таблица 8. Исходные данные к задаче №6.
Решение: 1. Задаваясь рекомендуемой массовой скоростью воздуха (v), кг/(м2с), (для современных отечественных калориферов (v) = 4 кг/(м2с)), определяем необходимую расчетную площадь фронтального сечения калориферов по воздуху fвр, м2: fвр = G/3600/(v) = 70000/3600/4 = 4,86 м2. 2. Пользуясь техническими данными о калориферах [4] и исходя из необходимой площади фронтального сечения fвр , подбираем номер и число параллельно устанавливаемых калориферов nф . Число калориферов должно быть минимальным. Принимаем калорифер КСК4-11, fв.1 = 1,666 м2, nф = 3. Определяем фактическую массовую скорость движения воздуха в калориферах (v) = G/3600/(nфfв.1) = 70000/3600/(3*1,666) = 3,89 кг/(м2с) 3. Определяем расчетную тепловую мощность установки Q, Вт: Q = 0,278Gсpв(tк – tн) = 0,278*70000*1,005*(21 + 28) = 958308 Вт. 4. Определяем расход воды в калориферной установке Gw, кг/ч: Gw = 3,6Q/cpw/(tг – tо) = 3,6*958308/4,19/(130 – 70) = 13723 кг/ч. 5. Задаваясь числом калориферов параллельно соединенных по теплоносителю nw, определяем скорость движения воды в трубках калорифера w, м/с: w = Gw/3600/w/fw/nw = 13723/3600/955/0,00341/2 = 0,585 м/с. 6. По массовой скорости воздуха (v) и скорости движения воды в трубках w, используя справочные данные для калориферов [4], определяем коэффициент теплопередачи калорифера К = 47 Вт.(м2К), и рассчитываем площадь поверхности теплообмена Fнр, м2: Fнр = Q/[K(tг + tо)/2 – (tн + tк )/2]= 958308/[47*(130+70)/2-(-28+21)/2] = 204 м2. 7. Определяем расчетное число калориферов в калориферной установке Np : Np = Fнр/fн.1 = 204/110,05= 1,85 Nу = 2. Рассчитываем запас поверхности нагрева Fн ,%, Fн = [(fн.1Nу – Fнр)/(Fнр)]100 = [(110,05*2 – 204)/204]*100 = 8.02 %. Величина запаса не должна превышать 10 %, т.е. запас находится в допустимом пределе. 8. По справочным таблицам [4], зная массовую скорость воздуха, определяем аэродинамическое сопротивление одного калорифера рв.1, Па, и рассчитываем аэродинамическое сопротивление калориферной установки: рв = рв.1(Nу/nф) = 94,15*(2/2) = 94,15 Па. 9. Определяем гидравлическое сопротивление калориферной установки рw, кПа: рw = (Nу/nw)A*w2 = (2/2)*37,15*(0,59)2 = 12,9 кПа. где А = 37,15 – коэффициент гидравлического сопротивления, определяемый по справочным данным для выбранного калорифера [4].  Рисунок .Схема обвязки калориферов. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||