Контрольная работа №1 Расчет системы вентиляции. Пожарная безопасность в строительстве котнтрольная работа. Пожарная безопасность в строительстве

• Название: Пожарная безопасность в строительстве
• Анкор: Контрольная работа №1 Расчет системы вентиляции
• Дата: 14.01.2023
• Размер: 274.19 Kb.
• Имя файла: Пожарная безопасность в строительстве котнтрольная работа.docx
• Тип: Документы; #886466

МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ

ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОН, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ

И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ
АКАДЕМИЯ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ СЛУЖБЫ

Институт заочного и дистанционного обучения

Кафедра: «Пожарная безопасность в строительстве» Дисциплина: «Пожарная безопасность в строительстве»
Выполнил:


Проверил:

Москва – 2023

Задача. Определить требуемые параметры (расход и давление) вытяжной вентиляционной системы, схема которой приведена на рис.1. Воздуховоды систем выполнены прямоугольного сечения из листовой стали с коэффициентом, учитывающим шероховатость стенок, равным β_ш=1. Коэффициент сопротивления трения λ, равен 0,02. Удаляемой средой является воздух. При определении коэффициентов местных сопротивлений принимать:

• 
  вытяжные насадки выполнены в виде прямого канала с сеткой F_вх/F=0,9;
  
• 
  дроссель клапан (количество створок равно 1) открыт α_д.к.=0^о;
  
• 
  отводы выполнены под углом 90^о, отношение радиуса поворота к диаметру отвода R_п/d=1,5;
  
• 
  вытяжные тройники выполнены под углом 90^о;
  
• 
  на воздуховодах установлены противопожарные нормально-открытые клапаны КЛОП-1;
  
• 
  диффузоры с переходом с прямоугольного сечения на круглое выполнены со следующими соотношениями F₀/F₁=0,4 и α_.=20^о;
  
• 
  выброс воздуха осуществляется через шахту с зонтом h_ш/d=0,6.
  

Рис. 1. Аксонометрическая схема вытяжной вентиляционной установки
Решение. Расчёт выполнен для вентиляционной системы, аксонометрическая схема которой и исходные данный по участкам приведены на рис.1. Воздух удаляется с температурой 20^оС и барометрическим давлением 10⁵ Па, поэтому значения коэффициентов k₁ и k₂ равны 1. Коэффициент кинематической вязкости воздуха равен  = 15,0610^-6 м²/с. Расчёт выполняется по каждому участку вентиляционной системы.

1. 
   Определяем потери давления на участках вентиляционной системы.
   

Участок1

1. 
   Определяем скорость движения воздуха в воздуховоде на 1 участке:
   

2. 
   Определяем эквивалентный диаметр:
   

3. 
   Определяем динамическое давление и удельные потери давления на 1 м длины воздуховода:
   

4. 
   Определяем сумму коэффициентов местных сопротивлений на участке.
   

Прямойканалссеткой. Согласно п.1.1 прил.1 (рис.1.1) при F_вх/F=0,9 коэффициент местного сопротивления ζ_вх=1,14.

Дроссель-клапан. Согласно п.1.2 прил.1 (рис.1.2) при α_д.к.=0^о коэффициент местного сопротивления ζ_д.к.=0,04.

Отвод прямоугольного сечения под углом 90^о. Согласно п.1.3 прил.1 (рис.1.3) при R_п/d=1,5 коэффициент местного сопротивления ζ_отв.=0,17.

Противопожарныйклапан. Согласно п.1.5 прил.1 (рис.1.5) при внутреннем сечении клапана a·b=400·350 мм коэффициент местного сопротивления ζ_кл.=0,53.

Вытяжнойтройник-проход. Согласно п.1.9 прил.1 (рис.1.9) при

F_П/F_C = F₁/F₂ = 0,4*0,35/0,45*0,4 ≈ 0,8

F_О/F_C = F₅/F₂ = 0,4*0,35/0,45*0,4 ≈ 0,8

L_О/L_C = L₅/L₂ = 2850/5800 ≈ 0,5

коэффициент местного сопротивления ζ_тр-пр.=0,5.

Находим сумму коэффициентов местных сопротивлений на участке:

_₁  _ВХ_{Д.К /}2 _ОТВ_КЛ_{ТР ПР}  1,14  0,04  2  0,170,53 0,5  2,55

5. 
   Определяем потери давления на участке.
   

Потери давления на участке ΔР_уч, Па, определяются по формуле:

Участок2

1. 
   Определяем скорость движения воздуха в воздуховоде на 2 участке:
   

2. 
   Определяем эквивалентный диаметр:
   

3. 
   Определяем динамическое давление и удельные потери давления на 1 м длины воздуховода:
   

4. 
   Определяем сумму коэффициентов местных сопротивлений на участке.
   

Отвод прямоугольного сечения под углом 90^о. Согласно п.1.3 прил.1 (рис.1.3) при R_п/d=1,5 коэффициент местного сопротивления ζ_отв.=0,17.

Вытяжнойтройник-проход. Согласно п.1.9 прил.1 (рис.1.9) при

F_П/F_C = F₂/F₃ = 0,45*0,4/0,5*0,5 ≈ 0,65

F_О/F_C = F₆/F₃ = 0,4*0,4/0,5*0,5 ≈ 0,6

L_О/L_C = L₆/L₃ = 3100/8900 ≈ 0,4

коэффициент местного сопротивления ζ_тр-пр.=0,5, а сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке:

_ ₂  _ОТВ _ТРПР. 0,17  0,5  0,67

5. 
   Определяем потери давления на участке.
   

Потери давления на участке ΔР_уч, Па, определяются по формуле:

Участок3

1. 
   Определяем скорость движения воздуха в воздуховоде на 3 участке:
   

2. 
   Определяем эквивалентный диаметр:
   

3. 
   Определяем динамическое давление и удельные потери давления на 1 м длины воздуховода:
   

3.4. Определяем сумму коэффициентов местных сопротивлений на участке.

Отвод прямоугольного сечения под углом 90^о. Согласно п.1.3 прил.1 (рис.1.3) при R_п/d=1,5 коэффициент местного сопротивления ζ_отв.=0,17.

Противопожарныйклапан. Согласно п.1.5 прил.1 (рис.1.5) при внутреннем сечении клапана a·b=500·500 мм коэффициент местного сопротивления ζ_кл.=0,36.

Диффузор с переходом с прямоугольного сечения на круглое. Согласно п.1.8 прил.1 (рис.1.8) при F₀/F₁=0,4 и α_.=20^о коэффициент местного сопротивления ζ_дифф.=0,18.

Сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке:

_ ₃ 3  _ОТВ _КЛ _ДИФФ  3  0,17  0,36  0,18  1,05

3.5. Определяем потери давления на участке.

Потери давления на участке ΔР_уч, Па, определяются по формуле:

Участок4

1. 
   Определяем скорость движения воздуха в воздуховоде на 4 участке:
   

4.2. Определяем эквивалентный диаметр:



4.3. Определяем динамическое давление и удельные потери давления на 1 м длины воздуховода:

4. 
   Определяем сумму коэффициентов местных сопротивлений на участке.
   

Шахта с зонтом. Согласно п.1.7 прил.1 (рис.1.7) при h_ш/d=0,6 коэффициент местного сопротивления ζ_ш.=1,1.

Диффузор с переходом с прямоугольного сечения на круглое. Согласно п.1.8 прил.1 (рис.1.8) при F₀/F₁=0,4 и α_.=20^о коэффициент местного сопротивления ζ_дифф.=0,18.

Сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке:

_ ₄  _Ш.  _ДИФФ.  1,1  0,18  1,28

4. 
   Определяем потери давления на участке:
   

Потери давления на участке ΔР_уч, Па, определяются по формуле:

Участок5

5.1. Определяем скорость движения воздуха в воздуховоде на 5 участке:


5.2. Определяем эквивалентный диаметр:



5.3. Определяем динамическое давление и удельные потери давления на 1 м длины воздуховода:




5.4. Определяем сумму коэффициентов местных сопротивлений на участке.

Прямойканалссеткой. Согласно п.1.1 прил.1 (рис.1.1) при F_вх/F=0,9 коэффициент местного сопротивления ζ_вх=1,14.

Дроссель-клапан. Согласно п.1.2 прил. (рис.1.2) при α_д.к.=0^о коэффициент местного сопротивления ζ_д.к.=0,04.

Отвод прямоугольного сечения под углом 90^о. Согласно п.1.3 прил.1 (рис.1.3) при R_п/d=1,5 коэффициент местного сопротивления ζ_отв.=0,17.

Противопожарныйклапан. Согласно п.1.5 прил.1 (рис.1.5) при внутреннем сечении клапана a·b=400·350 мм коэффициент местного сопротивления ζ_кл.=0,53.

Вытяжной тройник-боковое ответвление. Согласно п.1.10 прил.1 (рис.1.10) при

F_П/F_C = F₁/F₂ = 0,4*0,35/0,45*0,4 ≈ 0,8

F_О/F_C = F₅/F₂ = 0,4*0,35/0,45*0,4 ≈ 0,8

L_О/L_C = L₅/L₂ = 2850/5800 ≈ 0,5

коэффициент местного сопротивления ζ_тр-пр.=0,5.

Находим сумму коэффициентов местных сопротивлений на участке:

_ ₅  _ВХ_Д.К _ОТВ_КЛ_{ТРБ.О.}1,14  0,04  0,17  0,53  0,5  2,38

5.5. Определяем потери давления на участке:

Потери давления на участке ΔР_уч, Па, определяются по формуле:

Участок6

6.1. Определяем скорость движения воздуха в воздуховоде на 5 участке:


6.2. Определяем эквивалентный диаметр:



6.3. Определяем динамическое давление и удельные потери давления на 1 м длины воздуховода:




6.4. Определяем сумму коэффициентов местных сопротивлений на участке.

Прямойканалссеткой. Согласно п.1.1 прил.1 (рис.1.1) при F_вх/F=0,9 коэффициент местного сопротивления ζ_вх=1,14.

Дроссель-клапан. Согласно п.1.2 прил. (рис.1.2) при α_д.к.=0^о коэффициент местного сопротивления ζ_д.к.=0,04.

Отвод прямоугольного сечения под углом 90^о. Согласно п.1.3 прил.1 (рис.1.3) при R_п/d=1,5 коэффициент местного сопротивления ζ_отв.=0,17.

Противопожарныйклапан. Согласно п.1.5 прил.1 (рис.1.5) при внутреннем сечении клапана a·b=400·400 мм коэффициент местного сопротивления ζ_кл.=0,46.

Вытяжной тройник-боковое ответвление. Согласно п.1.10 прил.1 (рис.1.10) при

F_П/F_C = F₂/F₃ = 0,45*0,4/0,5*0,5 ≈ 0,65

F_О/F_C = F₆/F₃ = 0,4*0,4/0,5*0,5 ≈ 0,6

L_О/L_C = L₆/L₃ = 3100/8900 ≈ 0,5

коэффициент местного сопротивления ζ_тр-пр.=0,9.

Находим сумму коэффициентов местных сопротивлений на участке:

_ ₅  _ВХ_Д.К 2*_ОТВ_КЛ_{ТРБ.О.}1,14  0,04 2* 0,17  0,46  0,9  2,88

6.5. Определяем потери давления на участке:

Потери давления на участке ΔР_уч, Па, определяются по формуле:

Полученные результаты запишем в таблицу аэродинамического расчёта.

№ уч-ка	L, м3/ч	l , м	Сечение, м		V, м/с	Рд, Па	R, Па/м	Σζ	Рм, Па	Рл, Па	Руч, Па
			а	в
1	2950	7	0,4	0,35	5,85	20,53	1,1	2,55	52,35	7,7	60,05
2	5800	3	0,45	0,4	8,95	48,06	2,27	0,67	32,2	6,81	39,01
3	8900	6	0,5	0,5	9,89	58,69	2,35	1,05	61,63	14,1	75,73
4	8900	3	0,45	0,45	12,21	89,45	3,98	1,28	114,5	11,94	126,44
5	2850	5	0,4	0,35	5,66	19,22	1,04	2,38	45,74	5,2	50,94
6	3100	7	0,4	0,4	5,38	17,37	0,87	2,88	50,03	6,09	56,12

7. Выбираем магистральную линию системы.

В данной системе магистральной линией могут быть следующие последовательно соединённые участки: 1-2-3-4; 5-2-3-4; 6-3-4.

Наибольшие потери давления в линии 1-2-3-4:

ΔP_маг = 60,05+39,01+75,73+126,44 = 301,23 Па.

8. Производим увязку параллельных участков 1 и 5. Потери давления на участке 1 должны быть равны потерям давления на участке 5 (допускается расхождение не более 10%). Фактическое расхождение потерь давления по отношению к участку с большими потерями равно:

; то есть на участке 5 необходимо установить дополнительное сопротивление в виде дроссель-клапана, диафрагмы и т.п. Требуемый коэффициент местного сопротивления равен:

.

Увязку производим путём закрытия заслонки дроссель-клапана, установленного на участке 5. С учётом коэффициента сопротивления дроссель-клапана при α_д.к.=0^о (ζ_д.к.=0,04), который учитывался в расчёте, общий коэффициент сопротивления клапана должен быть равным ζ_д.к.=0,51. Угол закрытия заслонки дроссель-клапана определяем по п.1.2 прил.1, α_д.к.= 15^о.

9. Производим увязку параллельных линий, состоящих с одной стороны из участков 5 и 2, а с другой – из участков 6 (участок 1 уже увязывался). Фактическое расхождение потерь давления по отношению к участку с большими потерями равно:

; то есть на участке 6 необходимо установить дополнительное сопротивление в виде дроссель-клапана, диафрагмы и т.п. Требуемый коэффициент местного сопротивления равен:

.

Увязку производим путём закрытия заслонки дроссель-клапана, установленного на участке 5. С учётом коэффициента сопротивления дроссель-клапана при α_д.к.=0^о (ζ_д.к.=0,04), который учитывался в расчёте, общий коэффициент сопротивления клапана должен быть равным ζ_д.к.=1,99. Угол закрытия заслонки дроссель-клапана определяем по п.1.2 прил.1, α_д.к.= 25^о.

10. 
    Определяем требуемые параметры вентилятора.
    

Требуемое давление вентилятора равно Р_ТР = 1,1 * ΔР_маг = 1,1 * 301,23 = = 331,35 Па.

Требуемый расход воздуха равен L_ТР = 1,1 * L_сист = 1,1 * 8900 = 9790 м³/ч.