Сопротивление_в_вытяжном_зонте

Сопротивление_в_вытяжном_зонте

2.3 Аэродинамический расчет вентиляционной системы

Пример. Произвести аэродинамический расчет вытяжной вентиляционной системы, схема которой приведена на рисунке 2.1, подобрать вентилятор и электродвигатель.

Удаляемой средой является воздух. Воздуховоды системы выполнены круглыми из листовой стали с коэффициентом, учитывающим шероховатость стенок, находящимся в пределах значений βш= 12.

Рисунок 2.1 — Аксонометрическая схема вытяжной вентиляционной установки

При определении коэффициентов местных сопротивлений принято, что:

а) вытяжные насадки выполнены в виде трубы с сеткой Fвх / F = 0,41;

б) дроссель-клапан открыт αдк = 0 о ;

в) отводы выполнены под углом 90 о , отношение радиуса поворота к диаметру отвода Rп/d = 11,5;

г) вытяжные тройники выполнены под углом 30°;

д) выброс воздуха осуществляется через шахту с зонтом hш/d = 0,11.

Решение. Расчет выполнен для вентиляционной системы, аксонометрическая схема которой и исходные данные по участкам приведены на рисунке 2.1. Воздух удаляется с температурой 20°С и барометрическим давлением 10 5 Па, поэтому значения коэффициентов К1 и К2 в формуле (2.1) равны 1, согласно приложению Д. Коэффициент, учитывающий шероховатость стенок воздуховодов βш может быть определен по таблице приведенной в приложении Ж. При решении данной задачи βш принят равным 1. Расчет выполняется по каждому участку вентиляционной системы.

Определяются удельные потери давления на 1 м длины воздуховода, скорость и динамическое давление при L1 = 1440 м 3 /ч, d1= 280 мм (по приложению К).

Определение суммы коэффициентов местных сопротивлений на участке.

Вход в трубу с сеткой. Согласно п.Л.1 приложения Л (рисунок Л.1) при Fвх/F = 0,8 коэффициент местного сопротивления ξвх = 1,32;

Дроссель-клапан. Согласно п.Л.8 приложения Л (рисунок Л.8) при αд.к =0° коэффициент местного сопротивления ξдк = 0,05.

Отвод круглого сечения. Согласно п.Л.5 приложения Л (рисунок Л.5) при αотв = 90° и Rп/d= 1,5 коэффициент местного сопротивления ξотв = 0,17.

Вытяжной тройник-проход. Согласно п.Л.9 приложения Л (рисунок Л.9) при αтр = 30° и соотношениях параметров конструкции и расходов перемещаемой среды:

коэффициент местного сопротивления ξ тр.пр = 0, а сумма коэффициентов местных сопротивлений ∑ξ1= ξвхдк + 2ξотв + ξтр.пр = 1,32 + 0,05 + 2 · 0,17 + 0 = 1,71.

Определение потерь давления на участке по формуле (2.1):

P1 = 1 · 1 · 1,74 · 6 + 1 · 1,71 · 25,3 = 53,7 Па.

На последующих участках определяются суммы коэффициентов местных сопротивлений, а значения удельных потерь давления, скорости, динамического давления Рд Па, из приложения К заносятся в общую таблицу результатов аэродинамического расчета (таблица 2.2).

Читайте также:  Как_перемотать_якорь_пылесоса

Т а б л и ц а 2.2 – Результаты аэродинамичесого расчета

Сопротивление в вытяжном зонте

Вытяжные зонты устанавливаются над оборудованием с устойчивым конвективным потоком, а также над пылящим и газовыделяющим оборудованием. С поверхности источника вредных выделений, имеющего температуру выше температуры атмосферы цеха, поднимается конвективный поток, обусловленный разностью плотностей нагретых и холодных газов или паров. Эти потоки захватывают частицы пыли, пары и образующиеся газы и уносят их вверх от нагретой поверхности [4, 6].

На рисунке 4.2 показана схема зонта для улавливания вредных выделений. Эффективность работы вытяжного зонта зависит от количества удаляемого воздуха L и скорости W отсасывания смеси газов и тонкодисперсной пыли (сравнение с рекомендованной W для определенной группы вредных веществ), а также от расстояния зонта от теплогазопылевыделяющей поверхности Н и угла раскрытия зонта a (обычно a £ 60°).

Рисунок 4.2 — Схема вытяжного зонта

Исходя из практических данных габаритные размеры зонта (длина и ширина) принимаются на 0,2 м больше размеров источника вредных выделений.

Эффективная работа вытяжного зонта обеспечивается при расходе удаляемого воздуха от теплогазоисточника:

L = (43·H/Dэкв + 0,65) ·Q 1/3 ·D 5/3 ·K v· K , (4.3)

где: L — расход удаляемого воздуха от теплогазоисточника, м 3 /ч;

Н — расстояние от зонта до теплогазопылевыделяющей поверхности, м;

— эквивалентный диаметр источника выделений, м;

Kv – поправочный коэффициент на подвижность воздуха помещения;

Ks — поправочный коэффициент на наличие газовой составляющей в конвективном потоке;

Q – количество конвективной теплоты, теряемой источников теплогазовыделений:

, (4.4)

где: t – разность температур источника вредных выделений и воздуха рабочего

Fист – площадь поверхности источника выделений, м 2 .

Экспериментально установлено, что оптимальная высота установки рабочего сечения зонта от источника должна быть (0,2-0,4)·Dэкв. При установке вытяжных зонтов на высоте (0,4-0,8)·Dэкв необходимо в расчетную формулу (2.3) вводить коэффициент, характеризующий подвижность воздуха помещения Kv. Установка зонта на расстоянии более 0,8·Dэкв (при любых расходах воздуха) сопровождается нерациональным режимом с частичным улавливанием конвективной струи и сопутствующих газов. Эквивалентный диаметр источника выделений , м:

(4.5)

где: – эквивалентный диаметр источника выделений, м;

Fист – площадь поверхности источника выделений, м 2 .

Коэффициент Kv можно определить по графику на рисунке 2.3 зависимости от скорости движения воздуха в помещении wп и параметра А:

, (4.6)

Зная значение коэффициента Kv из таблицы 2.5 можно найти коэффициент Ks.

Таблица 4.5 — Значения коэффициента Ks в зависимости от Kv

Читайте также:  Сосна_варелла_на_штамбе
Kv 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00
Ks 1,20 1,23 1,27 1,30 1,33 1,37 1,40

В зависимости от класса опасности выделяющихся газов должно меняться значение средней скорости в плоскости приемного сечения зонта Wср, м/с, определяемой по формуле:

где Wср — средняя скорость в плоскости приемного сечения зонта, м/с;

Fзонт = A·В – площадь сечения зонта, м 2 .

Рисунок 4.3 — Поправочный коэффициент kv на подвижность воздуха

в помещении при А: 1 — 2,0; 2 –1,0; 3 –0,5; 4 –0,38; 5 –0,25; 6 –0,19.

Рекомендованное значение скорости отсоса воздуха для различных вредных веществ представлена в таблице 4.6.

Таблица 4.6 — Рекомендованная скорость отсоса воздуха для различных вредных веществ [7]

Группа веществ ПДК, мг/м 3 W, м/с
I – чрезвычайно опасные £0,1 1,75-2,00
II – особо опасные 0,1-1,0 1,50-1,75
III – умеренно опасные 1,0-10,0 1,00-1,50
IV – мало опасные Более 10,0 0,75-1,00

Выбор вентилятора производится с учетом необходимого напора и производительности по формуле (4.2).

Сопротивление в вытяжном зонте

Алгоритм расчёта вытяжного зонта

Вытяжные зонты устанавливаются над оборудованием с устойчивым конвективным потоком, а также над пылящим и газовыделяющим оборудованием. С поверхности источника вредных выделений (рисунок 1), имеющего температуру tп (выше температуры воздуха в помещении tв), поднимается конвективный поток тепловой струи, обусловленный разностью плотностей нагретого и холодного воздуха. Этот поток захватывает частицы пыли, пары и образующиеся газы и уносит их вверх к вытяжному зонту.

Рисунок 1 Схема вытяжного зонта

1 — источник вредных выделений; 2 — бетонное основание; 3 — зонт

Создать математическую модель вытяжного зонта, установленного над источником пылегазовыделения, чтобы создать в рабочей зоне помещения концентраций выделяющихся вредных веществ не превышающих ПДК, путем расчёта параметров зонта.

— диаметр или размеры источника вредных выделений — d, или a и·b, м;

— температура источника tп , °С;

— предельно допустимая концентрация ПДК, мг/м 3 .

Эффективность работы вытяжного зонта оценивается по скорости движения воздуха в расчётном сечении вытяжного зонта, через которое к тепловой струе подтекает окружающий воздух. Расчётное сечение вытяжного зонта можно определить как боковую поверхность усеченной пирамиды (усеченного конуса), основание которой — площадь приёмного сечения (зеркало) зонта. Сечение пирамиды (конуса) — поверхность выделения вредных веществ.

Для определения скорости движения воздуха в расчётном сечении и площадь расчётного сечения зонта необходимо выполнить следующие вычисления.

Если источник выделения вредных веществ имеет прямоугольную форму, то необходимо определить эквивалентный диаметр источника

Для источников выделения вредных веществ, имеющих в сечении круг

Читайте также:  Бортовая_удочка_на_леща_оснастка_схема

Выбрать расстояние h (см. рисунок 1) от поверхности тепловыделений до зеркала зонта из соотношения

Определить площадь зеркала зонта Fзонт по формуле:

Определить эквивалентный радиус зеркала зонта по формуле:

Определить площадь расчётного сечения зонта Fр , которая равна площади боковой поверхности усеченного конуса с радиусом основания rз и радиуса сечения r

Температура воздуха в помещении в зависимости от температуры источника (таблица 2).

Таблица 2 — Температура воздуха в помещении tв в зависимости от температуры источника.

tn , °С 500-800 801-1000 1001-1300 1301-1600
tв , °С 21-23 24-26 27-28 29-31

Рассчитать коэффициент теплопередачи конвекции αк, Вт / м 2. К:

Площадь источника вредных выделений F

— для прямоугольного сечения

— для круглого сечения

Рассчитать конвективный тепловой поток струи:

Определить осевую скорость восходящей тепловой струи Vz, на расстоянии Z от полюса по формуле

Зависимость коэффициента η от угла раскрытия зонта α представлены на рисунке 2.

Рисунок 2 — Зависимость коэффициента η от угла раскрытия зонта

При α = 60º коэффициент η = 1. При максимальном угле раскрытия зонта α = 120º — минимальная металлоемкость зонта, но Vc — мала

Средняя скорость в плоскости приёмного сечения зонта Vc зависит от скорости Vz и угла раскрытия зонта α:

Определить по рисунку 3 скорость движения воздуха в расчётном сечении зонта ωg для вредного вещества, при которой в воздухе помещения концентрация вредного вещества не превышает ПДК

Рисунок 3 — Зависимость ωg , от ПДК вредного вещества

Параметр А определяется по формуле

Определить поправочный коэффициент на подвижность воздуха в помещении Kv по рисунку 4 в зависимости от скорости движения воздуха в помещении wg и параметра А.

Рисунок 2.4 — Поправочный коэффициент Kv на подвижность воздуха в помещении при А: 1 — 2,0; 2 — 1,0; 3 — 0,5;4 — 0,38; 5 — 0,25; 6 — 0,19

Определить поправочный коэффициент на наличие газовой составляющей в конвективном потоке Kσ (таблица 3)

Таблица 3 — Значение коэффициента Kσ в зависимости от Kv

Kv 1 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
Kσ 1,2 1,23 1,27 1,3 1,33 1,37 1,4

Расход воздуха через плоскость приёмного сечения зонта находится по формуле

Расход воздуха через расчётное сечение зонта L1 принимаем равным расходу воздуха через приёмное сечение зонта L2.

Скорость движения воздуха в расчётном сечении зонта

Сравнить скорости движения воздуха ω с минимально допустимой скоростью в расчётном сечении ωg. Если ω 3 /ч.

Экранная форма программы выглядит следующим образом:

Ссылка “Возврат на один уровень вверх” осуществляет переход на предыдущую страницу.

Ссылка на основную публикацию
Современные_трюмо_с_зеркалом_фото
Популярные модели трюмо с зеркалом в спальню, их преимущества Трюмо – это роскошный предмет мебели, пользующийся популярностью среди девушек и...
Снегоход_из_мотороллера_муравей_своими_руками_чертежи
Как своими руками сделать снегоход на базе разных двигателей В регионах с большими снегопадами зимой использовать двухколесный транспорт нецелесообразно. Но...
Собираем_чпу_станок_своими_руками
Как собрать самодельный фрезерный станок с ЧПУ + Чертежи и схемы! Возможно, меня уволят за это! Я давно хотел разместить...
Соединение_лаг_по_длине
Как сделать расчет лаг пола – возможные варианты Среди современных материалов для обустройства напольного покрытия деревянные полы занимают одно из...
Adblock detector