Проектирование и расчет механической вентиляции

Вентиляцию воздуха предусматривают для обеспечения установленных санитарными и техническими нормами метеорологических условий и чистоты воздуха в помещениях зданий и сооружений. Цель вентиляции – удаление токсических и пожаро- и взрывоопасных загрязнений или разбавление их до безвредной и безопасной концентрации, допустимой санитарно-гигиеническими и пожарными нормами. Вентиляцию с механическим побуждением следует проектировать если требуемые метеорологические условия и чистота воздуха в помещениях не могут быть обеспечены вентиляцией с естественным побуждением.

Количество воздуха для одного источника пыли определяется по формуле:

L₁= V_П × F_П, (35)

где L₁ – требуемое количество воздуха для удаления пыли от источника, м³/ с;

V_П - скорость воздуха в проеме м /с;

F_П – площадь проема, м²;

Если по заданию имеется несколько источников выделения пыли, то количество воздуха, проходящего по каждому из участков воздуховода, определяется как сумма количества воздуха от каждого источника, т.е. L₂ = 2 L₁, L₃ = 3 L₁, т.д.

Производительность вентилятора L_В (м³ / ч) определяется:

L_В = 3600×1,1 L₁ × n, (36)

n – количество источников пыли.

Для выбора вентилятора кроме необходимого количества воздуха нужно знать потери давления в сети, которое должен преодолеть вентилятор.

Потери давления складываются из потерь давления на трение на прямолинейных участках воздуховода и из местных потерь на поворотах, расширениях, сужениях и т.д.

Потери давления Р (Па) при соблюдения одинаковой скорости в воздуховоде определяется по формуле:

Р = (l₁ + l₂ + …….+ l _n ) , (37)

где l₁, l₂, ….l _n – соответственно участки воздуховода от дальнего источника пыли до вентилятора, м;

λ – коэффициент трения;

- коэффициент местного сопротивления;

P_В – плотность воздуха равна 1,2 кг/м³;

V_В – скорость воздуха в воздуховоде, м/с;

d ₁, d₂ ….d_n – соответственно диаметры воздуховодов на участках l₁, l₂…l_n.

Диаметры участков воздуховода d ₁, d₂ ….d_n определяются исходя из условия равенства скорости V_В. Для определения диаметров следует определить площади F₁, F₂, …Fn участков воздуховода по формуле:

F = L / V_В, (38)

где L – соответственно L₁, L₂…..Ln

Зная площади, диаметры d ₁, d₂ ….d_n определяются по формуле:

d _i = / π (39)

зная количество воздуха, перемещаемого по сети воздуховодов в единицу времени, и величину полного давления Р, подбирают центробежный вентилятор по аэродинамическим характеристикам (рисунок 3, а-г).

Например требуется подобрать центробежный вентилятор производительностью L_В=3000 м³/ч при полном расчетном давлении Р= 300 Па. На пересечении вертикальной прямой, соответствующей производительности L_В=3000 м³/ч, с горизонтальной прямой, соответствующей давлению Р = 3000 Па, показана требуемая производительность в точке А, которая лежит близко к кривой частоты вращения колеса n= 1200 мин^-1 при окружной скорости вращения ν= 30м/с и КПД _В= 0,75

Например требуется подобрать центробежный вентилятор производительностью L_В=3000 м³/ч при полном расчетном давлении Р= 300 Па. На пересечении вертикальной прямой, соответствующей производительности L_В=3000 м³/ч, с горизонтальной прямой, соответствующей давлению Р = 3000 Па, показана требуемая производительность в точке А, которая лежит близко к кривой частоты вращения колеса n= 1200 мин^-1 при окружной скорости вращения ν= 30м/с и КПД _В= 0,75

Рисунок 3 – Аэродинамическая характеристика вентиляторов:

а- Ц4-70 №4; б- Ц4-70 №5; в – Ц4-70 №8; г- Ц4-70 № 10

Тип электродвигателя в зависимости от окружающей среды и класса взрыво- и пожароопасности выбирается по исполнению закрытый: АО, АОЛ, АОС, АОЭ и другие, или взрывонепроницаемый: ВАО, ВАКР, КО, КОМ, КОМФ, АСВ.Необходимая установочная мощность на валу электродвигателя определяется по формуле:

N= ×10^-6, (40)

где- L_В - производительность вентилятора, м³/ч;

P - развиваемое давление, Па;

К_З – коэффициент запаса (таблица 4);

_В – КПД вентилятора (рисунок 3);

_П – КПД клиномерной передачи принимают равным 0,95.

Таблица 4 – Коэффициенты запаса К_З

Мощность на валу электродвигателя, кВт	Коэффициент запаса КЗ для вентилятора
центробежного	осевого
До 0,5	1,50	1,20
От 0,51 до 1,0	1,30	1,15
От 1,01 до 2,0	1,20	1,10
От 2,0 до 5,0	1,15	1,05
Свыше 5,0	1,10	1,05