Микроклимат производственных помещений

Воздухообмен, м3/ч, необходимый для поддержания температуры воздуха в помещении в заданных пределах,

где Q - избыточное количество теплоты, выделяемое всеми источниками внутри помещения, кДж/ч; см - удельная массовая теплоемкость воздуха, равная 0,99 кДж/(кг • К);

Тв- нормативное значение температуры внутреннего возд

уха в помещении, К; Тн.в. - расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем вентиляции, К; рн.в. -плотность наружного воздуха, кг/м3.

Максимальную производительность систем вентиляции большинства зданий, необходимую для удаления избыточного количества выделяемой теплоты, определяют по летнему периоду с учетом теплоты от солнечной радиации.

Воздухообмен, требуемый для сохранения оптимальной относительной влажности воздуха в помещении,

Где W — количество водяных паров, выделяющихся в помещении г/ч; dв , dн — влагосодержание соответственно внутреннего и наружного воздуха при максимальном его насыщении и заданной температуре, г/кг; φв, φн — относительная влажность соответственно внутреннего и наружного воздуха, %.

Расчет воздухообмена для удаления избыточного тепла.

Исходные данные:

категория тяжести работ - IIа (средней тяжести); количество работников – 24 человека Fост=72м2;

Fп=432м2; Установочная мощность – 9,6кВт; Вид топлива – ЭП (электрическая печь);

расходуемая мощность светильников – 4,8 кВТ; количество воздуха, удаляемое через местные отсосы – L0.3=600м3/час; t0.3=36oC; tп=22оС;

Порядок расчета:

Количество тепла, поступающего от солнечной радиации:

Qост=Fост*qост*Aост=72*140*0,7=7056Вт;

Для покрытий:

Qп.рад=Fп*qп*Кп=432*15*0,5=3240Вт;

Fост и Fп – площадь поверхности остекления и покрытия, м2;

qост и qп – теплопоступления (qост=70-210; qост=140Вт/м2; qп=6-24; qп=15Вт/м2)

Аост – коэффициент остекления

Кп – коэффициент теплоотдачи покрытия

Тепловыделения в производственное помещение от оборудования, приводимого в движение электродвигателем.

Q=1000 N*n1*n2*n3*n4=1000*9.6*0.15=1440Вт;

Тепловыделения от электрических печей и ванн.

Q=1000 N*L*n=1000*9.6*0.7*1=6720Вт;

L – коэффициент, учитывающий долю тепла, выходящего в цех;

n – коэффициент одновременности работы печей

Тепловыделения от искусственного освещения.

Q=1000*N=1000*4.8=4800Вт;

5. Необходимое количество воздуха

L1=L0.3 + (Qя – L0.3*C*p(t0.3-tn)/C*p*(tyx-tn));

Qя – избыток явного тепла в помещении

(Qя= 7056+3240+1440+6720+4800=23256 кДж/ч);

р – плотность поступающего воздуха; р=1,2 кг/см3;

tyx – температура воздуха, удаляемого из помещения за пределы рабочей или обследуемой зоны;

tyx =7+tп=7+22=29оС;

С – массовая удельная теплоемкость воздуха, С = 1кДж/кг*оС;

L1= 600+(23256-600*1*1.2(36-22)/1*1.2(29-22))=600+(23256-10080/8.4)=2168,6 м3/ч

Расчет естественной общеобменной вентиляции

Естественная вентиляция зданий и помещений обусловлена тепловым напором (разностью плотностей внутреннего и наружного воздуха) и ветровым напором. Согласно закону Гей—Люссака при нагревании воздуха на 1 К его объем увеличивается на 1/273, а плотность соответственно уменьшается. Следовательно, тепловой напор тем больше, чем значительнее разница температур наружного и внутреннего воздуха. В соответствии с указаниями СНиП 2.04.05—91 ветровой напор надлежит учитывать только при решении вопросов защиты вентиляционных проемов от задувания. Поэтому естественную вентиляцию рассчитывают, основываясь только на действии теплового напора.

Естественная вентиляция зданий осуществляется посредством удаления загрязненного воздуха с помощью вытяжных труб (шахт) и поступления чистого наружного воздуха через приточные каналы или неплотности в строительных конструкциях (рис. 2).

Разность давлений, Па, на концах вытяжной трубы:

где g = 9,81 м/с2 — ускорение свободного падения; h —длина вытяжной трубы, м; pн, pв - плотность соответственно наружного и внутреннего воздуха, кг/м3: при нормальном атмосферном давлении и температуре Т (К) плотность воздуха р = 353/ T (здесь 353 — переводной коэффициент).

ΔН=9,81*4*(1,3-1,19)=4,3 Па

Рис. 2 Схема действия естественной вентиляции зданий

Теоретическая скорость воздуха в вытяжной трубе, м/с,

V=(2*4,3/1,3)1/2=2,58 м/с

Действительная скорость движения воздуха в трубе меньше теоретической, так как на своем пути он преодолевает сопротивление, зависящее от формы поперечного сечения трубы и качества поверхности ее стенок. Эту скорость рассчитывают по формуле

где ψ = 0,32 .0,65 — коэффициент, учитывающий сопротивление движению воздуха в вытяжной трубе; в расчетах принимают ψ = 0,5.

Vд=4,43*0,5*(4*(1,3-1,19)/1,3)1/2=1,3 м/с

По найденному значению Vд вычисляют суммарную площадь сечения вытяжных труб, м2,

Sr = L/(3600 Vд),

где L — требуемый воздухообмен, м3/ч.

Sr=2168,6/(3600*1,3)=0,5

Число вытяжных шахт определяют, исходя из конструктивных размеров шахты:

n = Sr/S,

где S — площадь поперечного сечения шахты, м2.

n=0,5/0,25=2

Для увеличения пропускной способности вытяжных шахт за счет использования энергии ветра на их верхних концах в некоторых случаях устанавливают дефлекторы (рис. 3). Дефлекторы устроены таким образом, что при обдувании их ветром площадь сечения участка,работа ющего на вытяжку, значительно больше, чем участка, работающего на приток

Рис. 3. Дефлекторы:

А - ЦАГИ: 1-колпак, 2-обечайка, 3-конус, 4 -диффузор, 5 - шахта; б -остроугольный: 1-фланец, 2-диффузор, 3- колпак, 4- корпус, 5 -лапка; в -звездообразный: 1- колпак, 2 -корпус, 3 -косынка для крепления корпуса к трубе

Рис. 4. Схема работы дефлекторов:

а — звездообразного (горизонтальный разрез); б— ЦАГИ (вертикальный разрез); + — зоны повышенного давления;-- -зоны разрежения

В результате разность давлений на концах вытяжной трубы увеличивается, поэтому воздухообмен также возрастает. Дефлектор подбирают по диаметру, м, вычисляемому по формуле

где Lд — пропускная способность дефлектора, м3/ч; kэ — коэффициент эффективности: для цилиндрического дефлектора ЦАГИ kэ = 0,4, для звездообразного kэ, = 0,42; VB — скорость обдувающего дефлектор воздуха, м/с.

Рис. 5 Принципиальная схема вентиляции для выбора соотношения объемов приточного и удаляемого воздуха:

а – Lв>Lпр,p1<p2; б – Lв<Lпр,p1>p2

 Скачать реферат