В соответствии с учебным планом студенты выполняют одно контрольное задание, которое включает в себя решение восьми задач:
- аэродинамический расчет системы вентиляции с искусственным побуждением движения воздуха;
- аэродинамический расчет системы вытяжной вентиляции с естественным побуждением движения воздуха по методу статических давлений;
- расчет местных отсосов;
- расчет калориферной установки;
- расчет воздушного душа;
- расчет ячейкового фильтра;
- расчет циклона и определение эффективности очистки воздуха в циклоне;
- расчет внутрицеховой системы пневмотранспорта.
Условия задач и исходные данные к ним студент выбирает в соответствии с номером своей зачетной книжки.
Условия задач должны быть переписаны полностью. Решения задач необходимо сопровождать пояснениями и подробными вычислениями. При вычислении каждой величины необходимо указать ее название, формулу, по которой она определяется, дать ссылку на литературу, откуда эта формула взята. После записи формулы с буквенными обозначениями подставляются в такой же последовательности их цифровые значения. Необходимо указывать размерность результатов вычислений. Применять необходимо только Международную систему единиц СИ, либо систему единиц, допустимую к применении в строительстве.
Решения задач представляются в тетради в клетку, либо на листах белой бумаги формата А4, закрепленных в скоросшиватель. Рисунки и графики выполняют на миллиметровой бумаге и вставляют (вклеивают) в текст. Допускается оформление работы на компьютере. Завершается работа списком использованных источников и подписью студента. Для заметок преподавателя на каждой странице отводят поля шириной 4 см. На обложке тетради или титульном листе скоросшивателя записывается номер контрольного задания, название предмета, фамилия, имя, отчество студента, его шифр, специальность и домашний адрес.
Задача №1. 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 1. Исходные данные к задаче №1.
Последняя
| Расход воздуха на концевых участках, м3/ч
| Длина вздухоза-
|
цифра З.К.
| A
| B
| C
| D
| борной шахты, м
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 7,5
|
|
|
|
|
| 8,6
|
Таблица 2. Исходные данные к задаче №1.
Предпоследняя
| Длина концевых участков, м
|
цифра З.К.
| A
| B
| C
| D
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 4,5
|
|
|
|
| 5,5
|
|
|
|
| 6,5
|
|
|
|
| 7,5
|
|
|
|
| 4,2
|
|
|
|
| 5,8
|
Примечания. 1. Длина общих участков принимается студентами самостоятельно в диапазоне 4 – 10 м.
2. Перед выполнением аэродинамического расчета необходимо подобрать жалюзийные решетки для концевых участков. Решетки подбирают по данным таблицы №3, принимая скорость воздуха в живом сечении решетки V0 = 3 – 4 м/с. Если одной решетки недостаточно, либо она не размещается на боковой поверхности воздуховода, то устанавливают две решетки параллельно, рассматривая их как одно приточное отверстие.
3. Методика расчета и необходимые справочные данные представлены в [1, 8, 16].
Рис.1а. Аксонометрические схемы систем вентиляции к задаче №1.
Рис. 1б. Аксонометрические схемы систем вентиляции к задаче №1.
Таблица 3. Технические данные приточных регулируемых жалюзийных решеток
B, мм
| H, мм
| A0, м2
| B, мм
| H, мм
| A0, м2
| B, мм
| H, мм
| A0, м2
|
|
| 0,0145
|
|
| 0,0590
|
|
| 0,1780
|
|
| 0,0215
|
|
| 0,0740
|
|
| 0,2240
|
|
| 0,0290
|
|
| 0,0890
|
|
| 0,2680
|
|
| 0,0365
|
|
| 0,1190
|
|
| 0,1780
|
|
| 0,0440
|
|
| 0,1480
|
|
| 0,2380
|
|
| 0,0585
|
|
| 0,1780
|
|
| 0,2980
|
|
| 0,0735
|
|
| 0,0885
|
|
| 0,3560
|
|
| 0,0880
|
|
| 0,1110
|
|
| 0,3740
|
|
| 0,0440
|
|
| 0,1330
|
|
| 0,4470
|
Задача №2. Рассчитать по методу статических давлений вытяжную систему естественной вентиляции многоэтажного жилого дома. Ответвления присоединяются к сборному каналу под потолком следующего этажа. Вытяжной канал с верхнего этажа выполнен отдельно и к сборному каналу не присоединен. Вентиляционные каналы имеют круглое сечение и изготовлены из бетона. На ответвлениях установлены жалюзийные решетки с площадью живого сечения А0 = 0,033 м2. Данные для расчета принимают по таблице 4, где указано число этажей в здании – N, расход воздуха в этажном ответвлении - Lэт, высота этажа - hэт, высота вытяжной шахты - hш, и угол примыкания ответвления к сборному каналу - a.
Таблица 4. Исходные данные к задаче №2.
Последняя
| По последней цифре
| Предпоследняя
| По предпоследней цифре
|
Цифра З.К.
| N
| Lэт, м3/ч
| цифра З.К.
| hэт, м
| hш, м
| a, град.
|
|
|
|
| 3,5
| 3,2
|
|
|
|
|
| 3,2
| 3,0
|
|
|
|
|
| 3,0
| 3,5
|
|
|
|
|
| 3,1
| 3,3
|
|
|
|
|
| 3,3
| 2,9
|
|
|
|
|
| 3,4
| 3,1
|
|
|
|
|
| 2,9
| 3,2
|
|
|
|
|
| 2,8
| 3,3
|
|
|
|
|
| 2,7
| 3,4
|
|
|
|
|
| 2,6
| 3,0
|
|
Примечания. 1.Сечение сборного канала следует принять постоянным для всей системы, при этом скорость движения воздуха в канале не должна превышать 2,0 – 2,5 м/с.
2. Скорость движения воздуха в этажном ответвлении принимается не выше 1 м/с.
3. Методика и пример расчета изложены в [1].
Задача №3. Рассчитать следующие виды местных отсосов:
а) верхний, боковой и нижний от источника, имеющего форму параллелепипеда с поверхности, которого выделяется теплота и вредные газы. Исходные данные представлены в таблицах 5 и 6: a, b, h – соответственно длина, ширина и высота источника вредностей; Vв - скорость движения воздуха в РЗ; М – интенсивность источника вредности; ПДК – предельно допустимая концентрация вредности в РЗ; температура горизонтальной и вертикальной поверхности источника вредности; tв - температура РЗ.
б) бортовой отсос, активированный бортовой отсос и кольцевой отсос от ванны с раствором. Диаметр цилиндрической ванны необходимо определить из условия равенства площадей поверхности зеркала раствора в цилиндрической и прямоугольной ваннах. Исходные данные представлены в табл. 7: Bp, l – расчетная ширина и длина ванны; hр – высота стояния уровня; tп, tв – температура поверхности раствора и температура РЗ; Кт - коэффициент токсичности раствора. В последнем столбце таблицы 7 указан способ укрытия поверхности раствора.
Примечание. Методика расчета и примеры изложены в [3].
Таблица 5. Исходные данные для расчета верхнего, бокового и нижнего отсосов
Последняя
| Размеры источника, м
|
| Вред-
| М,
| ПДК,
|
Цифра З.К.
| a
| b
| h
| Vв, м/с
| ность
| мг/с
| Мг/м3
|
| 0,40
| 0,50
| 0,25
| 0,20
| CO
|
|
|
| 0,80
| 0,60
| 0,30
| 0,30
| NO2
|
|
|
| 0,60
| 0,40
| 0,20
| 0,40
| SO2
|
|
|
| 1,20
| 0,80
| 0,40
| 0,22
| Фенол
| 0,20
| 0,3
|
| 1,40
| 0,60
| 0,30
| 0,24
| CO
|
|
|
| 1,00
| 0,62
| 0,28
| 0,28
| NO2
|
|
|
| 0,80
| 0,50
| 0,24
| 0,32
| SO2
|
|
|
| 1,10
| 0,80
| 0,38
| 0,34
| Фенол
| 0,25
| 0,3
|
| 0,80
| 0,60
| 0,28
| 0,36
| CO
|
|
|
| 0,95
| 0,64
| 0,32
| 0,38
| NO2
|
|
|
Таблица №6. Исходные данные для расчета верхнего, бокового и нижнего отсосов
Предпоследняя
| Температура поверхности, оС
| tв,
| Расстояние на рис.3
| Номер
|
цифра З.К.
| горизонтальн.
| вертикальной
| oC
| X0,
| y0,
| рис. 3
|
|
|
|
| 0,50
| 1,2
| а)
|
|
|
|
| -
| 0,8
| б)
|
|
|
|
| -
| 1,0
| в)
|
|
|
|
| 0,35
| 0,6
| а)
|
|
|
|
| -
| 0,9
| б)
|
|
|
|
| -
| 1,1
| в)
|
|
|
|
| 0,40
| 0,7
| а)
|
|
|
|
| -
| 0,9
| б)
|
|
|
|
| -
| 0,6
| в)
|
|
|
|
| 0,45
| 0,8
| а)
|
Таблица 7. Исходные данные для расчета бортовых и кольцевых отсосов
Последняя
| Размер ванны, м
| Высота
| tп,
| tв,
| Кт
| Укрытие зеркала
|
Цифра З.К.
| Bp
| l
| hp, м
| оС
| оС
|
| раствора
|
| 0,45
| 0,80
| 0,12
|
|
| 1,25
| Открыт. поверх.
|
| 0,50
| 0,90
| 0,10
|
|
| 1,60
| Плавают шарики
|
| 0,55
| 1,00
| 0,15
|
|
| 1,40
| ПАВ
|
| 0,60
| 1,10
| 0,10
|
|
| 2,00
| Открыт. поверх.
|
| 0,65
| 1,20
| 0,09
|
|
| 1,80
| Плавают шарики
|
| 0,70
| 1,30
| 0,07
|
|
| 1,25
| ПАВ
|
| 0,75
| 1,40
| 0,13
|
|
| 2,00
| Открыт. поверх.
|
| 0,80
| 1,50
| 0,11
|
|
| 1,40
| Плавают шарики
|
| 0,85
| 1,60
| 0,14
|
|
| 1,60
| ПАВ
|
| 0,90
| 1,70
| 0,12
|
|
| 1,25
| Открыт. поверх.
|
Задача №4. 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.
Примечание. Методика расчета, примеры и технические данные калориферов представлены в [1, 3, 16].
Таблица 8. Исходные данные к задаче №4.
Последняя
| Gв,
| tг - tо,
| Предпоследняя
| tн,
| tк,
| Марка
|
цифра З.К.
| кг/ч
| оС
| цифра З.К.
| оС
| оС
| калорифера
|
|
| 130 – 70
|
| -22
| +22
| Кск
|
|
| 140 – 70
|
| -25
| +24
| КВС
|
|
| 150 – 70
|
| -28
| +21
| Кск
|
|
| 130 – 70
|
| -31
| +32
| КВС
|
|
| 140 – 70
|
| -34
| +26
| Кск
|
|
| 150 – 70
|
| -37
| +28
| КВС
|
|
| 130 – 70
|
| -20
| +30
| Кск
|
|
| 140 – 70
|
| -24
| +23
| КВС
|
|
| 150 – 70
|
| -28
| +25
| Кск
|
|
| 130 - 70
|
| -32
| +27
| КВС
|
Задача №5. Выполнить расчет воздушного душа для теплого и холодного периодов года. Исходные данные представлены в табл.9. q – интенсивность теплового облучения на рабочем месте; N – число рабочих мест, подвергаемых душированию; x – расстояние от душирующего патрубка до работающего.
Таблица 9. Исходные данные к задаче №5.
Последняя
| q,
| x,
| Предпоследняя
| Пункт
| Степень
|
цифра З.К.
| Вт/м2
| м
| цифра З.К.
| строительства
| тяжести работы
|
|
| 1,45
|
| Воронеж
| IIа
|
|
| 1,50
|
| Самара
| IIб
|
|
| 1,55
|
| Курск
| III
|
|
| 1,60
|
| Саратов
| IIа
|
|
| 1,65
|
| Киев
| IIб
|
|
| 1,75
|
| Казань
| III
|
|
| 1,80
|
| Тамбов
| IIа
|
|
| 1,40
|
| Орск
| IIб
|
|
| 1,50
|
| Балашов
| III
|
|
| 1,60
|
| Владимир
| IIа
|
Примечание. Методика расчета и пример представлены в [8].
Задача №6. Рассчитать фильтровальную установку, оснащенную плоскими ячейковыми фильтрами типа Фя. Выполнить эскиз фильтровальной камеры. Определить время непрерывной работы фильтра. Исходные данные для расчета принимать по табл.10: Сн – концентрация пыли в наружном воздухе; L – расход очищаемого воздуха.
Примечание. Методика расчета и пример изложены в [3].
Таблица 10. Исходные данные к задаче №6.
Последняя
| Сн, мг/м3
| Тип ячейки
| Предпоследняя
| L, м3/ч
|
цифра З.К
|
|
| цифра З.К.
|
|
| 1,60
| ФяР
|
|
|
| 1,70
| ФяВ
|
|
|
| 1,80
| ФяУ
|
|
|
| 1,90
| ФяП
|
|
|
| 1,65
| ФяР
|
|
|
| 1,75
| ФяВ
|
|
|
| 1,85
| ФяУ
|
|
|
| 1,95
| ФяП
|
|
|
| 2,00
| ФяР
|
|
|
| 2,05
| ФяУ
|
|
|
Задача №7. Выполнить расчет циклонной установки, предназначенной для очистки воздуха от абразивной пыли – подобрать циклон и определить число циклонов в установке, подобрать вентагрегат, определить классификационную группу пыли и определить эффективность очистки воздуха в циклоне. Исходные данные представлены в таблицах 11 и 12. L – расход очищаемого воздуха; tм – температура материала (пыли) и воздуха; rм – плотность материала; Сн – начальная концентрация материала в потоке очищаемого воздуха. В табл. 12 представлен дисперсный состав пыли.
Примечания. 1. Температурную зависимость коэффициента динамической вязкости воздуха h, мкПа×с, следует определять по формуле
h= 1,458Т1,5/(Т + 110,4),
где Т – температура, К.
2. Методика и пример расчета изложены в [8].
Таблица 11. Исходные данные к задаче №7.
Последняя
| L, м3/ч
| tм, oC
| Предпоследняя
| rм,
| Сн,
| Марка
|
Цифра З.К.
|
|
| цифра З.К.
| кг/м3
| г/м3
| циклона
|
|
|
|
|
| 1,52
| ЦН-11
|
|
|
|
|
| 1,64
| ЦН-15
|
|
|
|
|
| 1,58
| ЦН15у
|
|
|
|
|
| 1,70
| ЦН24
|
|
|
|
|
| 1,74
| ЦН-11
|
|
|
|
|
| 1,82
| ЦН-15
|
|
|
|
|
| 1,95
| ЦН-15у
|
|
|
|
|
| 2,04
| ЦН-24
|
|
|
|
|
| 2,10
| ЦН-11
|
|
|
|
|
| 1,88
| ЦН-15
|
Таблица 12. Дисперсный состав пыли к задаче №7.
Размер
| Содержание фракции, % по массе, при последней цифре номера З.К.
|
d, мкм
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
< 2,5
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,5 – 4,0
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4,0 – 6,3
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6,3 – 10
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 – 16
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16 – 25
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25 – 40
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 – 63
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
63 – 100
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
>100
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задача №8. Выполнить расчет системы пневмотранспорта (СПТ) древесных отходов с цилиндрическим коллектором-сборником. Подобрать очистное оборудование и вентагрегат. Составить аксонометрическую схему и эскиз плана цеха с размещенным вентиляционным оборудованием. План цеха с оборудованием представлен на рис. 4. Исходные данные представлены в таблицах 13 и 14; Gм – расход материала, поступающего в стружкоприемник; Vmin – минимальная транспортирующая скорость; mр - рекомендуемая расходная концентрация материала на соответствующем участке СПТ. В табл. 14, в графе «Отм.» указана отметка расположения стружкоприемника. Позиция оборудования на плане определяется по данным табл. 13, а расход материала, поступающего в стружкоприемник – по данным табл. 14.
Примечания. 1. Коллектор-сборник располагается в центре цеха на высоте 4 – 6 м.
Высоту коллектора-сборника принять равной 0,5 м.
2. Перед выполнением задания необходимо вычертить в масштабе план цеха и расположить на нем воображаемое деревообрабатывающее оборудование. Стружкоприемник располагается за станком. Его расположение необходимо отметить на плане жирной точкой.
3. Циклон и вытяжной вентилятор располагают за пределами цеха.
5. Длину воздуховодов определяют по составленному плану, а высоту по разрезу с учетом отметки сружкоприемника и выбранной высоты расположения коллектора-сборника.
4. Методика расчета и необходимые данные представлены в [3].
Рис. 4. План цеха с деревообрабатывающим оборудованием
| |
Таблица 13. Исходные данные к задаче №8.
Последняя
| Номер
| L1,
| L2,
| Предпоследняя
| Номер оборудования, отметка
|
цифра З.К.
| схемы
| м
| м
| цифра З.К.
| A
| Отм.
| B
| Отм.
| C
| Отм.
|
|
|
|
|
|
| 0,5
|
| 0,6
|
| 0,7
|
|
|
|
|
|
| 0,6
|
| 0,7
|
| 0,8
|
|
|
|
|
|
| 0,7
|
| 0,8
|
| 0,5
|
|
|
|
|
|
| 0,8
|
| 0,5
|
| 0,6
|
|
|
|
|
|
| 0,5
|
| 0,6
|
| 0,7
|
|
|
|
|
|
| 0,6
|
| 0,7
|
| 0,8
|
|
|
|
|
|
| 0,7
|
| 0,8
|
| 0,5
|
|
|
|
|
|
| 0,8
|
| 0,5
|
| 0,6
|
|
|
|
|
|
| 0,5
|
| 0,6
|
| 0,7
|
|
|
|
|
|
| 0,6
|
| 0,7
|
| 0,8
|
Таблица 14. Исходные данные к задаче №8.
Позиция
на плане
| Gм,
кг/ч
| Vmin, м/с
| mр,
кг/кг
| Позиция
на плане
| Gм,
кг/ч
| Vmin, м/с
| mр,
кг/кг
|
|
|
| 0,20
|
|
|
| 0,24
|
|
|
| 0,21
|
|
|
| 0,25
|
|
|
| 0,22
|
|
|
| 0,26
|
|
|
| 0,23
| -
| -
| -
| -
|