Расчет механической вентиляции

Пример. В сварочном отделении ремонтной мастерской на каждом из имеющихся четырех сварочных постов расходуется 0,6 кг/ч электродов марки ОМА-2. При сжигании 1 кг электродов удельные выделения марганца q = 830 мг/кг. Рассчитать вытяжную сеть общеобменной приточно-вытяжной вентиляции (рис. 4.1), обеспечивающую требуемое состояние воздушной среды при условии одновременной работы всех сварщиков. Температуру воздуха в помещении принять 22 °С.

 

Таблица 4.1 – Удельные выделения вредных веществ, мг/кг, ори сварке и наплавке

Технологическая операция	Сварочные материалы	Удельные выделения вредных веществ на 1 кг расходуемого сварочного материала q, мг/кг
		Наименование	Количество
Ручная дуговая сварка: углеродистых и низ­колегированных конструкционных сталей	Электроды с покрытием типа: ОМА-2 ОЗС-6 АНО-5 К-5а АНО-6	Марганец	830 860 1870 1530 1950
теплоустойчивой стали	Электроды типа ЦЛ-17	Хромовый ангидрид	166
коррозионностойкой жаропрочной и жаростойкой сталей	Электроды типа: ОЗЛ-14 ОЗЛ-6 ЭА-606/11 ЦТ-36	Хромовый ангидрид Хромовый ангидрид Марганец Марганец	460 595 340 1190
высокопрочных сред- нелегированных сталей	Электроды типа: ЭА-395/9 ЭА-981/15 ВИ-10-6	Хромовый ангидрид Хромовый ангидрид Хромовый ангидрид	425 450 720
Ручная дуговая сварка и наплавка чугуна	Электроды типа: ЦЧ-4 МНЧ-2	Марганец Марганец	435 920

Решение. Часовой объем воздуха,

удаляемого вытяжной вентиляцией одного

 сварочного поста,

,

где – масса израсходованных электродов, кг/ч;

 - удельные выделения вредных веществ на

1 кг расходуемого сварочного материала, мг/кг;

= 0,2 мг/м³ – предельно допустимая

концентрация марганца при содержании его в

сварочных аэрозолях до 20%.

м³/ч.

Общее количество воздуха, удаляемого

вытяжной вентиляцией,

м³/ч.

Диаметры воздуховодов на первом и

втором участках сети при скорости движения воздуха v = 10 м/с:

м.

Принимаем из стандартизованного ряда, мм  (180, 200, 225, 250, 280, 315, 355, 400, 450, 500, 560, 630) м, после чего уточняем скорости движения воздуха в воздуховодах на  первом и втором участках сети:

м/с.

Сопротивление движению воздуха на первом и втором участках сети вытяжной вентиляции:

Па.

Здесь кг/м³ – плотность воздуха при заданной температуре в помещении;  для воздуховодов из металлических труб; коэффициенты местных потерь напора приняты: для жалюзи на входе;  для колена круглого сечения при ;  для внезапного расширения отверстия при отношении площади воздуховодов на последующем участке сети к площади воздуховода на предыдущем участке сети, равном 0,7.

Диаметры воздуховодов на третьем и четвертом участках сети:

м.

Скорости движения воздуха в воздуховодах на третьем и четвертом участках сети:

м/с,

где м³/ч – количество воздуха, проходящего за 1 ч через воздуховоды третьего и четвертого участка вентиляционной сети.

Сопротивления движению воздуха на третьем и четвертом участках гидравлической сети вытяжной вентиляции:

Па;

Па.

Диаметр воздуховода на пятом участке вентиляционной сети

м.

Из стандартизованного ряда значений принимаем м.

Скорость движения воздуха в трубопроводе пятого участка

м/с,

где м³/час – количество воздуха, проходящего за час через воздуховоды пятого участка вентиляционной сети.

Сопротивление движению воздуха на пятом участке вытяжной вентиляции

Па,

где  – коэффициент местных потерь напора диффузора вентилятора.

Общее сопротивление воздуховодов сети, Па,

 Па.

Далее рассчитаем производительность вентилятора с учетом подсосов воздуха в вентиляционной сети:

 м³/ч.

 

 

Рис. 4.2. Номограмма для выбора вентиляторов серии Ц4-70

 

Таблица 4.2 – Технические характеристики центробежных вентиляторов серии Ц4-70

 

Номер вентилятора	Диаметр колеса, мм	Подача, тыс. м3/ч	Асинхронный электродвигатель закрытого исполнения
			Марка*	Частота вращения, мин-1	Мощность, кВт
3	300	0,55...6,8	4АА63А4УЗ	1380	0,25
			4АА63В4УЗ	1365	0,37
			4А80А2УЗ	2850	1,5
			4А80В2УЗ	2850	2,2
4	400	0,95...11,5	4А71А6УЗ	910	0,37
			4А71А4УЗ	1390	0,55
			4А71В4УЗ	1390	0,75
			4А80А4УЗ	1420	1,1
			4А10082УЗ	2880	4
			4A112L2Y3	2880	5,5
			4А112М2УЗ	2900	7,5
5	500	2...17,5	4А71В6УЗ	900	0,55
			4А80А6УЗ	915	0,75
			4А80В4УЗ	1415	1,5
			4A90L4Y3	1425	2,2
			4A100S4Y3	1435	3
6	600	2,5...26	4A90L6Y3	935	1,5
			4A100L6Y3	950	2,2
			4A100L4Y3	1430	4
			4А112М4УЗ	1445	5,5
			4A132S4Y3	1455	7,5

По известным  и , используя рис. 4.2, выберем центробежный вентилятор серии Ц4-70 № 6 обычного исполнения с КПД = 0,59 и параметром А = 4800.

Так как частота вращения электродвигателей, указанных в таблице 4.2, не совпадает с расчетной частотой вращения вентилятора, то привод его осуществим через клиноременную передачу с КПД = 0,59.

 

Проверим выполнение условия снижения шумности вентиляционной установки:

т. е. при выбранном вентиляторе и принятых его характеристиках данное условие выполняется.

Определим мощность электродвигателя системы вентиляции:

кВт.

Установленная мощность электродвигателя для вытяжной системы вентиляции

кВт,

где (табл. 4.3)

Таблица 4.3 – значения коэффициента запаса мощности К _З.М для вентилятора

 

Мощность на валу электродвигателя Р, кВт	Значения К З.М для вентилятора
	центробежного	осевого
До 0,5	1,5	1,2
0,51…1	1,3	1,15
1,01…2	1,2	1,1
2,01…5	1,15	1,05
Более 5	1,1	1,05

 

Примем для выбранного вентилятора электродвигатель марки 4А112М4УЗ нормального исполнения с частотой вращения 1445 мин^-1 мощностью 5,5 кВт.

 

Таблица 4.4 – Исходные данные для расчета механической вентиляции

 

№ варианта	Марка электрода	Температура воздуха в помещении, ˚С	Расход электрода, кг/ч
1	ОЗС-6	20	0,7
2	АНО-5	19	0,5
3	К-5а	23	0,8
4	АНО-6	18	0,9
5	ЭА-606/11	22	0,56
6	ЦТ-36	21	0,78
7	ЦЧ-4	18	0,9
8	МНЧ-2	24	0,85
9	ОМА-2	20	0,67
10	АНО-5	17	0,8
11	ОЗС-6	24	0,58
12	ЦТ-36	21	0,7
13	К-5а	17	1,0
14	ЭА-606/11	25	1,1
15	ЦЧ-4	18	0,92
16	МНЧ-2	19	0,77
17	ОМА-2	20	0,64
18	АНО-5	22	0,9
19	ЦТ-36	23	1,3
20	ЭА-606/11	19	1,2
21	К-5а	21	0,7
22	МНЧ-2	18	0,8
23	ОЗС-6	17	1,3
24	АНО-5	25	0,85
25	АНО-6	21	0,55
26	ЦЧ-4	22	0,79
27	ЭА-606/11	20	0,9
28	К-5а	19	0,72
29	ЦТ-36	18	0,81
30	МНЧ-2	24	0,68
31	АНО-5	21	0,57
32	ЦЧ-4	20	0,6
33	АНО-6	22	0,7
34	ОЗС-6	17	0,5
35	АНО-5	18	0,6
36	К-5а	25	0,8
37	АНО-6	22	0,74
38	ЭА-606/11	23	0,66
39	ЦТ-36	18	0,82
40	ЦЧ-4	16	0,9
41	МНЧ-2	17	1,0
42	ОМА-2	20	1,3
43	АНО-5	21	1,1
44	ОЗС-6	24	1,4
45	ЦТ-36	22	0,7
46	К-5а	19	0,85
47	ЭА-606/11	18	0,73
48	ЦЧ-4	20	0,58
49	МНЧ-2	21	0,64
50	ОМА-2	23	0,90
51	АНО-5	17	0,8
52	ЦТ-36	18	0,9
53	ЭА-606/11	20	0,7
54	К-5а	26	0,64
55	МНЧ-2	23	0,74
56	ОЗС-6	20	0,91
57	АНО-5	21	0,55
58	АНО-6	17	0,8
59	ЦЧ-4	19	1,1
60	ЭА-606/11	22	1,2
61	К-5а	23	0,7
62	ЦТ-36	24	0,8
63	МНЧ-2	17	0,82
64	АНО-5	16	0,6
65	ЦЧ-4	20	0,56
66	АНО-6	22	0,59
68	ОЗС-6	24	0,7
69	АНО-5	21	0,75
70	К-5а	20	0,93
71	АНО-6	23	0,57
72	ЭА-606/11	24	0,9
73	ЦТ-36	18	0,8
74	ЦЧ-4	19	0,57
75	МНЧ-2	21	0,78
76	ОМА-2	22	0,63
77	АНО-5	25	0,8
78	ОЗС-6	18	0,9
79	ЦТ-36	17	1,0
80	ЭА-606/11	20	1,1
81	К-5а	21	1,2
82	ЦТ-36	22	1,0
83	МНЧ-2	25	0,9
84	АНО-5	24	0,8
85	ЦЧ-4	22	0,7
86	АНО-6	16	0,56
87	ОЗС-6	17	0,76
88	АНО-5	20	0,8
89	ЭА-606/11	21	0,9
90	К-5а	23	0,77
91	ЦТ-36	18	0,64
92	МНЧ-2	16	0,97
93	АНО-5	19	0,57
94	ЦЧ-4	20	0,73
95	АНО-6	22	0,85
96	ОЗС-6	24	0,76
97	АНО-5	21	0,6
98	ЦТ-36	20	0,8
99	ЭА-606/11	18	1,0
100	К-5а	23	1,1

 

 

Расчет молниезащиты