Расчет вентиляции производственного здания, оборудованного нагревательными печами

Министерство  образования и науки Республики Казахстан

 

Карагандинский  государственный индустриальный университет

 

 

Кафедра «ПТЭ и МТ»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

 

 

к курсовому проекту

на  тему:

 

«Расчет вентиляции производственного здания, оборудованного

нагревательными печами»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Студент                                                                              Ильин Е. А.

Руководитель                                                                       Старостина Н.И.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г. Темиртау, 2008.

 

Содержание

 

Введение                                                                                                                 3

1. Характеристика кузнечного цеха                                                                   5
2. Определение расчетных параметров воздуха                                               6

2.1Определение параметров наружного  воздуха                                          6

2.2.Определение параметров внутреннего  воздуха                                      7

3. Определение тепловыделений                                                                        9
1. Расчёт теплопоступлений от нагревательных печей                              9
2. Расчёт теплопоступлений от зонта над загрузочным отверстием          печи                                                                                                                          9
3. Расчёт теплопоступлений от кузнечных горнов снабжённых дымо  отводящими зонтами                                                                                       9         
4. Расчет теплопоступлений от работающих станков и оборудования   10
5. Расчёт теплопоступлений от солнечной радиации                               10
6. Расчёт теплопоступлений через покрытие                                            12
7. Расчет теплопоступлений от освещения                                               15
4. Определение теплопотерь                                                                            16
1. Определение потерь теплоты через ограждающие конструкции       16
2. Потери теплоты на нагрев холодного воздуха поступающего через     открытые проемы ворот                                                                                      18
3. Потери теплоты на нагрев инфильтрационного воздуха                     18
4. Теплота, уносимая с воздухом местной вытяжной вентиляции         20
5. Теплота, уносимая с воздухом вытяжной общеобменной                     вентиляции                                                                                                           20
6. Потери теплоты на нагрев транспорта                                                  21
5. Местные вытяжные и приточные системы вентиляции                            22

5.1.Вытяжные зонты                                                                                      22

5.2.Зонт-козырёк над загрузочным отверстием печи                                 23

5.3.Расчёт воздушной завесы                                                                        26

5.4.Расчёт воздушного душирования                                                           29

6.    Расчет воздухообмена и воздухораспределение в цехе                            30

      6.1.Расчет воздухообменов общеобменной  вентиляции                            30

      6.2.Расчет аэрации                                                                                          32

Список использованных источников                                                                  36

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Эффективным средством обеспечения допустимых показателей микроклимата воздуха рабочей зоны, является промышленная вентиляция.

Вентиляцией называется организованный и регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление из помещения воздуха и подачу на его место свежего.

Вентиляционные установки - устройства, обеспечивающие в помещении такое состояние воздушной среды, при котором человек чувствует себя нормально и микроклимат помещений не оказывает неблагоприятного действия на его здоровье.

Назначение  вентиляции - обеспечить санитарно-гигиенические условия для пребывания в помещении человека - температуру, относительную влажность, скорость движения воздуха (подвижность) и чистоту воздуха, для чего вентиляционные устройства должны ассимилировать или удалять избыточную теплоту, влагу, а также газы, пары, пыль с соблюдением при этом определенной  подвижности воздуха в помещении.

Для некоторых производственных помещений (например, предприятий текстильной, радиотехнической пищевой промышленности и др.) вентиляционными устройствами должны поддерживаться параметры температуры, относительной влажности, подвижности и чистоты воздуха на определенном уровне, вытекаемом из особенностей технологического процесса, таким образом, одновременно с санитарно-гигиеническими должны обеспечиваться и технологические требования, предъявляемые к вентиляции.

Устройства  вентиляции должны удовлетворять следующим  требованиям: а) площадь для размещения вентиляционного оборудования и каналов должна быть минимальной; размешение вентиляционных каналов, устройств для раздачи и забора воздуха должно сочетаться с архитектурным обликом помещений и не ухудшать интерьеров; б) в промышленных зданиях вентиляционные устройства не должны мешать производственному процессу (например, размещение вентиляционных каналов в цехах, где работают пере- движные подъемные краны, и т. д.) ; в) должна быть обеспечена хорошая вибро и звукоизоляция вентиляционного оборудования от строительных конструкций г) в высшей степени важна эксплуатационная характеристика систем вентиляции, которая, как правило,. должна учитываться при проектировании, возможность надежной наладки и регулирования работы отдельных элементов устройств - систем вентиляции с целью обеспечения или требуемого изменения расходов воздуха приточных и вытяжных отверстиях (приточных насадок, местных отсосов); регулирование работы калориферов, вентиляторов и других устройств удобство обслуживания  и ремонта и др;) минимальная стоимость оборудования и строительно-монтажных работ, максимально возможная экономия электроэнергии и топлива при эксплуатации вентиляционных установок, возможности лёгкого и надёжного регулирования или переключения с одного режима работ на другой при изменении выделения расчётных вредностей.

Движение  воздуха в помещение является важным фактором, влияющим на тепловое самочувствие человека. Увеличивая отдачу теплоты движение воздуха в жарком помещении улучшает состояние организма, а в холодном помещении оказывает на него неблагоприятное воздействие. Минимальная скорость ощущаемая человеком 0,1 м/с, в зимнее время скорость движения воздуха в помещениях не должна превышать от 0,2 до 0,5 м/с, а в летнее время от 0,2-1 м/с. В горячих цехах допускается увеличение скорости обдува рабочих до 3,5 м/с, на открытых рабочих местах параметры микроклимата не нормируются, поскольку не подлежат управлению. Самочувствие человека в помещении определяется следующими параметрами:

1. температурой воздуха, ⁰ С;
2. интенсивностью облучения, Вт/м² ;
3. скоростью движения воздуха, м/с;
4. относительной влажностью, %;
5. загрязненностью воздуха вредными примесями, мг/м³.

Современные условия жизни человека требуют  эффективных искусственных средств оздоровления воздушной среды. Этой цели служит техника вентиляции. К факторам, вредное действие которых устраняется с помощью вентиляции, относятся: избыточная теплота (конвекционная, вызывающая повышение температуры воздуха, и лучистая); избыточные водяные пары - влага; газы и пары химических веществ общетоксичного или раздражающего действия; токсичная и нетоксичная пыль; радиоактивные вещества.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ХАРАКТЕРИСТИКА КУЗНЕЧНОГО ЦЕХА

 

Кузнечные цехи служат для изготовления крупных  и мелких поковок. Оборудование кузнечных  цехов - молоты, прессы, ковочные машины, нагревательные печи, горны для ручной ковки. Оборудование термических цехов - нагревательные печи и закалочные ванны.

Технологический процесс кузнечных цехов сводится к резке и правке металла и  слитков для заготовок, нагреву  заготовок в нагревательных печах  и горнах, ковке и штамповке  деталей.

Вентиляция  кузнечно-термических цехов осуществляется за счет аэрации, душирующих установок и местной вытяжки от печей, горнов и ванн. Локализация паров и газов, выделяющихся от ванн, производится путем устройств укрытий, а газов, выделяющихся от печей, кроме работающих на газовом топливе, зонтами. Местные отсосы от масляных закалочных баков устраиваются лишь в том случае, если в помещении имеются другие местные отсосы и, кроме того, технологический процесс позволяет устраивать над баками укрытия. Местные отсосы от водяных закалочных ванн не предусматриваются. Местная вытяжка осуществляется как естественным, так и механическим способом. Общеобменная естественная вытяжная вентиляция устраивается через фонари, шахты и дефлекторы независимо от принятого способа местной вытяжки.

Приточная вентиляция с механическим побуждением допускается  в пролетах и участках цехов, условия  расположения и высота которых не позволяют осуществлять аэрацию, а также при недостатке теплоизбытков для нагрева приточного воздуха, поступающего в цех естественным путём.

При механическом притоке подача воздуха производится в рабочую зону со скоростью 1—2 м/сек и температурой не ниже 10°. Допускается часть приточного воздуха забирать из смежных помещений при условии, что в них отсутствуют вредные выделения. Воздушные души устраиваются у постоянных рабочих мест, если интенсивность излучения превышает 1 кал/мин см²град, а также у ковочных молотов с весом падающих частей выше 2 т., у загрузочных отверстий печей и в других местах интенсивного излучения, кроме душей, могут применяться защитные экраны из малотеплопроводного материала, например асбеста, а также водяные завесы, если их установка не мешает производственному процессу.

 

 

 

 

 

 

 

 

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВОЗДУХА

 

2.1. Расчет параметров наружного воздуха.

 

Климатические данные заданного района строительства  в соответствии с рекомендуемыми нормами обеспеченности определяются по СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология и геофизика» и приложении к СНиП 2.04.05-84 «Отопление, вентиляция и кондиционирование  воздуха». Значения расчётных параметров, в том числе определенных по i-d диаграмме заносят в таблицу.

При расчете  вентиляции приводят параметры трех расчетных периодов года: теплого, переходного  и холодного. Переходный период - это  условный период, параметры воздуха  для которого принимают одинаковыми  для всей территории нашей страны. Теплым периодом года считается период, характеризуемый среднесуточной температурой наружного воздуха 10°С выше.

Параметры наружного  воздуха принимаются согласно рекомендациям  в соответствии с географическим районом расположения объекта. Различают  два варианта наружного климата  при проектировании вентиляции –  параметры А и Б, выбор которых  обуславливается следующими положениями.

Для холодного  периода года: параметры А принимаются  при общеобменной вентиляции (с естественным и механическим побуждением), предназначенной для удаления избытков теплоты, влаги, в том числе вентиляции с испарительным (адиабатическим) охлаждением воздуха;

параметры Б  – при общеобменной вентиляции, предназначенной для удаления вредных веществ любого класса опасности, компенсации воздуха, удаляемого местными отсосами и технологическим оборудованием, при вентиляции с испарительным (адиабатическим) охлаждением воздуха, воздушного душирования, воздушных завес, воздушного отопления (совмещенного с приточной вентиляцией), кондиционирования воздуха.

В переходных условиях за наружную температуру воздуха  принимают температуру t_н=8ºС, удельную энтальпию J=22,5 кДж/кг.

Для теплого  периода года: параметры А принимают  при любых вентиляционных системах, в том числе для вентиляции с адиабатическим охлаждением воздуха; параметры Б – для систем кондиционирования воздуха.

Расчетные параметры  наружного воздуха приведены  в таблице 2.1.

                                                                                   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.1.

Расчетные периоды года	Параметры воздуха А				Параметры воздуха Б
	температура, 0 С	теплосодержание, кДж/кг	относительная влажность, %	Расчетная скорость ветра, м/с	температура, 0 С		теплосодержание, кДж/кг		относительная влажность, %		Расчетная скорость ветра, м/с
Теплый	25,1	11,1		1	31	12,4				1
Переходный	8	22,5			8	22,5
Холодный	-20	-4,5		7,7	-32	-7,6				7,7

Расчетные параметры наружного воздуха

 

2.2. Расчётные параметры внутреннего воздуха

 

Выбор расчетных  параметров внутреннего воздуха  регламентируется СНиП. Общие санитарно-гигиенические  требования к воздуху рабочей  зоны сформулированы в ГОСТ 12.1.005-76. При нормировании параметров воздушной среды в помещениях различают определенный диапазон сочетаний параметров, называемый допустимыми параметрами. Диапазон допустимых температур определяется нижним допустимым температурным уровнем, служащим для расчета систем отопления, и верхним, обеспечиваемым средствами вентиляции.

Скорость  движения, относительная влажность  и загрязненность воздуха вредными примесями обычно определяются только верхним допустимым уровнем. Однако в некоторых случаях указывается  и нижний допустимый уровень подвижности  воздуха - обязательная минимальная  скорость движения воздуха в рабочей  зоне или на рабочем месте.