.

Вентиляция деревообрабатывающего цеха


Проектирование вентиляционной системы деревообрабатывающего цеха

Введение

Правильно спроектированная и надлежащим образом эксплуатируемая вентиляция способствует созданию здоровых условий труда, уменьшению утомляемости работающих, повышению производительности труда и качества выпускаемой продукции. В понятие «вентиляция» входят регулируемый воздухообмен и устройства, которые его создают. Задача вентиляции заключается в том, чтобы поддерживать в помещении или в рабочей зоне помещений (на постоянных и непостоянных рабочих местах) состав и состояние воздуха, удовлетворяющего гигиеническим требованиям, а также требованиям, вытекающим из особенностей технологии производства.

1. Характеристика здания

1.1 Архитектурно- строительная характеристика объекта

Место строительства: город Ула-Удэ.

Характеристика здания: здание цеха однопролетное. Несущие конструкции – железобетонные колонны сечением 500х1000 мм. Толщина стен из кирпича 640 мм. Встроенные помещения высотой 3,0 м из железобетонных плит толщиной 100 мм. Ворота раздвижные 3,0х3,0 м. Теплоноситель – вода с параметрами 130/70 оC. В цехе предусмотрены системы дежурного отопления, поддерживающие температуру внутреннего воздуха + 5 оC в нерабочее время.

Таблица 1 – Характеристика оборудования деревообрабатывающего цеха

N на плане

Кол-

во

Наименование оборудования

Макс.о возм. выход отходов, кг/ч

Габариты,м

Мощность эл. двигателя, кВт

Минимальное

кол-во отсасываемого воздуха, м3/ч

а

в

h

1

1

Круглопильный ЦА-2А

357,5

1,4

0,8

1,4

2,8

850

2

1

Торцовочный ЦПА-2

69

1,0

1,0

1,0

2,2

840

3

1

Фуговальный СФ6

191

1,8

0,8

1,2

3,6

1320

4

1

Фуговальный двухсторонний С2Ф-4-1

225

1,8

1,2

1,2

4,2

1764

5

1

Рейсмусовый СРЗ-2

57,2

1,5

1,0

1,0

2,2

1320

6

2

Строгальный С16-1

410

2,0

1,0

1,2

2,8

3648

10

2

Напольный отсос

0

0,13

0,13

0,7

-

1100

Коэффициент одновременности работы электродвигателей принимается равным 0,7.

1.2 Характеристика технологического процесса

Деревообрабатывающий цех предназначен для выпуска пиломатериалов из бревен и изготовления изделий из древесины. Такие цеха часто входят в состав различных предприятий, в которых по технологии предусмотрено использование древесных материалов и изделий из нее (мебельные фабрики, предприятия строительной индустрии, выпуск товаров народного потребления, модельные цеха литейных производств и другие ).

Данный цех деревообработки состоит из раскроечного участка и участка механической обработки материала древесины.

Раскроечный участок предназначен для раскроя досок на заготовки в соответствии с особенностями выпускаемых изделий. Основной технологической операцией в нем является пиление, которое производится на станках различного назначения, в данном случае круглопильные и торцовочный станки. Станки продольной распиловки предназначены для пиления вдоль волокон, то есть распиловки досок на рейки. Отрезные станки, наоборот, предназначены для поперечной резки досок. Отходами раскроечного участка являются обрезки досок и опилки.

Участок механической обработки предназначен для изготовления отдельных деталей изделий из заготовок, поступающих с раскроечного участка. Здесь используются фуговальные, рейсмусовые станки. Все станки оборудуются местными отсосами.

Фуговальные станки предназначены для получения гладкой поверхности изделия. В процессе строгания с изделия снимается стружка различных размеров. Образование пылевой фракции так же происходит, так как в отличие от обычного ручного рубанка, на механических станках образуется не длинная витая стружка, а короткая и мелкая. Это происходит потому, что чаще всего рубанок имеет режущие ножи, расположенные на вращающемся цилиндре. Ножи в процессе вращательного движения снимают короткие стружки при каждом обороте рабочего органа.

При работе деревообрабатывающих станков образуется большое количество отходов, значительную долю из которых составляет пыль. Дисперсный состав образующейся пыли зависит от выполняемой технологической операции. При всех операциях образуется древесная пыль.

Общее количество отходов и доля пыли в них зависят от марки оборудования.

1.3 Вредности, выделяющиеся при производстве и их влияние на организм человека

Атмосферный воздух, попадая в производственные помещения загрязняется примесями вредных веществ, образующихся в процессе производства. Попадая в организм человека при дыхании, а также через кожу или пищевод, такие вещества могут оказать вредное воздействие. Ухудшение здоровья человека, причиной которого является низкое качество воздуха помещений, может проявиться появлением большого набора острых и хронических симптомов и в форме множества специфических заболеваний.

Основным загрязняющим веществом, на деревообрабатывающих предприятиях, является пыль. Пыли, взвешенные в воздухе, образуют аэрозоли, скопление осевшей пыли – аэрогели.

Вредное воздействие пыли на организм человека зависит от количества вдыхаемой пыли, степени ее дисперсности, от формы частиц пыли, от ее химического состава и растворимости .

С уменьшением размеров пылевых частиц увеличивается их проникающая способность в органы дыхания. При этом снижается их механическое раздражающее действие и главной становится химическая активность. Мелкие пылевые частицы способны химически воздействовать с биологической средой организма благодаря их большой удельной поверхности .

Токсические свойства древесины определяются содержанием так называемых побочных веществ – дубильных смол, эфирных масел, минеральных веществ, пектинов, жиров. Их содержание зависит от вида, места произрастания времени года и возраста дерева .

На деревообрабатывающих предприятиях образуются раздражающие пыли, которые не обладают способностью хорошо растворяться в жидких средах организма, но могут воздействовать на организм, раздражая кожу, глаза, уши, десны, вызывая аллергические реакции.

Воздействие древесной пыли на работающего может привести к различного рода заболеваниям органов дыхания, кожных покровов и глаз. Длительная работа в воздушной среде, содержащей древесную пыль, может привести к развитию у работающего пневмокониоза и пылевого бронхита, которые объясняются как результат механического и химического воздействия пыли на органы дыхания.

Пневмокониозы являются общим хроническим заболеванием организма с преимущественным поражением легких. Изменения в органах дыхания начинаются с верхних дыхательных путей. Пыль, проникая в легкие, вызывает их защитную реакцию: происходит сжатие легких, уменьшается рабочий объем, дыхание становиться частым и поверхностным. В результате уменьшается обогащение артериальной крови кислородом, развивается кислородная недостаточность. Ранними признаками пневмокониоза являются повышенная утомляемость и общая слабость, которые по мере развития болезни прогрессируют и приводят к потере трудоспособности.

2. Выбор расчетных параметров

2.1 Выбор расчетных параметров наружного воздуха

Для города Ула- Удэ:

-расчетная географическая широта 52 о с.ш.;

-барометрическое давление 950 ГПа;

-параметры для теплого периода года (параметры А):

температура воздуха tнт =23,7 0С, удельная энтальпия Iт =49,8 кДж/кг, скорость воздуха vт =1 м/с;

-параметры для холодного периода года (параметры Б):

температура воздуха tнх =-370С, удельная энтальпия Iх =-37,1 кДж/кг, скорость воздуха vх = 3 м/с .

Продолжительность отопительного периода - Zот.п = 237 сутки, средняя температура воздуха периода со среднесуточной температурой воздуха ≤ 8 0С – tот.п = -10,5 0С

2.2 Выбор расчетных параметров внутреннего воздуха

Для категории работ деревообрабатывающего производства средней тяжести IIа, для постоянных рабочих мест принимаются параметры в допустимых пределах:

-параметры для теплого периода года: температура воздуха tвт = 18-27 оС, относительная влажность воздуха φт = 65%, подвижность воздуха vт = 0,2-0,4 м/с;

-параметры для холодного периода года: температура воздуха tвх = 17-230С, относительная влажность воздуха φх = 75%, подвижность воздуха vх ≤ 0,3 м/с.

Для расчета вредных выделений принимается температура tвт = 27 оС.

3. Характеристика местной вытяжной вентиляции

В качестве местной вытяжной вентиляции в деревообрабатывающем цехе предусмотрена система аспирации , удаляющая отходы в виде пыли, опилок, стружки и направляющая их к пылеулавливающему оборудованию.

Современные аспирационные системы представлены компоновкой следующих элементов: аспирационного укрытия, транспортной воздуходувной магистрали, вентилятора и пылеулавливающих устройств.

Аспирационное укрытие – это средство локализации отходов резания и создания условий для направленного движения их в транспортную магистраль.

Отходы резания из аспирационных укрытий удаляют во взвешенном состоянии по воздуховодам, что обеспечивается за счет высоких значений скорости воздуха, который препятствует оседанию частиц.

Пылеулавливающая установка обеспечивает удаление частиц стружки и пыли из аспирируемого воздуха перед дальнейшим его движением в атмосферу.

Вентиляторы аспирационных систем создают необходимое разряжение в аспирационных укрытиях, обеспечивая требуемые скорости воздуха на всем пути движения отходов резания к пылеулавливающей установке.

В деревообрабатывающем цехе запроектирована централизованная напорно-всасывающая система аспирации с разветвленной сетью воздуховодов.

Разветвленная сеть более проста в изготовлении, так как собирается только из прямых и фасонных частей воздуховодов.

Воздуховоды для системы аспирации изготавливаются сварными из черной листовой стали, круглого сечения.

Для прочистки и ревизии воздуховодов в случае их закупорки на них через каждые 15 м, а также следом за отводами устраивают лючки, конструкция которых должна быть герметичной .

4 Тепловой баланс здания

4.1 Расчет теплопоступлений

4.1.1 Теплопоступления от солнечной радиации, искусственного освещения, людей

Теплопоступления от солнечной радиации:

а) через окна

где qср – теплопоступления от проникания солнечной радиации;

Окна ориентированы на противоположные стороны: север и юг

Fок = 5*(1*3,0+1,8*3,0)=42м² - площадь поверхности оконных проемов, выходящих на юго-восточную сторону;

Fок = 4*(1*3,0+1,8*3,0)=33,6м² - площадь поверхности оконных проемов, выходящих на северно-западную сторону.

qср = (qпр · Кинс – qрас · Кобл) · Котн · τ2

где qпр, qрас – количество тепла от прямой и рассеянной солнечной радиации /7, табл. 22.1/, Вт/м²:

для юго-восточной стороны: qпр =448; qрас =114.

для северно-западной стороны: qпр = 391; qрас = 106.

Котн – коэффициент относительного проникания солнечной радиации; для двойного остекления со стеклом листовым оконным толщиной 4,0мм, без солнцезащитных устройств, в раздельных металлических переплетах Котн = 0,8 /7, табл. 22.5/; Кинс – коэффициент инсоляции

где Lг, Lв – выступ плоскости стены от поверхности окна; для кирпичного здания Lг = Lв = 0,14м /4/; Н, В – высота и ширина окон;

Нср = (1,8+1,0)/2=1,4м; В = 3м

а, с – откос солнцезащитных козырьков от окна.

Так как в проектируемом здании козырьки не предусмотрены, то а = с = 0;

β = arctg (ctg h · cos Ac.о.)

где h – высота стояния солнца /4, табл. 22.3/ ;

h = 38град

Ac.o. – солнечный азимут /4, табл. 22.3/, град;

Ac (ю)= 72град

Ac (с)= 180-72=108град

β = arctg (ctg 38 · cos 72) = 21,6

Для юго-восточной стороны:

Для северно-западной стороны:

Кобл – коэффициент облучения; при отсутствии солнцезащитных устройств и при ширине и высоте окна более 1м принимается

Кобл = 1

τ2 – коэффициент, учитывающий затенение светового проема переплетами /7, табл. 22.6/; τ2 = 0,6

Для юго-восточной стороны:

qср = (448 · 0,75 + 114 · 1) · 0,8 · 0,6 = 216  

Для севернозападной стороны:

qср = (391 · 0,75 + 106 · 1) · 0,8 · 0,6 = 191,6  

qm – теплопоступления, обусловленные теплопередачей,

где Rок – термическое сопротивление окна /4, табл. 22.6/,  :

Rок = 0,34

tн.усл. – условная температура наружной поверхности окна, °С:

где tн.ср. = 25,9°С – средняя температура наиболее теплого месяца(июль) /9, табл. 2/;

Аtн = 13,2°С – средняя суточная амплитуда колебания температуры наружного воздуха /9, табл. 2/;

β2 = 0 – учет гармонического изменения температуры наружного воздуха /7, табл. 22.7/;

Sв = 281 ; Дв = 130 - количество тепла, поступающего на вертикальную поверхность, ориентированную на северо-западную сторону в 8-9 часов

Sв = 521 ; Дв = 154 - количество тепла, поступающего на вертикальную поверхность, ориентированную на юго-восточную сторону в 8-9 часов /7,табл. 22.8/;

αн – коэффициент теплоотдачи

αн = 5,8 + 11,6√V

αн = 5,8 + 11,6√1 = 17,4

ρ = 0,4 – приведенный коэффициент поглощения солнечной радиации /7, табл. 22.5/;

Для юго-восточной стороны:

Для северно-западной стороны:

Для юго-восточной стороны:

Для северно-западнойстороны:

Для юго-восточной стороны:

Для северо-западной стороны:

Теплопоступления от солнечной радиации через светопрозрачные конструкции будут равны

б) через покрытие теплопоступления определяются по следующей формуле:

Qсрп=((tну – tвт)*Fп)/Rп

где Fп = 30х12=360 м2 – площадь покрытия; Rп – сопротивление теплопередаче покрытия; tну – условная наружная температура воздуха над покрытием.

Рассчитаем градусо-сутки отопительного периода:

Dd = (tвх - tот.п )* Zот.п = ( 17+37)*237=127980С сут.

Сопротивление теплопередаче покрытия:

Rп = 3,12 (м20С) /Вт

Условная наружная температура над покрытием определяется по формуле:

tну = tнт+ (qср*ρп)*αн ,

αн - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности:

αн = 8,7+2,6*√1 = 11,3 Вт/м2

ρп =0,65 – коэффициент поглощения солнечной радиации шифером;

qср =319 Вт – среднесуточный тепловой поток солнечной радиации на горизонтальную поверхность для широты 52 о с.ш.

tну = 23,7+(319*0,65)/11,3=420С;

Qср п = (41,2-27)*360/3,12 = 1736,5 Вт

Суммарные теплопоступления от действия солнечной радиации, поступающие в помещение деревообрабатывающего цеха, складываются из двух слагаемых: теплопоступлений через светопрозрачные конструкции и теплопоступлений через плиты покрытия. Таким образом

в) тепловыделения от искусственного освещения

Qи.о.= EF·qосв·ηосв,

где E – освещенность рабочих поверхностей цеха; F – площадь пола помещения, м2; qосв – максимальная удельная установленная мощность освещения для светильников прямого света, Вт/м2 /8, табл.18 /; ηосв – доля тепла, поступающая от светильника в различные зоны помещения;

Е=200

Апл = 360 м2

qосв = 0,073 Вт/м2,

ηосв = 1, люминесцентные лампы у потолка.

Тогда тепловыделения от искусственного освещения равны

Qис.ос = 200*360*0,073·1 = 5256 Вт.

 
Теплопоступления от искусственного освещения в холодный период и в теплый период одинаковы.

4.1.2 Теплопоступления от электродвигателей станков

Тепловыделения во время работы в цехе обуславливаются теплопоступлениями от нагревающихся двигателей станков, которые определяются по формуле:

Qэл.двиг = Nу*ксп*(1-кп*η)*103,

где ксп=0,5 – коэффициент спроса на электроэнергию деревообрабатывающего производства (1,табл. 25);

кп = 1- коэффициент, учитывающий полноту загрузки электродвигателей (загрузка двигателя 0,7); η = 0,84 – КПД электродвигателя, принимается одинаковым для всех станков, т.к. мощности электродвигателей всех станков находятся в пределах 0,5-5Вт, Nу – мощность электродвигателя ,смотри табл. 1.

Qэл.двиг = (2,8+2,2+3,6+4,2+2,2+2,8*2 ) *0,5*(1-1*0,84)* 103*0.7 = 1154 Вт.

4.1.3 Теплопоступления от приборов дежурного отопления

- удельные теплопотери помещения, определяются по формуле

-удельная тепловая характеристика здания, кДж/(м3·ч·ºС), /1, табл. 1.7/

Для деревообрабатывающих цехов объемом меньше 5000м³, значение

Определим значение

- расчетная температура наружного воздуха для холодного периода, принимается равной -37 ºС

-расчетная внутренняя температура воздуха в деревообрабатывающем цехе в холодный период, принимается равной 17ºС

-средняя температура теплоносителя в отопительном приборе, определяется как среднее арифметическое двух температур: на входе и на выходе из отопительного прибора.

Есть все данные для определения теплопоступлений от приборов дежурного отопления. Подставим данные в формулу (5.15) и произведем вычисление

4.2 Расчет теплопотерь

4.2.1 Теплопотери через наружные ограждения по удельной тепловой характеристике здания для холодного периода

где    - удельные теплопотери помещения, Вт/ºС; tв, tн – температура внутреннего и наружного воздуха в отопительный период; - средняя температура в отопительном приборе:

4.2.2 Теплопотери за счет инфильтрации

,

где с – теплоемкость воздуха; tв, tн – температура внутреннего и наружного воздуха; GH – нормативная воздухопроницаемость определяемая по формуле:

где Gн1 – воздухопроницаемость стен и покрытий, принимаем промышленности равной 1кг/(м2*ч); Gн2 – воздухопроницаемость окон, принимаем равной 8 кг/(м2*ч); F – площади, м2.

Таким образом, теплопотери на нагревание инфильтрирующегося воздуха составят

Вт

Таким образом, общие потери тепла будут определяться суммой двух слагаемых

4.3 Составление уравнений теплового баланса и определение теплоизбытков в зимний и летний периоды

-суммарное потери теплоты помещением цеха за определенный период, Вт.

-суммарное поступление теплоты в помещение цеха за определенный период, Вт.

Для холодного периода уравнение теплового баланса будет иметь вид

Qинф+ Qнок – Qосв – Qст– Qдеж..от= 0

Необходимо устранить дефицит тепла в зимний период на величину равную

Для теплого периода уравнение теплового баланса будет иметь следующий вид

Qсрок+ Qсрпл + Qст = 0

Необходимо устранить избыток тепла в летний период на величину равную

Таблица 5 – Тепловой баланс деревообрабатывающего цеха

Теплопоступления, Вт

наименование

Теплый период

Холодный период

Солнечная радиация: через окна

через покрытие

15913

1736,5

-

Искусственное освещение

5256

От двигателей станков

1154

От приборов дежурного отопления

-

64804

Теплопотери, Вт

За счет инфильтрации

-

15913

Через НОК по удел тепловой характеристике

-

95365

5. Расчет воздухообмена в помещениях

5.1 Определение количества воздуха, удаляемого местными отсосами

Минимальное количество воздуха удаляемого местными отсосами от станков и напольными отсосами указано в таблице 1, тогда общее количество воздуха удаляемого местными отсосами:

Lмо = 850+840+1320+1764+1320+2*3648+1100*2=15590м3/ч.

5.2 Определение производительности приточной системы

Количество приточного воздуха в рабочую зону принимается равным количеству воздуха, удаляемого местными отсосами Lвыт. Воздухообмен по избыткам явного тепла:

Lприт = Lвыт = 15590 м3/ч ,

Расход воздуха при данном воздухообмене составит:

где ρ – плотность воздуха, принятая равной 1,2кг/м3.

кг/ч

tпр = tнт +1,0=23,7+1,0=24,70С

температура приточного воздуха в теплый период года; с – теплоемкость воздуха; Gр – расчетное значение воздухообмена; Qя – явные теплопоступления в летний период.

Рассчитаем температуру удаляемого воздуха:

tв-принимается равной 27оС.

Так как температура удаляемого воздуха для теплого периода года превышает допустимую температуру (27ºС), следовательно, требуется пересчитать расход приточного воздуха.

Gпр< Gр→дополнительного воздухообмена не требуется.

5.3 Определение температуры воздуха в рабочей зоне в летний период при рассчитанном воздухообмене

Сначала определяется температура удаляемого воздуха tу , а далее температура в рабочей зоне и сравнивается с допустимым пределом для теплого периода года, данным в пункте 3.2 :

tу = tв + grad t*(Нпом – 2)

tрз =27- 0,4*(6-2) = 25,4 оС

Полученная температура в рабочей зоне tрз =25,4оС находится в допустимом интервале температур 18-27 оС

оС

Т.к температура удаляемого воздуха превышает допустимую, то требуется дополнительный воздухообмен.

Производительность систем вентиляции:

Приток воздуха также осуществляется в приточную камеру.

В венткамере делаем по кратности.

Кратность в венткамере равна 2.

Температура не ниже 15°С.

Объем помещения 90м3.

Lприт.кам.=180м3.

Таким образом общий расход приточного воздуха составляет

24404+180=24584 м3/ч.

5.4 Определение температуры приточного воздуха в зимний период при рассчитанном воздухообмене

Так как в зимний период в цехе наблюдается дефицит тепла, то целесообразно выполнить воздушное отопление, совмещенное с системой общеобменной приточной вентиляции. Требуется определить температуру приточного воздуха в зимний период.

Так как деревообрабатывающее производство имеет категорию В, то рециркуляция воздуха не допускается, поэтому выполняется прямоточная система воздушного отопления. Для воздушного отопления необходимо подавать приточный воздух с температурой большей температуры рабочей зоны. Определим численное значение этой температуры по формуле

Определим значение температуры воздуха, который требуется подавать в помещение цеха для устранения дефицита тепла в зимний период и осуществления вентиляции.

= 24,67ºС

Воздуха с  необходимо подавать в помещение деревообрабатывающего цеха, для того чтобы температура воздуха в рабочей зоне была не ниже 17 ºС

6. Аэродинамический расчет систем вентиляции

6.1 Расчет системы аспирации

Целью аэродинамического расчета является определение диаметра трубопроводов и аэродинамического сопротивления сети.

Потери давления на участках воздуховодов определяются с учетом влияния транспортируемого материала, т.е. по формуле

ΔР= (1+к*μ)* Σ(Rl+Z) ,

где

μ – массовая концентрация материало - воздушной смеси.

к=1,4 – коэффициент учитывающий движение материала по воздуховоду.

Определяем массовую концентрацию материало-воздушнойт смеси по формуле:

μ =ΣGм/(L *ρв),

где

ΣGм= 357,5+69+191+225+57,2+410*2=1719,7 кг/ч – максимальный выход отходов от станков (Таблица 1).

μ =1719,7/(15590*1,2) = 0,09

Расчетная схема представлена в приложении А. Результаты аэродинамического расчета сведены в Таблицу 9.

Коэффициенты местных сопротивлений на участках магистрали и ответвления определяются по таблицам 22.53 , 22.52 /1/ ( тройники на проход и на ответвление принимаются при α = 300 ) и представлены в Таблице 9.

Таблица 7 – Присоединительные патрубки отсосов

Марка станка 

L, м3/ч

v, м/c

Размеры 

dэ, мм

F, м2

СРЗ-6

1320

18

160

0,0201

С2Ф-4-1 

1500

18

170

0,0227

264

17

75

0,0044

С16-1

3648

18

160

0,0201

СФ6

1320

18

160

0,0201

Напольный отсос

1100

17

150

0,0177

Ответвление 

ЦА-2А+ЦПА-2

850+850

21

180

0,0254

Напольный отсос

1100

17

150

0,0177

Таблица 8. Подбор воздуховодов.

ВЫТЯЖКА

№ участка

расход м3/ч

диаметр,м

Fо,м2

скорость в-ха м/с

1

3648

0,25

0,0491

20,65

2

7296

0,355

0,0989

20,49

3

8396

0,355

0,0989

23,57

4

9716

0,4

0,1256

21,49

5

11480

0,45

0,1590

20,06

6

12800

0,45

0,1590

22,37

7

14490

0,5

0,1963

20,51

8

15590

0,5

0,1963

22,07

ответвления

9

850

0,125

0,0123

19,25

10

1690

0,16

0,0201

23,36

11

1100

0,125

0,0123

24,91

Таблица 9– Коэффициенты местных сопротивлений на участках магистрали и ответвления.

Nуч

Сопротивления на участке

ξ

Σξ

1

отсос

1 отвод 300

1

0,1

1,6

Тройник на проход

0,5

Lо/Lств=3648/7296=0,5

Fп/Fств=0,00,491/0,0989=0,7

Fо/Fств=0,0201/0,0615=0, 3

2

Тройник на проход

0,43

0,43

Lо/Lств=1100/8396=0,18

Fп/Fств=0,0989/0,0989=1

Fо/Fств=0,0177/0, 0989=0,22

3

Тройник на проход

0,3

0,3

Lо/Lств1320/9716=0,19

Fп/Fств=0,0989/0,01256=0,79

Fо/Fств=0,0201/0,01256=0,2

4

Тройник на проход

0,3

0,1

0,4

Lо/Lств=1764/11480=0,2

Fп/Fств=0,0989/0,1256=0,8

Fо/Fств=0,0227/0,1256=0,18

Отвод 30оС

5

Тройник на проход

0,4

0,4

Lо/Lств=1320/12800=0,13

Fп/Fств=0,1256/0,1590=0,8

Fо/Fств=0,0201/0,1590=0,16

6

Тройник на проход

0,2

0,1

0,3

Lо/Lств=1690/14490=0,14

Fп/Fств=0,1590/0,1590=1

Fо/Fств=0,0133/0,1590=0,1

Отвод 30оС

7

Тройник на проход

0,2

0,2

Lо/Lств=1100/15590=0,1

Fп/Fств=0,1590/0,1963=1

Fо/Fств=0,0254/0,1963=0,16

8

четыре отвода по 45°

0,18*4

0,72

Ответвление

9

2 отвода 30оС

0,1*2=0,2

0,66

Тройник на проход

0,46

Lо/Lств=850/1700=0,5

Fотв/Fств=0,0254/0,0254=1

Fп/Fств=0,0113/0,0254=0,44

10

Тройник на ответвление

0,4

0,4

Lо/Lств=1690/10944=0,16

Fотв/Fств=0,0254/0,1256=0,2

Fп/Fств=0,1256/0,1256=1

11

Тройник на ответвление

Lо/Lств=1100/13272=0,1

0,7

0,7

Fотв/Fств=0,0123/0,1590=0,1

Fп/Fств=0,1590/0,1590=1

Таблица 9 – Аэродинамический расчет системы аспирации

Nуч

L, м3/ч

l, м

v, м/c

F,м2

dэ,м

R,Па/м

Rl,Па

Рд,Па

Σξ

Z,Па

ΣР

Σ

1

3648

5

20,65

0,0491

0,25

18

90

256

1,6

409,37

499,37

499,37

2

7296

3

20,49

0,0615

0,28

16

48

252

0,43

108,32

156,32

655,68

3

8396

2,3

23,57

0,0779

0,315

12

27,6

333

0,3

100,00

127,60

783,28

4

9716

6,5

21,49

0,0989

0,355

11

71,5

277

0,4

110,84

182,34

965,62

5

11480

6

20,06

0,1256

0,4

8,5

51

241

0,4

96,58

147,58

1113,20

6

12800

2

22,37

0,1256

0,4

13

26

300

0,3

90,08

116,08

1229,27

7

14490

1,5

20,51

0,1590

0,45

8,5

12,75

252

0,2

50,48

63,23

1292,50

8

15590

16

22,07

0,1590

0,45

10

160

292

0,72

210,42

370,42

1662,92

ΔР асп= (1+к*μ)* Σ(Rl+Z)=(1+1,4*0,09)*1662,92=1872,4 Па

Увязка ответвлений

9

850

4

19,25

0,0123

0,125

20

80

222

0,66

146,74

226,74

226,74

10

1700

2

23,36

0,0201

0,16

35

70

327

0,4

130,97

200,97

200,97

11

1100

1,5

24,91

0,0123

0,125

23

34,5

372

0,7

260,61

295,11

295,11

Невязка [(ΔР1-6 - ΔР9 )/ ΔР1-6 ] * 100%=[ (1292,5 - 200,97 )/1292,5] *100% =84% >10%,

 что не удовлетворяет условиям расчета.

требуется установка дросселирующей диафрагмы

∆Рдиафр=ρV2/2=1,2*19,25/2=222,33Па; ξ=(1292-226,74)/ 222,33=4,8

6.2 Аэродинамический расчет приточной системы

Расчет приточной системы вентиляции производится с целью восполнения объемов воздуха, удаляемого системой аспирации В1. Для выполнения этой цели, необходимо запроектировать и рассчитать приточную систему таким образом, чтобы воздух удаляемый из помещения полностью компенсировался приточным воздухом. Для запроектированной приточной системы, необходимо:

1) Подобрать воздухораспределительные устройства

2) Выполнить аэродинамический расчет с целью

3)Определения поперечных размеров сечения воздуховода

4)Определения потерь давления в системе

Приточная система вентиляции запроектирована для помещения цеха и для приточной камеры.

Подбор воздухораспределителей

Для организации притока воздуха в помещение деревообрабатывающего цеха, в качестве воздухораспределительного устройства принимаем воздухораспределитель вихревой ркгулируемый5.904-40 РВ-3

Для определения количества воздухораспределителей воспользуемся следующей формулой

-суммарная площадь воздухораспределителей, м², определяется по формуле

-площадь одного воздухораспределителя, м², определяется по справочнику/12/ и равна 0,09 м²

-Объемный расход, м³/ч, приточного воздуха, который необходимо подать в помещение деревообрабатывающего цеха.  =24404 м³/ч.

-рекомендуемое значение скорости воздуха, м/с, на выходе из воздухораспределителя ВДУМ-2Д. Принимается равным из диапазона 4-12 м/с. В качестве расчетного примем значение = 8 м/с

Определим суммарную площадь воздухораспределителей:

Определим количество воздухораспределителей необходимых для системы притока, подставив известные нам значения в формулу 6.2

Следовательно принимаем к установке 9 воздухораспределителей РВ-3

Таким образом, расход воздуха от одного воздухораспределителя типа РВ-3 в течении часа составит 24404/9=2711,6 м³/с.

Коэффициенты местных сопротивлений на участках с 1 по 11 схемы П1 определяются по справочнику/1/ и представлены в таблице 10

Расчетная схема представлена в приложении Б.

Результаты аэродинамического расчета сведены в Таблицу 11.

Подбор воздуховодов.

при точка

№ участка

расход м3/ч

диаметр,м

Fо,м2

скорость в-ха м/с

1

2712

0,56

0,2462

3,06

2

5423

0,71

0,3957

3,81

3

8135

0,9

0,6359

3,55

4

10846

0,9

0,6359

4,74

5

13558

1,0

0,7850

4,80

6

16270

1,0

0,7850

5,76

7

18981

1,0

0,7850

6,72

8

24404

1,0

0,7850

8,64

9

24584

1,0

0,7850

8,70

ответвления

13

2712

0,56

0,2462

3,06

14

5423

0,71

0,3957

3,81

15

180

0,14

0,0154

3,25

Таблица 10 – Коэффициенты местных сопротивлений на участках магистрали и ответвления.

Nуч

Сопротивления на участке

ξ

Σξ

1

Решетка РВ-3

2,3

3,64

Отвод 900

0,24

Тройник на проход

1,1

Lо/Lств=2712/5423=0,5

Fп/Fств=0,2462/0,3957=0,6

2

Тройник на проход

0,4

0,4

Lо/Lств=2712/8135=0,33

Fп/Fств=0, 3957 /0,6359=0,6

3

Тройник на проход

0,3

0,3

Lо/Lств=2712/10846=0,25

Fп/Fств=0,6359/0,6359=1

4

Тройник на проход

0,2

0,2

Lо/Lств=2712/13558=0,2

Fп/Fств=0,6359/0,7850=0,81

5

Тройник на проход

0,4

0,4

Lо/Lств=2712/16270=0,17

Fп/Fств=0,7850/0,7850=1

6

Тройник на проход

0,25

0,25

Lо/Lств=2712/18981=0,14

Fп/Fств=0,3957/0,3957=1

7

Тройник на проход

Отвод 90о

0,3

0,24

0,54

Lо/Lств=5423/24404=0,22

Fп/Fств=0,7850/0,7850=1

8

Тройник на проход

0,8

0,8

Lо/Lств=24404/24584=0,99

Fп/Fств=0,7850/0,7850=1

9

2 отвода 90°

2х0,24

0,48

ответвления

12

Решетка РВ-3

2,3

3,64

Отвод 900

0,24

Тройник на проход

1,1

Lо/Lств=2712/5423=0,5

Fп/Fств=0,2462/0,3958=0,6

13

Тройник на оветвление

4,7

4,7

Lо/Lств=5423/15722,3=0,18

Fо/Fств=0,3957 /0,7850=0,5

14

Тройник на ответвление

Lо/Lств=180/24584=0,01

Fо/Fств=0, 0154/0,7850=0,02

9,3

9,3

Таблица 11– Аэродинамический расчет приточной системы

Nуч

L, м3/ч

l, м

v, м/c

F,м2

dэ,м

R,Па/м

Rl,Па

Рд,Па

Σξ

Z,Па

ΣР

Σ

1

2712

3,5

3,06

0,246

0,56

0,2

0,7

6

3,64

20,45

21,15

21,15

2

5423

3,5

3,81

0,396

0,71

0,28

0,98

9

0,4

3,48

4,46

25,60

3

8135

3,5

3,55

0,636

0,9

0,14

0,49

8

0,3

2,27

2,76

28,37

4

10846

3,5

4,74

0,636

0,9

0,22

0,77

13

0,2

2,69

3,46

31,83

5

13558

3,5

4,80

0,785

1

0,2

0,7

14

0,4

5,52

6,22

38,06

6

16270

3,5

5,76

0,785

1

0,27

0,945

20

0,25

4,97

5,92

43,97

7

18981

3,5

6,72

0,785

1

0,37

1,295

27

0,54

14,62

15,91

59,88

8

24404

3,5

8,64

0,785

1

0,55

1,925

45

0,8

35,80

37,72

97,60

9

24584

0,5

8,70

0,785

1

0,6

0,3

45

0,48

21,80

22,10

119,70

ответвления

10

2712

3,5

3,06

0,246

0,56

0,2

0,7

6

3,64

20,45

21,15

21,15

11

5424

2

3,81

0,396

0,71

0,28

0,56

9

4,3

37,40

37,96

59,11

12

180

2,5

3,25

0,015

0,14

1,4

3,5

6

9,4

59,56

63,06

63,06

Невязка [(ΔР1-7 – ΔР10-11 )/ ΔР1-7 ] * 100%=[ (59,88 – 59,11 )/59,88] *100% = 1,2% >10%,

 что удовлетворяет условиям расчета.

7. Подбор оборудования для приточной системы и системы аспирации

7.1 Подбор вентилятора

Вентилятор подобран с помощью программы ВЕЗА.

Для приточной системы мы выбрали вентилятор марки ВР-80-75-10.

Для системы аспирации мы выбрали вентилятор марки ВЦ-14-46-5.

Рабочие характеристики вентиляторов представлены в графической части курсового проекта.

7.2 Подбор калорифера

В качестве теплоносителя в калорифере используется вода с параметрами tг = 130 оС ,. t о = 70 оС. Подаваемый воздух необходимо нагреть с температуры tн = -37 оС до температуры tк = 24,7в количестве Gз=24584*1,21=29746,64 кг/ч.

Приняв, что массовая скорость воздуха vρ1= 5 кг/(м2*оС), определяем необходимую площадь сечения калориферов по воздуху следующим образом:

f1= G/ vρ1*3600

f1=29746,64/(5*3600)=1,6 м2

Принимается 1 калорифера КСк3-11-02АХЛЗ fв= 1,66 м2 (7,табл.II.1)

Тогда действительная массовая скорость :

vρд=29746,64/(0,581*2*3600) = 4,97 кг/(м2*оС).

Расход воды через калориферы определяется по формуле

Gвод=

Q=0,28·G·c(tк-tн)

Q=0,28·29746,64·1,005(17+37)=368311 Вт

Gводы=368311/(4,187*106*(130-70)*1)=0,00147 м3/с

где

n=1-количество калориферов.

Скорость воды в трубках калорифера определяется по формуле

w=

w = 0,00147/0,002576=0,57 м/с,

где

fтруб =0,002576 м2 (7,табл. II.1 )

Коэффициент теплопередачи калорифера (7, табл. II.7 )составляет к=53,835 Вт/( м2*оС).

Необходимая площадь поверхности нагрева определяется:

F

Fу’=368311/(53,835*(100-(24,7-37)/2))= 64,5 м2

Тогда общее число устанавливаемых калориферов

n’= Fд’/Fк=64,5/83,12 = 0,77 – принимаем один калорифер.

где Fк=83,12 м2 - площадь поверхности нагрева калорифера (7,табл.II.1).

Действительная площадь нагрева Fд=83,12 м2

Невязка составляет:

{(83,12*53,835*(100-(24,7-37)/2)-368311)/368311}*100%=28%

Данная величина невязки удовлетворяет условиям.

Аэродинамическое сопротивление калориферов, включенных параллельно по воздуху : ΔРк = 115,47 Па (7, табл. II.7) Характеристика калориферов и схема обвязки представлена в графической части.

7.3 Подбор воздухозаборных решеток

Площадь воздухозаборных решеток определяется по формуле

Количество решеток СТД 5.291размером 500х600:

Фактическая скорость, м/с:

Аэродинамическое сопротивление решетки:

где ξреш = 2

7.4 Подбор циклона для системы аспирации

Пыль, удаляемая от деревообрабатывающих станков имеет плотность ρп = 110 кг/м3, размер пыли d=100мкм, запыленность удаляемого воздуха С = ΣGм/L

С= 1719,7/15590=11г/м3.

По таблице 8.2 /3/ принимаем циклон типа ЦН-15. Оптимальная скорость воздуха vо =3,5 м/с, определяется по таблице 8.3 /3/.

Необходимая площадь сечения циклона

F =15590/(3600*3,5)=1,24 м2.

Оптимальный диаметр циклона определяется по формуле:

D=1,13* √F/n,

где

n=1 – число устанавливаемых циклонов.

D=1,13* √1,24/1=1,26 м.

Выбираем циклон с D=1,4 м.

Действительная скорость воздуха в циклоне:

vо д=1,27*15590/(3600*1*1,42) = 2,8 м/с.

Действительная скорость не превышает оптимальной скорости более чем на 20%.

Аэродинамическое сопротивление циклона.

ΔР ц= ξ*[(ρ* vо *2)/2] . (9.3)

Гидравлическое сопротивление циклона определяется следующим образом:

ξ =к1*к2* ξ0 + Δξ0 , (9.4)

где

к1=1 – коэффициент зависящий от диаметра циклона (Таблица 8.4 /3/);

к2=0,93 – коэффициент зависящий от запыленности удаляемого воздуха С = 11 г/м3 (Таблица 8.5 /3/);

ξ0 = 163- коэффициент местного сопротивления циклона ЦН-15 с выбросом воздуха в атмосферу (Таблица 8.3 /3/);

Δξ0 =0 – т.к. для установки принимается один циклон.

Тогда

ξ = 1*0,93*163 = 152.

ΔР ц= 152*(1,2*2,82)/2 = 715 Па.

По графику рисунок 8.1 /3/ определяется медианный размер пыли, при эффективности очистки η = 50%, d50=4 мкм.

Фактическое значение, при реальных условиях, определяется по формуле:

d50д= 548,5* d50*√(Dд * μд* vо)/(ρп* vод) , (9.5)

где

μд*=1,85*10-5 Па*с – динамическая вязкость воздуха при tу = 27 оС.

Тогда

d50д = 548,5*4*√(1260*1,85*10-5 *3,5)/(110*2,8) = 35 мкм

По полученным значениям и по d = 100мкм определяем эффективность очистки данного циклона η д = 87 %.

Таким образом подобран циклон ЦН-15-1260П.

8. Воздушно-тепловая завеса

Воздушная завеса – устройство для предотвращения врывания воздуха через открытый проем.

Воздушные завесы устраивают в отапливаемых зданиях для обеспечения требуемой температуры воздуха в рабочей зоне и на постоянных рабочих местах.

В курсовом проекте мы конструируем завесу шиберного типа.

Температура смеси воздуха, поступающего в помещение при работе завесы, принимается для работ средней тяжести 12ºС.

Температура воздуха, подаваемого воздушно – тепловой завесой, принимается не выше 70ºС

Воздушно-тепловая завеса запроектирована с двусторонним выпуском воздуха. Воздушная струя завесы направлена под углом 30º к плоскости проема, оборудованного завесой. Высота воздуховыпуской щели принимается равной высоте открытого проема, то есть в нашем случае на высоте 3 м Завеса компонуется центробежным вентилятором, калорифером, которые устанавливаются на полу. Воздух на завесу забирается на уровне всасывающего патрубка вентилятора.

8.1 Расчет воздушно-тепловой завесы

Определяется расход воздуха, подаваемого завесой по формуле

коэффициент расхода проема при работе завесы, ( 7, табл.7.2) - относительный расход, подаваемого завесой к расходу воздуха, проходящего в помещение, равен 0,6 ( 7, табл.7.2)

- относительная площадь, равна 20 ( 7, табл.7.2)

Значениям  и  соответствует коэффициент  0,32

площадь проема(раздвижные ворота), м²,

плотность, кг/м³ смеси воздуха, подаваемого завесой и наружного воздуха.  принимается равной 12ºС (для категории работ IIa).

разность давления воздуха с двух сторон проема, Па. Для ориентировочных расчетов значение можно определить по следующей формуле

поправочный коэффициент на ветровое давление, учитывающий степень герметичности здания ( 7, табл.7.3) Для зданий без аэрационных проемов рекомендуемое значение

тепловое давление(гравитационное), Па.

расчетная высота, от центра проема до нейтральной линии. Для зданий без аэрационных фонарей это значение принимается равным половине высоты проема(ворот).

плотность наружного и соответственно внутреннего воздуха в зимний период , кг/м³.

Определим значение .

=4,135 Па

ветровое давление, Па, определяется по формуле

расчетный аэродинамический коэффициент, для наветренной стороны принимается равным 0,8

скорость ветра, м/с, для холодного периода равна 3 м/с

Таким образом

Далее вычислим значение :

Расход воздуха, подаваемого завесой равен

22403,63

Теперь определим температуру, с которой воздух поступает в помещение от тепловой завесы по формуле

отношение теплоты, теряемой с воздухом, уходящей через открытый проем наружу к тепловой мощности завесы, принимается по рисунку 7.3 (а) /7/ и принимается равным 0,07

Таким образом, температура, с которой воздух попадает в помещение от тепловой завесы равна

Определим тепловую мощность калориферов воздушно-тепловой завесы по формуле

-температура воздуха, забираемого для завесы, ºС, на уровне всасывающего отверстия вентилятора. Значение  принимается равной , а именно 12ºС.

Есть все необходимые данные для вычисления величины  . Выполним вычисление

=244610 Вт

Определим скорость воздуха на выходе из щели. Необходимо чтобы выполнялось следующее условие:  ≤ 25м/с

плотность, кг/м³ воздуха подаваемого завесой

площадь щели, м², определяется по формуле

Все необходимые значения для определения площади щели известны, следовательно…

12,69≤25 м/с

Условие  ≤ 25м/с – выполнено.

Аэродинамический расчет завесы

Расчетная схема воздушной тепловой завесы представлена в Приложении А. Результаты аэродинамического расчета сведены в Таблицу 13. Коэффициенты местных сопротивлений сведены в Таблицу 12.

Таблица 12 – Коэффициенты местных сопротивлений

Nуч

Сопротивления на участке

ξ

Σξ

1

Отвод 900 (550х600)

0,43

0,88

Тройник на ответвление

0,45

Lо/Lств=11201,8/22403,6=0,5

Fо/Fств=0,33/0,6=0,55

2

2 отвода 900(750х800)

0,59*2

1,18

Таблица 13 – Аэродинамический расчет воздушной тепловой завесы

завеса

Nуч

Lз1, м3/ч

l, м

v, м/c

ахв,мм

F,м2

dэ,мм

R,Па/м

Rl,Па

Рд,Па

Σξ

Z,Па

ΣР

Σ

1

11202

6,5

9,4

550х600

0,33

0,57

1,4

9,1

48,455

0,88

42,6405

51,74

51,74

2

22404

3

10,4

750х800

0,6

0,77

1,6

11,25

58,947

1,18

69,5577

80,81

132,55

8.2 Расчет воздуховода равномерной раздачи

Полное давление, создаваемое вентилятором, складывается из динамического и статического давлений. Если в стенке выполнить отверстие то статическое давление преобразуется в динамическое.

Следовательно, для того чтобы добиться постоянной скорости на выходе из отверстия по всей длине воздуховода необходимо, чтобы статическое давление было постоянным.

Т.к. полное давление равно сумме статического и динамического давлений и полное давление уменьшается по длине воздуховода за счет трения, то изменение динамического давления должно соответствовать потерям давления на трение. Тогда для плавного снижения динамического давления выполняют конусообразный воздуховод.

Начальное сечение такого воздуховода определяется по начальной скорости.

Потери давления в таких воздуховодах складываются

∆Р=

-скорость на выходе из отверстия

μ-коэффициент расхода, равен 0,7.

Теперь найдем полное давление

∆Р=

8.2 Расчет воздуховода равномерной раздачи

Полное давление, создаваемое вентилятором, складывается из динамического и статического давлений. Если в стенке выполнить отверстие то статическое давление преобразуется в динамическое.

Следовательно, для того чтобы добиться постоянной скорости на выходе из отверстия по всей длине воздуховода необходимо, чтобы статическое давление было постоянным.

Т.к. полное давление равно сумме статического и динамического давлений и полное давление уменьшается по длине воздуховода за счет трения, то изменение динамического давления должно соответствовать потерям давления на трение. Тогда для плавного снижения динамического давления выполняют конусообразный воздуховод.

Начальное сечение такого воздуховода определяется по начальной скорости.

Потери давления в таких воздуховодах складываются

∆Р=

Принимается 1 калорифер КСк4-11-02АХЛЗ fв= 1,66 м2 (7,табл.II.1)

Тогда действительная массовая скорость :

vρд=22403,63/(1,66*1*3600) = 3,75 кг/(м2*оС).

Расход воды через калориферы определяется по формуле

Gвод=

Gводы=244610/(4,187*106*(130-70)*1)=0,000835 м3/с

где

n=1

Скорость воды в трубках калорифера определяется по формуле

w=

w = 0,000835/0,002576=0,32 м/с,

где fтруб =0,002576 м2 (7,табл.II.1)

Коэффициент теплопередачи калорифера (7,табл.II.7)составляет к=40,68 Вт/( м2*оС).

Необходимая площадь поверхности нагрева определяется:

F

Fу’=244610/(40,68*(100-(50,8-37)/2))= 64,6 м2

Тогда общее число устанавливаемых калориферов

n’= Fу’/Fк=64,6/83,12 = 0,77 – принимаем один калорифер.

где Fк=83,12 м2 - площадь поверхности нагрева калорифера (7,табл. II.1).

Действительная площадь нагрева Fу=83,12 м2

Невязка составляет:

{(83,12*40,68*(100-(50,8-37)/2)-244610)/244610}*100%=28%>20%

Данная величина невязки не удовлетворяет условиям.

Аэродинамическое сопротивление калорифера ∆Р=70,07Па

8.4 Подбор вентилятора для завесы

Вентилятор подбирается по его производительности с запасом 20%, т.е.

Lз расч= 20553,8 м3/ч. И по давлению, которое определяется как:

Рп=132+70,0+301,6=234 Па

Для данных значений подобран вентилятор ВР-80-75-10. Характеристика вентилятора представлена в таблице графической части.

diplomba.ru

Расчёт аспирации деревообрабатывающего цеха.

В составе оборудования:

Циркулярный круглопильный станок с диаметром пилы 250÷350 мм;

Строгально-рейсмусовый станок СР-4;

Универсальный четырёх операционный деревообрабатывающий станок;

Сверлильный станок, точильно-шлифовальная машина и другое вспомогательное оборудование, не требующее аспирации.

Аспирация круглопильного станка.

    Опилки выбрасываются в подстольное пространство станка, которое имеет внешнее ограждение, разделено на зону поступления отходов и зону электропривода режущего инструмента. Расположение отверстия для аспирации выбрано с учётом направления потока опилок и пыли. Аспирационный патрубок врезан в одну из стенок ограждения со стороны наибольшего накопления древесных отходов. Длина патрубка 100 мм, внутренний диаметр 100 мм, площадь проходного сечения:

F=3,14∙d2/4=3,14∙0,12/4=0,00785 (м2).

   Кромки патрубка заделаны заподлицо со стенкой ограждения и имеют небольшое закругление на входе в воздуховод. Наружный торец патрубка подключается к гибкому пластиковому или к жёсткому металлическому воздуховоду аспирационной системы. Входная скорость воздуха в точке всасывания принимается от 25 до 30 м/сек. При среднем значении скорости всасывания 28 м/сек расход воздуха для аспирации циркулярного станка рассчитывается с учётом площади сечения входного отверстия Fвх=0,00785 м2:

Q=Fвх∙vвх∙3600=0,00785∙28∙3600=791 (м3/час).

   Минимальная скорость пневматического транспортирования древесной пыли и опилок в вертикальных воздухопроводах 13 м/сек, в горизонтальных 15 м/сек. Рекомендуемая надёжно транспортирующая скорость 17 м/сек. В таблице «Данных для расчёта круглых стальных воздуховодов» по этой скорости и расходу 791 м3/час принимаются ближайшие табличные: 795 м3/час при скорости 18 м/сек в трубе диаметром 125 мм. Уточнённая входная скорость:

vвх=Q/3600∙Fвх=795/3600∙0,00785=28,1 (м/сек).

   Ограждение подстолья циркулярного круглопильного станка не герметично. Стенки ограждения имеют технологические отверстия (окна) для беспрепятственного поступления аспирационного воздуха в зону выброса и всасывания опилок. В данном случае сопротивлением кожуха машины можно пренебречь. В других случаях следует проверять наличие сопротивления по технической документации оборудования и учитывать его в расчёте общих потерь давления аспирационной установки.

   На входе в аспирационный патрубок воздух преодолевает местное сопротивление, которое рассчитывается по формуле:

Нмс=ξмс∙Нд

Нд – скоростное давление на данном участке сети. Динамическое (скоростное) давление движущегося воздуха на входе в аспирацию:

Нд вх= ρ∙v2вх/ 2=1,2∙28,12 / 2=474 (Па), где ρ=1,2 кг/м3 – плотность воздуха при нормальных условиях.

ξмс – коэффициенты местного сопротивления движению воздуха, для каждого вида сопротивлений значения определены экспериментально и сведены в справочные таблицы. Для входа воздуха в открытую трубу, заделанную заподлицо со стенкой корпуса или ограждения ξмс=0,5. При небольшом закруглении кромок входного патрубка сопротивление уменьшается. Для минимально возможного радиуса закругления r=0,05d от диаметра воздуховода ξмс=0,23.

Нмс вх=0,23∙474=109 (Па).

   Аналогично будут выявлены и вычислены все остальные потери давления в различных местных сопротивлениях аспирационной сети.

   Максимальное количество отходов при непрерывной работе циркулярного станка в течение одного часа получилось примерно 160 кг.

Аспирация строгально-рейсмусового станка.

    Стружка выбрасывается в аспирационный патрубок, который имеет форму перехода с прямоугольного сечения на круглое. Размер входного прямоугольного сечения 420 х 85 мм. Диаметр выходного отверстия конфузора 150 мм, площадь сечения F=3,14∙d2/4=3,14∙0,152/4=0,0177 (м2).

   По технической характеристике строгально-рейсмусового станка СР-4-1 производительность аспирации 1800 м3/час. Ближайшее табличное значение расхода воздуха Q=1809 м3/час. При такой производительности скорость воздуха во всасывающем отверстии стружкоприёмника составит:

vвх=Q/3600∙Fвх=1809/3600∙0,0177=28,4 (м/сек).

Полученное значение соответствует рекомендуемой скорости на этапе всасывания отходов деревообработки в аспирационную систему. В прямоугольном сечении отсасывающего патрубка скорость воздуха:

v=Q/3600Fпр=1809/3600∙0,085∙0,42=14,1 (м/сек).

   Область пониженной скорости воздуха направленный поток стружки успешно проходит за счёт приобретённой энергии от быстровращающегося ножевого вала строгального станка. Входной патрубок установлен с большим вертикальным углом наклона, что исключает возможность отложения в нём стружек и пыли. Минимальная скорость транспортирования стружки 17 м/сек. Рекомендуемая надёжно транспортирующая скорость в воздухопроводах 21÷25 м/сек. Для данного диапазона скоростей площадь сечения воздуховода:

F=Q/3600∙v   F=1809/3600∙(21÷25)=0,024÷0,02 (м2).

   Диаметр воздуховода вычисляется из формулы площади F=3,14D2/4 и для этих площадей находится в пределах D=0,174÷0,160 м. Принимаются стандартные диаметры: 180 мм или 160 мм, окончательный выбор будет сделан в процессе расчёта потерь давления на участках аспирационной сети.

   Выход отходов от строгально-фуговальных станков с шириной обработки пиломатериала до 400 мм определён в количестве 149, 5 кг/час.

Аспирация универсального четырёх операционного деревообрабатывающего станка.

    Все узлы деревообработки комбинированного станка оборудованы патрубками для подключения к аспирации. Кромки аспирационных патрубков заделаны заподлицо с ограждениями зон образования и отсоса отходов. Отходы – древесная пыль, опилки и мелкие стружки. Диаметры всех четырёх аспирационных патрубков 100 мм. Площадь входного сечения 0,00785 м2. При скорости всасывания 28 м/сек производительность аспирации каждого узла:

Q=3600∙F∙v   Q=3600∙0,00785∙28=791,3 (м3/час).

   Все отсасывающие патрубки станка гибкими рукавами можно подключить к аспирационному сборнику или к тройникам магистрального воздуховода. Аспирация всех узлов деревообработки будет происходить одновременно и постоянно. Тогда расход воздуха в начале сети составит 791,3∙4=3165 м3/час. Чтобы выдержать скорость транспортирования примерно 20 м/сек, потребуется воздуховод диаметром 250-280 мм.       Если же операции деревообработки на данном станке выполняются поочерёдно, то сеть можно упростить, исключив из неё аспирационный сборник или тройники и уменьшив диаметр воздуховода. Патрубок работающего узла подключать к системе аспирации легкосъёмным рукавом на время выполнения операции.

   Аспирационный воздух свободно проникает в зону образования и всасывания отходов, сопротивление движению воздуха в корпусе данной машины не существенно. Сопротивление на вход в воздухопровод будет рассчитано с учётом коэффициента местного сопротивления для открытой трубы, кромки которой заделаны заподлицо со стенкой ограждения, и имеют некоторое закругление. Количество образующихся отходов при выполнении различных операций не превышает 100 кг/час.

Общий расход воздуха на аспирацию цеха и воздухообмен.

    Необходимый расход воздуха для аспирации всех станков:

Q=791+1809+791=3391 м3/час.

   В течение рабочей смены деревообрабатывающие станки работают не постоянно, с перерывами на перемещение пиломатериалов в цех и внутри цеха, подготовку к обработке, упаковку готовой продукции, складирование и отгрузку. Использование деревообрабатывающих станков и, соответственно, аспирации можно считать близким к 50% в режиме рабочего времени. С учётом не постоянной работы вентиляционной установки фактический распределённый на протяжении всего рабочего дня расход обменного воздуха принимается с коэффициентом 0,5:

Qф=3391∙0,5=1688,5 (м3/час).

Объём цеха вместе с бытовыми и подсобными помещениями:

Vц=12∙6∙4,5=324 м3

   Цех сообщается открытыми проёмами с другой мастерской и складским помещением, которые не имеют собственной системы вытяжной вентиляции или оборудования, подлежащего аспирации. Так как объёмы цеха и соседних помещений одинаковы, то общий объём всего производственного блока:

Vобщ=324∙3=972 м3.

Воздухообмен i= Qф/ Vобщ;   i=1688,5/972=1,74 обмена в час. Воздухообмен близок к нормальному.

Подбор и расчёт пылеотделителя.

    В тёплое время года относительно не высокий воздухообмен не окажет существенного влияния на внутренний климат в помещении. Аспирационная установка может проектироваться с выбросом отработанного воздуха наружу. Достаточно очищать воздух в простом одиночном циклоне, эффективность очистки которого находится в пределах 90÷95%. В холодный период года в целях экономии энергии на отопление рациональнее использовать установки с возможностью возврата тщательно очищенного воздуха в цех. В качестве пылеотделителей применять двухступенчатую очистку: циклон-разгрузитель для выделения крупных отходов и матерчатый фильтр любой конструкции для более тонкой очистки воздуха от пыли. Одноступенчатыми пылеотделителями могут служить фильтроциклоны – аппараты очистки воздуха, объединяющие в себе принципы действия и циклона, и фильтра. Высокую степень очистки обеспечивают многорукавные фильтры, совмещённые с ёмкостью для сбора отходов, оборудованные системой очистки материала рукавов от пыли и механизмом выгрузки отходов из бункера. Большая фильтрующая поверхность ткани обеспечивает высокую пропускную способность фильтра при относительно низком сопротивлении.

   Производительность пылеотделителя определяется общим расходом воздуха на аспирацию деревообрабатывающих станков цеха и с учётом возможных подсосов в воздуховодах:

   Qц=3391+5%=3560 (м3/час).

   Сравнивая технические характеристики различных циклонов и фильтров, выбираем одиночный циклон Гипродревпрома типа Ц-675. Циклон типа Ц предназначен для отделения опилок, стружки и древесной пыли от аспирационного воздуха. Циклоны этого типа устанавливаются в сети после вентилятора, то есть на его нагнетательной стороне. Оптимальная входная скорость воздуха vвх=16÷20 м/сек, ориентировочное сопротивление Нц=830÷1300 Па. Диаметр выбранного циклона 675 мм, производительность 3200÷4500 м3/час. Эффективность улавливания опилок и стружки зависит от диаметра циклона, и находится в пределах 90,8÷97,5%, причём степень очистки возрастает с уменьшением его диаметра. Размеры входного отверстия а=325 мм, б=170 мм. Площадь входного сечения Fвх=а∙б=0,325∙0,17=0,0553 м2. Фактическая входная скорость воздуха:

vвх=Q/3600∙Fвх=3560/3600∙0,0553=17,9 (м/сек).

Входная скорость в циклон равна оптимальной. Сопротивление циклона определяется по формуле:

Нц=ξц∙ ρ∙v2вх/ 2;   где ξц – коэффициент сопротивления циклона, указывается в справочниках или производителем оборудования в технической характеристике. В данном случае можно самостоятельно вычислить из предыдущей формулы.

 ξц=Нц∙2/ ρ∙v2вх;     ρ=1,2 кг/м3 – плотность воздуха.

Сопоставляя значения оптимальной входной скорости vвх=16÷20 м/сек и соответствующие ей пределы сопротивления циклона Нц=830÷1300, коэффициент его сопротивления:

ξц= (830÷1300)∙2 / 1,2∙(16÷20)2 = 5,4.

Сопротивление выбранного циклона Ц-675 при входной скорости 17,9 м/сек:

Нц=5,4∙1,2∙17,92 / 2= 1038 (Па).

Расчётная схема аспирационной сети.

    Расчётную схему сети вычерчиваем без масштаба и без точного соответствия с направлениями воздуховодов. Для производственного проектирования схему можно начертить «от руки», снимая размеры непосредственно в цехе. Замерить и нанести на схему данные для расчёта: длину и диаметры входных патрубков, конструкцию переходов, диффузоров и конфузоров, длину прямых участков воздуховодов, углы тройников и отводов. Указать оборудование, которое подлежит аспирации, места и особенности подключения, положение циклона, фильтра и вентилятора. Отметить все характерные строительные конструкции помещения, которые следует учесть при проектировании трасс воздухопроводов аспирационной сети.

   Разбиваем сеть на отдельные ветви и участки, обозначив каждый буквами русского алфавита или римскими цифрами. На завершающем этапе проекта расчётная схема используется при составлении плоскостной монтажной схемы вентиляционной установки и спецификации входящих в её состав прямых и фасонных деталей воздуховодов.

Расчётная схема аспирационной установки деревообрабатывающего цеха.

Расчётная таблица аспирационной установки.

    Все промежуточные и итоговые результаты расчёта по каждому участку сети заносим в таблицу следующего содержания:

Учас-

ток

Q

м3/ч

v

м/сек

D

мм

R

Па/м

L

м

1+Kµ

1+1,4µ

Hпр

Па

Нд

Па

∑kмс

Нмс

Па

∑kотв

Нотв

Па

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

Нуч=Нпр+Нмс+Нотв

(Па)

Потери давления по

главной магистрали

Коэффициенты местных сопротивлений kмс

Коэффициенты сопро-тивления отводов kотв

15

16

17

18

   В итоговой строке определится расход воздуха и общее сопротивление сети, необходимые для правильного подбора и расчёта вентилятора. Бланк расчётной таблицы.

 Расчётная таблица, заполненная для данной аспирационной установки приложена в конце статьи.

Расстановка вентилятора и циклона.

    Рядом с деревообрабатывающим цехом расположен вместительный бункер для сбора и хранения отходов. Расстояние между опорами позволяет грузовому транспорту свободно заезжать под выпускную задвижку бункера. По мере накопления отходов опилки и стружки вывозятся с территории предприятия.

    Над бункером или на его перекрытии размещаются вентилятор и циклон разгрузитель. При недостатке места на перекрытии, вентилятор устанавливается на отдельной площадке из металлоконструкций или на бетонном основании рядом с бункером.

    Расположение вентилятора после циклона (по ходу воздуха) потребует тщательной герметизации бункера, смотрового люка, места выпуска отходов из циклона, выгрузного устройства из бункера. Установка между циклоном и бункером какого-либо герметизирующего устройства значительно снизит эксплуатационную надёжность системы.

    При расположении вентилятора перед циклоном исключается необходимость полной герметичности бункера и разгрузочных устройств, упрощается схема воздуховодов аспирационной установки.

    Во всех вариантах расположения вентилятора относительно циклона следует применять вентиляторы пылевого и пневмотранспортного назначения.

Порядок расчёта аспирационной установки.

     Общее сопротивление сети складывается из нескольких сопротивлений:

 - движению воздуха в корпусе и проникновение через ограждение оборудования;

 - на входе воздуха в аспирационный патрубок станка;

 - трение смеси отходов и воздуха о стенки трубы;

 - повороты трассы и тройники, сужения и расширения воздуховодов;

 - сопротивление циклона и фильтра;

 - скрытые неучтённые сопротивления.

   Давление, созданное вентилятором, теряется на преодоление всех этих сопротивлений – от начальной точки всасывания до выброса в атмосферу или в помещение цеха. Кроме того, при высоком содержании отходов в аспирационном воздухе, требуется дополнительное давление на разгон и подъём продукта (страница «Пневмотранспорт стружки и опилок»).

   Цель расчёта – определить оптимальные диаметры воздуховодов, общий расход воздуха в сети и давление, которое необходимо развивать вентилятору. Применяем метод определения потерь давления на единицу длины воздухопровода.

   Расчёт начинаем с наиболее протяжённого и сложного участка. В данном случае это подключение аспирации к 4-х операционному деревообрабатывающему станку. В начале участка используется легкосъёмный гибкий воздуховод. Сопротивление гибкого пластикового рукава значительно выше сопротивления гладкого металлического воздуховода. Потери давления на один метр длины находим в технической характеристике гибких пластиковых воздуховодов по графикам сопротивлений. Для шланга диаметром 110 мм, при скорости воздуха 23 м/сек, потери давления в 1 метре равны 95 Па.

   Давление разрежения, которое необходимо создать в каждой точке всасывания, указано в технической документации станка или в инструкции по эксплуатации. При отсутствии данных расход воздуха и давление определяются расчётом.

   По предварительно принятому расходу воздуха и назначенной скорости в «Таблице данных для расчёта круглых стальных воздухопроводов» выбираем подходящий стандартный диаметр для каждого участка. Для дальнейших расчётов принимаем табличные значения расхода и скорости – ближайшие к предварительным. В этой же строке «Таблицы» указаны потери давления на трение R (Па/м) чистого воздуха в одном метре трубы и скоростное давление движущегося воздуха Нд (Па). Без приближения к табличным значениям все эти величины можно рассчитать по формулам.

   Вычисляется общая длина прямых частей участка, к ней прибавляется длина отводов в условно выпрямленном состоянии. Потери давления в 1 метре воздуховода умножаются на длину участка:

   Hпр=R∙(Lпр+Lотв)   (Па).

   В данной аспирационной сети применяются шероховатые отводы из нескольких звеньев круглого сечения. Коэффициент местного сопротивления отводов этого типа учитывает потери давления по их длине, поэтому в данном случае вычислять длину отводов не надо. Потери давления на трение вычисляются только по длине прямых воздуховодов участка:

   Hпр=R∙L (Па).

   По справочным таблицам определяются коэффициенты ξмс всех местных сопротивлений, имеющихся на участке, и складываются в одну сумму ∑ξмс. Скоростное (динамическое) давление умножается на сумму местных сопротивлений и таким образом вычисляются потери давления на преодоление местных сопротивлений:

   Нмс=Нд∙∑ξмс (Па).

   Найденные потери по длине и потери на местные сопротивления складываются, и получаем общую потерю давления (сопротивление) на этом участке:

   Нуч=Нпр+Нмс

или:

   Нуч=R∙L+ Нд∙∑ξмс (Па).

   К полученному сопротивлению участка прибавляем сопротивление подключенной машины, станка, аспирируемого оборудования. Если этот участок не первый по ходу сети, то к его сопротивлению прибавляются потери давления всех предыдущих участков, но кроме потерь боковых «ветвей».

   Боковые «ветви» объединяются с локальной и с Главной магистралью в тройниках. Для нормального, запланированного распределения потоков потери давления объединённых участков должны быть одинаковы. В случае разницы более чем 10%, сопротивления ветвей необходимо выровнять на стадии расчёта. Большее сопротивление уменьшается, если уменьшить скорость воздуха или удалить часть местных сопротивлений, то есть упростить трассу. Меньшее сопротивление увеличится, если на участке увеличить скорость воздуха или добавить сопротивление – в виде регулировочной задвижки или постоянной диафрагмы.

   Если сопротивления не удаётся выровнять идеально, то к потерям давления следующего за тройником участка прибавляют большее значение из двух объединённых магистралей. Небольшая разница сопротивлений регулируется в процессе наладки аспирационной сети.

   В итоге расчёта, путём сложения потерь давления на всех участках Главной магистрали, определится общее сопротивление сети:

   Нс=∑Нуч по Гл+Нциклона+Нфильтра ;   (Па).

   Для расчёта вентилятора сопротивление сети будет принято с 10% запасом на возможные неучтённые потери давления:

   Нв=1,1∙Нс (Па).

Влияние концентрации.

    Содержание пыли, отходов или транспортируемого материала более 10 грамм в 1 м3 воздуха считается повышенным. В воздухопроводах увеличивается сопротивление трения движению неоднородной смеси. При низкой запылённости незначительное повышение сопротивления учитывается общим коэффициентом 1,1 – совместно с другими неучтёнными потерями. Потери давления в воздуховоде с повышенной концентрацией твёрдых частиц рассчитываются по формуле:

Н = Нчист ∙(1 + kµ)

Нчист – потери давления при перемещении чистого воздуха, Па;

µ – весовая концентрация, кг/кг:

µ = М / Q∙ρ

М – количество пыли и отходов, поступающих в аспирацию, кг/час;

Q – расход воздуха на данном участке, м3/час;

ρ – плотность воздуха, при нормальных условиях ρ=1,2 кг/м3;

k – опытный комплексный коэффициент.

Для отходов деревообработки:

 

kм – коэффициент, учитывающий свойства материалов: для опилок kм = 0,82; для стружки kм = 0,78; для измельчённой древесной коры kм = 0,8. D – диаметр воздухопровода в метрах (м). На участках сложной конфигурации с большим количеством отводов k=1,4 для всех видов древесных частиц. Для данной аспирационной сети справедливо применить k=1,4. Примеры расчёта с применением коэффициента kм свойств материала даны на других страницах сайта.

   Весовые концентрации аэросмеси воздуха с перемещаемым продуктом:

µкр=160 / 795∙1,2 = 0,17 (кг/кг)

µстр=149,5 / 1809∙1,2 = 0,07 (кг/кг)

µун=100 / 795∙1,2 = 0,11 (кг/кг)

Весовые концентрации на участках аспирационной сети после объединения потоков:

µБВ=(100+160) / 1612∙1,2 = 0,14 (кг/кг)

µВГ=µмаг=(100+160+149,5) / 3462∙1,2 = 0,1 (кг/кг).

На участках, где проходит уже очищенный в циклоне или в фильтре воздух, влияние повышенной концентрации отсутствует, а возможная небольшая запылённость учитывается коэффициентом 1,1 в итоговом значении потерь давления всей сети.

     Влияние весовой концентрации на повышение сопротивления трения аэросмеси в прямых воздуховодах учитываем по формуле:

Нпр=Нчист пр∙(1+kµ)

   Определяем значения составляющей (1+kµ) для участков сети с повышенными концентрациями:

(1+kµкр)=(1+1,4∙0,17)=1,24

(1+kµстр)=(1+1,4∙0,07)=1,1

(1+kµун)=(1+1,4∙0,11)=1,15

(1+kµБВ)=(1+1,4∙0,14)=1,2

(1+kµмаг)=(1+1,4∙0,10)=1,14

Влияние концентрации в местных сопротивлениях учитываем по формуле:

Нмс=Нчист мс∙(1+kµ)

Опытный коэффициент k и составляющая (1+kµ) по каждому участку определены выше.

   Потери давления в отводах при весовой концентрации µ≤0,2 кг/кг:

Нотв=Нчист отв∙(1+1,4µ);

То есть для отводов аспирационных сетей коэффициент k=1,4. Значение (1+kµ) рассчитано выше. (Сопротивление отводов пневмотранспорта, где содержание отходов в воздухе ещё больше, рассчитывается другим методом.)

Результаты заносим в соответствующие разделы расчётной таблицы.

Подбор вентилятора.

     Производительность вентилятора определяется по итоговому расходу воздуха, в котором учтены 5% подсосов через неплотности в воздуховодах и соединениях:

    Qв=Qсети+5% (м3/час);    Qв=3462+5%=3635 (м3/час).

В случае расположения пылеотделителя до вентилятора, то есть на его всасывающей стороне, к этому расходу следует добавить подсосы воздуха в герметизирующих и выпускных устройствах циклонов и фильтров.

Давление Нв, которое должен развивать вентилятор, равно итоговому сопротивлению сети Нс по главной магистрали с коэффициентом запаса 1,1 на неучтённые сопротивления:

        Нв=1,1∙Нс           Нв=1,1∙2271=2498 (Па).

   Вентилятор подбираем по давлению Нв и расходу Qв, используя характеристику вентилятора. Просматривая аэродинамические характеристики разных номеров и типов пылевых вентиляторов, принимаем такой, который даёт наибольший коэффициент полезного действия. Подходит центробежный пылевой вентилятор ЦП7-40 №5. Частота вращения рабочего колеса n=2050 об/мин, коэффициент полезного действия ƞ =0,55.

Мощность, необходимая на валу вентилятора:

Nв=Qв∙Hв / (3600∙1000∙ƞ)

Nв=3635∙2498 / 3600∙1000∙0,55=4,6 (кВт).

Мощность электродвигателя для привода вентилятора:

Nэл=k∙Nв /ƞкл∙ƞпод

где ƞкл=0,95÷0,98 – кпд клиноремённой передачи, ƞпод=0,97÷0,98 – кпд подшипников, k=1,15 – коэффициент запаса при мощности двигателя от 2 до 5 кВт, k=1,1 для двигателей мощностью свыше 5 кВт.

Nэл=1,15∙4,6 / 0,96∙0,98 = 5,7 (кВт).

Установленную мощность электродвигателя принимаем Nэл=7,5 кВт.

При частоте вращения вала электродвигателя 1470 об/мин шкив вентилятора: 5Б-180, шкив электродвигателя: 5Б-250.

   Энергоснабжение станков и вентилятора организовать так, чтобы двигатель вентилятора включался раньше станков, и выключался позже их остановки. Это условие предотвращает засорение входных отверстий аспирационных патрубков перед началом работы и отложение отходов и пыли в воздуховодах в момент преждевременной остановки вентилятора.

oka.1gb.ru

Вентиляция деревообрабатывающего цеха

Поделиться:

Сложность проектирования системы вентиляции деревообрабатывающего цеха обусловлена спецификой самих помещений и процессов, которые происходят в данных цехах. В цеху при распиловке, обтесывании, строгании или шлифовке древесины образуется древесная пыль. Мелкие частицы ее, попадая в воздух, могут существенно навредить здоровью плотника. Кроме того, древесина способствует выделению большого количества влаги и излишков тепла. Удаление подобных побочных эффектов процесса производства – это та, задача, которую призваны решать системы вентиляции и кондиционирования промышленных объектов.

Все работы при изготовлении изделий из дерева, производятся, преимущественно, на малых предприятиях. Для таких предприятий целесообразно применение местных отсосов или укрытий. Именно высоконапорная всасывающая аспираторная вентиляция деревообрабатывающего цеха способна обеспечить устранение излишков влаги и пыли из здания. Но обеспечить 100% локализацию древесной пыли в местах ее образования она не может, и пыль при любой мощности отсосов будет распространяться по цеху. Поэтому, деревообрабатывающий цех оснащают дополнительно общеобменной вытяжной вентиляцией. Дабы исключить создания в помещении разряжения, следует организовать подачу воздушных масс, так чтобы приток и вытяжка гарантировано обеспечили кратность от 1 до 3 в час.

Не стоит также забывать, что воздух в цех необходимо подавать чистым. Поэтому следует позаботиться о доукомплектации оборудования хорошей системой фильтрации, особенно если вентиляционная система устроена по принципу частичной рециркуляции.

Какие решения являются оптимальными при вентиляции деревообрабатывающего цеха

  •  Для производственных объектов рекомендуется устройство аспирационной системы вентиляции в виде комбинации из местных зонтов и общеобменной вытяжной вентиляции. 
  •  Мощность, объем, скорость перемещения воздушных масс и прочие параметры вытяжных отсосов рассчитывают, опираясь на технические характеристики основного оборудования.
  •  Вытяжные вентиляторы для укрытий (зонтов) должны подбираться такой мощностью, чтобы организовать разряжение, достаточное для обеспечения достаточной скорости перемещения воздуха по сети воздуховодов и препятствия оседания частиц и отходов процесса деревообработки.
  •  Местные отсосы следует подключать к общей вытяжной вентиляционной системе.
  •  Древесную пыль и отходы с пола удаляют специальными отсосамина польного и подпольного типа.
  •  Особенностью общеобменной вентиляции для таких помещений является система очистки. Воздух очищают от пыли при помощи специальных пылеосадительных камер и фильтров.
  •  Подавать воздух лучше подавать в здания рассредоточено, охлажденный воздух, в зимнее время, подают в верхнюю зону, а в летний период - можно подавать через окна.
  • Кондиционированию помещения помогут потолочные вентиляторы - они хорошо работают в больших и средних помещениях, а преимуществом станет направленность потоков вниз, что воспрепятствует перемещению опилок от дерева по зданию.
  •  При проектировании системы воздуховодов обязательно предусматривают систему герметично закрывающихся люков. Такая особенность необходима для проведения технического обслуживания вентиляционного оборудования.

Другие интересные предложения нашего блога:

Техническое решение по вентиляции для мебельного производства Вентиляция производства и производственных цехов Что такое вентиляционная установка? Качество воздуха и вентиляция

ventbazar.ua

Вентиляция производственного цеха

Необходимость очищения воздушной среды промышленного помещения от примесей, ядовитых испарений, частиц дыма, гари и т.д. реализуется системой вентилирования, спроектированной и установленной согласно требованиям санитарно-гигиенического контроля. Вентиляция цеха обеспечивает безопасные условия труда рабочего персонала, параметры среды для эффективного производства продукции.

Вентиляция и кондиционирование в производственном цехе

Вентиляция в цехе – это многоуровневая, сложная система, которая рассчитывается, проектируется всегда под конкретное производство с учетом специфики условий труда, выпускаемой продукции. Позволяет регулировать микроклиматические параметры в течение рабочего процесса.

Вентилирование может быть естественным и принудительным (механическим), а также приточным, вытяжным и смешанным. Наиболее часто применяется приточно-вытяжная установка с механическим побуждением. При этом дополнительно устанавливаются локальные вытяжные устройства для удаления тепловыделений воздухопотока, насыщенного опасными веществами. Необходимое оборудование предусматривает проект вентиляции цеха.

Нормы вентиляции предусмотрены СНиПом, при этом для каждого отдельного производства есть ряд специфических требований, которые необходимо соблюдать. Также отопление цеха взаимосвязано с системой проветривания, а кондиционирование позволяет при необходимости поддерживать точные температурные параметры.

Вентиляция гальванического цеха

Опасность представляют щелочные, кислотные, электролитные пары, цианистый водород, присутствуют избыточные тепло-влажностные показатели. Вентиляционная система обязательно должна отвечать нормам пожарной безопасности, изготавливаться из нержавеющих материалов, либо покрываться антикоррозийной защитой.

Нормы вентиляции определяют кратность воздухообмена гальванического цеха равную 3 (помещения для производства цианистых солей, других растворов). Приток подается сверху, 5 % от него должны попадать в находящиеся рядом отделения. Удаляемый общей вентсистемой воздухопоток обязательно фильтруется от вредных примесей.

В качестве локального вентилирования используются бортовые отсосы для резервуаров с кислотой, цианистым раствором. Вытяжки оснащаются взрывобезопасными вентиляторами с дополнительным резервным механизмом. Удаляемый воздух должен очищаться перед выбросом наружу.

Вентиляция сварочного цеха

Вентиляция сварочных цехов направлена на удаление воздухопотока с содержанием окиси азота, углерода, озона, фтористых соединений. Для этого предусматриваются локальные вытяжки.

Нормы вентиляции определяют соотношение притока-вытяжки 2/3 в нижнем ярусе, 1/3 – в верхнем. Расчет вентиляции сварочного производства осуществляется с учетом веса использованных за 1 час электродов:

  • ручная сварка – 1500-4500 м³·ч/кг;
  • полуавтоматическая на углекислом газе – 1700-2000 м³·ч/кг;
  • сварка с порошковой проволокой – 2500-5400 м³·ч/кг.

Расчет вентиляции сварочного производства производится до допустимого показателя.

Вентиляция кузнечного цеха

Особенности кузнечных промышленных цехов – выделение лучистого, конвективного тепла, сернистого газа, окиси углерода и т.д.

Локальные отсосы монтируются над печами, у горнов, применяется местное душирование в зонах повышенного тепловыделения. Круглогодично используется естественное проветривание: горячий воздухопоток поднимается вверх, выходит наружу через оборудованные устройства.

Отопление цеха совмещено с вентсистемой.

Вентиляция литейного цеха

Отличительной чертой литейных цехов является избыточное количество тепла, выделяемого в процессе литья металла, и сопровождаемого парами аммиака, окиси углерода, сернистого газа. Поэтому для технологического оснащения литейных цехов обязательно предусмотрены местные вытяжки большой производительной мощности, устойчивостью к высоким температурам.

Расчет системы вентиляции литейных цехов производится тщательно, с учетом всех параметров. Местная вытяжная вентиляция в цехе дополняет общую с принудительным побуждением. Также организовано естественное проветривание и душирование рабочей зоны непосредственно у горячего оборудования.

Приточная вентиляция цеха общая, поток направлен сверху вниз. Обогрев объединен с вентиляционной системой.

Что нужно знать о вентиляции пекарни >>>>

Вентиляция малярного цеха

Монтаж вентиляции цеха приточно-вытяжного типа производится как в локальном порядке, так и общем. Расчет вытяжной вентиляции цеха производится исходя из особенностей лакокрасочного производства. Местные вытяжки с центробежным вентилятором устанавливаются над лакокрасочными ваннами, в отсеках пульверизационной окраски и т.д.

В помещениях высотой от 5 м над локальной устанавливается механическая вытяжка, удаляющая токсичные пары, которые не захватила нижняя вытягивающая система.

Приточный воздухопоток равномерно подается сверху, зимой подогревается. Проектирование вентиляции цеха определяет процент притока до 80 % от вытягиваемого вредного потока, что создает разреженное давление.

Вентиляция металлургического цеха

Расчет вытяжной вентиляции цеха основывается на удалении теплоизбытков от доменных печей. Кроме того, аспирационные устройства предназначены для отведения избыточного количества пыли, образующегося, например, при использовании твердого топлива (уголь). Система аспирации оснащается электрофильтрами, рукавными фильтрующими устройствами, которые отличаются высокой производительной мощностью. Отделения подачи топлива к доменным печам оборудуются системами отопления, кондиционирования, вентилирования.

Примеры расчета расхода воздухопотока основываются на учете факторов:

  • применение вентиляторов мощностью несколько сотен кВт;
  • чрезмерная запыленность воздушной среды;
  • опасность возникновения пожара в некоторых зонах;
  • необходимость обеспечения приемлемых условий труда персонала;
  • поддержание заданных температурных параметров;
  • обеспечение простого, малозатратного техобслуживания.

Вентилирование мясной промышленности

Примеры расчета вентсистемы основываются на специфике функционирования различных отделений:

  • сырьевое, машинное, шприцовочное, отделение полуфабрикатов: общая принудительная вытяжка из верхнего яруса, там же находится приток свежего воздуха, подаваемый вниз равномерно по всему помещению;
  • вентиляция колбасного цеха (твердокопченые колбасы, свинокопчености), термических, субпродуктовых отделений: общая механическая с дополнительной местной, летом приток в верхнюю зону естественный (зимой – с механическим побуждением);
  • пельменный отсек: применяются локальные вытяжки, приточные установки в верхней зоне подают поток равномерно, скорость движения небольшая;
  • дымогенераторные зоны: общее вытяжное вентилирование из верхнего яруса, приток подается непосредственно в рабочую область механическим способом зимой и в межсезонье, естественная подача – летом.

Вентилирование рыбного производства

Производственный процесс характеризуется присутствием резкого специфического запаха, который скапливается внизу помещений. Устройство вентсистемы обеспечивает:

  • приемлемые условия труда для персонала, удаляя воздухопоток, наполненный специфическим запахом;
  • качество рыбных изделий. Приготовление рыбных продуктов сопровождается кулинарной, термической обработкой. При этом частицы жира, гари, сопутствующих запахов попадают в рабочую воздушную среду. Для их удаления используется местная вытяжка;
  • необходимый срок хранения. Удаление избытков водяного пара, запаха, а вместе с ними различных микроорганизмов позволяет придерживаться нормативов по срокам хранения продукции.

Вентилирование ремонтного цеха

Особенностью является неравномерное, интенсивное выделение сварочных аэрозолей в определенных зонах. При ремонте крупногабаритного оборудования, машин невозможно организовать локальные вытяжки. Также могут быть ограничения по тепловому снабжению ремонтно-технического блока.

Чертеж вентиляции цеха составляется в соответствии со всеми сопутствующими факторами. Возможна организация локальных климатических зон определенной структуры. На высоте скопления сварочного дыма монтируются воздуховоды, через которые воздухопоток отводится и фильтруется. С другой стороны подается приток (очищенный с добавлением свежей воздушной массы) над рабочей зоной, создавая таким образом воздушную циркуляцию.

Вентиляция горячего цеха: особенности установки >>>>

Вентиляция механического цеха

Применяется общеобменная система вентиляции цеха с дополнительными локальными вытяжками над обдирочными, шлифовальными станками, техникой без охлаждения, резервуарами для технических жидкостей и т.д.

Общее вентилирование в механическом цехе проектируется из расчета вентиляции 30 м³/чел или больше. Необходимо для отведения остатков тепловыделений, токсичных паров эмульсий, масел, аэрозолей, технических жидкостей. Приточный воздух подается сверху вниз.

Отопление цеха производится воздушным способом, совмещено с вентиляционной системой.

Вентиляция окрасочного цеха

Токсические пары растворителей, красок, покрытий отводятся локальными установками, размещенными над аппаратами обезжиривания, камерами покраски, струйного облива, сушки, резервуаров окунания.

Нормы проектирования покрасочного цеха определяют однократную вытяжку отработанного потока из верхнего яруса и однократный приток, компенсирующий работу локальных отсосов.

Отопление покрасочного цеха может быть центральным, либо объединенным с вентсистемой.

Вентиляция сборочного цеха

Вентилирование промышленных цехов по сборке осуществляется общей вентсистемой, воздухораспределители которой могут располагаться вверху или внизу. Размещение в нижнем ярусе требуется при наличии пыли, тяжелых газов, возможно при условии отсутствия выделяемого тепла от технологического оснащения.

Приточный поток подается сверху, равномерно распределяясь по помещению. Отопление и вентиляция объединены, производство обогревается воздушным путем.

Вентиляция термических цехов

Расчет вытяжной вентиляции цеха термической обработки производится с учетом водяного, масляного пара, конвекционного, а также лучистого тепла, выделяемого технологическим оборудованием. Опасными для здоровья персонала являются окись углерода, сернистый ангидрид, сероводород, образующиеся в результате сгорания твердого топлива.

Все технологические установки оснащены местной вытяжкой, удаляющей избытки тепла, углекислый газ, синильную кислоту (образуется при взаимодействии цианистых солей и углекислоты).

Также установка вентиляции в рабочей зоне с интенсивным тепловыделением работает на приток, подавая свежий воздух непосредственно на человека. Кроме того, дополнительно монтируются устройства аэрации как экономичный способ проветривания.

Что такое производственная вентиляция?

Вентиляция швейного цеха

Вытяжная вентиляция цеха рассчитана на пылеудаление, очистку, увлажнение воздушных масс. Как правило, используются крышные вентиляторы, вытягивающие воздухопоток по вентиляционным шахтам, воздуховодам. Очистка осуществляется сетчатыми или тканевыми фильтрами.

Приточная вентиляция цеха сооружается сверху, равномерно подавая свежий поток по всему помещению. При недостаточной высоте потолков приток направляют вверх, либо оснащают защитными экранами.

Если загрязнение воздушной среды превышает допустимые показатели, дополнительно устанавливаются местные вытяжки с системой фильтрации, увлажнения удаляемого воздухопотока.

Цех по производству вентиляции

Относится к помещениям промышленного назначения, вентилируется в соответствии с нормами, требованиями санитарно-гигиенического контроля. Оснащается общей вентсистемой, удаляющей отработанные воздушные массы из верхних ярусов рабочего помещения. При необходимости устанавливаются локальные вытяжки.

Приток подается также в верхние слои, равномерно распределяясь вниз, к рабочим зонам персонала.

Отопление совмещается с вентсистемой, подается воздушным способом.

Кондитерский цех

Разделен на зоны, воздухообмен которых зависит от специфики производимой продукции. Вытяжная вентиляция цеха устанавливается сверху в варочных зонах, зонах с бисквитными, карамельными, вафельными печами. Дополнительно печи, котлы, духовые шкафы оснащаются местной вытяжкой для удаления горячего воздушного потока.

Отделения для переработки какао-бобов, зоны, в которых просеивается мука, другие сыпучие продукты (крахмал, сахарная пудра и т.д.) оснащаются локальными аспирационными установками, отводящими мелкодисперсную пыль, они очищают воздухопоток и возвращают его обратно в помещение.

В зоне итогового оформления проект вентиляции цеха предусматривает использование кондиционера для детальной регулировки температуры рабочей среды.

Приточная вентиляция цеха подается сверху, зимой может подогреваться при подаче в зону повышенного парообразования с целью ликвидации туманного конденсата.

Деревообрабатывающий цех

Особенность – наличие мелкодисперсной древесной пыли, стружки, опилок. Оборудование выделяет тепло при работе, также используются растворители, клей.

Система вентиляции цеха организована при помощи рукавных фильтров, циклонов. В полу и под ним размещены вытяжки для удаления древесной пыли, мелкой стружки. Над станками должны быть локальные отсосы, предотвращающие распространение мелких частиц по пространству цеха.

Общее проветривание производится путем рассредоточенной подачи приточных масс в верхнюю часть помещения. Как правило устанавливаются воздуховодные каналы перфорированного типа.

Деревообрабатывающий цех обогревается воздушной отопительной системой, объединенной с вентиляционной.

foundmaster.ru


Смотрите также