7. Расчёт воздушного душирования.

Воздушным душем называют поток воздуха, направленный на рабочее место или непосредственно на рабочего. Особенно эффективно применение воздушных душей при тепловом облучении рабочего.

Так как в теплый период в цехе избыток тепла, а в холодный – недостаток, то душирование рассчитывается только для теплого периода.

1.1 Определяем отношение разностей температур.

,[4, стр.266],

где -температура в рабочей зоне, С; -нормируемая температура воздуха на рабочем месте, С; -температура воздуха на выходе из душирующего патрубка, ;

(здесь t -температура воздуха на выходе из оросительной камеры после адиабатического охлаждения, ; -нагрев воздуха в вентиляторе и воздуховодах между оросительной камерой и душирующим патрубком.)

t_р.з. =21 ˚С –теплый период,

t_р =19,5 ˚С [4, табл. Х1V. 7]-

V_p=2 м/с;

∆t_n=1,5 ˚С;

t_охл =19 ˚С (по I-d-диаграмме);

t_о= 19 ˚С +1,5 ˚С =20,5 ˚С;

Р_т^тепл. =(21˚С-20,5˚С)/(21˚С-20,5˚С)=1 –значит применяем адиабатическое

охлаждение воздуха

1.2 Определяем сечение душирующего патрубка.(при Рт =0,6…1)

F₀=[(x+5,3Р_т -3,2)/(0.75n)]2 [4, стр.267],

где x =2 м – расстояние от душирующего патрубка до рабочего места;

n-опытный коэффициент, характеризующий изменение температуры или концентрации газов по оси струи;

Для ППД:

n=4,5 [Б, табл.Х1V. 8 ];

F₀=[(2м+5,3*1-3,2)/(0,75*4,5)]²=1,48 м².

1.3 Определяем скорость движения воздуха на выходе из патрубка:

V₀=V_p /[0,7+0,1(0,8m(F₀)^½-х)], [4, стр.267],

где – нормируемая скорость движения воздуха на рабочем месте,

где m=6,3 – опытный коэффициент, характеризующий изменение скорости по оси струи;

V₀=2 м/с /[0,7+0,1(0,8*6,3(1,48м²)^½ -2м)]=1,8 м/с.

1.4 Определяем объемный расход воздуха, выходящего из душирующего патрубка:

L_д=3600*F₀*V_0, [4, стр.267],

L_тп =3600*1,48 м²*1,8 м/с=9590,4 м³/ч,

Так как в помещении данного цеха имеется 5 печей, значит

L_тп =5*9590,4 =47952 м³/ч,

8. Определение требуемого воздухообмена в помещении.

1.Теплый период года

По ассимиляции избытков тепла составляем систему из двух уравнений

∑G_душ +G_пр^общ = ∑G_м.о. + G_уд^в.з.

∑G_душ*t_душ +G_пр^общ * t_пр + = ∑G_м.о. * t_р.з. + G_уд^в.з. * t_уд^в.з.

t_уд = t_р.з. + gradt* (H - h);

где H- высота цеха, H=11,4м

h- высота рабочей зоны, h=2м,

gradt=1, [4, стр. 93]

t_уд = 21+ 1 * (11,4 – 2) = 30,4 ⁰С

tдуш=tо=20,5

tпр=22,2 - температура приточного воздуха, температура наружного воздуха в теплый период

С=1,005 кДж/кг – теплоемкость воздуха;

Gм.о= Lм.о* - общий расход воздуха, удаляемый местными отсосами;

Lм.о=15330 м3/ч

=353\(273+22.2)=1.21

Gм.о=15330 *1,21=18550 кг/ч

Gдуш=L_душ*_душ - расход воздуха при душировании;

_душ=1,29*273/(273+20,5)=1,2 кг/м3

L_душ=47952 м3/ч

Gд_уш=47952*1,2=5332,5 кг/ч

Q_изб=140842 Вт=140842*3,6=507031,2Дж - избыток тепла

5332,5+Gпр^общ = 18550 + Gуд^в.з.

5332,5*20,5+G_пр^общ *22,2 + 507031,2/1,005=18550*21 + G_уд^в.з.* 30,4

G_уд^в.з =63135 кг/ч

G_пр^общ=76352кг/ч

Количество приточного воздуха по ассимиляции вредных веществ:

Вредное вещество
CO	20
SO2	10
Взвешенные вещества	10
Сварочная аэрозоль	-
Масло и аэрозоль	5
Пыль металлическая	6
Марганец	0,01
Оксиды железа	0,4
Оксиды кремния	0,05
Фториды	0,03

1. теплый период.

Принимаем количество воздуха по ассимиляции вредных веществ , равное 1,87 кг/ч

Количество приточного воздуха по избытку влаги не рассчитывается, т.к. нет влаговыделений.

2. Холодный период

G_пр^общ = G_м.о. + G_уд^в.з.

G_пр^общ * t_пр - = G_м.о. * t_р.з. + G_уд^в.з. * t_уд^в.з.

G_уд^в.з. = 6 * F * ρ = 6 * 598,88 * 1.4 = 5030,6 кг/ч

ρ =353/(273-27)=1,4

G_м.о.=15330*1,4=21462 кг/ч

G_пр^общ=26492,6 кг/ч

t_р.з.=19C

Qнед=134530 Вт =134530*3,6=52308 Дж

t_пр =

G_м.о. = L * ρ = 15330 * 1.4 = 21462 кг/ч

t_уд^в.з. = 19 + 1* (11,4 - 2) = 28,4 ⁰С

t_пр = 20С

Из всех предыдущих вычислений имеем количество приточного воздуха и количество воздуха в верхней зоне: