2.5 Расчёт элеватора

В данной курсовой работе проектируется присоединение тепловой сети к местной системе отопления через водоструйный элеватор (рис.4), который предназначен для снижения температуры воды первичного теплоносителя Т1 до температуры, допустимой в СО t_г, путём подмешивания обратной воды t₀ и создания необходимой циркуляции в системе отопления.

рис.4

Основной характеристикой для элеватора служит коэффициент смешения U, представляющий собой отношение массы подмешиваемой охлаждённой воды G₀ к массе воды G₁, поступающей из тепловой сети в элеватор:

Далее определяем основной размер элеватора – диаметр горловины:

где − расход воды в системе отопления, кг/ч;

∆р_н − насосное циркуляционное давление системы, кПа.

Учитывая то, что расход воды в системе равен расходу воды на первом участке, получим

По таблице 14 [5] подбираем стандартный элеватор, близкий к полученному : Элеватор Мини, ТУ РБ 14520298.014-98.

Характеристики элеватора:

Диаметр номинальный DN – 32 мм

Давление номинальное PN – 1,6 МПа

Температура рабочей среды – 150 ⁰С

Условная пропускная способность – 0,1-0,6 м³/ч

Диаметр сопла d_c– 2,5 мм

Диаметр горловины d_г – 10 мм

Масса – 5,1 кг

Материалы основных деталей:

Корпус детали – Сталь Ст 3

Сопло – Чугун СЧ-20

3. Расчёт системы вентиляции

3.1 Определение необходимого воздухообмена для вентилируемых помещений

Необходимость устройства систем вентиляции в жилых и общественных зданиях обусловлена выделением теплоты, влаги и вредных веществ.

Количество вентиляционного воздуха L, м³/ч, для жилых зданий определяется по формуле:

где 3 ─ кратность воздухообмена в час, 3 на 1 площади пола;

V ─ объём помещения, .

Воздухообменом называется частичная или полная замена воздуха, содержащего вредные выделения, чистым атмосферным воздухом. Количество воздуха L, подаваемого или удаляемого за 1 ч из помещения, отнесённое к его внутренней кубатуре V, принято называть кратностью воздухообмена n:

В данной курсовой работе определяем расход воздуха через вытяжные отверстия.

Задаваясь скоростью движения воздуха ( в вертикальных воздуховодах = 0,6 м/с, в горизонтальных - 1,0 м/с, в вытяжных шахтах – 1,5), определяем площадь поперечного сечения воздуховода, м², по участкам:

Для первого помещения площадь поперечного сечения воздуховода равна

Полученные данные заносятся в таблицу 6.

Таблица 6 — Потребные вентиляционные объёмы воздух

номер помещения	Помещение	Объём помещения, м3	кратность обменов n		Объем вентиляционного воздуха L, м3/ч			Площадь воздуховода, м2
			приток	вытяжка		приток	вытяжка
102	к.	107,44	─	3,0		─	322,32		0,149
103	с.у.	24,82	─	3,0		─	74,46		0,034
106	к.	319,6	─	3,0		─	958,8		0,444
107	с.у.	30,6	─	3,0		─	91,8		0,043
111	с.у.	23,8	─	3,0		─	71,4		0,033
112	к.	180,88	─	3,0		─	542,64		0,251

3.2 Определение размеров вентиляционных каналов и жалюзийных решёток.

Аэродинамический расчёт системы вентиляции.

В жилых зданиях устраивают естественную вентиляцию. Организованную вытяжку – в каждой квартире из кухонь, ванных комнат, туалетов и санузлов и неорганизованный приток – в каждое помещение через окна, форточки, балконные двери, щели в оконных переплётах.

В кирпичных внутренних стенах размеры каналов принимаем кратными ½ кирпича 140х140. Приставные каналы выполняются из гипсошлаковых плит толщиной 35 мм.

Вытяжные отверстия в жилых зданиях располагают под потолком, но не ниже 2 м от пола до низа отверстий и не выше 0,1 м от плоскости потолка до верха отверстий. Вытяжные отверстия снабжаются решётками с подвижными и неподвижными жалюзи. Наименьший размер вытяжной решётки 150х150 мм.

Для проведения аэродинамического расчёта, предварительно необходимо вычертить аксонометрическую схему с изображением внешних очертаний всех элементов вентиляции. Затем выбираем наиболее удалённый и неблагоприятно расположенный вентиляционный канал, на котором выделяются расчётные участки. На каждом из таких участков определяется нагрузка L и длина.

Вычисляем расчётное располагаемое давление ∆р, Па, для каналов каждого этажа по формуле

где h − вертикальное расстояние от центра вытяжной решётки до устья вытяжной

шахты, м;

− плотность наружного воздуха при температуре +5 ; = 1,27 кг/м³ ;

− плотность внутреннего воздуха, принимается по таблице 16 [5];

при = 18 ρ_н = 1,213 кг/м³.

Для первого участка располагаемое давление равняется

Определяем сопротивление системы вентиляции суммированием потерь давления на трение и в местных сопротивлениях участков сети:

где − потери давления на 1 м длины воздуховода, Па/м, принимается по номограмме (приложение Ж [5]);

− поправочный коэффициент для прямоугольных воздуховодов (таблица 17 [5]);

− поправочный коэффициент на шероховатость стенок каналов (таблица 18 [5]);

l − длина участка,м;

Z − потери давления в местных сопротивлениях, Па;

где − сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке, принимается для входа воздуха в вытяжную решётку = 2,0;

для поворота на 90⁰ – 1,1;

для тройника на повороте – 0,4;

для поворота перед входом в шахту – 0,35;

для выхода из шахты – 2,5;

− динамическое давление, Па, принимается по номограмме (приложение Ж [5]);

На номограмме используемого нами приложения расчёт воздуховода даётся для круглого сечения, поэтому необходимо определять эквивалентный диаметр стандартному сечению канала:

где и – cстороны прямоугольного канала, мм.

В нашем случае эквивалентный диаметр равен

Потери давления в местных сопротивлениях для 1-го участка

Потери давления на трение на 1 участке , учитывая, что:

− R_k по номограмме равно 0,065, при диаметре 184 и скости движения воздуха 0,8;

− при выбранном нами размере канала 140х270 коэффициент m = 1,2;

− т.к. материал канала – кирпич с цементной штукатуркой, а скорость движения воздуха равна 0,8, то коэффициент

n = 1,69;

− длина участка равна 14,6 м

.

Общее сопротивление системы вентиляции на 1-ом участке

Результаты расчёта всех участков сведены в таблицу 7

Таблица 7— Аэродинамический расчёт системы вентиляции

Номер участка	Расход воздуха на участке L, м3/ч	Длина участка l, м	Размеры канала a×b, мм	Эквивалентный диаметр dэ, мм	Действительная скорость воздуха д, м/с	Потери воздуха на 1 м канала Rк, Па/м	Поправочный коэффициент для прямоугольных воздухопроводов m	Абсолютная шероховатость канала Кэ	Поправочный коэффициент на шероховатость стенок канала n	Потери давления на трение на участках Rк m n l, Па	Динамическое давление на участках Pд, Па	Сумма коэффициентов местных сопротивлений ∑	Потери давления в местных сопротивлениях Z, Па		Общие потери давления на учатске (Rкmnl+Z), Па
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14		15
1	543	14,6	140х270	184	0,8	0,065	1,2	0,22	1,69	1,92	0,35	2	0,7		2,62
2	543	0,4	140х270	184	1	0,09	1,2	0,22	1,77	0,08	0,55	1,1	0,6		0,68
3	1086	0,4	270х270	270	1	0,06	1,13	0,22	1,77	0,05	0,55	1,1	0,6		0,65
4	1629	0,4	270х270	270	1	0,06	1,13	0,22	1,77	0,05	0,55	1,1	0,6		0,65
Продолжение таблицы 7
5	2172	0,4	270х270	270	1	0,06	1,13	0,22	1,77	0,05	0,55	1,1	0,6		0,65
6	2715	0,5	270х270	270	1	0,06	1,13	0,22	1,77	0,06	0,55	1,1	0,6		0,67
7	3072	3,09	270х400	322	1,5	0,095	1,17	0,22	1,92	0,66	1,36	1,85	2,5		3,18
итого														9,11

Для нормальной работы системы естественной вентиляции необходимо, чтобы было сохранено соотношение

В нашем случае

т.е. аэродинамический расчёт и подбор размеров каналов выполнены верно.