Методические указания по выполнению инженерных расчетов

1 Расчет вентиляции

1.1 Расчет механической общеобменной вентиляции для производственных помещений

1.1.1 Определение воздухообмена по кратности воздухообмена

Количество воздуха, подаваемого или удаляемого из помещения за 1 час, отнесенное к внутренней кубатуре помещения, называется кратностью воздухообмена. Кратность воздухообмена рассчитывается по фактическому и допустимому содержанию вредных веществ:

(1.1)

где Р_ф – фактическое содержание газов, пыли, паров в воздухе, мг/м³;

Р_ПДК - предельно допускаемая концентрация этих веществ в воздухе (ПДК), мг/м³.

Зная кратность воздухообмена К, можно рассчитать необходимый воздухообмен по формуле (м²/ч):

L=K  V, (1.2)

где k – кратность воздухообмена;

L – объем подаваемого или удаляемого воздуха (воздухообмен), м /ч;

V – внутренняя кубатура (объем) помещения, м .

Значение кратностей воздухообмена приведены в таблице 1.1

Таблица 1.1 – Кратность воздухообмена (К) для различных производственных помещений

Категория помещений	К	Категория помещений	К
Административные помещения	1,5	Отделение ремонта топливной аппаратуры	1,5-2
Моторно-ремонтное отделение	1,5-3	Станочное отделение Моечное отделение Отделение испытания двигателей Склад хранения муки Тесторазделочное отделение	2-3
Машинное и аппаратное отделение Аммиачные холодильные установки Столярные мастерские	2	Фреоновые холодильные установки Цех убоя и разделки туш Залы заседаний	3
Моечное отделение Медницко-заливочное отделение Пивобезалкогольное производство Консервный цех Маслоцех, творожный цех	3-4	Сварочное отделение Кузнечный цех Колбасный цех Бродильный цех	4-6
Цех готовой продукции хлебокомбината Пекарный зал	10-12	Курительные комнаты Топочное отделение	10

1.1.2 При нормальном микроклимате и отсутствии вредных веществ (содержанием их в пределах допустимых норм) воздухообмен L (м³/ч) можно определить по формуле:

L = nL₁, (1.3)

где n – число работающих в помещении;

L₁ - расход воздуха на одного работающего, принимаемый в зависимости от объёма помещения, приходящегося на каждого работающего (при объёме менее 20м³ L₁ = 30м³/ч; при объёме от 20 до 40м³ L₁ = 20м³/ч; в помещениях без окон L₁ = 40м³/ч).

1.1.3 Воздухообмен для удаления избыточного тепла:

, (1.4)

где L_Q -воздухообмен, м³ /ч;

Q_из- избыточное количество тепла, поступающего в помещение, Дж/ч;

С - средняя удельная теплоёмкость воздуха, принимается равной 1005,5 Дж/кг град (0,24 ккал/(кг град));

t _вн- температура воздуха, удаляемого из помещения, ;

q_н - содержание паров в 1 кг воздуха, подаваемого в помещение при его отно­сительной влажности н и температуре t_н, г;

t _н - температура наружного воздуха, поступающего в помещение, ;

y _н- плотность наружного воздуха, кг/м³.

1.1.4 Воздухообмен для удаления избытка водяных паров:

(1.5)

где L_G - воздухообмен, м³/ч;

G_вп - масса водяных паров, выделяющихся в помещении, г/ч;

y _н - плотность наружного воздуха, кг/м³.

q_вн - содержание паров в 1 кг воздуха в помещении при относительной влаж­ности в, соответствующей температуре помещения t_в, г;

1.1.5 Воздухообмен для удаления вредных газов, паров и пыли:

(1.6)

где L _г- воздухообмен, м³/ч;

Р- скорость поступления газов, пыли и паров в помещении, мг/ч;

Р_ПДК - предельно допустимая концентрация газов, пыли и паров (таблица 1.2, 1.3), мг/м³;

Р_н – содержание вредных веществ в наружном (приточном) воздухе, мг/м³ (можно принять Р_н  0,3Р_ПДК);

1.1.5.1 Скорость выделения вредных веществ при окрасочных работах Р_окр определяют по формуле:

(1.7)

где G_лк – расход лакокрасочных материалов, г/м²;

S – площадь окрашиваемой поверхности, м²

q -доля летучих растворителей в краске, %, (60…90 г/м²– при распылении; 100…180 г/м² – при нанесении кистью).

1.1.5.2 Скорость выделения оксида углерода Р_со при работе двигателя определяют по формуле:

(1.8)

где К – количество отработанных газов при сгорании 1 кг топлива, кг/кг; (К=15…16 кг/кг);

G_т – часовой расход топлива, кг/ч;

q- содержание вредных веществ в отработанных газах, %.

Т

аблица 1.2 - ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны

Наименование вещества	ПДК мг/м3	Класс опасности	Наименование вещества	ПДК мг/м3	Класс опасности
Алюминий и его сплавы (в пересчете на алюминий)	2	3	Аммиак	20	4
Бензин топливный (в пересчете на углерод)	100	4	Бензин-растворитель, лигроин, ми­ неральные масла (в пересчете на углерод)	300	4
Бензол	20	4	Окислы азота	5	3
Окись углерода	20	4	Керосин (в пересчете на углерод)	300	4
Кислота серная	1	2	Кислота соляная	5	3
Кислота борная	10	3	Сероводород	10	3
Хлор	1	2	Хлористый водород	5	3

Таблица 1.3 - Допустимая концентрация пыли в производственных помещениях

Род пыли	ПДК, мг/м3	Класс опасности
Пыль цемента, глин, минералов, не содержащих двуокиси кремния	6	3
Асбестовая пыль	2	3
Пыль стекломинерального волокна	3	3
Пыль искусственных абразивов (коруднд, карборунд)	5	3
Пыль угольная, не содержащая двуокиси кремния	10	4
Пыль растительного происхождения с примесью двуокиси кремния: - более 10% (хлопковая, льняная); - от 2 до 10% (зерновая); - менее 2% (мучная, древесная)	2 4 6	4 4 4
Пыль табачная	3	3
Пыль чая	3	3
Пыль, содержащая 70% двуокиси кремния	1	2
Пыль алюминия	2	3
Пыль меди	1	2
Пыль свинца, ртути	0,01	1
Пыль металлическая, сварочный аэрозоль	6	3
Пыль чугуна	6	3

1.1.5.3 Скорость выделения вредных примесей при сварке Р_св рассчитывают по формуле:

(1.9)

где К_св – содержание вредных компонентов на 1 кг электродов, г/кг (табл. 1.4);

G_э – масса израсходованных электродов, кг;

q-содержание вредных компонентов, % (q = 3% - марганец, q= 0,4% - хром, q=3,4% - фтористые соединения).

Таблица 1.4 – Содержание токсичных веществ в сварочных электродах

Токсичные вещества	Содержание токсичных веществ, г на 1 кг электрода марки
	УОНИ 13/45	УОНИ 13/55	СМ - 11	К-5	ОЗС-2	К-70, К-80	ОММ-5, ЦМ-7
Марганец	8,8	14	12	17,2	20	16	67,2
Хром	1,1	1,1	1,1	1,2	1,1	1,2	1,1
Фтористые соединения	49,5	38	47,5	60	52	26	-

1.1.6 Требуемую производительность вентиляторов рассчитывают по формуле:

L_вен=L_расч  k, (1.10)

где L_расч - полученный по расчёту суммарный воздухообмен для всех вентилируемых помещений, м³/ч;

k – коэффициент запаса, k= 1,1 для стальных воздуховодов длиной до 50 м; k=1,15 для стальных воздуховодов длиной более 50 м.

1.1.7 Давление для подбора вентилятора (Р_вент) определяют по формуле:

Р_вент = Р_расч  k, (1.11)

где Р_расч – давление, подсчитанное для всей системы вентиляции, Па;

k- коэффициент запаса, k =1,1.

1.1.7.1 Расчётное давление (напор) определяется из выражения:

(1.12)

где P – напор, Па;

R – потери давления на трение в воздуховоде длиной 1 м, Па;

l - длина участка воздуховода, м (рис. 1.2);

z - потери давления в местных сопротивлениях в том же воздуховоде, Па;

, (1.13)

где - сумма коэффициентов местных сопротивлений на рассматриваемом участке воздуховода (табл. 1.5);

- динамическое давление, Па (табл. 1.6).