5.4. Расчет воздухообмена

Количество воздуха для обеспечения требуемых параметров воздушной среды в рабочей зоне определяем на основании количества поступающих тепловыделений

Объем приточного воздуха определим, как

L=Q_изб / с_в(t_у-t_в),

где с=1 Кдж/кг С - удельная теплоемкость воздуха

_в=1,2 кг/м³ - объемный вес приточного воздуха

t_у=35 С и t_в =20 С- температуры соответственно удаляемого и приточного воздуха;

Q_изб - количество избыточного тепла в помещении. Его можно представить суммой:

Q_изб=Q₁+Q₂+Q₃+Q₄+Q₅ .

где Q₁ - тепловыделение от печей;

Q₂ - тепловыделение от остывающего металла;

Q₃ - тепловыделение от работающего силомеханического оборудования;

Q₄ - тепловыделение от источников искусственного освещения;

Q₅ - тепловыделение от работающих людей.

Рассчитаем каждую из составляющих общего тепловыделения:

1.Тепловыделение от стен печей:

здесь q_i = 0,95 Дж/м²с - удельная теплоотдача от единицы нагревающейся поверхности печи;

Fi = 2080 м² - площадь теплоотдачи печи и число печей - 4.

Тогда:

Q₁=(4´0,95´2080)/4=1976 Дж/с.

2.Тепловыделение от остывающего металла:

Q₂=mc(t_н-t_к), Дж/с.

где m=5,33 кг/с - количество остывающего металла;

с=0,65 КДж/кг С - теплоемкость остывающего металла

t_н =1180 С - начальная температура;

t_к =20 С- конечная температура.

b - коэффициент неравномерности остывания металла = 1,3

Q₂=5,33´0,65´1,3(1180-20)=5225 Дж/с.

Тепловыделение от работающего механосилового оборудования:

Q₃=4,87 N___(1-_)/₁ ,

где N_ = 50 кВт - суммарная мощность главных приводов в цехе;

_=0,85 - коэффициент загрузки двигателя;

_= 0,6 - коэффициент одновременности работы электродвигателей;

_= 0,95 - КПД работы электродвигателя.

Тогда

Q₃ =4,87´50´0,85´0,6(1-0,95)/0,95= 10799 Дж/с.

Тепловыделение от источников света:

Q₄=W.

где W=1 КВт 4 12=48 КВт - суммарная мощность источников света;

 =0,9 - КПД газоразрядной лампы.

Q₄= 48´0,9=42,3КДж/с.

Тепловыделение от работающих людей:

Q₅=n q_ч.

где n=190 чел. - максимальное число работающих в смене;

q_ч=0,041 КДж/с - теплоотдача одного человека при температуре окружающей среды 26 С.

Q₅=190´0,041=7,8 КДж/с.

Таким образом, суммарное избыточное тепловыделение Q_изб будет равно:

Q_изб=1976+5224+10799+43,2+7,8=7261,799 Дж/с .

Тогда объем приточного воздуха:

L=Q_изб / с_в(t_у-t_в)=7261,799/[1 1,2 (35-20)]=403,43 м³/с .

Для создания требуемого воздухообмена предусмотрена общеобменная естественная вентиляция. [27]

5.5. Расчет защитного зануления корпуса электродвигателя

Рассчитаем защитное зануление корпуса электродвигателя привода рольганга перед чистовой клетью. Электродвигатель имеет мощность S =50 КВт, запитывается от трансформатора мощностью 63 КВА, схема соединения обмоток "звезда-звезда". Расчет выполнен на ЭВМ

Таблица 5.3.

Исходные данные для расчета защитного зануления на ЭВМ

Параметр		Условное обозначение	Размерность	Численное значение
Мощность электроустановки		W	кВт	50,000
Фазовое напряжение		U	В	380,000
Косинус j электроустановки		cosj		0,9000
Удельное электрическое сопротивление		R	Ом´мм´м	0,295
Длина проводника		L	М	100,000
Сопротивление одной обмотки тр-ра		R	Ом´мм	0,1500
Индуктивное сопротивление провода		Rи	Ом/мм	0,0006
Коэффициент		С		1,5700
Коэффициент		М		34,460
Коэффициент	Отношение площади нулевого провода к фазному	Х1		0,6000
	Отношение пускового тока к рабочему	Х3		5,0000
	Режима работы установки	Х4		2,5000
	Кратности тока	Х5		3,0000

Таблица 5.4.

Результаты расчета защитного зануления на ЭВМ

Параметр	Условное обозначение	Размерность	Численное значение
Рабочий ток	I1	A	48,7329
Площадь поперечного сечения фазного провода	F1	мм2	12,9588
Площадь поперечного сечения нулевого провода	F2	мм2	7,7753
Ток однофазного короткого замыкания	I2	А	499,9948
Ток плавкой вставки	I3	А	97,4659
Полное сопротивление цепи фаза-нуль	Z4	Ом	0,7600

По результатам расчета принимаем стандартные значения площадей сечения фазного F₁ и нулевого F₂ проводов:

F₁ =12,96 мм², F₂ =7,8 мм²;

F₂ / F₁ =12,96 /7,8=1,6 > 0,5.

Рассчитанное сечение провода удовлетворяет требованиям защитного зануления.

Для защиты работающего персонала от поражения электрическим током при замыкании фазы на корпус, в цепь фазных проводов необходимо установить плавкую вставку (предохранитель) с номинальным током I₃=90 А [4]

5.6.Акустический расчет на участке нагревательных печей.

Шум в цехе создаётся двигателями рольгангов и перемещением заготовки по рольгангу. Акустический расчет производится по методике .

где – уровень звуковой мощности рольганга по паспорту ;

– площадь поверхности, на которую распространяется излучаемая энергия, м²;

Ф – фактор направленности, равен 1;

– площадь помещения, м².

Определим площадь поверхности по формуле:

где – расстояние между источником звука и точкой наблюдения.

Площадь помещения определяется по формуле:

где – средний коэффициент звукопоглощения внутренней поверхности здания;

– площадь внутренней поверхности здания, м².

Определим площадь внутренней поверхности здания:

Уровень шума:

Для борьбы с шумом применяем следующие методы:

Уменьшение шума в источнике

Своевременный ремонт и балансировка вращающихся деталей (уменьшение шума на 20 дБ)

Ликвидация погрешностей в зацеплении шестерён (уменьшение шума на 5-10 дБ)

Замена прямозубых шестерён шевронными (уменьшение шума на 5 дБ)

Своевременное смазывание трущихся деталей (уменьшение шума на 10 дБ)

Использование прокладочных материалов и упругих вставок в соединениях (уменьшение шума на 5 дБ)

Облицовка листовой резиной (уменьшение шума на 10 дБ)

Установка двигателей на специальном фундаменте (уменьшение шума на 10-20 дБ)

Учитывая технологическую невозможность уменьшения производственного шума, проведем звукоизоляцию ПУ. Для стен используем шлакобетонные панели толщиной 180 мм, имеющие звукоизолирующую способность 40-50 дБ, что приведет к снижению шума до допустимой величины. Окна необходимо выполнить в виде оконных блоков с двойными стеклами толщиной стекла 3 мм и толщиной воздушного зазора 170 мм с резиновым уплотнением - звукоизолирующая способность 33-38 дБ.