Плехов Е.В.
Расчёт местной вытяжной вентиляции
Методические указания
к практической работе
Санкт-Петербург
2012 г.
Методические указания предназначены для студентов всех факультетов, выполняющих одноимённую практическую работу. Содержат исходные данные в зависимости от заданного варианта, методику расчёта и некоторые справочные материалы.
Методические указания могут быть использованы для выполнения раздела по охране труда в дипломном проектировании.
ПЛЕХОВ
Евгений Васильевич
РАСЧЁТ МЕСТНОЙ ВЫТЯЖНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ
Ответственный редактор к.т.н.,профессор Тулин В.А.
Общие положения
Местная вытяжная вентиляция (местные отсосы) является наиболее эффективным средством оздоровления воздуха рабочей зоны, так как она позволяет уловить вредные вещества непосредственно у места их выделения.
Проектирование местной вытяжной вентиляции необходимо производить в соответствии со строительными нормами и правилами СНиП 2.04.05-91 [2].
Воздух, удаляемый местной вытяжной вентиляцией и содержащий пыль или вредные и неприятно пахнущие вещества, перед выбросом в атмосферу подлежит очистке в соответствии с требованиями действующих нормативных документов по охране окружающей среды [1, 2]. Допускается не очищать воздух, выбрасываемый от источника малой мощности (L< 10 м3/с), если концентрация пыли £ 100 мг/м3. (п. 2.6. [2]).
Расчет количества удаляемого воздуха
Расход воздуха, удаляемого отсосами, определяется по формуле:
, м3/ч (1.1)
где 
- площадь всасывающего отверстия отсоса, м2 , 
- скорость воздуха в этом отверстии, м/с.
Площадь отсоса и его форму выбирают в зависимости от вида сварки, а скорость 
находят исходя из условий обеспечения заданной скорости воздуха 
в зоне сварки на расстоянии Х (м) от центра всасывающего отверстия.
, м2 (1.2)
где 
и 
- длина и ширина всасывающего отверстия, м (табл.7).
- можно подсчитать по следующей формуле или определить по графикам, приведенным в [3,4]:
, м/с (1.3)
где 
- допустимые значения скорости (табл.1); 
- расстояние от места выделения вредности до середины всасывающего устройства, м (рекомендуется принимать равным ширине всасывающего устройства); 
- ширина всасывающего устройства, м.
Таблица 1
Допустимые значения скорости 
| № п/п | Технологическая операция |  ,
м/с
|
| 1. | Ручная сварка | 0,5 |
| 2. | Сварка в углекислом газе | 0,5 |
| 3. | Сварка в инертных газах | 0,3 |
| 4. | Газовая резка низколегированных сталей | 1,4 |
| 5. | Плазменная резка алюминиево-магниевых сплавов и высоколегированных сталей | 1,8 |
2. Выбор конфигурации вентиляционной системы и
расчёт диаметров воздуховодов
При разработке схемы вытяжной вентиляционной системы первоначально рассчитывают необходимость установки пылеулавливающего оборудования и высоту выпускной трубы [1,2]. Затем выбирают место установки вентилятора с электродвигателем и делают трассировку воздуховодов по рабочим чертежам цеха или по месту.
После этого чертят расчетную схему вентиляционной сети, на которую наносят порядковые номера участков сети, их длину и конфигурацию. Расчет диаметров воздуховодов производят по формуле:
, м (2.1)
где 
- экономическая скорость перемещения воздуха в воздуховодах, =8 м/с.
 |
7
8
3
 |
2 4
 |
2
1 6
3
Принципиальная схема вытяжной вентиляционной системы:
1 – воздухоприемное устройство; 2 – прямолинейные участки воздуховода; 3- поворотные участки воздуховода; 4 – пылеулавливающее оборудование; 5 – вентилятор; 6 – электродвигатель;
7 – выпускающая труба; 8 – стена производственного здания.
3. Аэродинамическое сопротивление вентиляционной
системы
Аэродинамическое сопротивление (общие потери давления) в воздуховодах 
, Па складываются из сопротивления трения 
на прямолинейных участках и местных сопротивлений 
:
(3.1)
Сопротивление на преодоление сил трения при перемещении воздуха на прямолинейных участках определяется по формуле:
, (Па) (3.2)
где 
- коэффициент трения воздуха о стенки воздуховода; 
- диаметр воздуховода, м.; 
- суммарная длина прямолинейных участков вентиляционной системы (включая высоту трубы), м, табл.8; 
- плотность воздуха в воздуховодах (кг/м3), при нормальных условиях = 1,2 кг/м3; 
- скорость воздуха в воздуховодах; 
= 8 м/с.
В справочной литературе чаще приводится значение отношения коэффициента трения к диаметру воздуховода (табл.2).
Таблица 2
Значение 
для металлических воздуховодов
при скорости воздуха от 6 до 9 м/с
 , м
|  
| , м
|
|
| 0,160 | 0,121 | 0,400 | 0,041 |
| 0,180 | 0,105 | 0,450 | 0,036 |
| 0,200 | 0,093 | 0,500 | 0,032 |
| 0,225 | 0,081 | 0,560 | 0,028 |
| 0,250 | 0,072 | 0,630 | 0,024 |
| 0,280 | 0,063 | 0,710 | 0,021 |
| 0,315 | 0,055 | 0,800 | 0,018 |
| 0,355 | 0,048 | 0,900 | 0,016 |
Cуммарная величина потерь давления (Па) в местных сопротивлениях определяется по формуле:
(3.3)
где 
- потеря давления в воздухоприемнике; 
-потери давления во всех поворотах:
(3.4)
где 
- число поворотов; 
- потеря давления в одном повороте; 
- потеря давления в пылеулавливающем устройстве.
Потери давления в воздухоприемнике определяют по формуле
, (3.5)
где 
- коэффициент местного сопротивления воздухоприемника принимается равным 1; 
- подставляем из расчета по формуле (1.3).
Потери давления в одном повороте можно определить по формуле:
, (3.6)
где 
- коэффициент местного сопротивления одного поворота определяют по табл.3 в соответствии с исходными данными своего варианта; принимают равными 
м/с.
Таблица 3
Коэффициент местных сопротивлений
| № п/п | Характеристика местного сопротивления |
Коэффициент 
|
| 1. | Прямое колено под углом 900 | 1,15 |
| 2. | Закругленное колено под углом 900 любой формы поперечного сечения | 1,0 |
         3.
| Отвод под углом при: R = d R R =1.5d R = (2-5)d d | 0,35 0,15 0,10 |
Потери давления в пылеулавливающем оборудовании приведены в табл.4.
Таблица 4
Технические характеристики пылеулавливающего
оборудования
| № п/п | Тип оборудования | Производитель- ность по воздуху, м3/ч | Потери давления  ,
Па
|
| Рукавные фильтры: ФРКН 15 ФРКН 30 ФРКН 60 ФРКН 90 | |||
| 1350-2250 | 1000-1500 | ||
| 2700-4500 | 1000-1500 | ||
| 5400-9000 | 1000-1500 | ||
| 8100-13500 | 1000-1500 |