Введение. Содержание

Содержание

Задание на проектирование………………………………………………….3

Введение………………………………………………………………………5

1. Компановка аспирационной сети………………………………………..6

2. Составление плоскостной схемы проэктируемой сети…………………7

3. Расчет и выбор пылеотделителя………………………………………….8

4. Расчет сети…………………………………………………………………9

Расчет диаметров воздуховода………………………………………10

Составление таблицы коэффициентов местных сопротивлений….11

Определение величин полных давлений……………………………12

5. Уравновешивание давлений по магистральным направлениям и на ответвлениях………………………………………………………………13

6. Выбор вентилятора……………………………………………………….14

7. Расчет мощности на валу вентилятора и подбор к нему электродвигателя………………………………………………………….15

8. Мероприятия по технике безопасности и противопожарной технике эксплуатации вентиляционных установок………………………………16

Задание на проектирование

Заданием на курсовой проект предусмотрено рассчитать и начертить в ортогональных проекциях аспирационную сеть, которая размещена на двух этажах здания. Один из возможных вариантов схемы приведен на рис.1 и данные, необходимые для расчетов, в табл.1.

Введение

Современный технологический процесс связан с перемещением и механической обработкой сыпучих продуктов, которые сопровождаются большим выделением пыли в окружающую среду. Поэтому важнейшей задачей вентиляционных установок является поддержание чистоты воздуха и создание комфортных условий труда. Вентиляционные установки выполняют важные технологические задачи:

• Создание разряжения под кожухами машин и транспортного оборудования для предотвращения выделение пыли и измельченных продуктов в рабочие помещение;

• Отсос воздуха из машин при воздушной сепарации продуктов;

• Удаление тепла и влаги из оборудования.

Все это способствует улучшению качества вырабатываемой муки и крупы, увеличению производительности предприятий и повышению сохранности зерна при его длительном хранении. Велико также значение вентиляционных установок в предотвращение возникновения пылевых взрывов на предприятиях.

Таким образом, роль вентиляционных и аспирационных установок на предприятиях состоит в улучшении условий труда, сохранении здоровья людей, организации воздушных потоков, участвующих в технологических процессах, и в предотвращении пылевых взрывов. Роль аспирационных установок в технологических процессах состоит в очистке зерна от примесей и сортировании промежуточных продуктов переработки зерна воздушными потоками. В обогащении круп, в охлаждении воздухом рабочих органов машин и перерабатываемых продуктов с целью предотвращения конденсации на них водяных паров.

На современных промышленных предприятиях различных отраслей вентиляционные и аспирационные установки применяют широко. Достигнут высокий технический уровень этих установок.

1. Компоновка аспирационной сети

Компоновка аспирационной сети одноступенчатой очистки воздуха в циклоне, установленном на всасывающей стороне вентилятора, состоит из четырех аспирационных укрытий (кожухов машин), четырех отсасывающих патрубков, воздуховодов с семью вертикальными и десятью горизонтальными участками, двенадцатью отводами, тремя тройниками и другими элементами, пылеуловителя (2х3 УЦ - 650), вентилятора (ЦП7-40 №6) и регулировочных устройств.

Особенности компоновки сетей в зерноочистительных отделениях. В них по технологическому принципу компонуют отдельные сети для оборудования первичной очистки зерна, где образуется негодная (черная) пыль, и для оборудования вторичной и окончательной очистки зерна с кормовой пылью. Зерновые сепараторы с собственными вентиляторами проектируют в местные установки. При наличии в цехе пневмотранспортных установок часть оборудования, после которых зерно поступает в пневмоприемники, аспирируют воздухом этих установок. Такое оборудование в компоновку вентиляционных сетей не включают.

2.Составление плоскостной схемы проектируемой сети

Плоскостная схема – это схема, развернутая в одной плоскости и начерченная без придерживания масштаба и пропорций пространственной аспирационной сети, которая подлежит расчетам.

На плоскостной схеме (рис.2) указывают:

- геометрические характеристики фасонных деталей

- длины участков

- аспирационные объемы машин и их аэродинамические сопротивления

- номера участков

- тип и марку выбранного пылеотделителя

3.Расчет и выбор пылеотделителя

На заданной схеме мы имеем циклон УЦ. Циклоны следует подбирать по количеству поступающего воздуха:

Qo = ΣQm + Qподс. (м³/c)

Qn = L *ΣQm*δ (м³/c)

Где δ = 0,0015

Длина магистрали:

L = 3+3,25+3,9+2,1+2,85+2,9+1+1,75+1,86 = 22,61 м

Тогда:

Qn = 22,61* (1 + 0,5 + 0,3 + 0,2) *0,0015 = 0,0678(м³/с)

Qo =2+0,0678=2,068 (м³/c) = 7444,8 (м³/ч)

Исходя из «Правил проектирования аспирационных установок предприятия по хранению и переработке зерна» выбираем циклон марки

4 БЦШ 500

Аэродинамическое сопротивление циклона:

Hц. = ξц*((ρ*Vвх²)/2), Па

Где ρ = 1,2 кг/м³, ξ = 5,0D = 5*0,5= 2,5м

Vвх=Qo/Fвх

Fвх=F*G= 0,214*0,594= 0,127 м

Vвх=2,068 / 0,127 = 16,3 м/с

Нц=2,5*((1,2*16,3²)/2) = 398,54 Па

4.Расчёт сети

Цель расчета - определение всех параметров аспирационной установки для окончательного подбора вентилятора, обеспечивающего надежную и экономичную ее работу.

Задачи расчета состоят в определении диаметров воздуховодов всех участков установки, потерь давления на каждом участке и общих потерь давления установки по главной магистрали; в выравнивании потерь давления в тройниках на параллельных участках, а также в окончательном подборе вентилятора в сети, нахождении мощности для привода вентилятора и в подборе электродвигателя.

4.1.Расчет диаметров воздухопроводов

Расчет проводим по монограмме. Принимаем скорость воздуха в воздухопроводе V=15 м/c (± 1,5)

Расход воздуха на участках берем из задания

Расчет проводим для каждого участка и вместе с диаметром находим остальные параметры.

Таблица 2

Параметр	Участок	Участок	Участок	Участок	Участок	Участок	Участок	Участок	Участок
Q,м³/c	1,00	1,5	1,8	2,00	2,00	2,00	0,5	0,3	0,2
D, мм
V, м/c	15,1	14,8	15,2	14,5	14,5	14,5	15,8	15,1	14,6
λ/D	0,054	0,041	0,037	0,034	0,034	0,034	0,084	0,11	0,14
F, м²	0,062	0,1	0,115	0,14	0,14	0,14	0,034	0,02	0,014
Q, м³/ч
Hд,Па
R, Па	7,8	5,8	5,2	4,4	4,4	4,4

4.2.Составление таблицы коэффициентов местных сопротивлений

Коэффициенты местных сопротивлений находим по таблицам:

- для пылеприемника стр. 355

- для колен стр. 358

- для переходов, диффузоры и конфузоры стр. 356

- для тройников с. 361-362

Найденные значения сводим в таблицу 2

Таблица 3

Детали	Номер участка
n	ξ	n	ξ	n	ξ	n	ξ	n	ξ	n	ξ	n	ξ	n	ξ	n	ξ
Пылеприемник L/D=1, φ=30۫		0,14						0,15						0,14		0,14		0,14
Колено R=2,α=90۫		0,15				0,3				0,6		0,3				0,3		0,15
R=2, α=60۫												0,12		0,12		0,12		0,12
Конфузор										0,15		0,04		0,04				0,04
Диффузор								0,22
Тройник α=30۫		0,49		0,37		0,24								0,01		0,32		0,12

4.3.Определение величин полных давлений

Полное давление, развиваемое вентилятором, должно быть равно сумме всех потерь давления, возникающих при перемещении воздуха по магистральному направлению сети из объема всасывания в объем нагнетания.

Таблица 4. Величины полных давлений по магистральному направлению разветвленной сети воздухопроводов.

Полное давление в конце участка, Па		По направлению магистрали		243.13					231.25		По направлению ответвлений		173.75				84,5
Приращение полного давления, Па			118.13				398,54	106.25			48,75				34,5
L* λ/D+Sx		-	0,95	0,52	0,68	0,44	-	0,85	0,56	-	0,39	-	1,07	-	0,69
L* λ/D		-	0,165	0,15	0,14	0,074	-	0,01	0,101	-	0,084	-	0,193	-	0,26
λ/D		-	0,054	0,041	0,037	0,034	-	0,034	0,034	-	0,084	-	0,11	-	0,14
D, мм		-					-			-		-		-
Нg, Па		-					-			-		-		-
Sx, м		-	0,78	0,37	0,54	0,37	-	0,75	0,46	-	0,31	-	0,88	-	0,43
L, м		-		3,25	3,9	2,1	-	2,85	2,9	-		-	1,75	-	1,86
V, м/c		-	15,1	14,8	15,2	14,5	-	14,5	14,5	-	15,8	-	15,1	-	14,6
Q, м³/c		1,00	1,00	1,5	1,8					0,5	0,5	0,3	0,3	0,2	0,2
Номер участка и наименование машины		М1	У1	У2	У3	У4	Циклон	У5	У6	М2	У7	М3	У8	М4	У9

5.Уравновешивание давлений по магистральным направлениям и на оветвлениях

Из определения понятия магистрального направления вытекает, что потери давления по магистральному направлению всегда больше чем по ответвлению. Поэтому для обеспечения перемещения на всех участках нужных потерь необходимо уравновесить эти давления, если их разница превышает 15 %.

ΔН1=Н1 – Н7

ΔН2=Н2 – Н8

ΔН3=Н3 – Н9

ΔН1=135 – 131 = 4 Па = 2,7%

ΔН2=137 – 134=3 Па =2,3%

ΔН3=145 – 140=5Па =3,2%

Уравновешивать давления не нужно так как разница не превышает 15%.

6.Выбор вентилятора

Вентилятор выбираем по давлению Нв, которое он должен создавать, чтобы преодолеть все сопротивления аспирационной сети из-за его продуктивности Qв, которая равна сумме аспирационных потерь машин Qм и потерями на подсос воздуха.

Нв численно равно:

Нв=Нзд + Нвсас + Нм

Нзд= 30-40 Па

Нв = 1488,17 Па

Для выбора типа вентилятора мы используем монограмму ([1] с.374-381).

Марка вентилятора ЦП7-40 №6,который имеет:

η = 0,55

ω = 120 рад/с

7.Расчет мощности на валу вентилятор и подбор к нему электродвигателя

Фактическая мощность, нужная для привода вентилятора, больше гидравлической на величину, вызываемую трением дисков рабочего колеса о воздух, созданием вихревых зон, образующихся в корпусе вентилятора. Это уменьшает величину Q по отношению к расходу воздуха, проходящему через рабочее колесо вентилятора.

Мощность вентилятора мы рассчитываем по формуле:

Nв=(Q*Hв)/(1000*η)

Nв=(1488,13*2)/(1000*0,55)=5,41кВт

Установочную мощность электродвигателя определяем по формуле:

Nэд= Кпр*Кэд*Nв

Кэд = 1,1

Кпр=1,05

Nэд= 1,05*1,1*5,41 = 6,25 кВт

Выбираем тип двигателя А02 52-4 УП

8.Мероприятия по технике безопасности и противопожарной технике при эксплуатации вентиляционных установок

Вентиляционные установки проектируют на основе заданного

проекта расположения оборудования в производственных помещениях предприятия с известным технологическим процессом. Проектируемые вентиляционные установки должны соответствовать:

- требованиям строительных норм и правил проектирования

- санитарным нормам, проектирования промышленных предприятий;

- противопожарным требованиям;

- правилам техники безопасности и охраны труда;

- правилам технической эксплуатации вентиляционных установок.

Для того, чтобы запроектированные вентиляционные установки соответствовали современным требованиям, они должны быть:

1. высокоэффективными;

2. эксплуатационно-надежными;

3. взрывобезопасными;

4. экономичными.

Первое требование состоит в выполнении санитарно-гигиенических и технологических задач, т.е. в подержания чистоты воздуха в рабочих помещениях при нормальной охлаждающей способности воздуха, соответствующего условиям комфорта.

Для выполнения этого требования необходимо:

• предусматривать аспирацию всего оборудования в рабочих помещениях, включая вспомогательное оборудование, все бункера с сыпучими продуктами, которые без аспирации повышают запыленность воздуха;

• обеспечивать максимальную герметичность всего оборудования, включая самотечные трубы;

• выбирать типы проектируемых сетей так, чтобы не было вакуума в помещениях, был нормальный воздухообмен;

• применять высокоэффективные пыле отделители, коэффициент очистки которых обеспечивает запыленность воздуха при выбросе в атмосферу такой, чтобы концентрация пыли после рассеивания на

территории предприятия была бы не более 1,2 мг/м3.

Высокую технологическую эффективность проектируемых вентиляционных установок достигают:

• применением максимальных расходов воздуха на аспирацию

оборудования, выполняющего технологические задачи;

• выбор типов сетей, обеспечивающих создание и поддерживание

технологического климата в рабочих помещениях.

Для выполнения второго требования проектируемых

вентиляционных установок необходимо:

• принимать количество точек отсоса в одной сети не более 6-10;• избегать при компоновке сетей объединения в одну сеть оборудования с теплым и холодным воздухом ли проводить проверочные расчеты на конденсацию;

• проектировать оборудование с регулируемым режимом движения воздушного потока (сепараторы, ситовеечные машины) на местные сети;

• применять в горизонтальных воздухопроводах на запыленном воздухе надежно транспортирующие скорости воздуха (не менее 12 м/с);

• применять в проектах более простые и эксплуатационно-надежные пылеотделители;

• не использовать малые диаметры воздухопроводов (менее 80-100мм)

• избегать длинные горизонтальные воздухопроводы с запыленным воздухом;

• предусматривать контрольно-измерительные приборы для наблюдения за эффективностью работы установок при эксплуатации;

• принятие в вентиляционных сетях нагнетающего типа только пылевые вентиляторы, а при работе на крупной элеваторной пыли во время аспирации оборудование приемных устройств железной дороги и автомобильного транспорта - одиночные циклоны ЦОЛ или ЦОМ- вместо батарейных, в которых возможно засорение входных патрубков.

Третье требование взрывобезопасности проектируемых вентиляционных установок выполняют по средствам соблюдения следующих рекомендаций: размеры входных отверстий конфузоров аспирируемого оборудования проверяют по формуле:

S_вх = Q_м / V_вх,

где Q _м - расход воздуха на аспирацию машины, м3 /с;

V _вх - скорость входа запыленного воздуха в конфузор;

• в вентиляционных установках с рециркуляцией проектируют надежную огнепреграждающую защиту;

• в аспирационных воздухопроводах после вальцовых станков и другого оборудования, в которых возможно опасное повышение температуры при аварийных ситуациях, устанавливают тепловые реле с клапанами и предусматривают сигнализацию;

• концентрация пыли воздуховодах при входов фильтры и циклоны не должна быть больше 5 г/ м³ для мучной пыли и 10 г/м³ для зерновой пыли.

Для выполнения требования экономичности проектируемых вентиляционных установок необходимо:

• применять пылеотделители с наименьшим сопротивлением и наибольшим коэффициентом очистки;

• подбирать вентиляторы с максимальным к.п.д. (рабочая точка на характеристике выбранного вентилятора должна располагаться не далее 0,9 максимального к.п.д.);

• проектировать минимальные длины трасс воздухопроводов;

• принять минимальное число типоразмеров элементов вентиляционных сетей (диаметры, радиусы отводов и т.п.);

• использовать типовые, конструкции, изготовляемые на заводах, и в специальных мастерских;

• избегать завышенных скоростей воздуха в воздухопроводах главной магистрали (выше 15 м/с);

• применять на выходе воздуха конфузоры, на выхлопе - диффузоры;

• выравнивать потери давления в тройниках уменьшением диаметров и увеличением скоростей в боковых участках, избегать применения диафрагм;

• устанавливать вентиляторы не в конце, а в середине трассы, что позволит иметь параллельные ветви при наименьшей длине главной магистрали, а также устанавливать его ближе к аспирируемому оборудованию, имеющему наибольшее сопротивление;

• максимально использовать воздух пневмосетей для целей аспирации оборудования.

Кроме выше перечисленных требований, проектируемые вентиляционные установки должны быть удобны для обслуживания, эстетичны, иметь допустимые шум и вибрацию.

Дата добавления: 2015-07-12