Исходные данные:

общая установочная мощность станков – уст = 1800 кВт;

максимальное число работающих в смену -  = 171 человек;

объем цеха V = 85017,6 м3;

в холодный период: tн = -13С,  = 84, dн = 1 г/кг.

Расчет.

Для данного производственного помещения вредными являются тепло и влаговыделения от работающего оборудования и людей.

рад = рад ост + рад отр,где

рад – тепло солнечной радиации;

рад ост – тепло за счет солнечной радиации для остекленных поверхностей;

рад отр - тепло солнечной радиации для покрытий.

рад ост = Fост*qост*ост;

рад отр = Fотр*qотр, где

Fост, Fотр – поверхности, занимаемые остеклением и покрытием, соответственно;

qост, qотр – радиация через 1 м2 поверхности остеклением и покрытием соответственно;

ост – коэффициент, учитывающий характер и степень остекления.

Для окон, ориентированных на запад и восток:

qост = 0,168 кВт/м2;

ост = 1,45*0,7 = 1,015, где

1,45 – поправочный коэффициент на одинарное остекление;

0,7 - поправочный коэффициент на загрязнение окон.

Для бесчердачного покрытия qогр = 0,014 кВт/м2*ч.

Тогда

рад = 1800*0,168*1,015 + 72*144*0,014 = 452,1 кВт.

Теплопотери в холодный период года составляют

п = 323,25 кВт.

Количество влаги, выделяемое в цехе от работающих станков при охлажении эмульсией, определяют из расчета 150 г на 1 кВт установочной мощности.

Количество влаги, выделяемой людьми при работе средней тяжести, обычно составляет 160 г/ч на 1-го работающего.

Тогда

Gвл = 0,15*Nуст + 0,16*N =

= 0,15*1800 + 0,16*171 = 297,36 кг/ч.

Количество тепла, выделяющегося в цехе от работающего станка, при охлаждении эмульсией:

Q1 = Nуст**, где

 - доля тепловыделений в цех, ;  = 0,2;

 - КПД.

Тогда

Q1 = 1800*0,2*1 = 360 кВт.

Количество тепла, выделяемого работающими людьми:

Q2 = 0,116*N,где

0,116 – тепловыделения от одного человека, кВт.

Тогда

Q2 = 0,116*171 = 16,7 кВт.

Общее количество тепла выделяемое в холодный период года:

Q = Q1 + Q2 = 360 + 16,7 = 376,7 кВт.

Удельное количество тепла на единицу объема цеха с учетом теплоптерь:

gуд = (Q - п)/V = (376,7 – 323,25)/85017,6 = 0,001 кВт/м3.

Таким образом, данный цех относится к помещениям с незначительными теплоизбытками. Для него, согласно СН245-71, в холодный и переходный период года температура воздуха в рабочей зоне tрз = 15-20С,   75, V = 0,5 м/с.

Принимаем tрз = 15С,  = 60, V = 0,5 м/с. Влагосодержание возуха dух = 8 г/кг.

Необходимый воздухообмен по влаге:

Lвл = Gвл*1000/(dух – dпр), где

dух, dпр – влагосодержание приточного и удаляемого воздуха соответственно, г/м3.

Тогда

Lвл = 297,36*1000/(9,8 – 1,2) = 34153 м3/ч = 9,48 м3/с.

Определим воздухообмен, необходимый для компенсации тепловыделений:

Lт = изб/Ср*(tвыт – tрз),где

Ср – удельная объемная теплоемкость воздуха, Дж/м2*с;

tвыт , tрз – температура приточного и уходящего воздуха,соответственно, С.

Тогда

Lт = (376,7 – 323,25)/1,208*(18 – (-13)) = 1,42 м3/с = =5112,3 м3/ч.

Учитывая, что объем помещения, приходящийся на 1-го работающего:

Vi = V/N = 42544/144 = 295>40 м3.

Кратность воздухообмена:L/N

Lвл/V = 34153/85017,6 = 0,4 и Lт/V = 5112/85017,6 = 0,06, приближаются к единице.

Можно сделать вывод, что искусственный возухообмен не обязателен, в зимний период ограничиваться периодическим проветриванием цеха

Для летнего периода расчет ведется по тепловыделениям:

Qизб = Qизб + Qрад = 376,7 + 452,1 = 828,8 кВт.

Для цеха,согласно СН245-71, tС воздуха в рабочей зоне в летний период может превышать tС наружного воздуха не более чем на 3.

tС наружного воздуха (г. Москвы) = 22,3С.

Определим необходимый воздухообмен:

Lл = 828,8/1,208*(25,3 – 22,3) = 153,5 м3/ч =

= 552516,5 м3/ч.

Для поддержания параметров воздушной среды в производственном помещении, согласно СН245-71 , будет осуществляться общеобменная механическая вентиляция.

Принммаем сопротивление сети равным 120 Н/м2.

Lв = Кп*L, где

Lв – производительность вентилятора;

Кп – коэффициент потерь,Кп = 1,1.

Тогда

Lв = 1,1*153,5 = 168,85 м3/с.

По производительности и сопротивлению подбираем вентилятор Ц9-55 10 с n = 630 об/мин и в = 0,65.

Расчет горизонтального отстойника.

Применяется для очистки сточных вод цеха от нерастворимых осаждающихся или всплывающих механических загрязнений со средним размером частиц менее 250 мкм.

На рис.1 представлена расчетная схема горизонтального отстойника.

Исходные данные:

Q – расход сточной воды, равен 1 м3/с;

эффект осветления - 70; Н – глубина проточной части отстойника 4 м;

tС –минимальная сренемесячная температура сточных вод - 10С.

Расчет.

Общая длина отстойника:

L = l1 + l2 + l3

L = W*H/М*Wо, где

W - средняя расчетная скорость в проточной части отстойника,

W = 0,005-0,01 м/с, принимаем 0,01 м/с;

Н = 4 м;

М – коэффициент, зависящий от типа отстойника, для горизонтальных отстойников М = 0,5;

Wо – скорость осаждения твердых частиц в отстойнике:

Wо = (М*Н/**(М*Н/h)ⁿ) – Wв,

где

 - коэффициент, учитывающий влияние температуры сточной воды на ее вязкость,  = 1,3 (при t = 10С);

 - продолжительность отстаивания в цилиндре со слоем воды h,соответствующая заданному эффекту осветления, h = 0,5 м,  = 130 с. Значение комплекса (М*Н/**(МН/h)ⁿ) принимаем по эмперическим данным, полученным при эксплуатации отстойников бытовых сточных вод, (М*Н/**(МН/h)ⁿ) = 1,41, (при Н = 4 м).

Wв – вертикальная составляющая скорости движения воды в отстойнике, Wв = 0,00005 м/с, (при W = 0,01 м/с).

Тогда

Wо = (0,5*4/1,3*130*1,41) – 0,00005 = 0,008343 м/с.

Подставляем значение Wо в формулу L и получаем:

L = 0,01*4/0,5*0,008343 = 9,5889 м.

Определяем фактическое значение скорости (Wф) в приточной части отстойника по формуле:

Wф = Q/3,6*Н*В,где

В – ширина отстойника, принимаем В = 6 м.

Тогда

Wф = 1/3,6*4*6 = 0,01574 м/с = 11,57 мм/с.