Комкин А.И.Расчет систем механической вентиляции (А.И. Комкин, В.С. Спиридонов Расчет систем механической вентиляции), страница 22

В некоторых случаях основным критерием выбора вентилятора является не экономичность, а например, габаритные размеры вентилятора, бесшумностьработы, возможность непосредственного соединения с валом электродвигателя и т. п.Исходными данными для выбора вентилятора являются требуемые производительность и давление. Эти данные соответствуют расходу воздуха в вентиляционной сети L и гидравлическомусопротивлению сети p и рассчитываются по изложенным вышеметодикам.Подбор вентиляторов по индивидуальным характеристикам.Перед тем как начать подбор вентилятора по каталогам серийно изготавляемых вентиляторов целесообразно определить требуемуюбыстроходность вентилятора nу, используя для этого формулу(8.18).

Это позволяет сразу определиться с типом вентилятора. Так,значение быстроходности, соответствующее максимальному значению КПД вентилятора, должно указываться в его обозначении.Следует иметь в виду, что быстроходность вентилятора будетзависеть не только от его типа, но и от частоты вращения рабочегоколеса вентилятора. Конечно, желательно, чтобы вентилятор былсоединен непосредственно с валом электродвигателя. Поэтому рекомендуется рассчитать значение быстроходности для стандартного ряда частот вращения ω: 75, 100, 150, 300 рад/с.

Это соответст–1вует следующим значениям n: 720, 960, 1450, 2900 (мин ).Если полученные значения быстроходности nу > 100, то целесообразно использовать осевой вентилятор. В противном случаепредпочтительнее радиальный вентилятор. Кроме того, при выбо143ре типа вентилятора можно ориентироваться и на значения коэффициента давления. При больших коэффициентах давления выбирают радиальный вентилятор, а при малых ― осевой. Областизначений обобщенных параметров для различных типов вентиляторов показаны на рис. 8.16.Рис. 8.16. Области работы вентиляторов различных типов:I − осевые; II − радиальные; III − диаметральныеДалее на основании полученных данных по каталогу подбирают наиболее подходящий тип и размеры вентилятора. Подборосуществляется в следующем порядке:1. По заданным значениям L и p на графике-характеристикевентилятора находят рабочую точку.

Если рабочая точка располагается между линиями характеристик, ее смещают по вертикали допересечения с ближайшей линией и затем пересчитывают системуна новое давление.2. По найденной рабочей точке определяют число оборотов иКПД вентилятора. При этом число оборотов ограничивается усло144виями малошумной работы вентилятора. Кроме того, при подборевентилятора необходимо стремиться к тому, чтобы рабочая точкаобеспечивала ηmax, или по крайней мере 0,9ηmax.3. Если условия работы вентилятора отличаются от стандарт3ных (t = 20 ºС, ρ =1,2 кг/м , φ = 50 %, p = 0,101 МПа), то следуетопределить условное давлениеpу = pр273 + t 0,101 ρ в,293pб ρ г(8.28)где pр – расчетное сопротивление вентиляционной сети, Па; t –температура воздуха, ºС; pб – барометрическое давление в местеустановки вентилятора, МПа; ρв и ρг – плотности соответственно3воздуха и газа, кг/м .Привод вентилятора может быть осуществлен непосредственным соединением с валом электродвигателя, через муфту или клиноременную передачу.После того как вентилятор выбран, определяют необходимуюмощность на валу электродвигателя, N, Вт, с учетом КПД вентилятора и механизма передачи:N=kпр Lpу3600ηв ηп,(8.29)где kпр – коэффициент, учитывающий запыленность воздуха; длячистого воздуха полагают kпр = 1, а для запыленного kпр = 1,2;ηв – КПД вентилятора, определяемый по его характеристике; ηп –КПД передачи, принимающий значения: 1,0 – при непосредственной насадке вентилятора на вал двигателя, 0,98 – при использовании муфты, 0,95 – при использовании клиновых ремней.Затем определяют установочную мощность электродвигателяNу = kзN,(8.30)где kз – коэффициент запаса мощности, определяемой по табл.

8.1.145Таблица 8.1Коэффициент запаса мощности kзМощность на валуэлектродвигателя, кВтДо 0,5От 0,51 до 1От 1,01 до 2От 2,01 до 5Более 5Коэффициент запасапри центробежномвентиляторепри осевом вентиляторе1,51,31,21,151,11,21,151,11,051,05При установке электродвигателя в помещении с температурой45 ºС установочную мощность увеличивают на 8 %, а с температурой 50 ºС – на 15 %.Пример 8.1. Подобрать вентилятор для вентиляционной сети,3рассмотренной в примере 7.1.

Расход воздуха в сети L = 4000 м /ч,а потери давления ∆p = 128,44 Па.Решение. Заданным условиям удовлетворяет осевой вентилятор ВО-14-320-4, характеристики которого представлены в приложении 4. Точке пересечения данного давления и расхода на характеристике вентилятора соответствует КПД, близкий к наибольшему, равному 0,75.При соединении вентилятора с двигателем через клиноременную передачу потребная мощность двигателя в соответствии с(8.29) составит4000 ⋅ 128≅ 200 Вт.N=3600 ⋅ 0,75 ⋅ 0,95Тогда установочная мощность двигателя согласно (8.30)N у = 1,5 ⋅ 200 = 300 Вт.Отсюда по справочникам можем найти ближайший по мощностиэлектродвигатель.Пример 8.2.

В дополнение к условиям предыдущей задачипредполагается, что в вентиляционной системе перемещается незагрязненный воздух с температурой t = 90 ºС. Барометрическоедавление pб = 0,095 МПа.146Решение. Так как температура перемещаемого воздуха в вентиляционной системе отличается от стандартной (t = 20 ºС), определим согласно (8.28) условное давлениеpу = pр273 + 90 0,101≅ 170 Па.293 0,095Этим условиям удовлетворяет центробежный вентиляторЦ4-70-6,3, характеристики которого приведены на рис.

8.9. Точкепересечения данного давления и расхода на характеристике вентилятора (точка А) соответствует наибольший КПД, равный 0,8.Отсюда находим требуемую мощность двигателяN=4000 ⋅ 170≅ 250 В3600 ⋅ 0,8 ⋅ 0,95и его установочную мощностьN у = 1,5 ⋅ 250 = 375 Вт.147Приложение 1Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухерабочей зоны по ГН 2.2.5.1313-03 (извлечение)НаименованиевеществаАзота диоксидАзота оксидыАзотная кислота+Алюминийи его сплавыАммиакБенз(α)пиренБензин (растворитель, топливный)Бензол+Бериллийи его соединенияБутанВанадийи его соединенияВольфрамГидроксибензол+Дихлорэтан+диЖелезотриоксидЗолаКальций оксид+КанифольКеросинКорунд белыйКрасителиорганическиеКремния диоксид148ФормулаПДК,мг/м3АгрегатноесостояниеКлассопасностиВоздействиеNO2ппа333ООHNO3252–2а3ФNH3C20OH12200,00015*пп41К–300п4–C6H615п2К–0,003а1К, АC4H10V2O3,V2O5WC6H60C2H4Cl2900п4–0,5а2–6*130апп422Ф––Fе2O36*а4Ф–CaO––Al2O34*146006*аaп+апa32344Ф–АФ–2а3–SiO23а3ФПродолжение приложения 1НаименованиевеществаФормулаПДК,мг/м3АгрегатноесостояниеКлассопасностиВоздействиеЛигниныМарганец в сварочных аэрозоляхМасла минеральныенефтяные+МедьМетанМетанол+МолибденНефть сырая+Никель, никельоксидыОзонПропан-1-олПыль доменногошлакаРтутьСвинец и его соединенияСвинцово-оловянныеприпоиСера диоксид+Сера триоксид+Серная кислота+Силикатсодержащиепыли:а) асбестыб) минералволокнасиликатныев) пыль стеклаТетрахлорметан–6а4–Mn0,3а2––5а3–CuCH4СН4OMo––1700015310*0,05аппaаа243331–––––К, АO3С3Н8О0,130пп13О––6*а4ФHg0,01п1––0,05*а1––0,05а1–SO2SO3H2SO41011ппп322––––0,54*аа23Ф, КФ620ап32ФCCl4149Окончание приложения 1НаименованиевеществаФормулаПДК,мг/м3АгрегатноесостояниеКлассопасностиВоздействиеТитан, титан диоксидУайт-спиритУглерода оксидУглерода пыли(сажи черныепромышленные)Фенолформальдегидные смолы (летучие продукты)Формальдегид+Хлор+Хлор диоксид+Хром (VI) триоксид+диХром триоксидЦинк оксидЩелочи едкие+Эпоксидные смолы(летучие продукты)ЭтанолTi, TiO2–СО––10*90020**апп44Ф4*а3Ф, К–0,1п2АСН2ОCl2ClO2СrО3Сr2О3ZnO––0,510,10,0331,50,50,5пппаааап22113222О, А–ОКА––АС2Н6О2000п4–*ОВ таблице приведены значения максимально разовых ПДК.

Значение норматива, отмеченное «звездочкой», соответствует средней сменнойПДК.**При длительности работы в атмосфере, содержащей оксид углеро3да, не более 1 ч ПДК оксида углерода может быть повышена до 50 мг/м ,3при длительности работы не более 30 мин – до 100 мг/м , при длительно3сти работы не более 15 мин – 200 мг/м . Повторные работы при условияхповышенного содержания оксида углерода в воздухе рабочей зоны могутпроводиться с перерывом не менее, чем в 2 ч.В таблице использованы следующие обозначения:О – вещества с остронаправленным механизмом действия, требующие автоматического контроля за их содержанием в воздухе;150А – вещества, вызывающие аллергические заболевания в производственных условиях;К – канцерогены;Ф – аэрозоли преимущественно фиброгенного действия;п – пары и/или газы;а – аэрозоль, п + а – смесь паров и аэрозоля;+ – соединения, при работе с которыми требуется специальная защита кожи и глаз (символ проставлен вслед за наименованием вещества).151Приложение 2Расчетные параметры воздуха и кратность воздухообменав помещениях жилых, общественных и административно-бытовыхзданийПомещенияРасчетная температура воздуха в холодный период◦года, СКратность воздухообмена иликоличество удаляемоговоздуха, м3/чПритокВытяжка3 м3/ч на 1 м2площади≥ 60 м3/чЖилые здания:Жилая комната18–Кухня18ВаннаяУчебные заведения:Аудитории, кабинеты,читальные залы –до 30 мест25––25 м3/ч18Через фрамуги с механическим открываниемАудитории, кабинеты,читальные залы – более 30 местЗдания административных учрежденийи проектных организаций:Служебные помещенияплощадью менее 35 м2Служебные помещенияплощадью 35 м2и болееКонференц-залыХранилища архивов ибиблиотекПомещения копировально-множительныхслужбВрачебные кабинеты1820 м3/ч на 1 местоБуфеты161522,83,5181816По расчету на тепловлагоизбытки–23231,5181820≥3Окончание приложения 2Расчетная температура воздуха в холодный периодгода, °СКратность воздухообмена иликоличество удаляемоговоздуха, м3/чБиблиотеки:Читальные залы18не менее 20 м3/ч на 1 местоПомещения хранениядокументов1811Репродукционномножительная лаборатория1823ПомещенияПритокВытяжка153154Шахта с диффузором и зонтомШахта с зонтом1,322,6Вытяжная1,20,770,80,600,650,480,60,300,60,251,01,11,31,62,34,0ВытяжнаяПриточная1,061,01,190,61,390,41,530,31,830,22,630,1Значения ζ при h/dПриточнаяТип элемента воздуховодаКоэффициенты местных сопротивлений ζПриложение 3155f = F0/Ff = F0/FF0 – площадь живого сечениярешеткиF, F0 – площади поперечного иживого сечений решеткиВоздухораспределительf = F0/FРешетка102040l/dэ0,58,618,778,94Выходиз прямого каналаВходв прямой канал28,224,00,35,81,8 ⎛ l ⎞+⎜ ⎟f 2 ⎝ dэ ⎠ζ=6,415,576,7424,224,384,550,82,026,13,213,373,541,04,22,212,372,541,5]/f1,30,3750,7+ 1,41(1− f )Значения ζ при f9,30,753,515,20,62ζ= (1,707 − f ) /fζ= [1 + 0,5(1− f )11,00,4Значения ζ при f0,50,621,862,022,192,02,10,9Продолжение приложения 3156Колено с острыми кромками наповоротеОтвод1,181,50,17ζR/dζ0,152,00,770,60,114,00,510,720,096,00,370,800750,81α, градζα, градζ1,2900,13201,91100,16302,61300,254040,0710,00,280,93,21500,3245ζ= (0,95 + 33,5/α)(0,95 sin α/2 + 2,05 sin α/2)0,5R/dα = 90º3,61800,56600,0520,00,211,0Продолжение приложения 3157f = F0/FВнезапное изменение сеченияКолено с закругленнымикромками на поворотеСужениеРасширение0,51,000,87ζВидизменения0,05r/d0,9sinαA1–0,5950,420,640,20,700,10,310,31,0900,340,253/40,16ζ= 0,5(1− f )0,3620,6ζ = (1− f )0,4Значения ζ при f0,440,2Значения ζ при α = 90º≤ 70α, градζ = A10,155 (r/d)0,150,040,80,260,40,090,010,90,240,50,7+0,35α/90≥ 100Продолжение приложения 3158Конфузор круглого сеченияДиффузор квадратногосечения на выходевентилятора0,42300,090,070,060,100,250,4550,3120F0 /F0,101,510α, град0,050,040,05300,530,430,182,00,640,530,233,00,670,560,243,50,070,070,08600,140,170,19900,200,270,29120Значения ζ при α, град0,590,480,212,5Значения ζ при F /F00,250,350,371500,690,580,254,0Продолжение приложения 3159Задвижка (шибер)Дроссельный клапан (затвор)f = F0/FДиафрагма0,5f10,018,5Квадратное0,30,040,070,140КруглоеСечение123n4,371082ζζ0,05f8,784,60,41,11,10,80202,240,62500,10,540,852,60,2]f0,375 2 20,190,919,20,38,05,54,54,542,060,52,430,980,6Значения ζ при h /d3,02,22,01,230,440,723,011,510,0Значения ζ при α, град3040501,130,71000,15ζ = [1– f + 0,707(1 – f)0,550,170,860,030,620,06001,08,750,4Продолжение приложения 3160wб , Lб , FбFп + Fб > F с ; F п = FсТройник вытяжной типаρ wс222⎡ ⎛ w ⎞2⎤Fб ⎛ wб ⎞Fп ⎛ wп ⎞б= A ⎢1 + ⎜⎟ −2⎜⎟ −2⎜⎟ cos α ⎥ =Fс ⎝ wс ⎠Fс ⎝ wс ⎠⎢ ⎝ wс ⎠⎥2⎣⎦ζ сп =ρ wс2Δ pпζп =222⎛ Lc Fп ⎞⎞⎟ ;⎟ = ζ сп ⎜⎠⎝ Lп Fc ⎠⎛L ⎞F ⎛L ⎞= 1 − ⎜ 1 − б ⎟ − 2 с ⎜ б ⎟ cos αLс ⎠Fб ⎝ Lс ⎠2⎝⎛w= ζ сп ⎜ c2ρwп 2⎝ wпΔp пПрямой проходгде A = 1 при Fб/Fc ≤ 0,35; A = 0,55 при Fб/Fc > 0,35, Lб/Lc > 0,4;A = 0,9(1 – Lб/Lc) при Fб/Fc > 0,35, Lб/Lc ≤ 0,4.22⎡ ⎛ L F ⎞2⎤Fс ⎛Lб ⎞Fс ⎛ Lб ⎞бс⎢= A 1+ ⎜⎟ −2⎜1 −⎟ −2⎜⎟ cos α ⎥ ,Fп ⎝Lс ⎠Fб ⎝ Lс ⎠⎢ ⎝ Lс F б ⎠⎥⎣⎦ζ сб =Δ pб2⎛w ⎞⎛L F ⎞ζб == ζ сб ⎜ c ⎟ = ζ сб ⎜ c б ⎟ ;2ρwб 2⎝ wб ⎠⎝ Lб Fc ⎠Δp бБоковое ответвлениеПродолжение приложения 3161wб , Lб , FбТройник вытяжной типаFп + Fб = Fс221530456090α, градζ сп2222⎛L F ⎞⎛w ⎞= ζ сп ⎜ c ⎟ = ζ сп ⎜ c п ⎟ ;2ρwп 2⎝ wп ⎠⎝ Lп Fc ⎠Δp п20,100 (0)0 (0)0 (0,05)0 (0)0 (0)0,200 (0)0 (0)0 (0,14)0 (0)0,10 (0)0,330 (0,14)0 (0,17)0 (0,14)0 (0,10)0,20 (0)Значения коэффициентов Kб (Kп)Fб/Fc0,500 (0,40)0 (0,35)0 (0,30)0,10 (0,25)0,25 (0)⎛F ⎞ ⎛L ⎞F ⎛L ⎞F ⎛L ⎞= 1 − ⎜ с ⎟ ⎜ п ⎟ − 2 с ⎜ п ⎟ − 2 с ⎜ б ⎟ cos α + K пFп ⎝ Lс ⎠Fб ⎝ Lс ⎠⎝ Fп ⎠ ⎝ Lс ⎠2ζп =Прямой проход⎛L F ⎞F ⎛L ⎞F ⎛L ⎞ζ сб = 1 + ⎜ б с ⎟ − 2 с ⎜ 1 − б ⎟ − 2 с ⎜ б ⎟ cos α + K бFп ⎝Lс ⎠Fб ⎝ Lс ⎠⎝ Lс F б ⎠2Боковое ответвление22Δp б⎛ wc ⎞⎛ Lc Fб ⎞ζб ==ζ=ζ⎟⎟ ;сб ⎜сб ⎜ρwб2 2⎝ wб ⎠⎝ Lб Fc ⎠Продолжение приложения 3162Тройник приточный типаFп + Fб > Fс; Fп = Fс≤ 0,4≤10,4Fб/FcLб/Lcτп≤ 0,6> 0,35> 0,420,6> 0,60,3(2Lб/Lc – 1)> 0,51,1 − 0,7Lб/Lc⎛L ⎞= τп ⎜ б ⎟2⎝ Lс ⎠≤ 0,5ρ wс2Δ pп2(2Lб/Lc – 1)ζ сп =Прямой проход0,851,1 − 0,7Lб/LcA′При α = 900 A′ =1.> 0,4≤ 0,4≤ 0,35Lб/LcFб/Fcζ сбБоковое ответвление⎡ ⎛ w ⎞2⎤Δpбw⎢1 + ⎜ б ⎟ − 2 б cos α ⎥′==A2wwс⎢⎥ρ wс 2⎣ ⎝ с ⎠⎦Продолжение приложения 3163Тройник приточный типаFп + Fб = Fс0,10,30,50,81,01,4wпwс0,810,500,250,040,000,390 – 1,015–600,04K б′230450,810,500,250,040,200,390 – 0,40,810,520,300,170,200,790,5Fб /Fc0,6900,810,520,280,100,100,59α, град0,810,500,270,070,050,390,70,6460⎛w ⎞w= 1 + (1 − K б′ ) ⎜ б ⎟ − 2 б cos αwс2⎝ wс ⎠0,160,36Прямой проходЗначения коэффициента ζ сп15ρ wс2Δ pбα, градζ сб =Боковое ответвление0,810,500,250,040,00–0,81,0090Продолжение приложения 3164Тройник симметричныйºс плавным поворотом на 90ρ wб2iΔ pб i2⎛ L F ⎞= ζ сб i ⎜ с б i ⎟ , i = 1,22⎝ Lб i Fс ⎠–0,03–0,1ζ cб i00,40,030,50,030,70,750,600,501,10R/dζ cбi0,401,0Lбi/Lc = Fбi/Fc = 0,50,251,52.