Calculul ventilației mecanice a spațiilor industriale

Nuanțe ale calculelor aerodinamice

Calculul coșului de fum al camerei ar trebui să ia în considerare următoarele nuanțe:

• Luând în considerare caracteristicile tehnice ale cazanului, se determină tipul structurii portbagajului, precum și locul în care va fi amplasat coșul de fum.
• Se calculează rezistența și durabilitatea conductei de evacuare a gazului.
• De asemenea, este necesar să se calculeze înălțimea coșului de fum, luând în considerare atât volumul de combustibil ars, cât și tipul de tiraj.
• Calculul turbulatoarelor pentru coșuri de fum.
• Sarcina maximă a camerei centrale este calculată prin determinarea debitului minim.

Important! Pentru aceste calcule, este, de asemenea, necesar să se cunoască sarcina vântului și valoarea de împingere.

• În ultima etapă, se creează un desen al coșului de fum cu optimizarea secțiunilor.

Calculele aerodinamice sunt necesare pentru a determina înălțimea țevii atunci când se utilizează forța naturală. Apoi, este, de asemenea, necesar să se calculeze rata de propagare a emisiilor, care depinde de relieful teritoriului, temperatura fluxului de gaz și viteza aerului.

Determinarea înălțimii coșului de fum pentru acoperișurile creste și plate

Înălțimea conductei depinde direct de puterea cazanului. Factorul de poluare a canalelor de fum nu trebuie să depășească 30%.

Formule pentru calcularea coșului de fum cu tiraj natural:

Tipuri de ventilație în zona de producție

Principalul document de reglementare care stabilește normele de ventilație a atelierului este SNiP 41-01-2003. Toate sistemele de schimb de aer existente în sălile de lucru pot fi împărțite în următoarele tipuri:

În funcție de modalitățile de mișcare a maselor de aer:

1. Natural.
2. Mecanic.

Cu ventilația naturală, împrospătarea aerului are loc datorită diferențelor de presiune și temperatură din interiorul și exteriorul camerei. O astfel de circulație este de obicei neorganizată, adică se bazează pe fenomene fizice elementare - de exemplu, convecție. Ventilația naturală este creată utilizând modele speciale care vă permit să reglați puterea și magnitudinea fluxului de aer.

Ventilația mecanică pre-tratează aerul alimentat prin încălzire, răcire sau umidificare. În plus, sistemul forțat este capabil să filtreze masele de aer contaminate înainte de a le elibera în atmosferă.

În funcție de metoda de organizare a schimbului de aer:

1. Local.
2. Schimb general.

Ventilația locală localizează și ulterior elimină substanțele și emisiile dăunătoare și toxice direct la locul de origine. În practică, acest tip de ventilație este implementat după cum urmează: sursa de poluare (mașină-unealtă, locul de muncă) este împrejmuită cu scuturi, formând un fel de „capotă” în care sau deasupra căreia există o capotă de evacuare. Cu aspirarea intensivă a aerului, presiunea din interiorul „hotei” scade, ceea ce previne răspândirea impurităților dăunătoare în restul atelierului. Un astfel de sistem își face față în mod eficient responsabilităților și este ieftin în organizație.

În cazurile în care ventilația locală nu este capabilă să asigure completitudinea localizării surselor de poluare, se utilizează tipul său general de schimb. Principiul de funcționare al unei astfel de ventilații se bazează pe purificarea complexă a aerului în toate spațiile industriale sau o mare parte a acestora prin diluarea concentrației de impurități dăunătoare, praf și murdărie și radiații termice.În plus, ventilația generală absoarbe în mod eficient căldura și este obișnuită în acele ateliere în care nu există emisii de substanțe nocive în atmosfera camerei. În cazurile în care producția este asociată cu eliberarea de gaze, vapori nocivi, agenți cancerigeni și praf, se utilizează ventilație mixtă - la schimbul general se adaugă aspirația locală. În același timp, conceptul cheie al ventilației clădirilor unui atelier de producție este crearea unui astfel de sistem în care cantitatea maximă de substanțe nocive va fi eliminată folosind aspirații locale, iar impuritățile și gazele rămase vor fi diluate cu un flux de aer proaspăt la o concentrație de un nivel acceptabil.

În funcție de metoda de acțiune:

1. Alimentare cu aer.
2. Epuiza.
3. Alimentare și evacuare.

Sistemul de ventilație de alimentare este proiectat pentru a asigura fluxul liber al maselor de aer în volume suficiente pentru funcționarea deplină a instalației de producție. În astfel de sisteme, sunt instalate ventilatoare pentru conducte, care asigură admisie de aer extern și îl trec prin încălzitoare speciale de aer de răcire sau încălzire.

Ventilația de alimentare este capabilă să asigure pe deplin fluxul forțat al maselor de aer în atelier. În acest caz, presiunea aerului din cameră va fi crescută constant în comparație cu presiunea atmosferică, care va contribui la stoarcerea naturală (neorganizată) a aerului evacuat în stradă prin fante, ieșiri sau deschideri.

Există mai multe tipuri de ventilație de alimentare și diferă între ele în prezența echipamentelor exclusive. Deci, poate fi instalat:

• Dus cu aer. Lucrarea unui astfel de echipament se încheie în direcția fluxului de aer curat către locul de muncă.
• Perdele de aer și aer-termice.
• Oaze. Această ventilație, care este capabilă să deservească secțiuni întregi ale atelierului, unde aerul se va deplasa cu o viteză și o temperatură calculate.

Sistemul de ventilație a evacuării este proiectat pentru a elimina aerul contaminat. În acest caz, înlocuirea maselor de aer la distanță se realizează într-un mod organizat mecanic sau neorganizat - prin ferestre, uși și găuri speciale din pereți. Un sistem similar este utilizat în acele industrii care sunt însoțite de o cantitate mare de substanțe toxice și emisii de căldură, precum și atunci când efectuează munca unui număr semnificativ de angajați.

Ventilația de alimentare și evacuare este concepută pentru a elimina aerul poluat și pentru a furniza aer proaspăt în același timp. De la sine, fluxurile de mase de aer pot fi distribuite prin amestecare sau deplasare. În primul caz, difuzoarele de mare viteză sunt montate în tavanul sau pereții atelierului, furnizând aer proaspăt, care se amestecă în mod natural cu aerul evacuat și este îndepărtat printr-o supapă de difuzie. În al doilea caz, aerul proaspăt rece pătrunde prin difuzoarele de aer, care sunt instalate mai aproape de podea. Masa de aer, încălzindu-se, se ridică la vârf, deplasând gazele de eșapament prin rețele.

Documente normative utilizate în calcule

Toate standardele de proiectare necesare pentru crearea centralelor de cazane sunt descrise în SNiP ІІ-35-76. Acest document este baza pentru toate calculele necesare.

Video: un exemplu de calcul al unui coș cu tiraj natural

Pașaportul pentru coșul de fum conține nu numai caracteristicile tehnice ale structurii, ci și informații cu privire la aplicarea și repararea acestuia. Acest document trebuie eliberat chiar înainte de punerea în funcțiune a coșului de fum.

Sfat! Repararea coșurilor de fum este o muncă periculoasă care trebuie efectuată exclusiv de un specialist, deoarece necesită cunoștințe special dobândite și multă experiență.

Programele de mediu stabilesc standarde pentru concentrațiile admisibile de poluanți precum dioxid de sulf, oxizi de azot, cenușă etc. O zonă de protecție sanitară este considerată a fi o zonă situată la 200 de metri în jurul centralei. Pentru curățarea gazelor de ardere sunt folosite diferite tipuri de precipitatoare electrostatice, colectoare de cenușă etc.

Design coș de fum cu suport de perete

Indiferent de combustibilul pe care funcționează încălzitorul (cărbune, gaz natural, motorină etc.), este esențial un sistem de evacuare a produselor de ardere. Din acest motiv, principalele cerințe pentru coșurile de fum sunt:

• Având suficiente pofte naturale.
• Respectarea standardelor de mediu stabilite.
• Lățime de bandă bună.

Tipuri de cosuri de fum pentru incalzire

Astăzi există mai multe variante de coșuri de fum utilizate în camerele cazanelor. Fiecare dintre ele are propriile sale caracteristici.

Tevi metalice pentru incalzire

Tipuri de hornuri metalice. Fiecare tip de țeavă trebuie să îndeplinească standardele de mediu a) cu un singur catarg, b) cu două catarguri, c) cu patru catarguri, d) cu montare pe perete

Sunt o opțiune foarte populară datorită următoarelor caracteristici:

• usurinta de asamblare;
• datorită suprafeței interioare netede, structurile nu sunt predispuse la înfundarea cu funingine și, prin urmare, sunt capabile să asigure o tracțiune excelentă;
• instalare rapida;
• dacă este necesar, o astfel de țeavă poate fi instalată cu o ușoară pantă.

Vă sfătuim să studiați modul în care este calculată înălțimea coșului de fum pe site-ul nostru.

Important! Principalul dezavantaj al țevilor de oțel este că izolația termică a acestora devine inutilizabilă după 20 de ani, ceea ce determină distrugerea coșului de fum sub influența condensului.

Țevi de cărămidă

Multă vreme nu au avut concurenți printre hornuri. În prezent, dificultatea de a instala astfel de structuri constă în nevoia de a găsi un producător cu sobă experimentat și costuri financiare semnificative pentru achiziționarea materialelor necesare.

Cu dispunerea corectă a structurii și un focar competent, formarea de funingine nu este practic observată în astfel de coșuri de fum. Dacă o astfel de structură a fost instalată de un profesionist, atunci va servi pentru o perioadă foarte lungă de timp.

Șemineu din cărămizi

Este foarte important să verificați atât zidăria internă, cât și cea externă pentru a stabili îmbinările și colțurile corecte. Pentru a îmbunătăți tracțiunea, se efectuează o revărsare în partea superioară a conductei și, pentru a preveni formarea fumului în prezența vântului, se folosește o hota staționară durabilă.

Formule de calcul ale sistemului de ventilație

Aerarea (ventilația) clădirilor care utilizează traversele de deschidere este o opțiune destul de eficientă pentru ventilația naturală.

Pe = (Pvn - Pn) * H * g, unde:

• P n (kg / m3) - densitatea maselor de aer în afara încăperii.
• P vn (kg / m3) - densitatea maselor de aer din interiorul camerei.
• H (m) - distanța dintre intrare și evacuare.
• g - accelerația datorată gravitației (valoare constantă egală cu 9,8 m / s2).

La calcularea ventilației naturale, trebuie să se țină seama de locația deschiderilor inferioare și superioare pentru admisia de aer proaspăt și eliminarea aerului uzat. Inițial, calculul se face pentru secțiunile inferioare, apoi pentru secțiunile superioare ale golurilor. După aceea, este stabilit modelul de aerare pentru clădire.

Calculul evacuării

În cameră, aproximativ în centrul dintre orificiile de curgere și evacuare (traverse), presiunea aerului extern și interior are aceeași valoare. În acest moment, nu există niciun impact. În consecință, efectul asupra secțiunilor inferioare ale golurilor este calculat prin formula:

P1 = H 1 (Pн - Ср), unde

• Ср (kg / m3) - egal cu temperatura medie a densității mediului de aer intern.
• H 1 (m) - distanța de la nivelul presiunilor egale ale mediului extern și intern la lumenii de alimentare mai mici.

Peste nivelul presiunilor egale, în centrul lumenilor superiori de evacuare, se creează un exces de tensiune, care se calculează folosind următoarea formulă:

P2 = H 2 (Pн - Miercuri)

Vă recomandăm să vă familiarizați cu: Hota pentru baie

Această presiune contribuie la îndepărtarea maselor de aer din exterior. Tensiunea totală pentru schimbul de aer interior este calculată utilizând formula:

Pe = P1 + P2

Aerul proaspăt intră în clădire prin ferestre deschise (guri de aerisire) sau supape de alimentare special echipate în cadrele structurilor ferestrelor. Aerul evacuat este eliminat prin deschiderile de evacuare echipate în partea superioară a pereților bucătăriei, băii, toaletei. Mai mult, prin arbori de ventilație speciali, este îndepărtat din casă.

Debitul de aer

Cunoscând raportul de aer, puteți calcula cu ușurință viteza aerului cu ventilație naturală. Mai întâi trebuie să calculați aria secțiunii transversale a conductelor.

S = R 2 * Pi, unde

• R este raza secțiunii conductei de aer echipată în cameră.
• Pi este o constantă 3,14.

Conductele de aer trebuie să aibă o anumită formă și dimensiune. Atunci când secțiunea transversală a conductei de aer este cunoscută, diametrul conductei necesare pentru cameră poate fi calculat folosind următoarea formulă:

D = 1000 * √ (4 * S / Pi), unde

• S este aria secțiunii transversale a conductelor de aer echipate în casă.
• Pi este o valoare matematică constantă de 3,14.

Dacă conductele de aer sunt dreptunghiulare, atunci se calculează aria secțiunii transversale a conductei necesare în locul diametrului. Pentru a face acest lucru, înmulțiți lățimea și lungimea canalului de aer. Mărimea lățimii cu lungimea ar trebui să corespundă într-un raport de 1: 3.

Dimensiunea minimă a unui canal dreptunghiular este de 10x15 cm, maximul este de 2x2 m. Astfel de structuri se disting printr-o formă ergonomică, mai ușor de instalat, aderă mai strâns la suprafețele peretelui și sunt ușor mascate pe tavan.

Parametrii conductelor de aer

În procesul de creare a unei scheme de ventilație naturală de tip canal, se determină o secțiune activă a conductelor de aer, prin care va trece un volum suficient de aer pentru a crea o contracarare la tensiunea de proiectare. Pentru cea mai lungă cale a rețelei, costul presiunii în conductele de aer este determinat ca suma acestor solicitări în toate secțiunile conductei. În fiecare dintre aceste secțiuni, costurile de solicitare constau în costurile de frecare și rezistență, acestea putând fi exprimate prin formula:

p = Rl + Z, unde

• R (Pa / m) - pierderea specifică ca urmare a fricțiunii maselor de aer pe suprafața canalului.
• l (m) - lungimea secțiunii calculate a conductei.
• Z - costuri în zonele de rezistență.

Aria secțiunii transversale active a conductei necesare este calculată prin formula:

F = L / (3600V), unde

• L (m3 / h) - consum de aer.
• V (m / s) - viteza de mișcare de-a lungul conductei de curgere a aerului.

Zonele secțiunii transversale active ale conductelor de ventilație sunt calculate pentru viteza de curgere a aerului specificată. Pentru aceasta, se utilizează nomograme speciale sau datele de proiectare gata preparate sunt luate din calcule tabulare.

Vă recomandăm să vă familiarizați cu: Ventilația în incubator

Selectarea conductelor de aer

Pentru conductele de aer dreptunghiulare de ventilație naturală, se selectează un diametru echivalent cu un canal de aer rotunjit, conform următoarei formule:

dЭ = 2 * a * b / (a ​​+ b), unde

a și b (m) - lungimile părților laterale ale conductei de aer.

Dacă se utilizează produse metalice, cifrele costurilor de frecare se modifică. Parametrul principal este preluat din nomograma pentru conductele de aer din oțel și înmulțit cu un factor:

• k = 1.1 - utilizat pentru canalele de cenușă-gips.
• k = 1,15 - utilizat pentru produse din beton de zgură.
• k = 1,3 - utilizat pentru conductele de aer realizate din cărămizi.

Excesul de presiune pentru a depăși rezistența în diferite secțiuni ale canalului de aer este calculat prin formula:

Z = v2 / 2, unde

• Z este suma coeficienților de rezistență de-a lungul întregii lungimi a secțiunii canalului.
• v2 / 2 - tensiune dinamică standard.

Pentru a forma conceptul de ventilație naturală, se recomandă evitarea răsucirii virajelor canalelor, a unui număr mare de supape și supape de poartă. Acest lucru va crea rezistență suplimentară. De regulă, 91% din toate pierderile pentru a depăși rezistența se află în astfel de zone.

Ventilația de tip natural se caracterizează printr-o rază mică de influență, performanță medie în încăperi cu surplus mic de căldură. Acesta este principalul dezavantaj al sistemului. Iar principalele avantaje includ costul redus al construcției și întreținerea suplimentară și ușurința instalării.

Proiectare coș de fum cazan

Coșul de fum poate fi amplasat fie pe echipamentul de încălzire, fie stând separat, adiacent cazanului sau aragazului. Țeava trebuie să fie cu 50 cm mai mare decât înălțimea acoperișului. Dimensiunea coșului de fum din secțiune este calculată în funcție de puterea camerei de cazan și de caracteristicile sale de proiectare.

Principalele elemente structurale ale conductei sunt:

• arborele de evacuare a gazului;
• izolație termică;
• protecție anticorozivă;
• fundament și sprijin;
• o structură concepută pentru a intra în conductele de gaz.

Diagrama dispozitivului unei centrale centrale moderne

La început, gazele de ardere intră în scruber, care este un dispozitiv de curățare. Aici, temperatura fumului scade la 60 de grade Celsius. După aceea, ocolind absorbanții, gazul este purificat și abia după aceea este eliberat în mediu.

Important! Eficiența centralei termice este în mare măsură influențată de viteza gazului din canal și, prin urmare, este necesar doar un calcul profesional.

Tipuri de coșuri de fum

În centralele electrice moderne ale cazanelor, sunt utilizate diferite tipuri de coșuri de fum. Fiecare dintre ele are propriile sale caracteristici:

• Coloană. Constă dintr-un butoi interior din oțel inoxidabil și o carcasă exterioară. Aici este prevăzută o izolație termică pentru a preveni formarea condensului.
• Aproape de fațadă. Atașat la fațada clădirii. Designul este prezentat sub forma unui cadru cu conducte de gaz. În unele cazuri, specialiștii pot face fără cadru, dar apoi se utilizează ancorarea pe șuruburile de ancorare și se utilizează țevi sandwich, al căror canal exterior este din oțel zincat, canalul interior este din oțel inoxidabil și un etanșant de 6 cm gros este situat între ele.

Construirea unui coș industrial aproape de fațadă

• Fermă. Poate consta din una sau mai multe țevi de beton. Trapa este instalată pe un coș de ancorare fixat pe bază. Proiectarea poate fi utilizată în zone predispuse la cutremure. Vopseaua și grundul sunt utilizate pentru a preveni coroziunea.
• Catarg. O astfel de țeavă are șape și, prin urmare, este considerată mai stabilă. Protecția anticorozivă este realizată aici sub forma unui strat termoizolant și a unui email refractar. Poate fi utilizat în zone cu risc seismic crescut.
• Autosusținere. Acestea sunt țevi „sandwich”, care sunt fixate pe bază prin intermediul șuruburilor de ancorare. Acestea se caracterizează printr-o rezistență sporită, care permite structurilor să reziste cu ușurință la orice condiții meteorologice.