Охрана воздушного бассейна

Тип работы:
Контрольная
Предмет:
Строительство


Узнать стоимость новой

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Вологодский государственный университет»

Инженерно-строительный факультет

Кафедра теплогазоснабжения и вентиляции

«Охрана воздушного бассейна»

Выполнил

Юрецкая Е.А.

Проверил, принял

доцент кафедры ТГВ

Карпов Д.Ф.

Вологда

2014

Практическая работа № 1. Аэрация производственного здания

Задание № 1. Определить углы открытия створок аэрационных проемов по следующим исходным данным: температура наружного воздуха, рабочей зоны и уходящего воздуха; массовые расходы воздуха через нижние и верхние фрамуги; высота центров нижних, верхних фрамуг и нейтральной зоны; коэффициент, учитывающий распределение давления по аэрационным проемам, равен; максимально возможные площади сечений нижних и верхних фрамуг. Плотности воздуха при соответствующих температурах по формуле (3. 4) равны, и. Коэффициенты расхода и.

Рис. 1.1 — Схема аэрационной створки

Решение:

Разность давлений, , вызывающее перемещение воздуха через приточные и вытяжные проемы, находится по формуле:

,(1. 1)

где, и — плотность воздуха, соответствующая температуре наружного воздуха, рабочей зоны и уходящего воздуха,.

Потери давления на проход воздуха через приточный проем, , равны:

. (1. 2)

Потери давления на проход воздуха через вытяжной проем, , определяются по зависимости:

. (1. 3)

При известных потерях давления и, , массовых расходах приточного и вытяжного воздуха, , площади нижних (приточных) и верхних (вытяжных) проемов равны соответственно,:

,(1. 4)

,(1. 5)

где и — коэффициенты расхода воздуха через соответствующий проем при угле открытия створки.

Для определения угла открытия створок приточных и вытяжных отверстий створок (рис. 1. 1) пользуются соответственно следующими выражениями:

,(1. 6)

,(1. 7)

где и — искомые величины.

,

Из этого следует, что и.

Практическая работа № 2. Расчет калориферной установки

Задание № 2.

Подобрать воздухонагревательную установку из калориферов типа КВС при теплоносителе перегретая вода с параметрами: начальная и конечная температура воздуха; расход нагреваемого воздуха. При подборе калориферов типа КПС принять давление пара, а температуру его насыщения —.

Решение:

Количество теплоты, , воспринимаемое воздухом с начальной температурой для его нагрева до температуры, , принято определять по уравнению теплового баланса:

,(2. 1)

где — удельная массовая изобарная теплоемкость воздуха,;

— плотность воздуха при его начальной температуре, .

.

Задаемся массовой скоростью воздуха

Требуемое живое сечение воздухонагревательной установки, , по воздуху определяют через следующее выражение:

. (2. 2)

По табл. 3 принимаем к установке параллельно по воздуху два калорифера КВС 10А-П, для которых.

Уточнение массовой скорости воздуха выполняется на основании формулы (2. 2):

. (2. 3)

Массовый расход воды, , требуемый для работы воздухонагревателя по заданным условиям, рассчитывается по формуле:

,(2. 4)

где — удельная массовая изобарная теплоемкость воды,.

Таблица 3 Технические данные калориферов моделей КВС-П и КПС-П

Модель и номер калорифера

Площадь поверхности нагрева калорифера F, м2

Площадь живого сечения, м2

Число ходов теплоносителя nx

Условный диаметр патрубка теплоносителя dу, мм

по воздуху f

по теплоносителю fв

КВС 6А-П

11,4

0,1392

0,116

4

32

КВС 7А-П

14,16

0,1720

0,116

4

32

КВС 8А-П

16,92

0,2048

0,116

4

32

КВС 9А-П

19,56

0,2376

0,116

4

32

КВС 10А-П

25,08

0,3033

0,116

4

32

КВС 11А-П

72,0

0,8665

0,232

4

50

Скорость воды в живом сечении воздухонагревателя, , равна:

. (2. 5)

где — площадь живого сечения по теплоносителю (см. табл. 3),.

Коэффициент теплопередачи, для калориферов КВС (теплоноситель — вода) принято определять по формуле:

,(2. 6)

Требуемую поверхность нагрева, , калориферной установки вычисляют из уравнения теплопередачи:

. (2. 7)

Температурный напор воздухонагревательной установки при теплоносителе — вода, , определяют по формуле:

. (2. 8)

Расчетное число рядов калориферной установки по ходу движения воздуха рассчитывается по формуле:

,(2. 10)

где — суммарная поверхность нагрева в одном ряду,;

— число калориферов в одном ряду;

— площадь нагрева одного калорифера (см. табл. 3),.

Полученное число округляют до ближайшего в большую сторону. Таким образом, n=2.

Действительная поверхность нагрева калориферной установки, :

. (2. 11)

Запас поверхности нагрева калориферной установки, %, вычисляется по формуле:

. (2. 12)

Такой запас нагрева удовлетворяет предъявляемым требованиям (запас поверхности нагрева до 20%). Потери давления, , по воздуху в калориферной установки типа КВС равны:

,(2. 13)

Гидравлическое сопротивление калориферной установки, , рассчитывается по формуле:

,(2. 15)

где — число ходов по теплоносителю (см. табл. 3);

— условный диаметр патрубка для теплоносителя (см. табл. 3),.

Практическая работа № 3. Дефлектор. Подбор дефлектора ЦАГИ. Расчет пылеуловителей — циклонов

Задание № 3. Рассчитать циклон серии ЦН: марка циклона — ЦН-24; расход очищаемого воздуха =9000; количество циклонов =3 и способ их установки — круговая с отводом воздуха из общего коллектора; температура очищаемого воздуха =46; плотность очищаемой пыли =2200; ее начальная концентрация =120, и медианный размер частиц =16.

В данной задаче определить:

а) диаметр циклона, ;

б) аэродинамическое сопротивление,, ;

в) степень очистки, .

Решение:

Оптимальная скорость воздуха в циклоне, согласно табл. 4,, определяем необходимую площадь, , сечения циклонов:

. (3. 1)

Диаметр циклонов, , рассчитывается по формуле:

. (3. 2)

Для циклонов серии ЦН номенклатурные диаметры равны:, ,, ,, ,, , ,).

Принимаем ближайший номенклатурный диаметр.

Таблица 4 Оптимальная скорость воздуха опт и КМС 0 циклонов серии ЦН

Серия и номер циклона

опт, м/с

Коэффициенты местного сопротивления циклонов 0

с отводом воздуха в атмосферу

с улиткой на выхлопной трубе

при групповой установке

ЦН-11

3,5

250

235

215

ЦН-15

3,5

163

150

140

ЦН-15у

3,5

170

158

148

ЦН-24

4,5

80

73

70

Действительная скорость воздуха в циклоне, , вычисляется по формуле:

. (3. 3)

где — ближайший к величине номенклатурный диаметр циклона,.

Действительная скорость в циклоне отличается от номинальной скорости на, что меньше.

Аэродинамическое сопротивление установки, , равно:

,(3. 4)

где — коэффициент местного сопротивления, отнесенный к скорости и равный:

,(3. 5)

где — коэффициент, зависящий от диаметра циклона (табл. 5);

— поправочный коэффициент на запыленность воздуха (табл. 6);

— коэффициент, зависящий от компоновки нескольких циклонов (см. табл. 4) и определяемый по табл. 7.

Плотность воздуха при составляет.

Таблица 5 Поправочный коэффициент на диаметр циклона k1

Диаметр циклона D, м

Коэффициент k1 для циклонов типа

ЦН-11

ЦН-15, ЦН-15у, ЦН-24

0,15

0,94

0,85

0,20

0,95

0,90

0,30

0,96

0,93

0,40

0,98

0,96

0,45

0,99

1,00

0,5 и более

1,00

1,00

По графике на рис. 3. 1, линия 4, находим при эффективности циклона ЦН-24.

Таблица 6 Поправочный коэффициент на запыленность воздуха k2

Тип циклона

Коэффициент k2 при запыленности воздуха, г/м3

0

10

20

40

80

120

ЦН-11

1

0,96

0,94

0,92

0,90

0,87

ЦН-15

1

0,93

0,92

0,91

0,90

0,87

ЦН-15у

1

0,95

0,92

0,91

0,89

0,88

ЦН-24

1

0,95

0,92

0,91

0,90

0,87

Размер пыли для реальных условий: диаметра циклона, скорости воздуха, , плотности пыли, и динамической вязкости, , находится по формуле:

. (3. 6)

Таблица 7 Поправочный коэффициент на компоновку группы циклонов Д

Характер компоновки циклонов

Д

Прямоточная

с отводом очищенного воздуха из общего коллектора

35

с отводом очищенного воздуха через улиточные

раскручиватели

28

Круговая с отводом воздуха из общего коллектора

60

Одиночная с отводом воздуха в атмосферу

0

Динамическая вязкость воздуха определяется по зависимости,:

. (3. 7)

где — коэффициент динамической вязкости при.

Рис. 3.1 — Фракционная эффективность циклонов НИИОГаза: 1 — ЦН-11; 2 — ЦН-15у; 3 — ЦН-15; 4 — ЦН-24; 5 -линия к решению задачи

Определяем эффективность циклона ЦН-24:

а) на графике (см. рис. 3. 1) находим точку с координатами с координатами и;

б) из этой точки проводим линию 5, параллельную прямой 4;

в) из точки на оси абсцисс, восстанавливаем перпендикуляр до пересечения с проведенной линией 5;

г) точка пересечений соответствует эффективности циклона.

Практическая работа № 4. Расчет трубы Вентури

Задание № 4. Рассчитать трубу Вентури (скоростной газопромыватель) с подачей в него воды через струйную форсунку и циклон-пылеотделитель для колошниковой пыли: коэффициент очистки воздуха =0,985; расход воздуха =7000; удельный расход распыляемой воды =0,001; напор подаваемой воды =330; скорость воздуха в конфузоре трубы =19. Коэффициент местного сопротивления сухого пылеотделителя без подачи в него воды равен. В качестве пылеотделителя принят циклон ЦВП без подачи в него воды диаметром, ,, или с коэффициентом местного сопротивления, отнесенным к условной скорости в поперечном сечении циклона.

В данной задаче определить:

а) аэродинамические сопротивления трубы Вентури и циклона-пылеотделителя, ;

б) геометрические размеры аппарата;

в) диаметр сопла орошаемой форсунки, .

Решение:

Затраты энергии на мокрую очистку газа от пыли, на газа, определяется по формуле:

,(4. 1)

где — аэродинамическое сопротивление трубы Вентури и циклона каплеотделителя,;

— удельный расход орошаемой воды, на воздуха;

— давление распыляемой воды,.

Зависимость между степенью очистки запыленного воздуха и затратами энергии, , выражается формулой:

,(4. 2)

где и — параметры, характеризующие пыль (табл. 8).

При расчете аппаратов для очистки воздуха коэффициентом задаются и определяют его, исходя из экономических требований. Тогда затраты энергии на мокрую очистку газа с учетом формулы (4. 2) можно представить следующим образом:

. (4. 3)

Таблица 8 Параметры B и и

Вид пыли

B

и

Колошниковая пыль

6,6110-3

0,8910

Из формулы (4. 1) находятся общие аэродинамические потери в трубе Вентури и циклоне-пылеотделителе, :

. (4. 4)

.

Диаметр циклона-пылеотделителя, , вычисляется по формуле:

,(4. 5)

где — условная скорость в поперечном сечении циклона при номенклатурном диаметре циклона,.

Аэродинамическое сопротивление циклона-пылеотделителя, , равно по формуле:

. (4. 6)

где — плотность очищаемого воздуха, принять равной.

Аэродинамическое сопротивление трубы Вентури, , при подаче в нее воды равно:

. (4. 7)

Скорость воздуха в горловине трубы Вентури, , определяется по формуле:

,(4. 8)

где — плотность орошаемой жидкости, принять равной;

— коэффициент гидравлического сопротивления трубы Вентури с подачей в нее воды, равный:

. (4. 9)

Зависимость (4. 8) при длине горловины (- диаметр горловины трубы Вентури,),, , с учетом, что, а определяется по формуле (4. 9), принимает вид:

. (4. 10)

Геометрические размеры трубы Вентури (рис. 4. 1) будут составлять:

Рис. 4.1 — Схема трубы Вентури

а) диаметр горловины, :

; (4. 11)

б) длина горловины, :

; (4. 12)

;

в) диаметр входного отверстия конфузора, :

; (4. 13)

г) длина конфузора, :

,(4. 14)

где — угол раскрытия конфузора,;

д) длина выходного отверстия диффузора, :

(4. 15)

где — скорость воздуха на выходе из диффузора, принимается в пределах с таким расчетом, чтобы диаметр был равен номенклатурным диаметрам воздуховодов;

е) длина диффузора, :

,(4. 16)

где — угол раскрытия диффузора, принимаемый равным.

Диаметр сопла для подачи воды, , принято определять по формуле:

. (4. 17)

Список использованных источников

аэрация калорифер циклон газопромыватель

1. Каменев, П. Н. Вентиляция: учеб. пособие / П. Н. Каменев, Е. И. Тертичник. — М.: АСВ, 2008. — 624 с.

2. Дроздов, В. Ф. Отопление и вентиляция / В. Ф. Дроздов. — М.: Высшая школа, 1984. — 263 с.

3. ГОСТ 30 494–96. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещении. — Введ. 03. 01. 1999. — М.: Изд-во стандартов, 1999. — 7 с.

4. Строительные нормы и правила. Отопление, вентиляция и кондиционирование: СНиП 2. 04. 05−91*: введ. 01. 01. 92. — М.: Москва, 1994. — 64 с.

5. Строительные нормы и правила. Строительная климатология: СНиП 23−01−99: введ. 01. 01. 2000. — М.: ФГУП ЦПП, 2000. — 58 с.

6. Беккер, А. Системы вентиляции: учеб. пособие / А. Беккер. — М.: Техносфера, Евроклимат, 2005. — 232 с.

7. Внутренние санитарно-технические устройства: справочник проектировщика. Вентиляция и кондиционирование воздуха / В. Н. Богословский, С. Ф. Копьев, Л. И. Друскин [и др. ]; под ред. И. Г. Староверова. — М.: Стройиздат, 1975. — 502 с.

8. Отопление и вентиляция / В. Н. Богословский, В. И. Новожилов, Б. Д. Симаков [и др. ]; под ред. В. Н. Богословского. — М.: Стройиздат, 1976.

9. Система стандартов по организации учебного процесса и контроля его качества. Проекты дипломные и курсовые. Общие требования и правила оформления расчетно-пояснительной записки. Стандарт организации. СТО ВоГТУ 2.7 — 2006.

10. Охрана окружающей среды / С. В. Белов, Ф. А. Барбинов, А. Ф. Козьков [и др. ]; под. ред. С. В. Белова. — М.: Высшая школа, 1991. — 319 с.

Показать Свернуть
Заполнить форму текущей работой