Пример расчета аспирационной пожарной системы

В одну аспирационную сеть объединяется оборудование:
-работающее одновременно;
-близко расположенное;
-с одинаковой пылью, или близкой по качеству и свойствам;
-с одинаковой или с небольшой разницей температуры воздуха.
Оптимальное количество точек отсоса - не более шести, но можно больше.
Если в какой-либо машине режим воздушного потока периодически изменяется, т. е. регулируется в соответствии с технологическим процессом, то для неё проектируется отдельная вентиляционная установка; или с очень небольшим количеством дополнительных, "попутных" точек отсоса (одна - две с малым расходом).

Примеры компоновки аспирационных установок - на странице .

Определить расход воздуха на аспирацию и потери давления (сопротивление) для каждой аспирируемой машины, ёмкости, точки. Данные взять из паспортной документации оборудования или по "нормам на аспирацию" в справочной литературе. Можно использовать данные аналогичных проектов.
Расход воздуха можно определить по размерам всасывающего патрубка или аспирационного отверстия в корпусе машины, если патрубок и отверстие сделаны заводом-изготовителем и (или) по размерам проектной организации.
Если поступающий продукт эжектирует в оборудование какое-то дополнительное количество воздуха (например, двигаясь с большой скоростью по самотечной трубе), то этот дополнительный объём следует прибавить к нормативному, определив его тоже по нормам, или методами расчёта, применительными к данному конкретному питающему устройству и продукту.
Если с отводящимся продуктом из оборудования уносится некоторое количество воздуха, его также следует определить, и вычесть из расхода воздуха на аспирацию.

Излишнее эжектирование или унос воздуха можно уменьшить, если в схему питающего, отводящего устройств включить элементы для снижения скорости движения материала, продукта; повысить степень заполнения продуктом проходного сечения устройства (трубы).
Эжектирование, унос воздуха совсем незначительны и даже отсутствуют, если:
-проходное сечение питателя, отвода полностью заполнено продуктом;
-продукт поступает из постоянно заполненной ёмкости;
-в подводящей, отводящей конструкции установлено герметизирующее устройство (шлюзовой затвор, клапан и т. п.).
Если какое-либо оборудование периодически заполняется из другого большими разовыми порциями за короткое время, то между ними надо установить воздуховод свободного перетекания вытесняемого воздуха и распределения избыточных давлений, которые возникают внутри корпусов и ёмкостей в момент разгрузки-выгрузки. Переточный воздуховод - большого диаметра, вертикальный или сильнонаклонный, без горизонтальных участков.

Все расходы сложить, и разделить на объём помещения - нормальный воздухообмен для различных предприятий разный, но обычно находится в пределах 1 - 3 обмена в час. Более высокие воздухообмены применяют при расчёте общеобменной приточно-вытяжной вентиляции для удаления вредных выделений, примесей, запахов из воздуха помещений.
Для снижения повышенного вакуума в закрытом помещении следует предусмотреть приток наружного воздуха к аспирируемому оборудованию или в это помещение.

Надёжно транспортирующая скорость воздуха для различных видов пыли и сыпучих материалов принимается по рекомендациям отраслевых указаний. Можно использовать информацию тематической литературы, данные аналогичных проектов, параметры действующих аспирационных и пневмотранспортных установок предприятия.
Скорость воздуха в материалопроводах пневмотранспорта:
V = k(10,5 + 0,57·V вит) м/сек, где V вит - скорость витания частиц продукта, k - коэффициент запаса, учитывает колебания нагрузки на пневмотранспортёр. Расчёт пневмотранспортной установки рассмотрен на странице . Если считать, что нагрузка в воздуховоде аспирации постоянна, то и коэффициент запаса должен быть равен 1. Для некоторых материалов витания и пневмотранспортирования приведены в разделе "Расчёт аспирации" каталога "Чертежи, схемы, рисунки сайта".

Тип пылеотделителя выбрать с учётом характеристики пыли, планируемой (желаемой) эффективности очистки воздуха, эксплуатационной надёжности, сложности конструкции. Пропускную производительность пылеотделителя определить сложив расходы всех аспирируемых точек и прибавив 5%. Если в сети есть точки временно отключаемые (перекрытые) клапанами, на каждую добавить ещё по 100 м³/час подсоса к общему расходу.
Потери давления (сопротивление) в пылеотделителе принять из его технической характеристики.

Место установки вентилятора и воздухоочистителя выбрать с учётом их габаритов и размеров присоединяемых к ним фасонных деталей воздуховодов. Предусмотреть возможность отвода пыли и отходов, компактность сети воздуховодов, удобство обслуживания и ремонта. Учесть рекомендации по их расположению в сети. Например, всасывающий фильтр устанавливают дальше от машины с самым большим сопротивлением, чтобы создать в нём необходимый вакуум для обратной продувки ткани. Перед входом в циклон, особенно батарейный, должен быть прямой участок длиной не менее двух диаметров воздуховода. Расположение вентилятора предпочтительнее после пылеотделителя по ходу сети, т.е. на очищенном воздухе.
Намечая трассу воздуховодов, предпочтение отдавать вертикальным или сильнонаклонным, если они не нарушают промышленную эстетику. По возможности уменьшать протяжённость горизонтальных участков, количество поворотов (отводов). Избегать участков с запылённым воздухом на нагнетающей стороне вентилятора, особенно в помещениях.

Нарисовать расчётную схему аспирационной сети. Разделить сеть на участки:
-от машин до точек объединения включая тройник;
-от точки объединения до следующего тройника включительно;
-от точки последнего объединения до пылеотделителя (или вентилятора);
-участок между пылеотделителем и вентилятором;
-выхлопной участок с выхлопом.
На схеме указать расходы воздуха и потери давления в аспирируемом оборудовании. Посчитать и указать расходы воздуха на каждом участке. Указать длину каждого участка воздуховодов, включая длину всех его фасонных частей. Указать потери давления (сопротивление) пылеотделителя.

Диаметры воздуховодов каждого участка подобрать по принятой скорости v (м/сек) и расходу воздуха Q (м³/час) в "таблице данных для расчёта круглых стальных воздухопроводов", которая есть в справочной литературе по аспирации. Один из вариантов дан в разделе "Расчёт аспирации" каталога "Чертежи, схемы, рисунки сайта". Из этой же "таблицы" взять динамическое давление Нд (Па) и R - потери давления на 1 метр длины (Па/м) для этого участка. Эти данные нанести на схему или в специальную расчётную таблицу. Для подбора диаметров и расчёта воздуховодов можно пользоваться специальными .

Как правило, технологическое и транспортное оборудование поставляется в комплекте с отсасывающим патрубком. В паспорте оборудования приводятся данные о режиме аспирации.
Размеры и конфигурация отсасывающих патрубков, рекомендуемые входные скорости для различных материалов приведены в справочниках по аспирации и пневмотранспорту.
Площадь сечения входного отверстия патрубка (конфузора, "перехода") вычисляется делением расхода воздуха на входную скорость .
Для уменьшения уноса продукта и пыли, для предотвращения взрывоопасных концентраций в воздуховодах, для снижения пылевой нагрузки на фильтр, входная скорость принимается минимально возможной и зависит от вида пыли и свойств основного продукта. Открытые источники пылевыделения аспирируют верхними или боковыми отсосами. Оптимальный угол сужения конфузора 45 градусов.

На каждом участке определить сумму коэффициентов его местных сопротивлений (фасонных частей): отсасывающий патрубок (конфузор), отводы, расширения-сужения, тройник и т. п. Коэффициенты всех видов сопротивлений известны и легко находятся в нормативных таблицах.
Посчитать потери давления при прохождении воздуха через местные сопротивления: умножив динамическое давление на сумму коэффициентов участка.
Посчитать потери давления на трение воздуха по длине участка: умножив потерю в 1 метре на всю длину участка.
СЛОЖИТЬ: потери давления в аспирируемой машине + потери на местные сопротивления + потери по длине участка. Полученную СУММУ потерь каждого участка нанести на схему и в расчётную таблицу.
Потери давления в участках между тройниками считать от точки объединения (не включая тройник) до следующего объединения включая тройник.

Выравнивание давлений.
За главную магистраль принять последовательность участков, создающих наибольшие потери давления по пути движения воздуха.
К потерям давления каждого участка главной магистрали прибавить потери всех предыдущих участков главной магистрали (только главной) и указать эту сумму в точке объединения с боковым.

В каждой точке объединения (тройниках) сравнить потери давления главной магистрали с потерями в присоединяемом боковом участке. Для правильного распределения воздуха эти потери надо сделать одинаковыми. Допустимая разница - 10%. При больших расхождениях следует уменьшить диаметр участка с меньшим сопротивлением (обычно бокового), это повысит в нём скорость (при прежнем расходе!) , динамическое давление и все потери. Пересчитать новое сопротивление бокового участка и снова сравнить с магистральным в точке объединения. Уменьшать диаметр меньше 80 мм нельзя.

Если таким способом не удаётся выровнить давления, то принять вариант с наиболее близкими значениями, а в участок с меньшими потерями давления установить дополнительное местное сопротивление: диафрагму между двумя фланцами, но лучше - регулировочную задвижку. - по таблицам местных сопротивлений или по расчёту.

Выбор вентилятора.
Производительность вентилятора равна производительности пылеотделителя плюс подсос воздуха в герметизирующем устройстве пылеотделителя. Подсосы во всасывающих фильтрах принимают 15% от полезного расхода сети, или по нормам. Подсосы в циклонах учитывают, если они установлены на всасывающей стороне вентилятора: для ЦОЛ, 4БЦш, однорядного УЦ принять 150 м³/час, для двухрядного УЦ - 250 м³/час.
Давление, которое должен развивать вентилятор, равно общему сопротивлению сети по главной магистрали плюс 10% запаса.
Общее сопротивление сети - это сумма потерь давления участков только главной магистрали , включая: сопротивление первой аспирируемой машины, потери давления в воздуховодах каждого участка гл. магистрали, сопротивление пылеотделителя, потери давления на участке между пылеотделителем и вентилятором, потери давления в выхлопном участке и сопротивление выхлопа.

По давлению и расходу из всех номеров и типов пылевых вентиляторов подбирают тот, на аэродинамической характеристике которого пересечение этих параметров даёт точку наибольшего к.п.д. Можно выбирать по каталогам и рекомендациям заводов-изготовителей и торгующих организаций вентиляционной техники и оборудования.
Частоту вращения рабочего колеса вентилятора определяют по его аэродинамической характеристике. Мощность на валу вентилятора (квт): Nв. = (QH)/1000кпд где Q - производительность вентилятора в м³/сек, т. е. м³/час надо разделить на 3600; H - давление вентилятора в Па; кпд - коэффициент полезного действия вентилятора.
Мощность электродвигателя, квт: Nэ = (k·Nв)/n·п где n = 0,98 - кпд подшипников; п - кпд передачи: при посадке рабочего колеса вентилятора на вал электродвигателя п = 1, при передаче через муфту п = 0,98, при клиноремённой передаче п = 0,95. Коэффициент запаса мощности электродвигателя k = 1,15 для электродвигателей мощностью до 5 квт; k = 1,1 для электродвигателей мощностью более 5 квт. Практический пример подбора вентилятора к конкретной аспирационной сети дан на странице "Выбор и расчёт вентилятора".

Таким способом можно рассчитать вентиляционную установку для аспирации или пневмотранспорта пылевидных, мелкосыпучих материалов в низкой концентрации аэросмеси на предприятиях по хранению и переработке зерна, для очистки от примесей и обогащения крупы, на мукомольном и комбикормовом производстве, в деревообрабатывающем для удаления опилок и стружки от станков, в пищевой, текстильной промышленности и других, где есть источники выделения пыли. Низкой концентрацией считается содержание пыли или отходов не более 0,01 кг в 1 кг воздуха. Потери давления в воздуховодах с большей запылённостью рассчитываются .

Отдельные страницы посвящены аспирации приёма, хранения и очистки зерна: расчёт аспирационной установки зерноочистительного отделения, башни или пункта хлебоприёмного предприятия, системы аспирации этажей рабочего здания и силосного корпуса элеватора.

1ОССТР0Й СССР Главпромстройароект СОЮаСАНТЕХЦРОЕКТ Государственный проектный институт САНТЕХПРОЕКТ ГПЙ Цроектпрошзентиляция ВНИЙГС

Руководство по расчету воздуховодов из унифицированных деталей

Москва 1979

Dejevued by MSK & Amts

1. Общие положения...........

3 Расчет сети систем аспирации. . . . 4. Примеры расчета..........

Приложения

1. Унифицированные детали металлических воздуховодов систем общего назначения......44

2. Детали металлических воздуховодов круглого

сечения систем аспирации..........79

3. Таблица для расчета металлических воздуховодов круглого сечения...........83

4. Таблица для расчета металлических воздуховодов прямоугольного сечения........89

5. Коэффициенты местных сопротивлений унифи

цированных деталей металлических воздуховодов систем общего назначения.......109

6* Коэффициенты местных сопротивлений деталей приточных и вытяжных систем........ 143

7. Подбор диафрагм для металлических воздуховодов круглого и прямоугольного сечения. . 155

8. Величины -j- для металлических воздуховодов

систем аспирации..............187

9. Коэффициенты местных сопротивлений металлических воздуховодов систем аспирации. . . 189

10. Подбор конусных диафрагм для воздуховодов

систем аспирации..............193

11. Формулы для определения коэффициентов

местных сопротивлений........... 199

Список литературы............. 204

Государственный проектный институт Сантсхпроект

Главпромстройпроскта Госстроя СССР (ГПИ Сантехпроект), 1979

"Руководство по расчету воздуховодов из унифицированных деталей" разработано совместно ГПИ Сантехпроект Госстроя СССР, ГПИ Проектпромвентиляция и ВНЙИГС Минмон-тажспецстроя СССР.

С вводом в действие настоящего "Руководства" утрачивают силу "Указания по расчету вентиляционных воздуховодов" (серия АЗ-424).

В основу "Руководства" положены*"Инструкция по применению и расчету воздуховодов из унифицированных деталей" и "Временная нормаль на металлические воздуховода круглого сечения для систем аспирации".

Для механизации и оптимизации расчета воздуховодов разработана программа "Харьков-074" для ЭВМ Минск-22.

По вопросу приобретения этой программы следует обращать ся в отраслевой фонд алгоритмов и программ ЦНИПМСС (II7393, Москва, ГСП-I, Новые Черемушки, квартал 28. корпус 3).

Все замечания и предложения по "Руководству" просьба направлять в ГПИ Сантехпроект (105203, Москва, Нй*не -Первомайская, дом 46).

I. Общие положения

1.1. Настоящее Руководство разработано в дополнение к требованиям главы СНиП "Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха и предназначено для проектирования и расчета металлических воздуховодов систем вентиляции, кондиционирования воздуха, воздушного отопления (систем общего назначения) и аспирации строящихся и реконструируемых зданий и сооружений.

1.2. Металлические воздуховоды систем общего назначения следует, как правило, предусматривать из унифицированных деталей (см. приложение I). В исключительных случаях допускается применение не унифицированных деталей

(в стесненных условиях, если это обусловлено конструктивными решениями, архитектурными или другими требованиями).

1.3. Металлические воздуховоды систем аспирации следует предусматривать только из прямых участков, отводов, тройников и крестовин круглого сечения, приведенных в пр.

2. Расчет сети систем общего назначения

2.1. Авродинамический расчет сети производится с целью определения суммарного давления, необходимого для обеспечения расчетного расхода воздуха по всем участкам,

2.2. Суммарная потеря давления Р (кгс/u 2 или ГЦ, определяется как сумма потерь давления на трение и местные сопротивления

A>-£(7tf-Z)> (I)

i-де К - потери давления на трение, кгс/м 2 или Па на I м длины воздуховода;

Z - длина расчетного участка, м;

1 - потеря давления на местные сопротивления, кгс/м 2 или Па на расчетном участке.

2,3, Потеря давления на трение на I м длины воздухо-зодэ определяется по формуле

R =1гЪ > (2)

где д. - коэффициент сопротивления трения; d - диаметр расчетного участка, ы,

для воздуховодов прямоугольного сечения -гидравлический диаметр, определяемый по формуле

Здесь, S,h - размеры сторон воздуховодов, м;

рл, - динамическое давление на расчетном участке,

кгс/м 2 или Па х)

V - скорость движения воздуха на расчетном участке, м/с;

У" - удельный вес воздуха, перемещаемого по расчетному участку, кг/м 3 ;

Ускорение силы тямести 9,81 м/с 2 ; р - плотность воздуха на расчетном участке, кг/м 3 .

2.4. Коэффициент сопротивления трения определяется по формулам:

а) при 4 I0 3 ^

б) при 6 * 1СГ Re -

(6)

(7)

0.1266 Re У б ’

х) В формуле (4) Pj дано в кгс/м, в формуле (5) в Па.

где Re - число Рейнольдса, определяемое по формуле

(8)

d - гидравлический диаметр, м (см.формулу (3); У - кинематическая вязкость, ir/c.

2.5. Потеря давления на трение на I и длины воздуховодов круглого и прямоугольного сечений, расход воздуха, скорость и динамическое давление приведены в приложениях 3 и 4. Приведенные в приложениях величины получены по формулам (1) - (8) для металлических воздуховодов при удельном весе воздуха 1,2 кг/м 3 и кинематической вязкости 15 ИГ 1 м 2 /с.

Если удельный вес воздуха отличается от 1,2 кг/м, то на потери давления, приведенные в приложениях 3 и 4, следует вводить поправочный множитель, равный JT ,

при определении мощности на валу вентилятора (см.п.2.8).

2.6. Потеря давления на местные сопротивления определяется по формуле

где £ ^ - сумма коэффициентов местных сопротивлений

на расчетном участке.

Значения коэффициентов местных сопротивлений унифицированных деталей воздуховодов приведены в приложении 5. При проектировании сетей воздуховодов рекомендуется принимать отношение расхода воздуха в ответвлении к расходу воздуха в стволе тройника не более 0,5. Это условие практически устраняет необходимость применения неунифицированных тройников. Коэффициенты местных сопротивлений неунифицированных решений, типовых воздухораспределительных устройств, жалюзийных реветок, зонтов и дефлекторов приведены в приложении 6.

2.7. При неувязке потерь давления по отдельным участкам сети воздуховодов более 10% следует предусматривать диафрагмы. Выбор мест установки диафрагм обуславливается трассировкой сетей. При наличии в ответвлениях

вертикальных участков, диафрагмы следует устанавливать на них в местах, доступных для монтажа. Установка диафрагм производится при монтаже вентиляционных сетей на соединении смежных прямых участков воздуховодов. Подбор диафрагм приведен в приложении 7.

2.8. Подбор вентиляторных агрегатов следует производить по заданным значениям производительности с учетом подсоса воздуха в вытяжных или потери воздуха в приточных системах (СНиП П-33-75 п.4.122) и суммарной потери давления Р. Причем величина Р должна быть откорректирована по ближайшей характеристике графика для подбора вентиляторного агрегата. Полное давление Ру, создаваемое вентиляторным огрегатоы, должно быть равным суммарной потере давления,определенной по формуле (1),без введения множителя по п.2.5, который вводится только при определении мощности на валу вентилятора.

2.9. Расчетное гравитационное давление Н (кгс/м 2 или Па х)) для систем вентиляции с естественным побуждением следует определять по формуле

Н-Ь(Кн -Уб)) (Ю)

н=Н(Лн-Л)> (И)

где /7 - высота воздушного столба, м;

Тн(/Ьу удельный вес (плотность) воздуха при расчетной нормируемой температуре наружного воздуха, кг/м 3 (Па);

Xb{P$) - удельный вес (плотность) воздуха, помещения, кг/м э (Па),

2.10. Высоту воздушного столба следует принимать:

а) для приточных систем - от середины приточной

камеры при нагреве в ней воздуха (или устья воздухозабо-ра при подаче воздуха в помещение без подогрева) до середины высоты помещения;

х) В формуле (10) Н дано в кгс/v 2 , в формуле (II) - в Па

б) для вытяжных систем - от середины вытяжного отверстия (или середины высоты помещения при наличии в нем приточной вентиляции) до устья вытяжной шахты.

2.II. Радиус действия систем вентиляции с естественным побуждением следует принимать:

а) для приточных систем (горизонтальное расстояние от устья воздухозабора до наиболее удаленного приточного отверстия) - не более 30 м;

б) для вытяжных систем (горизонтальное расстояние от вытяжной шахты до наиболее удаленного вытяжного отверстия) - не более 10 м.

2.12. При установке на системе вытяжной вентиляции с естественным побуждением дефлектора подбор диаметра последнего рекомендуется производить по серии

I.A94-32 "Зонты и дефлекторы вентиляционных систем".

2.13. Потери давления в сети воздуховодов систем вентиляции с естественным побуждением следует определять по формуле (I).

3. Расчет сети систем аспирации

3.2. При перемещении малозапылеиного воздуха с концентрацией массы смеси (отношением массы транспортируемого материала к массе воздуха) -*0,01 кг/кг, потеря давления на расчетном участке определяется по формуле

(12)

Приведенный коэффициент трения

следует принимать по данным, при-

веденным в приложении 8.

Примечания: I. Расчет воздуховодов (при концентрации

массы смеси менее 0,01 кг/кг) допускается производить по разделу 2;

2. Значения коэффициентов местных сопротивлений деталей металлических воздуховодов систем аспирации приведены в приложении 9.

3. Потери давления на трение для воздуховодов из гибких металлических рукавов, при отсутствии данных следует принимать в 2-2,5 раза больше величин, приведенных

в приложении 3.

3.3. Минимальная скорость движения воздуха в воздуховодах в зависимости от характера транспортируемого материала принимается по технологическим данным соответствующих отраслей промышленности. Скорость движения воздуха в воздуховодах должна быть более скорости витания частиц транспортируемого материала.

ЗА, При перемещении воздуха с концентрацией массы смеси более 0,01 кг/кг потери давления в сети на трение, местные сопротивления и подъем транспортируемых с воздухом примесей Рп (кгс/м^) следует определять по формуле

p n =nz^ie g v" (но

где К - опытный коэффициент, зависящий от характера

транспортируемого материала. Величины К и ja следует принимать по технологическим данным соответствующих отраслей промышленности;

tg - длина вертикального участка воздуховода, м;

V- объемная концентрация смеси, равная отношению массы транспортируемого материала к объему чистого воздуха. Величину

ztglf , обычно составляющую менее 3 кгс/м 2 .

uojkho не учитывать.

3.5. Расчет воздуховодов систем аспирации, как правило, следует начинать с определения количества транспортируемого материала и количества транспортируемого воздуха, исходя из рекомендуемой концентрации массы смеси. При отсутствии данных о количестве транспортируемого материала расход воздуха следует определять исходя из минимально допустимого диаметра воздуховода (80 мм)

и скорости движения воздуха (п.3.3).

3.6. Воздуховоды систем аспирации следует рассчитывать из условия одновременной работы всех отсосов. Неувязка потерь давления по отдельным участкам сети всз-духоводов долина быть не более 5%.

3.7. Регулирование потерь давления задвижками или дроссельными клапанами не допускается. Для увязки потерь давления допускается:

а) увеличивать количество воздуха, удаляемого от того или иного отсоса;

б) устанавливать диафрагмы на вертикальных участках систем аспирации при сухой неслипающейся и не волокнистой пыли (см. приложение 7).

3.8. Расчетную производительность вентиляторных агрегатов систем аспирации следует принимать с учетом подсоса или потери воздуха в систе?:ах (СНиП П-33-75 пЛ. 122).

4. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА

ПРИМЕР РАСЧЕТА СЕТИ ВОЗДУХОВОДОВ ВЫТЯйНСЙ СИСТЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИИ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ

Расчетная схема приведена на рис. I.

Расчет ведется в следующей последовательности:

I. Нумеруют участки расчетной схемы по магистра.?., начиная с самого дальнего, а затем по ответзлекйлы.

Аспирационные системы используют в самых разных отраслях промышленности, там, где воздух загрязняется мусором, пылью и вредными веществами. Современное деревообрабатывающее, пищевое, химическое производство невозможно представить без такого оборудования, как эффективная, современная и надежная система аспирации.

Также она является обязательным элементом в металлообработке, металлургии, горнодобывающей промышленности. Требования к экологическому состоянию производства постоянно возрастают, поэтому требуются все более совершенные аспирационные системы. Без использования этого оборудования было бы невозможно не только находиться внутри производственного помещения, но и на улице вблизи многих промышленных предприятий.

Типы систем

В настоящее время на предприятиях производят расчет и монтаж аспирационных систем моноблочного или модульного типа.

1. Моноблочная конструкция. Моноблочная система является абсолютно автономной и мобильной. Ее устанавливают рядом с оборудованием, которое нуждается в сборе отходов. Составные части моноблочной системы - вентилятор, фильтр, емкость для отходов.
2. Модульная конструкция. Модульные аспирационные системы - сложные конструкции, изготавливаемые по индивидуальному заказу под конкретные требования заказчика. В их состав могут входить воздуховоды для систем аспирации, вентиляторы низкого давления, сепараторы. Такие конструкции могут работать как в пределах одного цеха, так и проектироваться для большого завода.

Также аспирационные системы делятся на прямоточные и рециркуляционные. Разница в том, что первые после захвата грязного воздуха очищают его и выбрасывают в атмосферу, а вторые после очистки возвращают воздух обратно в цех.

Перед монтажом аспирационных комплексов проводят их разработку, которая обязательно включает в себя составление плоскостной схемы исходя из требуемой мощности. При правильном расчете система может не только очистить цех от пыли и вредных веществ, но и вернуть в него теплый и чистый воздух, тем самым снизив расходы на отопление.

Основные компоненты системы

• Циклон. Использует центробежную силу для того чтобы убрать из воздуха твердые частички пыли. Частички прижимаются к стенкам, затем оседают в выгрузном отверстии.
• Крышные фильтры. Представляют собой блок фильтров и приемную камеру. Очищают воздух, затем возвращают его внутрь помещения. Эти насадки ставят на наружные бункеры и используют вместо уличных циклонов.
• Уловители пыли и стружки. Применяются на предприятиях, которые занимаются деревообработкой.
• Фильтрованные рукава. Внутри этих рукавов выделяются твердая составляющая воздушно-пыльной массы, иными словами воздух отделяется от загрязнений.

Применение рукавных фильтров - очень эффективный способ очистки, благодаря которому улавливается до 99.9% частиц, размер которых больше 1 мкм. А из-за использования импульсной очистки фильтров работает она максимально эффективно, что позволяет экономить электроэнергию.

Монтаж установок аспирации не требует изменения технологических процессов. Поскольку очистные конструкции делаются на заказ, они приспосабливаются к существующим техпроцессам и вписываются в существующее технологическое оборудование, применяемое, например, при деревообработке. Именно благодаря точному расчету и привязке к конкретным условиям достигается высокая эффективность работы.

Отходы удаляются из специальных бункеров с помощью контейнеров, мешков или пневмотранспорта.

Разработкой и монтажом очистных комплексов занимаются многие компании. При выборе фирмы внимательно изучите предложения, основываясь не только на рекламных материалах. Только подробный разговор о характеристиках оборудования со специалистами может помочь сделать вывод о добросовестности поставщика.

Расчет системы

Для того чтобы работа аспирационной системы была эффективной необходимо сделать правильный ее расчет. Поскольку дело это непростое, то заниматься этим должны специалисты с большим опытом.

Если расчеты сделаны неверно, то система не будет нормально работать, а на переделку уйдет много средств. Поэтому чтобы не рисковать временем и деньгами лучше доверить это дело специалистам, для которых проектирование систем аспирации и пневмотранспорта – основная работа.

При расчетах необходимо учесть массу факторов. Рассмотрим лишь некоторые из них.

• Определяем расход воздуха и потери давления в каждой точке аспирации. Все это можно узнать в справочной литературе. После определения всех расходов проводят расчет - нужно их суммировать и разделить на объем помещения.
• Из справочной литературы нужно взять сведения о скорости воздуха в аспирационной системе для разных материалов.
• Определяется тип пылеуловителя. Это можно сделать, имея данные о пропускной производительности конкретного пылеулавливающего устройства. Чтобы рассчитать производительность нужно сложить расход воздуха во всех точках аспирации и увеличить полученное значение на 5 процентов.
• Рассчитать диаметры воздуховодов. Делается это с помощью таблицы с учетом скорости движения воздуха и его расхода. Диаметр определяется индивидуально для каждого участка.

Даже этот небольшой список факторов говорит о сложности расчета аспирационной системы. Есть и более сложные показатели, с расчетом которых справится только человек со специализированным высшим образованием и опытом работы.

Аспирация просто необходима в условиях современного производства. Он позволяет соответствовать экологическим требованиям и сохранить здоровье персонала.

2. Расчетная часть 6

2.1. Методика расчета 6

2.1.1. Последовательность расчета 6

2.1.2. Определение потерь давления в воздуховоде 7

2.1.3. Определение потерь давления в коллекторе 8

2.1.4. Расчет пылеулавливающего аппарата 9

2.1.5. Расчет материального баланса процесса пылеулавливания 11

2.1.6. Выбор вентилятора и электродвигателя 12

2.2. Пример расчета 13

2.2.1. Аэродинамический расчет сети аспирации (от местного отсоса до коллектора включительно) 13

2.2.2. Увязка сопротивлений участков 19

2.2.3. Расчет потерь давления в коллекторе 22

2.2.4. Расчет пылеулавливающего аппарата 23

2.2.5. Расчет участков 7 и 8 до установки вентилятора 25

2.2.6. Выбор вентилятора и электродвигателя 28

2.2.7. Уточнение сопротивлений участков 7 и 8 29

2.2.8. Материальный баланс процесса пылеулавливания 31

Библиографический список 32

Приложение 1 33

Приложение 2 34

Приложение 3 35

Приложение 4 36

Приложение 5 37

Приложение 6 38

Приложение 7 39

Приложение 8 40

Приложение 9 41

Приложение 10 42

Приложение 11 43

Приложение 12 44

Приложение 13 46

Приложение 14 48

1. Общие положения

В процессах обработки древесины на деревообрабатывающих станках образуется большое количество как крупных частиц – отходов производства (стружка, щепа, кора), так и более мелких (опилки, пыль). Особенностью данного технологического процесса является значительная скорость, сообщаемая образующимся частицам при воздействии режущего инструмента на обрабатываемый материал, а также большая интенсивность пылеобразования. Поэтому практически все деревообрабатывающие станки оборудованы вытяжными устройствами, которые принято называть местными отсосами.

Система, объединяющая местные отсосы, воздуховоды, коллектор (сборник, к которому подсоединяются воздуховоды - ответвления), пылеулавливающий аппарат и вентилятор, называется аспирационной системой .

Совокупность воздуховодов - ответвлений, подсоединенных к коллектору, называется узлом .

На деревообрабатывающих участках, оборудованных станками, применяются коллекторы различных конструкций (рис.1). Характеристики некоторых видов коллекторов приведены в табл. 1.

Для перемещения образующихся отходов (например, из бункеров хранения отходов к топливным бункерам котельной) используется система пневматического транспорта, ее отличие от аспирационной системы заключается в том, что функции местного отсоса выполняет загрузочная воронка.

Важнейшей характеристикой, используемой при расчетах систем аспирации и пневмотранспорта, является массовая концентрация запыленного воздуха (М, кг/кг) . Массовая концентрация – это отношение количества перемещаемого материала к количеству транспортирующего его воздуха:

Рис. 1. Виды коллекторов:

а) вертикальный коллектор с нижним отводом (барабанный)

б) вертикальный коллектор с верхним отводом ("люстра") в) горизонтальный коллектор

Таблица 1

Характеристика коллекторов
	Минимальное количество отводимого воздуха, м³/ч	Входные патрубки			Выходной патрубок
		коли-чество		вх	диаметр (размер сечения), мм	коэффициент местного сопротивления ζвых
коллекторы горизонтальные
					Дэ = 339 (300х300)
					Дэ = 339 (300х300)
					Дэ = 391 (400х300)
коллекторы вертикальные
а) с верхним вводом (с нижним отводом)
б) с нижним вводом (с верхним отводом)

кг/кг, (1)

где G Σ n – суммарный массовый расход перемещаемого материала, кг/ч;

L Σ – суммарное количество воздуха, требуемое для перемещения материала (объемный расход), м 3 /ч;

ρ в – плотность воздуха, кг/м 3 . При температуре 20°С и атмосферном давлении В = 101,3 кПа, ρ в = 1,21 кг/м 3 .

При проектировании аспирационных систем важное место занимает аэродинамический расчет, заключающийся в выборе диаметров воздуховодов, подборе коллектора, определении скоростей на участках, расчете и последующей увязке потерь давления на участках, определении суммарного сопротивления системы.

В помощь инженерам, занимающимся проектированием и расчетом вентиляции, создано множество программ. Компьютер не только подсчитает все требуемые параметры, но и сделает чертежи вентиляции. О самых удобных и простых решениях, а также о том, на чем основывается алгоритм их работы, читайте далее.

Программа для расчета вентиляции Vent-Calc

Программа для проектирования Vent-Calc одна из самых функциональных и доступных. Алгоритм ее работы основан на формулах Альтшуля. Гидравлические расчеты воздуховодов делаются по методике, взятой из «Справочника проектировщика» под редакцией Староверова. Одинаково хорошо справляется с расчетом естественной и принудительной вентиляции.

Функции программы для вентиляции Vent-Calc :

• Расчет воздуховодов с учетом температуры и скорости движения потоков, расхода воздуха;
• Расчет воздуховодов гидравлический;
• Расчет местных сопротивлений (сужений, отводов, расширений и развилок) каналов помещений. Высчитываются коэффициенты сопротивления на различных участках системы, потери давления в Паскалях, программа подбирает вентиляционное оборудование. Чтобы удостовериться в правильности расчетов, прилагаются таблицы ВСН 353-86. Во время работы программа для вентиляции отсылает пользователя к требуемым формулам и таблицам;
• Подходит для расчета естественной вентиляции помещения. Определяется оптимальное сечение вентканала, обеспечивающее превалирование тяги над сопротивлением воздуха при заданном расходе воздуха;
• Подсчитывает мощность нагрева калорифером или любым другим типом подогревателя воздуха.

Эта программа для расчета систем вентиляции очень хороша для учащихся, только проходящих курс вентиляции в университете. Еще одно преимущество – это ее бесплатное распространение.

Последняя редакция программы для проектирования вентиляции Vent-Calc позволяет за кратчайшие сроки рассчитать аэродинамическое сопротивление системы и другие показатели, необходимые для предварительного подбора оборудования. Для этого необходимы следующие показатели:

• длина основного воздуховода помещения;
• расход воздуха в начале системы;
• расход воздуха в конце системы.

Вручную такой расчет достаточно трудоемок и осуществляется поэтапно. Поэтому программа для расчета Vent-Calc облегчит и ускорит работу проектировщиков, специалистов по продаже климатической техники и квалифицированных монтажников.

Программа для проектирования инженерных систем MagiCAD

Это программа для проектирования систем вентиляции, отопления, водоснабжения и канализации, электросетей. MagiCAD рассчитывает и делает необходимые чертежи.

Будет полезна строителям, проектировщикам, чертежникам и менеджерам по продаже оборудования.

Функции MagiCAD:

• все виды расчетов для вентиляционных систем(приточные и вытяжные);
• изображение в 2D;
• изображение в 3D;
• широчайшая база данных оборудования европейских производителей;
• создание всей необходимой проектной документации, в том числе спецификаций;
• возможность обмена данными с иными программами для рисования вентиляции;
• совместимость с ADT и AutoCAD.

Графика MagiCAD основана на базе AutoCAD и фактически является ее дополнением. Программа создана финскими разработчиками, которые максимально упростили ее использование. Поэтому инженер, знакомый с AutoCAD без труда разберется с дочерней программой для расчета вентиляции и других инженерных систем MagiCAD. Удобство использования достигается разделением ядра на модули: Вентиляция, Трубопроводы, Электричество и Помещение.

Специалисту не нужно прочерчивать сложные воздухораспределительные сети, фитинги и повороты. Уже готовые элементы составляются подобно конструктору. Не нужна даже линейка. Основная работа проектировщика – правильно скомпоновать существующие узлы для получения оптимального результата. Все данные о проекте присутствуют тут же. Заглянув в электронный чертеж, можно получить необходимые сведения о работе будущей вентиляции, например, о сечении воздуховодов и скорости воздушного потока в них.

Программой для расчетов вентиляционных систем MagiCAD пользуются десятки крупных проектных бюро скандинавских стран и многие проектные организации стран СНГ.

Программа расчета естественной вентиляции и аспирации GIDRV 3.093

Программа GIDRV 3.093 создана для расчета систем вентиляции с принудительной и естественной тягой. Представляет собой многозадачную форму с набором закладок: «Характеристики схемы», «Этажи», «Участки», «Местные сопротивления», «Расчетная таблица».

Функции программы для расчета естественной вентиляции GIDRV 3.093:

• контрольный расчет параметров вытяжного воздуховода естественной вентиляции;
• расчет нового и контрольный расчет воздушных каналов для аспирации;
• расчет новых и контрольные расчеты приточных и вытяжных воздуховодов для систем с принудительной тягой.

Получив результаты, можно изменить исходные параметры на любых участках воздуховодов и сделать новую схему. С помощью этой программы для расчета естественной вентиляции можно подбирать любые комбинации, добиваясь оптимальных показателей работы.

Схемы с пояснениями (характеристики каналов, сопротивления системы, результаты подсчетов) хранятся в едином файле. Переключение и работа с различными вариантами расчетов очень удобны и просты.

Автоматически выявляются участки с избыточным напором и предоставляются варианты решения проблемы (сужать сечение, использовать диафрагмы, шибера, дроссели).

Программа расчетов естественной вентиляции снабжена функцией расчетов дросселирующих механизмов, выдающей несколько лучших вариантов и обозначив наиболее подходящий.

В процессе расчетов естественной вентиляции обнаруживает самые перегруженные участки системы. Показывает давление по каждому участку, потери и их причины (сопротивление трубы, трение).

Все расчеты можно распечатать, включая таблицы.

Платная, но для ознакомления доступна демо-версия.

Программа расчета противодымной вентиляции Fans 400

Программа Fans 400 создана для расчета противодымной вентиляции помещений. С ее помощью можно определить показатели системы удаления дыма из холлов, коридоров и вестибюлей. Программа для расчета противодымной вентиляции помогает подобрать мощность вентиляторов и другого специального оборудования.

Fans 400 создана для инженеров-проектировщиков, пожарных инспекторов и студентов профильных специальностей.

Использование для расчетов противодымной вентиляции не вызовет сложностей у пользователя любого уровня подготовки. Она распространяется бесплатно. Для корректной работы программы к компьютеру необходимо подключить принтер.

Программа подбора воздуховодов Ducter 2.5

Эта программа подбора вентиляционного оборудования высчитывает диаметры сечений воздуховодов. Пользователь вводит максимальные значения скорости потока в воздуховодах, перепады высот при расчетах естественной вентиляции или КМС отрезка. На основании этих сведений программа подбирает вентиляционное оборудование стандартного диаметра согласно ВСН 353-86 линейно. Таким образом, окончательное решение по диаметру остается за специалистом.

Если необходим воздуховод нестандартных параметров, программа тоже поможет: вводится один параметр, остальные подбираются. Шаг подбора устанавливается в настройках.

Задаются показатели давления и температуры воздуха, если рассчитывается система кондиционирования. Есть возможность получения данных о давлении на каждом участке, вводя его длину и суммарный коэффициент сопротивления. Учитывается материал будущего воздуховода.

Можно задать один из нескольких вариантов отображения размеров каждого участка.

Версии программы от Ducter 3 и выше для подбора оборудования помогут полностью просчитать всю систему вентиляции.

Программа для рисования вентиляции «SVENT»

Программа SVENT разработана для рисования вентиляции помещений на компьютерах под управлением Windows.

Функции SVENT:

• аэродинамический расчет систем принудительной и вытяжной вентиляции;
• программа для чертежей вентиляции в аксонометрии, использует элементы AutoCAD;
• составляет спецификации.

Производит 2 типа расчетов:

• Автоматически предлагает сечение прямоугольной или круглой формы на основании введенных данных о скоростях возле вентиляторов и на концах воздуховодов;
• Расчет системы с введенными данными о сечениях и потерях давления.

Программа расчета работает с любыми типами воздуховодов (круглые, прямоугольные и нестандартной формы). Можно дополнять базу данных воздуховодов необходимыми образцами.

База узлов работает на схемах расчетов коэффициентов местных сопротивлений из ВСН 353-86, Справочника проектировщика под редакцией Староверова И.Г. и нескольких других источников. Ее тоже можно дополнять.

Программа для рисования вентиляции CADvent

Эта программа для рисования вентиляции создана на базе мощной и сложной AutoCAD. Вместе с развитием AutoCAD видоизменяется и совершенствуется CADvent, добавляются новые возможности. Это профессиональные программы для черчения вентиляции, расчетов и презентаций, созданные для инженеров, работающих в области проектирования и разработок систем вентиляции, кондиционирования и отопления.

Функции CADvent:

• расчет сечения воздуховодов;
• расчет потерь давления;
• акустический расчет;
• создание 2D чертежа с необходимыми обозначениями;
• 3D моделирование;
• спецификация по элементам, которую можно перенести в MS excel;
• создание презентаций.

Программа CADvent предоставляет возможность изменять любые изменения в уже готовый проект, изменять расчетные параметры, добавлять новые элементы. Ее можно комбинировать с программами DIMsilencer (программа для подбора шумоглушителя в системе вентиляции) и DIMcomfort (подбирает распределители воздуха, учитывая скорость движения потока и шум в местах нахождения людей).

Пользователи отмечают удобство пользования, но не хватает русификации, а также возможности создать аксонометрическую проекцию.

Еще об одной программе под названием Комфорт-В смотрите видеоролик.