Интеллектуальная среда дистанционного обучения и дизайна http: econom.misis.ru, fdisto.misis.ru; e-mail: vaosadchy@yandex.ru

На главную Контакты Выполнить расчёт (запустить приложение)

Вытяжной зонт

    Алгоритм расчёта вытяжного зонта

    Вытяжные зонты устанавливаются над оборудованием с устойчивым конвективным потоком, а также над пылящим и газовыделяющим оборудованием. С поверхности источника вредных выделений (рисунок 1), имеющего температуру t_п (выше температуры воздуха в помещении t_в), поднимается конвективный поток тепловой струи, обусловленный разностью плотностей нагретого и холодного воздуха. Этот поток захватывает частицы пыли, пары и образующиеся газы и уносит их вверх к вытяжному зонту.

Рисунок 1 - Схема вытяжного зонта

1 - источник вредных выделений; 2 - бетонное основание; 3 - зонт

    Целевая функция:

    Создать математическую модель вытяжного зонта, установленного над источником пылегазовыделения, чтобы создать в рабочей зоне помещения концентраций выделяющихся вредных веществ не превышающих ПДК, путем расчёта параметров зонта.

    Входные переменные:

    - диаметр или размеры источника вредных выделений - d, или a и·b, м;

    - температура источника t_п , °С;

    - предельно допустимая концентрация ПДК, мг/м³.

    Эффективность работы вытяжного зонта оценивается по скорости движения воздуха в расчётном сечении вытяжного зонта, через которое к тепловой струе подтекает окружающий воздух. Расчётное сечение вытяжного зонта можно определить как боковую поверхность усеченной пирамиды (усеченного конуса), основание которой - площадь приёмного сечения (зеркало) зонта. Сечение пирамиды (конуса) - поверхность выделения вредных веществ.

    Для определения скорости движения воздуха в расчётном сечении и площадь расчётного сечения зонта необходимо выполнить следующие вычисления.

    Если источник выделения вредных веществ имеет прямоугольную форму, то необходимо определить эквивалентный диаметр источника

d_иэ = 2·a·b/(a + b)

    Для источников выделения вредных веществ, имеющих в сечении круг

d_иэ= d

    Выбрать расстояние h (см. рисунок 1) от поверхности тепловыделений до зеркала зонта из соотношения

1,5 м < h < 2·d_иэ

    Определить расстояние Z от полюса тепловой струи (О) до зеркала зонта. Полюс струи находится на её оси, ниже поверхности источника тепловыделений, на расстоянии двух диаметров источника 2d_иэ:

Z=h+2·d_иэ

    Определить диаметр d_z сечения теплового факела на удалении Z от полюса тепловой струи по формуле:

d_z = 0,45·Z ^0,88

    Определить площадь зеркала зонта F_зонт по формуле:

F_зонт = 0,25·π·d_z²

    Определить эквивалентный радиус зеркала зонта по формуле:

    Радиус сечения

r = 0,5·d_иэ

    Определить площадь расчётного сечения зонта F_р , которая равна площади боковой поверхности усеченного конуса с радиусом основания r_з и радиуса сечения r

    Температура воздуха в помещении в зависимости от температуры источника (таблица 2).

Таблица 2 - Температура воздуха в помещении t_в в зависимости от температуры источника.

    Рассчитать коэффициент теплопередачи конвекции α_к, Вт / м^2.К:

    Площадь источника вредных выделений F

    - для прямоугольного сечения

F = a·b

    - для круглого сечения

F = 0,25·π·d²

    Рассчитать конвективный тепловой поток струи:

Q = α_к (t_n - t_в)·F

    Определить осевую скорость восходящей тепловой струи V_z, на расстоянии Z от полюса по формуле

    Зависимость коэффициента η от угла раскрытия зонта α представлены на рисунке 2.

Рисунок 2 - Зависимость коэффициента η от угла раскрытия зонта

    При α = 60º коэффициент η = 1. При максимальном угле раскрытия зонта α = 120º - минимальная металлоемкость зонта, но V_c - мала

    Средняя скорость в плоскости приёмного сечения зонта V_c зависит от скорости V_z и угла раскрытия зонта α:

V_c = V_z/η

    Определить по рисунку 3 скорость движения воздуха в расчётном сечении зонта ω_g для вредного вещества, при которой в воздухе помещения концентрация вредного вещества не превышает ПДК

Рисунок 3 - Зависимость ω_g , от ПДК вредного вещества

    Параметр А определяется по формуле

    Определить поправочный коэффициент на подвижность воздуха в помещении K_v по рисунку 4 в зависимости от скорости движения воздуха в помещении w_g и параметра А.

Рисунок 2.4 - Поправочный коэффициент K_v на подвижность воздуха в помещении при А: 1 - 2,0; 2 - 1,0; 3 - 0,5;4 - 0,38; 5 - 0,25; 6 - 0,19

    Определить поправочный коэффициент на наличие газовой составляющей в конвективном потоке K_σ (таблица 3)

Таблица 3 - Значение коэффициента K_σ в зависимости от K_v

    Расход воздуха через плоскость приёмного сечения зонта находится по формуле

L₂ = F_зонт ·V_c·K_v·K_σ,

    Расход воздуха через расчётное сечение зонта L₁ принимаем равным расходу воздуха через приёмное сечение зонта L₂.

    Скорость движения воздуха в расчётном сечении зонта

ω = L₁/F_p

    Сравнить скорости движения воздуха ω с минимально допустимой скоростью в расчётном сечении ω_g. Если ω < ω_g,, то необходимо, пока это условие не будет достигнуто, последовательно выполнять следующие действия:

    1) сделать укрытие с одной стороны;

        сделать укрытие с двух сторон;

        или сделать укрытие с трех сторон.

    2) изменить угол открытия α от 110 до 60 град.;

    3) уменьшить высоту подвеса зонта h до 1,5 м;

    4) увеличить мощность вентилятора вытяжной вентиляции для дополнительной тяги в зеркале зонта.

    Выходные переменные:

    ω - скорость движения воздуха, м/с;

    L - расход воздуха, м³/ч.

    Экранная форма программы выглядит следующим образом:

    Пример экранной формы.

    Ссылка “Возврат на один уровень вверх” осуществляет переход на предыдущую страницу.