Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
РОЗРАХУНОК ПРИРОДНОЇ ВЕНТИЛЯЦІЇ
У відповідності до санітарних норм у всіх приміщеннях повинна бути передбачена природна вентиляція.
Природна вентиляція здійснюється через витяжні канали, шахти, кватирки приміщень. Вона дозволяє подавати та видаляти із приміщень великі об’єми повітря без застосування вентиляторів, тому вона дешевша від механічної.
За характером дії природна вентиляція може бути організованою та неорганізованою. Природна система вентиляції вважається організованою, якщо вона має устрій, що дає можливість регулювати напрямок повітряних потоків та величину повітрообміну. При неорганізованій вентиляції повітря подається та видаляється з приміщення за рахунок інфільтрації через нещільності та пори зовнішніх огороджень.
У сільськогосподарських виробничих приміщеннях повітря забруднюється різними шкідливими речовинами: пилом, газами, парою.
Для кожного виду приміщень установлені норми фізичного стану повітря і гранично допустимі концентрації шкідливих домішок.
Природна вентиляція являє собою труби прямокутного або круглого перерізу, що проходять через стельове перекриття і дах будівлі. Нижній кінець труб знаходиться в приміщенні, а верхній трохи вище гребеня даху будівлі. Через ці труби здійснюється природне відсмоктування повітря з приміщення. Приток чистого повітря потрапляє також через щілини у дверях, вікнах і стінах будівлі. У деяких будівлях для більш інтенсивного повітрообміну роблять припливні канали в нижній частині стін.
Переміщення повітря з приміщення по витяжних трубах відбувається за рахунок різниці об’ємної ваги зовнішнього і внутрішнього повітря. Завдяки цій різниці на вході і виході витяжних труб створюється різниця тисків, яку можна визначити за формулою
,
де h – висота відкритої з обох кінців вентиляційної труби, м;
– вага 1 м3 повітря за зовнішньої температури;
– вага 1м3 повітря за внутрішньої температури
Об’ємну вагу повітря при заданій температурі можна визначити за формулою:
,
де а – коефіцієнт розширення газів = 1 : 273;
1,293 – об’ємна вага повітря при 0 оС.
Таблиця 1. Об’ємна вага повітря за різної температури і різного барометричного тиску, кг/м3
t повітря, оС
Барометричний тиск, мм рт. ст. 725 730 735 740 745 750 755 760 765 770 -10 1,281 1,289 1,298 1,307 1,316 1,325 1,333 1,342 1,351 1,360 -8 1,271 1,280 1,288 1,297 1,306 1,315 1,323 1,332 1,341 1,350 -6 1,261 1,270 1,279 1,287 1,296 1,305 1,313 1,322 1,331 1,340 -4 1,252 1,261 1,269 1,278 1,286 1,295 1,304 1,312 1,321 1,330 -2 1,243 1,251 1,260 1,268 1,277 1,286 1,294 1,303 1,311 1,320 0 1,234 1,242 1,251 1,259 1,268 1,276 1,285 1,293 1,302 1,310 +2 1,225 1,233 1,242 1,250 1,258 1,267 1,276 1,294 1,298 1,301 +4 1,216 1,224 1,233 1,241 1,249 1,258 1,266 1,274 1,283 1,291 +6 1,207 1,215 1,224 1,232 1,240 1,249 1,257 1,265 1,274 1,282 +8 1,198 1,207 1,215 1,223 1,232 1,240 1,248 1,256 1,265 1,273 +10 1,190 1,198 1,206 1,215 1,223 1,231 1,239 1,247 1,256 1,264 +12 1,182 1,190 1,198 1,206 1,214 1,222 1,231 1,239 1,247 1,255 +14 1,173 1,181 1,190 1,198 1,206 1,214 1,222 1,230 1,238 1,246 +16 1,165 1,173 1,191 1,189 1,198 1,197 1,213 1,222 1,230 1,238 +18 1,157 1,165 1,173 1,181 1,189 1,193 1,205 1,213 1,221 1,229 +20 1,149 1,157 1,165 1,173 1,181 1,189 1,197 1,205 1,213 1,221Швидкість руху повітря у витяжних трубах обчислюють як
,
де g – прискорення земного тяжіння, м/с2.
Під час проходження по трубі повітря буде зустрічати опір, що залежить від форми і якості стінок труби, тому дійсна швидкість буде менше від розрахованої за формулою (18). При розрахунку вентиляції дійсну швидкість визначають за формулою
.
За швидкістю повітря і продуктивністю вентиляції знаходять сумарний переріз витяжних труб
,
де Σ F – сумарний переріз труб, м2;
L – продуктивність вентиляції, м/год;
υ – дійсна швидкість повітря в трубі, м/с.
,
де Рф – загальна кількість шкідливих речовин;
Р1 – ГДК шкідливої речовини;
Р0 – вміст шкідливих речовин у чистому засмоктуваному повітрі.
Для підсилення витяжки повітря через вентиляційні труби на верхній частині труб монтують дефлектори. Конструкції дефлекторів різні. На рис. 3.1 показано вертикальний розріз дефлектора ЦАГИ, а на рис. 3.2 – конструкцію зіркоподібного дефлектора. Дефлектор підсилює витяжку повітря через вентиляційну трубу за рахунок потоку вітру, що обдуває дефлектор.
У дефлекторі ЦАГИ вітер, обтікаючи обичайку 2, створює на 5/7 його кола розрідження. Внаслідок розрідження в трубі, на якій встановлено дефлектор, створюється рух повітря, що виходить назовні через кільцеві щілини між обичайкою 2, ковпаком 1 і корпусом 3.
Рис. 1. Дефлектор ЦАГИ: 1 – ковпак, 2 – обичайка; 3 – конус; 4 – дифузор
У зіркоподібному дифлекторі вітер, обмиваючи вертикальні щілини на зовнішній поверхні корпуса, створює з підвітреного боку близько щілин розрідження. Останнє сприяє відсмоктуванню повітря по трубі, на якій встановлено дефлектор.
Продуктивність дефлектора знаходять за формулою
.
Рис. 2. Зіркоподібний дефлектор: 1 – ковпак; 2 – корпус; 3 – косинка для кріплення корпуса до труби
Звідси визначаємо діаметр дефлектора
,
де kе – коефіцієнт ефективності, що виражає відношення
швидкості повітря в трубі і швидкості вітру
.
Звідки
.
Для дефлектора ЦАГИ , для зіркоподібного дефлектора .
Дефлектори встановлюють вище гребеня даху і в тому місці, де немає яких-небудь перешкод, що затримують потік повітря або змінюють його напрямок.
Приклад 1.
У свинарнику розміщено 60 відгодівельних свиноматок живою масою по 100 кг та 40 – по 200 кг. Тварини виділяють вуглекислоту, яку необхідно видалити природним вентилюванням приміщення. Потрібно обчислити таку вентиляцію.
Розв’язок.
Користуючись даними табл. 3.2 знайдемо загальну кількість вуглекислоти, що виділяє вся худоба за годину:
Р = 60 43 + 40 57 = 4860 л/год.
Продуктивність вентиляції повинна бути:
м3/год.
Таблиця .2. Кількість вуглекислоти і водяної пари, що виділяються сільськогосподарськими тваринами
Група тварин Маса тварини, кг Кількість, що виділяється однією твариною тепла, ккалвуглекислоти
л/год
водяної пари, г/год загальна вільна 1 2 3 4 5 6 Корови стільні (сухостійні)300
400
600
604
739
926
440
550
670
90
110
138
288
350
440
Корови лактуючі з рівнем лактації 10 л300
400
600
644
765
906
450
550
650
96
114
135
307
367
431
Корови лактуючі з рівнем лактації 30 л400
600
800
1174
1342
1509
850
970
1080
175
200
225
560
642
721
Телята:
до 1 місяця
30
40
50
100
141
174
72
102
124
15
21
26
47
67
83
1-3 міс.40
60
100
147
215
282
106
155
204
22
32
42
70
102
135
3-4 міс.90
120
150
248
369
382
178
268
276
37
55
57
117
176
183
Молодняк:
4 міс. - 1 року
120
180
250
322
476
496
232
349
358
48
71
74
153
227
236
1-2 роки220
320
350
483
631
651
350
455
476
72
94
97
230
301
310
Свиноматки холості й супоросні до 2 міс.100
150
200
222
256
394
100
185
250
33
38
44
106
121
141
Свиноматки супоросні більше 2 міс.100
150
200
268
308
349
195
220
250
40
46
52
128
288
267
Свиноматки з приплодом 10 сисунів100
150
200
530
605
698
280
435
508
79
90
104
252
288
338
Свині на відгодівлі100
200
300
288
382
503
208
275
365
43
57
75
137
182
240
Молодняк:
від 2 міс.
5-8 міс.
15
60
80
100
202
235
72
145
170
15
30
35
47
96
112
Конструкція свинарника допускає установку витяжних труб довжиною h = 4,2 м. Температура всередині свинарника +10 оС. Зовнішню температуру визначаємо за даними табл. 3.3. Для середньої смуги Європейської частини вона у зимові періоди дорівнюватиме мінус 10 оС (січень).
Знайдемо різницю тисків у повітропроводі, користуючись табл. 3.1 та формулою (16) при атмосферному тиску 760 мм рт. ст.
кг/м2.
За формулою (16) знайдемо швидкість повітря
м/с.
Таблиця 3. Середня температура повітря за кліматичними смугами і місяцями року, оС
Зона, пункт Місяць січень лютий березень квітень жовтень листопад грудень 1, Омськ -19,6 -17,6 -11,6 +1,4 +1,4 -8,5 -16,7 1, Свердловськ -16,2 -13,1 -7,4 +1,6 +0,4 -7,8 -13,5 2, Вологда -12 -10,3 -5,9 +2,1 +2,5 -4,2 -9,5 2, Москва -10,8 -9,1 -4,8 +3,4 +3,5 -2,8 -8,0 3, Харків -7,7 -6 -1,2 +7 +6,9 +0,2 -4,8 3, Київ -5,9 -5,3 -0,5 +7,1 +7,7 +1,1 -3,7Сумарний переріз труб розраховуємо за формулою (20):
м2.
Проектуємо шість вентиляційних труб кожна перерізом 0,3 . 0,3 = 0,09 м2, загальним перерізом 0,54 м2.
Приклад 2.
Визначити сумарний переріз витяжних труб природної вентиляції для корівника місткістю корови лактуючі масою 300 кг – 80 гол;
-«- 400 кг – 40 гол;
-«- 600 кг – 40 гол.
Внутрішня температура корівника +10 оС, зовнішня - мінус 5 оС.
Розрахунок вентиляції, як видно з умов задачі, потрібно вести на зниження вологи, що виділяється тваринами.
З даних табл. 3.2 знаходимо кількість водяної пари, що виділяється худобою:
Маса 300 кг – 0,307 . 80 = 24,56 кг/год
Маса 400 кг – 0,367 . 40 = 14,68 кг/год
Маса 600 кг – 0,431 . 40 = 17,24 кг/год
кг/год.
У корівнику відносна вологість повинна бути не більше 85 %. Приймаємо відносну вологість зовнішнього повітря 40 %. За даними табл. 4 знайдемо максимальний вміст водяної пари при +10 оС.
Таблиця 4. Вміст водяної пари у повітрі за нормального атмосферного тиску і повного насичення при різних температурах
Температура оС
Вміст водяної пари за повної насиченості, г/кгТемпература, оС
Вміст водяної пари за повної насиченості, г/кг -15 1,1 30 20,3 -10 1,7 35 35,0 -5 2,6 40 46,3 0 3,8 45 60,7 5 5,4 50 79,0 10 7,5 55 102,3 15 10,5 60 131,7 20 14,4 65 168,9 25 19,5 70 216,1Підставляємо одержані дані у формулу.
м3/год.
Продуктивність вентиляції для цієї мети дорівнює 6800 м3/год.
Виходячи з типової конструкції корівника, приймаємо довжину витяжних труб h = 6,5 м.
Визначимо різницю тисків повітря на вході й виході з повітропровода за формулою (16)
.
Температура в корівнику повинна бути +10 оС; приймаємо середню зовнішню температуру –5 оС за нормального атмосферного тиску. Тиск 755 мм рт. ст.
кг/м3;
кг/м3 .
Знаходимо числове значення різниці тисків
кг/м2.
Обчислимо швидкість повітря
м/с.
Сумарну площу перерізу витяжних труб розрахуємо за формулою (20)
м2.
Приймаємо до обладнання 12 труб перерізом 0,4 . 0,4 = 0,16 м2.
Загальна площа перерізу труб 1,92 м2.
Контрольні запитання
1. Призначення та принцип дії природної вентиляції.
2. Як визначити продуктивність природної вентиляції?
3. Як обчислити необхідну сумарну площу повітропроводів?
Самостійна робота
1. Будова і принцип дії дефлектора.
2. Як обчислити діаметр дефлектора?