Politechnika Wrocławska

Wydział Geoinżynierii, Górnictwa i Geologii

Rok IV, sem VIII

ZZZiOŚ

PROJEKT Z LABORATORIUM

ŚRODOWISKO PRACY I ZAGROŻENIA NADZWYCZAJNE

-Obliczenie aeracji trzynawowej hali fabrycznej

Halina Mazurek

113784

Wrocław, dn. 19.05.2004r.

SPIS TREŚCI:

Celem projektu jest obliczenie wentylacji naturalnej w budynkach przemysłowych trzynawowej hali fabrycznej oraz określenie powierzchni otworów aeracyjnych (nawiewowych i wywiewowych).

Aeracja- zorganizowana, naturalna wymiana powietrza (naturalne przewietrzanie).

[kcal/h]

n - liczba osób przebywających w pomieszczeniu

- współczynnik jednoczesności przebywania ludzi

(z tablicy 6-2: dla przemysłowych pomieszczeń: 0,85 ÷ 0,95) **

- ciepło jawne oddawane przez człowieka, przy określonej aktywności i

określonej temperaturze powietrza w pomieszczeniu

(z tablicy 6-1: mężczyźni -praca ciężka w temperaturze 26° - 82 kcal/h, kobiety praca lekka w tej samej temperaturze - 63 kcal/h)**

NAWA I

Q_lm = 30 × 0,95 × 82 = 2337[kcal/h]

Q_lk = 35 × 0,95 × 82×0,8 = 1869,6 [kcal/h]

∑Q_l = 4206,6 [kcal/h]

NAWA III

Q_lm = 38*0,95*82 = 3321,2 [kcal/h]

Q_lk = 27*0,9*82 *0,8= 1682,64 [kcal/h]

∑Q_l = 5003,84 [kcal/h]

Ilość ciepła, jaka przejdzie od silnika i maszyny do powietrza w pomieszczeniu można wyrazić zależnością:

[kcal/h] (tab.6-6)^**

n - ilość silników

N - moc silnika lub maszyny w [kW]

860 - równoważnik cieplny 1 [kWh] wyrażamy w [kcal/kWh]

- współczynnik wykorzystania zainstalowanej mocy

(jest to stosunek mocy rzeczywistej do mocy znamionowej,

wynoszący 0,7÷0,9)

- współczynnik obciążenia

(jest to stosunek rzeczywistej przeciętnej zapo­trzebowanej mocy do

niezbędnej mocy maksymalnej, wartość tego współ­czynnika wynosi

0,40—0,90)

- współczynnik jednoczesności pracy

(wartość tego współczynnika wynosi 0,3÷1,0)

- współczynnik przyswajania ciepła przez powietrze

(wartość tego współczynnika przy chłodzeniu naturalnym wynosi 0,85÷0,95 a przy chłodzeniu przelotowym może zmaleć do 0,10)

- sprawność silnika

(wartości liczbowe przyjmujemy z tablicy 6-3^**

dla silników asynchronicznych krótko zwartych przyjęto 0,86

dla pierścieniowych 0,835)

NAWA I

0,8 × 0,65 × 0,9 × 12= 82009,25 [kcal/h]

NAWA III

0,8 × 0,65 × 0,9 ×13 = 42590,43 [kcal/h]

Do obliczenia zysków ciepła od oświetlenia korzysta się ze wzoru:

[kcal/h] (tab.6-12)^**

- zainstalowana moc oświetlenia określona z projektu wyposażenia wnętrz lub

orientacyjnie na podstawie wymaganej intensywności oświetlenia I dla danego typu pomieszczenia (w przybliżeniu można przyjąć):

-dla lamp fluorescencyjnych

-dla lamp żarowych

- współczynnik uwzględniany w przypadku opraw wentylowanych i wyra­żający stosunek ciepła konwekcyjnego odprowadzanego z powietrzem przepływającym przez oprawy wentylowane do całkowitej mocy zainstalowanej; współczynnik akumulacji, zależny od pojemności cieplnej przegród budowlanych, czasu trwania oświetlenia i czasu, jaki upłynął od jego wyłączenia. W obu halach są oprawy nie wentylowane, przyjęto
= 0

- współczynnik wyrażający stosunek ciepła konwekcyjnego do całkowitej mocy zainstalowanej

(tablica 6-6 lampy swobodne, oprawy nie wentylowane: fluorescencyjne 0,15; żarowe 0,5)**

- współczynnik akumulacji (z nomogramu 6-3 przyjęto 0,8)**

- współczynnik jednoczesności zainstalowania mocy oświetleniowej w zależności od rodzaju obiektu przykła­dowo wynosi on dla obiektów przemysłowych od (0,80 - 0,90) przyjęłem 0,85

NAWA I

(oświetlenie żarowe)

N_el = 0,22×130×460 = 13156

Q_o = 13156×[0,15+(1-0-0,15)×0,3]×0,90 = 4795,362[kcal/h]

NAWA III

(oświetlenie fluoroscencyjne)

N_el = 0,065×200×450 = 5850

Q_o = 5850×[0,15+(1-0-0,15)×1,4]0,90 = 7055,1[kcal/h]

[kcal/h] (wzór 6-15)**

n- ilość pieców

B - zużycie paliwa, kg/h,

q_pal - wartość opałowa paliwa, [kcal/kg]

η_p - 0,27

NAWA I

Q_p = 1×270×4760×0,28 = 359856 [kcal/h]

NAWA III

Q_p = 2×125×4760×0,25 = 297500 [kcal/h]

[kcal/h], (wzór 6-29)^**

- zapotrzebowanie gazu [m³/h]

- wartość opałowa paliwa (tabela 6-11)** 8640 [kcal/m³]

- współczynnik uwzględniający niecałkowite spalanie

(w granicach 0,9÷0,95, przyjęłem wartość średnią).

NAWA I

Q_g1 = 2 × 18 × 8640 × 0,925 = 287712[kcal/h]

Q_g2 = 3 × 7 × 8640 × 0,925 = 167832[kcal/h]

Q_g = 287712+ 167832= 455544 [kcal/h]

Zyski ciepła od oporowych spawarek elektrycznych mogą być ustalone z zależności:

[kcal/h] (wzór 6-14)^**

N — średnie zapotrzebowanie mocy [kW/h]

- współczynnik jednoczesności pracy (przyjęty 0,8)

0,25 - współczynnik uwzględniający wodne chłodzenie spawarek.

NAWA I

Q_sp = 860×3,6×0,25×0,81×6 = 3761,64[kcal/h]

2.7Zyski ciepła od wentylatorów

[kcal/h] (równanie 3.17)**

[kW]

[kW]

N_el - moc elektryczna

N_e - moc efektywna

N_u - moc użyteczna

Δp_c - spiętrzenie

strumień

NAWA III

N_el = 4,2 / 0,85 = 4,94 [kW]

N_u = 12260× 920 = 3,133[kW]

Q_w = 2 × 860 × 1,807 = 3108,04 [kcal/h]

Σ Q₁= 910172,85 [kcal/h]

Σ Q₂ = 355257,41[kcal/h]

a) Strumień masy powietrza wentylacyjnego w nawie I

[kg/s] (wzór 34-8)**

Q - zyski ciepła

C_p - pojemność cieplna (0,24)

t_w - temperatura wewnętrzna

t_{o -} temp. zewnętrzna

m_I = 910172,85 / (0,24*(29-21)*3600)=131,68[kg/s]

m_III =355257,41/ (0,24*(29-21)*3600)=51,40[kg/s]

b) Strumień masy powietrza wentylacyjnego w otworze 6

NAWA I

m₆ = m_I-(400000/3600) [kg/s]

m₆ = 131,68- 111,1111 = 19,4016 [kg/s]

NAWA III

m₇ = 32,1538-100000/3600 = 4,3761 [kg/s]

a) zewnętrznego

t_w = 273,15 + 20 = 293,15 [K]

Pp = 610,05 exp(17,27t_w/237,3+t_w) = 2335,4101

X = 0,009 Pp/P-Pp = 0,0092

T_V=(1 + 0,6 x X) x t_w = 294,7312

[kg/m³]

ρ_o = 99991,05 / (294,77 × 287,04) = 1,1819 [kg/m³]

b) wewnętrznego

t_w = 273,15 + 28 = 301,15[K]

Pp = 610,05 exp(17,27t_w/237,3+t_w) = 3775,2889

X = 0,622 Pp/P-Pp = 0,0164

T_V=(1 + 0,6 x X) x t_w = 304,1115

[kg/m³]

ρ_o = 99991,05 / (304,11×287,04) = 1,1455 [kg/m³]

a) ciśnienie dynamiczne wiatru

q = ρ_o × w²/2

q = 1,1819 × 4,2²/2 = 10,4246 [Pa]

P₂ = k₂ × q - 9,80665 × H × (ρ_o - ρ_w) [Pa]

P₂ = -0,46 × 10,4246 - 9,80665 × 13 × 0,0365 = -9,4431 [Pa]

P₃ = k₃ × q - 9,80665 × H × (ρ_o - ρ_w) [Pa]

P₃ = -0,26 × 10,4246 - 9,80665 × 13 × 0,0365 = -7,3581 [Pa]

P₄ = k₄ × q - 9,80665 × H × (ρ_o - ρ_w) [Pa]

P₄ = -0,21 × 10,4246 - 9,80665 × 13 × 0,0365 = -6,8369 [Pa]

c) Obliczenie różnicy ciśnień w otworze

Δp₁ = k₁ * q - p_x

k₁ - współczynnik aerodynamiczny

Δp₁ = 0,6 × 10,4246- (- 3,5141) = 9,7689 [Pa]

Δp₂ = p_x - p₂ Δp₂ = -3,5141-(-3,0316) = 5,9290 [Pa]

Δp₃ = p_y - p₃ Δp₃ = 4,3581 [Pa]

Δp₄ = p_z - p₄ Δp₄ = 3,8053 [Pa]

Δp₅ = k₅ * q - p_z Δp₅ = 0,8425 [Pa]

(uproszczoną metodą obliczania aeracji opracowaną przez Maly'ego):

Niezbędną powierzchnię otworów wentylacyjnych - A ustala się wg zależności:

[m²] (wzór 43-7)**

- strumień masy powietrza wentylacyjnego [kg/s]

= 0,6 - współczynnik wypływu

- gęstość powietrza o danej temperaturze [kg/m³]

- dyspozycyjne ciśnienie wynikające z różnicy gęstości powietrza i od­ległości między otworami nawiewnymi i wywiewnymi [Pa].

A₁ = m / (μ₁× ( 2 × Δp₁ × ρ_o )^0,5) [za m przyjmujemy pierwszy strumień]

A₁ = (400000/3600) / (0,6 × (2 × 9,7689 × 1,1819)^0,5) = 38,54 [m²]

A₂ = (469845,8646/3600) / (0,6 × (2 × 5,9290 × 1,1455) ^0,5) = 59,02 [m²]

A₃ = (85599,6799/3600) / (0,6 × (2 × 4,3581 × 1,1819) ^0,5) = 12,35 [m²]

A₄ = (115753,8153/3600) / (0,6 × (2 × 3,8053 × 1,1455) ^0,5) = 18,15 [m²]

A₅ = (100000/3600) / (0,6 × (2 × 0,8425 × 1,1819) ^0,5) = 32,81 [m²]

A₁ = 38,54 [m²]

A₂ = 59,02 [m²]

A₃ = 12,35 [m²]

A₄ = 18,15 [m²]

A₅ = 32,81 [m²]

A₆ = 22,00 [m²]

A₇ = 20,00 [m²]

W pracy wykorzystałem materiały z:

-** „Wentylacja i klimatyzacja”. -Malicki M.,Wydawnictwo PWN,

Warszawa 1974r

-Materiały udostępnione w sieci.

7