Учебно-методические материалы и задания для самопроверки для студентов заочного отделения специальности - shikardos.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1страница 2
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Методические рекомендации для студентов заочного отделения учебной... 2 441.22kb.
Учебно-методическое пособие для студентов заочного отделения, обучающихся... 3 965.62kb.
Учебно-методический комплекс для студентов очного отделения, обучающихся... 1 290.01kb.
Tomsk State University I. Savitskaya Basic course of English for... 2 449.91kb.
Ю н. Тимошевская А. Д. "История отечественного государства и права"... 6 1097.22kb.
Контрольная работа №1 «Словесное действие» для студентов 3 курса... 1 11.27kb.
Учебно-методические материалы по курсу «мировая экономика» для студентов... 4 1212.99kb.
Стратегический менеджмент 3 936.82kb.
Учебно-методический комплекс дисциплины «регулирование деятельности... 1 356.74kb.
Методические указания для преподавателя, методические указания для... 4 922.8kb.
Методические рекомендации по подготовке и оформлению рефератов для... 1 168.32kb.
Руководство пользователя схема соединений. Вытяжной зонт UltraVent® 1 109.88kb.
- 4 1234.94kb.
Учебно-методические материалы и задания для самопроверки для студентов заочного отделения - страница №1/2






УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

для студентов заочного отделения специальности

1-70 04 02 «Теплогазоснабжение, вентиляция и охрана

воздушного бассейна» для самостоятельной практической

подготовки по дисциплине «Вентиляция»
Вместо выполнения контрольной работы по дисциплине «Вентиляция» Вы должны самостоятельно освоить темы для практического изучения и научиться выполнять задания, приведенные в данных учебно-методических материалах.

Во время летней сессии для получения зачёта по дисциплине вам необходимо будет выполнить контрольные задания, а также ответить на вопросы к зачету по дисциплине «Вентиляция», приведенные в учебно-методических материалах.

ВВЕДЕНИЕ
Учебно-методические материалы к проведению практических занятий содержат 4 раздела. Первый и второй разделы содержат описание конструктивного исполнения и применения местных отсосов – зонтов, зонтов-козырьков, бортовых отсосов без передувки и активированных передувкой.

В этих разделах приводятся исходные данные и порядок расчета четырех задач по определению расходов воздуха и размеров вышеуказанных местных отсосов.

В разделе 3 рассматриваются вопросы расчета воздухообмена помещений и приводятся исходные данные и порядок расчета задачи № 5, в которой нужно определить воздухообмен производственного помещения с недостатками теплоты.

Четвертый раздел посвящен рассмотрению вопросов аварийной вентиляции во взрывоопасных помещениях и помещениях с токсичными вредностями. Задача № 6 позволяет определить производительность вытяжной аварийной вентиляции в зависимости от характера выделяющихся вредностей.

На практических занятиях студент должен решить задачи в соответствии с номером варианта.
1 ВЫТЯЖНЫЕ ЗОНТЫ И ЗОНТЫ - КОЗЫРЬКИ
Вытяжные зонты и зонты-козырьки относятся к местным отсосам открытого типа, широко применяемым в вентиляции. При помощи местных отсосов обеспечивается улавливание вредностей у места их образования. При таком способе вентилирования помещений достигаются высокие технико-экономические показатели вентиляции при минимальных воздухообменах.

Вытяжным зонтом называется местный отсос, имеющий форму усеченного конуса или пирамиды и располагающийся обычно над тепловым источником на некотором расстоянии от него. Угол раскрытия зонта принимается не более 60 , так как при большей величине наблюдается значительная неравномерность поля скоростей по всасывающему сечению зонта.





Рис.2. Зонт-козырек у загрузочного отверстия электрической печи сопротивления


Рис. 1. Вытяжной зонт над конвективным источником теплоты

Вытяжные зонты-козырьки устанавливают над рабочими отверстиями термических и кузнечных печей, сушил и другого подобного им оборудования для удаления выбивающихся из этого оборудования газов. Необходимо учитывать, что рабочее отверстие технологического оборудования, использующего электрическую энергию, находится под переменным давлением, в результате чего через нижнюю часть отверстия в оборудование входит воздух, а через верхнюю – наружу выходят горячие газы.


Задача № 1. Рассчитать зонт над конвективным источником теплоты.
Исходные данные (таблица 1): размер теплового источника в плане, м, А – длина и Б – ширина; температура поверхности источника теплоты , С; расстояние от верха источника теплоты до нижнего сечения зонта z, м; отношение площади сечения зонта к площади теплового источника в плане gif" align=absmiddle width="50px" height="21px">; скорость воздуха в узком сечении зонта , м/с. Температуру внутреннего воздуха принять 20С для всех вариантов.

Определить: объем удаляемого зонтом воздуха, м3/ч; размеры зонта: длину Аз, ширину Бз, м, и высоту hз, м; скорость воздуха в приемном сечении зонта Vсеч, м/с.
Таблица 1 – Исходные данные для расчета зонта над конвективным источником теплоты к задаче 1

№ варианта

Размеры теплоисточника, м

Температура поверхности теплоисточника , С

Расстояние от верха теплоисточника до зонта z, м

Соотношение

Скорость воздуха в усеченном сечении зонта , м/с

ширина Б

длина А

1

2

3

4

5

6

7

1

0,5

0,5

60

1,80

1,20

6

2

0,5

0,75

70

1,85

1,25

7

3

0,5

1,00

80

1,95

1,30

8

4

0,5

1,25

90

1,95

1,35

9

5

0,5

1,50

100

2,00

1,40

10

6

0,75

0,75

110

2,05

1,45

6

7

0,75

1,00

120

2,10

1,50

7

8

0,75

1,25

130

2,15

1,20

8

9

0,75

1,50

140

2,20

1,25

9

10

0,75

1,75

150

2,25

1,30

10

11

1,0

1,00

160

2,30

1,35

6

12

1,0

1,25

170

2,35

1,40

7

13

1,0

1,30

180

2,40

1,45

8

14

1,0

1,75

190

2,45

1,50

9

15

1,00

2,00

200

2,50

1,20

10

16

0,50

1,50

200

2,00

1,25

6

17

0,75

1,50

190

2,05

1,30

7

18

1,00

1,50

180

2,10

1,35

8

19

1,25

1,50

170

2,15

1,40

9

20

1,50

1,50

160

2,20

1,45

10

21

0,75

1,75

150

2,25

1,50

6

22

1,00

1,75

140

2,30

1,20

7

23

1,25

1,75

130

2,35

1,25

8

24

1,50

1,75

120

2,40

1,30

9

25

1,75

1,75

110

2,45

1,35

10

26

1,00

2,00

100

2,50

1,40

6

27

1,25

2,00

90

2,55

1,45

7

28

1,50

2,00

80

2,60

1,50

8

29

1,75

2,00

70

2,65

1,20

9

30

2,00

2,00

60

2,70

1,25

10


Порядок расчета: 1. Конвективная составляющая источника теплоты определяется по формуле

, (1)

где – коэффициент теплоотдачи конвекцией, Вт/(м2С), для горизонтальных поверхностей



; (2)
Fц = АБ – площадь источника теплоты, м2; t = tпtв – избыточная температура источника теплоты, С.

Конвективная составляющая источника теплоты с учетом зависимости (2) может быть определена по формуле


, (3)
2. Объем удаляемого зонтом воздуха рассчитывается по формуле
. (4)
3. Размеры зонта равны:
длина зонта: ; (5)
ширина зонта: ; (6)
высота зонта при угле раскрытия 60: , (7)
где в – размер узкого сечения зонта, м, равный ; (8)
Тогда высота зонта с учетом (8) равна: ; (9)
4. Скорость воздуха vсеч , м/с, в приемном сечении зонта
; (10)
Пример 1. Рассчитать зонт над конвективным источником теплоты: определить объем удаляемого зонтом воздуха, м3/ч; размеры зонта: длину Аз, ширину Бз, м, и высоту hз, м; скорость воздуха в приемном сечении зонта Vсеч, м/с.
Исходные данные :

- размер теплового источника в плане 0,5×0,75 м;

- температура поверхности источника теплоты =70 С;

- расстояние от верха источника до нижнего сечения зонта z=1,85 м;

- отношение площади сечения зонта к площади теплового источника в плане =1,25;

- скорость воздуха в узком сечении зонта =7 м/с;

- температура внутреннего воздуха 20С.
Решение
1. Определим избыточную температуру и площадь источника теплоты:

t = tпtв =70-20=50С,


Fц = АБ =0,5×0,75=0,375 м2;
2. По формуле (2) найдем значение коэффициента теплоотдачи конвекцией для горизонтальных поверхностей
6,852 Вт/(м2С).
3. Конвективную составляющую источника теплоты определим по формуле (1)
Вт.
2. Объем удаляемого зонтом воздуха составит (4):
.
3. Определим размеры зонта по формулам (5), (6)и (9):
длина зонта:
ширина зонта:
высота зонта: .

4. Скорость воздуха в приемном сечении зонта составит (10) :





Задача № 2.

Рассчитать зонт-козырек у рабочего отверстия электрической термической печи (рис.2)



Исходные данные: размер рабочего отверстия, мм, ширина в и высота h; температура, С, воздуха рабочей зоны tв (для всех вариантов tв = 20 С), в рабочем пространстве печи tо и смеси воздуха и выбивающихся газов, удаляемой зонтом-козырьком tсм.

Определить: размеры зонта-козырька lз, вз, м, и объем воздуха, удаляемого им Lсм, м3/ч.
Таблица 2 – Исходные данные для расчета зонта-козырька к задаче 2.

№ варианта

Высота загрузочного отверстия, h, мм

Ширина загрузочного отверстия, в, мм

Температура в печи, tо, С

Температура смеси, tсм, С

1

4

5

6

7

1

400

600

500

80

2

450

700

550

80

3

500

800

600

80

4

550

900

650

80

5

600

950

700

80

6

650

950

750

150

7

700

10000

800

150

8

750

1000

850

150

9

800

1100

900

150

10

850

1100

950

150

11

800

1200

1000

300

12

400

700

1050

300

13

450

800

1100

300

14

500

900

1150

300

15

550

900

1200

300

16

600

1000

1250

300

17

650

1000

500

80

18

700

1100

550

80

19

750

1100

600

80

20

800

1200

650

80

21

850

1200

700

80

22

900

1300

750

150

23

1000

1400

800

150

24

500

800

850

150

25

600

900

900

150

26

700

1000

950

150

27

800

1100

1000

300

28

900

1200

1100

300

29

1000

1300

1200

300

30

1100

1400

1250

300


Порядок расчета:

1. Находим коэффициент к определяющий часть рабочего отверстия, работающего на приток, по формуле


) , (11)
где То = 273 + to и Тв = 273 + tв – абсолютная температура воздуха (газа), выбиваемого из печи и внутреннего, К.
2. Определяем высоту рабочего отверстия hв, м, работающего на приток:

hв = кh (12)
3. Находим среднее по высоте отверстия избыточное давление ∆р, Па, заставляющее газы выбиваться из печи:
, (13)
где – плотность воздуха, соответствующая температурам tв и to , кг/м3 определяется по формулам

; и ;

g = 9,81 м2/с – ускорение свободного падения;

4. Рассчитываем скорость выбивания воздуха vo , м/с, из рабочего отверстия по формуле
, (14)
5. Определим объемный расход воздуха Lo3/ч, выбиваемого из рабочего отверстия:
, (15)
6. Используя уравнение теплового баланса

находим расход смеси и заменяя отношение плотностей воздуха через отношение его абсолютных температур:
, (16)
где Tсм = 273 + t –абсолютная температура воздушной смеси, К; – плотность воздуха, соответствующая температуре tсм, кг/м3;

ср – удельная теплоемкость воздуха, 1 кДж/(кгС).

7. Рассчитываем площадь зонта-козырька Fв2, задаваясь скоростью воздуха в его рабочем сечении vз = (1-6) м/с, но не менее vо:


. (17)
8. Ширину зонта по конструктивным соображениям принимаем равной
. (18)
9. Определяем вылет зонта-козырька:

. (19)

Пример 2. Рассчитать зонт-козырек у рабочего отверстия электрической термической печи: определить размеры зонта-козырька lз, вз, м, и объем воздуха, удаляемого им Lсм, м3/ч.
Исходные данные: размер рабочего отверстия: ширина в=0,7м и высота h=0,45м; температура воздуха рабочей зоны (для всех вариантов tв = 20 С), в рабочем пространстве печи tо=550оС, смеси воздуха и выбивающихся газов, удаляемой зонтом-козырьком tсм=80оС.
Решение:

1. Определим абсолютную температуру воздуха (газа), выбиваемого из печи и внутреннего воздуха по формулам:


То = 273 + to=273+550=823 оК и Тв = 273 + tв = 273 + 20=293оК .

2. Зная абсолютную температуру воздуха (газа), выбиваемого из печи, и внутреннего воздуха по формуле (11) найдем коэффициент к определяющий часть рабочего отверстия, работающего на приток


.
3. По формуле (12) определяем высоту рабочего отверстия, работающего на приток:

hв =0,5852·0,45=0,2633м.

4. Определим значения плотностей воздуха, соответствующие температурам tв и to :


; и .
5. Находим среднее по высоте отверстия избыточное давление, заставляющее газы выбиваться из печи (13):

6. Рассчитываем скорость выбивания воздуха из рабочего отверстия по формуле (14)
.
5. Следовательно, объемный расход воздуха, выбиваемый из рабочего отверстия, составит (15):
.
6. Используя уравнение теплового баланса найдем расход смеси, заменяя отношение плотностей воздуха через отношение его абсолютных температур (16):
.
Tсм = 273 + t = 273+80=353 К. Tо = 273 + t = 273+550=823 К.
7. Рассчитываем площадь зонта-козырька ,задавшись скоростью воздуха в его рабочем сечении vз = 3 м/с по формуле (17):

8. Ширину зонта по конструктивным соображениям (18) принимаем равной
.

9. Определяем вылет зонта-козырька по формуле (19):



.

2 БОРТОВЫЕ ОТСОСЫ
Бортовой отсос – это местный щелевой отсос, занимающий промежуточное положение между отсосами "открытого" и "закрытого" типа. Воздухоприемная щель бортового отсоса располагается вдоль фронта вредных выделений в вертикальной (простые отсосы) или в горизонтальной (опрокинутые отсосы) плоскости. В некоторых случаях для более эффективного улавливания вредных выделений бортовой отсос снабжается поддувом воздуха (отсос с передувкой). Для уменьшения количества удаляемого через бортовой отсос воздуха поверхность испарения может быть укрыта пеной или различными плавающими телами, например пластмассовыми шариками диаметром 10-12 мм.

В настоящее время для нормализированных гальванических и травильных ванн применяются специальные опрокинутые одно- и двухбортовые отсосы без и с передувкой воздуха.


Задача № 3.

Рассчитать двухбортовой без передувки отсос от промышленной гальванической ванны.



Исходные данные (табл.3): размер ванны; температура раствора tр,С; технологический процесс и условия его проведения. Температура внутреннего воздуха помещения для всех вариантов tв =20 С.

Определить количество удаляемого через бортовой отсос воздуха L, м3/ч, и скорость воздуха в живом сечении отсоса v ,м/с.

Порядок расчета. Количество воздуха L, м3/ч, отсасываемого через двухбортовой отсос от нормализированной гальванической ванны, определяем по формуле:
, (20)
здесь Lo – количество удаляемого воздуха, м3/ч, при значении поправочных коэффициентов равных единице (табл. 4); kt – коэффициент, учитывающий разность температур раствора (см. табл. 3) и воздуха помещения tв, определяемый по табл.5; kТ – коэффициент, учитывающий токсичность и интенсивность выделения вредных веществ (табл. 6); k1, k2, k3 – коэффициенты, учитывающие соответственно наличие воздушного перемешивания в ванне, укрытие поверхности испарения плавающими телами, укрытие поверхности испарения пеной (для двухбортовых отсосов без передувки k1 =1,2, k2 = 0,75, k3 = 0,5).

2. Скорость воздуха в сечении бортового отсоса v, м/с, определяется по формуле


, (21)
где вщ – ширина щели отсоса, для всех вариантов вщ = 0,05 м, l – длина ванны, мм (см. табл.3)
Таблица 3 – Исходные данные для расчета бортовых отсосов к задаче 3, 4.

№ варианта

Технологический

процесс


Размер ванны (ширина, длина, мм)

Температура раствора, tр, С

Условия проведения технологического процесса

1

4

5

6

7

Процессы в растворах хромовой кислоты

1

Пассивирование стали

1000  1500

60

С воздушным перемешиванием без укрытия поверхности испарения

2

Травление стали

1000  2200

70

3

Снятие оксидной пленки

1200  1100

80

4

Анодирование алюминия

1000  1500

60

5

Анодирование магниевых сплавов

1000  2200

70

Процессы в растворах щелочи

6

Нейтрализация

1200  2200

70

С воздушным перемешиванием и укрытием поверхности испарения шариками

7

Химическое обезжиривание стали

1200  1500

75

8

Оксидирование стали

1200  1100

80

9

Травление алюминия

1200  1500

90

10

Травление магния

1200  2200

60

Процессы в цианистых растворах

11

Цинкование

1000  1500

50

С воздушным перемешиванием и укрытием поверхности испарения пеной

12

Меднение

1000  2200

60

13

Латунирование

1200  1100

70

14

Декапирование

1200  1500

80

15

Амальгамирование

1200  2200

90

16

Кадмирование

1000  2200

90

Без воздушного перемешивания, и укрытия поверхности испарения

17

Серебрение

1200  1100

80

18

Золочение

1200  1500

70

19

Электродекапирование

1200  2200

60

20

Декапирование

1000  2200

50

21

Латунирование

1000  2200

50

Без воздушного перемешивания, но с укрытием поверхности испарения шариками

22

Цинкование

1200  1100

70

23

Амальгамирование

1200  1500

60

24

Меднение

1200  2200

80

25

Кадмирование

1500  2200

60

26

Серебрение

1200  2200

50

Без воздушного перемешивания, но с укрытием поверхности испарения пеной

27

Золочение

1200  2200

50

28

Электродекапирование

1000  1500

90

29

Цинкование

1200  2200

90

30

Промывка в горячей воде

1200  2200

90

Таблица 4 – Расходы воздуха удаляемого , м3/ч, и подаваемого м3/ч, для нормализированных ванн, оборудованных двухбортовыми отсосами



Размер ванны в плане (ширина, длина), мм

Lо, м3/ч для отсоса

Lп , м3

без передувки

с передувкой

4

5

6

7

1000  1500

1450

1090

90

1000  2200

2180

1600

130

1200  1100

1320

1080

80

1200  1500

1860

1475

105

1200  2200

2760

2155

155

Таблица 5–Коэффициент учета разности температур раствора и воздуха помещения



Разность температур раствора и воздуха в помещении, С

Коэффициент для отсоса

без передувки

с передувкой

1

2

3

0

1,00

1,00

5

1,03

1,015

10

1,016

1,030

15

1,024

1,045

20

1,31

1,060

25

1,39

1,075

30

1,47

1,090

35

1,55

1,105

40

1,63

1,120

45

1,71

1,135

50

1,79

1,150

55

1,86

1,165

60

1,94

1,180

65

2,02

1,195

70

2,10

1,210

75

2,18

1,225

80

2,26

1,240

Таблица 6 – Коэффициент учета токсичности вредных веществ



Технологический процесс гальванопокрытий

Кт

1

2

Промывка в горячей воде

0,5

Обработка металлов (кроме алюминия и магния) в растворах щелочи (химическое обезжиривание, нейтрализация) , химическая обработка стали в растворах хромовой кислоты (пассивация, травление, снятие оксидной пленки и т.д.)

1,0

Анодирование алюминия и магниевых сплавов в растворах, содержащих хромовую кислоту; оксидирование стали, травление алюминия, магния в растворах щелочи

1,25

Цинкование, меднение, латунирование, декапирование и амальгамирование в цианистых растворах

1,6

Кадмирование, серебрение, золочение и электродека-пирование в цианистых растворах

2,0

Пример 3. Рассчитать двухбортовой без передува отсос от промышленной гальванической ванны: определить количество удаляемого через бортовой отсос воздуха L, м3/ч, и скорость воздуха в живом сечении отсоса v ,м/с.
Исходные данные:

- в ванной размерами 1000×2200 мм происходит травление стали;

- температура раствора tр=70С;

- температура внутреннего воздуха помещения tв =20 С.


Решение:

1. Количество воздуха, отсасываемого через двухбортовой отсос от нормализированной гальванической ванны, определяем по формуле (10)


.
По таблице 4 при размере ванны 1000×2200 мм расход воздуха составит Lo=2180 м3/ч. По таблице 5 /1/ при Δt=70-20=50 оС, kt=1,79 для ванны без передува. По таблице 6 /1/, для процесса травления стали kТ =1,0.
2. Скорость воздуха в сечении бортового отсоса определим по формуле (21)
.
Ширина щели отсоса, для всех вариантов вщ = 0,05 м, длина ванны, согласно варианта, равна l=2200 мм.
Задача № 4.

Рассчитать двухбортовой отсос с передувом воздуха от промышленной гальванической ванны.



Исходные данные: см. условие задачи № 3.

Определить расход удаляемого воздуха, расход воздуха на поддув, скорость воздуха в сечении отсоса.

Решение.1. Расход воздуха L , м3/ч, отсасываемого двубортовым отсосом с передувом воздуха от нормализированной гальванической ванны, определяем по формуле (11)
, (22)
где Lо - расход удаляемого воздуха, м3/ч, при значении коэффициента = 1 (см. табл.4);. - коэффициент, учитывающий разность температуры раствора tр и воздуха помещения tв для отсоса с передувом (см. табл. 5).

2. Расход воздуха, идущего на поддув, определяем по формуле (11)


, (23)
где Lп/ - расход воздуха, идущего на поддув при значении коэффициента =1 (см. табл.5).

3. Скорость воздуха в сечении отсоса v , м/с, находим по формуле (21).


следующая страница >>