III. Расчет вентиляционной установки для цеха.

Вентиляционные установки - устройства, обеспечивающие в помещении такое состояние воздушной среды, при котором человек чувствует себя нормально и микроклимат помещений не оказывает неблагоприятного действия на его здоровье.

Для обеспечения требуемого по санитарным нормам качества воздушной среды необходима постоянная смена воздуха в помещении; вместо удаляемого вводится свежий, после соответствующей обработки, воздух. В данном подразделе будет произведен расчет общеобменной вентиляции от избытков тепла. Общеобменная вентиляция - система, в которой воздухообмен, найденный из условий борьбы с вредностью, осуществляется путем подачи и вытяжки воздуха из всего помещения.

Системы отопления и системы кондиционирования следует устанавливать так, чтобы ни теплый, ни холодный воздух не направлялся на людей. На производстве рекомендуется создавать динамический климат с определенными перепадами показателей. Температура воздуха у поверхности пола и на уровне головы не должна отличаться более, чем на 5 градусов. В производственных помещениях помимо естественной вентиляции предусматривают приточно-вытяжную вентиляцию. Основным параметром, определяющим характеристики вентиляционной системы, является кратность обмена, т.е. сколько раз в час сменится воздух в цехе.

Количество вентиляционного воздуха определяется по формуле

Vвент - объем воздуха, необходимый для обмена;

Vпом - объем рабочего помещения.

Для расчета примем следующие размеры рабочего помещения:

длина В = 30 м;

ширина А = 48 м;

высота Н = 9 м.

Соответственно объем помещения равен:

Vпомещ = А*В*H = 12960 м3

Необходимый для обмена объем воздуха Vвент определим исходя из уравнения теплового баланса:

Vвент * С( tуход - tприход ) * Y = 3600 * Qизбыт

Qизбыт - избыточная теплота (Вт);

С = 1000 - удельная теплопроводность воздуха (Дж/кгК);

Y = 1.2 - плотность воздуха (мг/см).

Температура уходящего воздуха определяется по формуле:

tуход = tр.м. + (Н - 2 )t , где

t = 2°С - превышение t на 1м высоты помещения;

tр.м. = 22°С - температура на рабочем месте;

Н = 9 м - высота помещения;

tприход = 18 градусов.

tуход = 22 + (9 - 2)*2 = 36

Qизбыт = Qизб.1 + Qизб.2 + Qизб.3 , где

Qизб. - избыток тепла от электрооборудования и освещения.

Qизб.1 = Е * р , где

Е - коэффициент потерь электроэнергии на теплоотвод ( Е=0.55 для освещения);

р - мощность, р = 700 Вт * 32 = 22400 Вт.

Qизб.1 = 0.55 * 22400=12320 Вт

Qизб.2 - теплопоступление от солнечной радиации,

Qизб.2 =m * S * k * Qc , где

m - число окон, примем m = 20;

S - площадь окна, S = 1,8 * 2 = 3.6 м2;

k - коэффициент, учитывающий остекление. Для двойного остекления

k = 0.6;

Qc = 127 Вт/м - теплопоступление от окон.

Qизб.2 = 3.6 * 20 * 0.6 * 127 = 5486 Вт

Qизб.3 - тепловыделения людей

Qизб.3 = n * q, где

q = 15 Вт/чел. , n - число людей в смене, например, n = 40

Qизб.3 = 40 * 80 = 3200 Вт

Qизбыт = 12320 + 5486 + 3200 = 21006 Вт

Из уравнения теплового баланса следует:

Vвентм3

Оптимальным вариантом является кондиционирование воздуха, т.е. автоматическое поддержание его состояния в помещении в соответствии с определенными требованиями (заданная температура, влажность, подвижность воздуха) независимо от изменения состояния наружного воздуха и условий в самом помещении.

Определяем необходимую кратность воздухообмена:

где Vпом = n * Sчел * Н , (11.15)

n=40 - число людей в помещении;

Sчел - площадь производственного помещения, приходящаяся на 1 человека (по нормам для работы в цехе Sчел=6 м) ;

Н =4 м - высота помещения.

Кратность воздухообмена:

Произведем подбор вентилятора по аэродинамическим характеристикам и специальным номограммам

Исходными данными для выбора вентилятора являются:

- расчетная производительность вентилятора:

Vрасч = 1.1 * Vвент = 1.1*3858 = 4244 м /ч, (11.16)

где 1.1 - коэффициент, учитывающий утечки и подсосы воздуха.

- напор (полное давление), обеспечиваемый вентилятором:

Hв = 10*v/2 * Y , (11.17)

где Y=1.3 кг/м - плотность воздуха,

v - окружная скорость вентилятора; ограничивается предельно допустимым уровнем шума в помещении.

Для центробежных вентиляторов низкого для цеховых помещений v должна быть не менее 35 м/с. Для расчета

примем v=40 м/с.

Тогда Hв = 10*40/2 * 1,3 = 26 Па.

По исходным данным выбираем центробежный вентилятор низкого давления Ц4-70N5. По номограммам определяем его характеристики:

- число оборотов - 1000 об/мин;

- КПД вентилятора - 0.8.

Необходимая установочная мощность электродвигателя:

Вт

где η - КПД вентилятора.

IV. Расчет грузоподъемного механизма.

Электрические подъёмные краны - это устройства служащие для вертикального и горизонтального перемещения грузов. Подвижная металлическая конструкция с расположенной на ней подъемной лебёдкой являются основными элементами подъёмного крана. Механизм подъемной лебёдки приводится в действие электрическим двигателем.

Подъемный кран представляет собой грузоподъемную машину циклического действия, предназначенную для подъема и перемещения груза, удерживаемого грузозахватным устройством (крюк, грейфер). Он является наиболее распространенной грузоподъемной машиной, имеющей весьма разнообразное конструктивное исполнение и назначение.

Мостовой кран (рис. 4.1) представляет собой мост, перемещающейся по крановым путям на ходовых колесах, которые установлены на концевых балках. Пути укладываются на подкрановые балки, опирающиеся на выступы верхней части колонны цеха. Механизм передвижения крана установлен на мосту крана. Управление всеми механизмами происходит из кабины прикрепленной к мосту крана. Питание электродвигателей осуществляется по цеховым троллеям. Для подвода электроэнергии применяют токосъемы скользящего типа, прикрепленные к металлоконструкции крана. В современных конструкциях мостовых кранов токопровод осуществляется с помощью гибкого кабеля. Привод ходовых колес осуществляется от электродвигателя через редуктор и трансмиссионный вал.

Рисунок 4.1 – Общий вид мостового крана.

Любой современный грузоподъемный кран в соответствии с требованиями безопасности, может иметь для каждого рабочего движения в трех плоскостях, следующие самостоятельные механизмы: механизм подъема - опускания груза, механизм передвижения крана в горизонтальной плоскости и механизмы обслуживания зоны работы крана (передвижения тележки).