Технологические системы в сервисе

 

Расход приточного воздуха определяется видом ассимилируемых вентиляций вредностей теплоизбытков или загозованности (влагоизбытки и загозованность в этом случае не рассматривается).

Расчетные зависимости  для определения расхода приточного воздуха представлены в таблице 3.

Таблица 3

Расход приточного воздуха

Вид вредностей	Зависимость для вычисления расхода, L, м3/ч	Зависимость для вычисления составляющих
Теплоизбытки	Qn/[c(ty-tn)p] = =1738.3/[1(28-18]0.435=7561.6	Qn=åQi=Qоб+Qn+Qосв+Qз=1738.3 Qоб=3,6Pпотр=3.6*220=792 Qn=Q’nnn=180*4=720 Qоса=3,6AF=3.6*4.5*6=97.2 Qз=3,6kPад(1-h)/h= =3.6*0.2*380(1-0.78)/0.78=77.1 W=Wоб+Wn=2.7+0.8=3.5 Wn=wnn=0.2*4=0.8
2. Тепло – и влагоизбытки	Qn/[(iy-in)p]= =1738.3/[1(46.7-44.2)0.435=1890.4 Wn/[(dy-dn)p]= =0.8/[(2.4-1.5)0.435]=0.3132
3. Вредные газовыделения	M/(Ky-Kn)= =0.3253/(0.6-0.3)=1.084	M=Mута=KзKpVпн(m/T)1/2=1*0.182*126=103.3 Mсн=dвKc(P/370)1/2= =12*0.0002(6.88*105/370)1/2=0.3253 Mпр=AnmFn/100=60*12*8/100=57.6

 

Где:   Q_n – полные тепловыделения в рабочую зону,

 кДж/ч (Вт); Q_об – теплоизбытки от технического оборудования, кДж/ч

Р_потр – потребляемая мощность, Вт;

Q’_n – теплоизбытки от одного человека, 150….350 Вт (540…1250 

 кДж/ч);

n_n – число людей, работающих в смене;

 Q_n – теплоизбытки от людей, кДж/ч;

Q_оса – теплоизбытки от свещения, кДж/ч;

А – удельный теплоприток в секунду, Вт/(м²с) (для производственных помещений А=4,5, для складских – А=1 Вт/(м²с));

Qз – теплоизбытки от работающих электродвигателей, кДж/ч;

Р_ад – установленная мощность, электродвигателя, Вт;

к – коэффициент, учитывающий одновременность работы, загрузку и тип электродвигателя, к=0.2…0.3;

h - к.п.д. электродвигателя;

W – влагоизбытки, w - влаговыделения от одного человека, (при температуре воздуха в помещении t=22…28С° - w=0.1…0.25 кг/ч);

W_n – влаговыделение от людей, кг/ч;

W_об – влаговыделения от оборудования, определяемое по справочникам, кг/ч;

М_уто – количество вредных веществ, поступающих в помещение в результате утечек через неплотности технологического оборудования, кг/ч;

К_з – коэффициент запаса, характеризующий состояние оборудования, К_з = 1….2;

К_р – коэффициент, зависящий от давления газов или паров в технологическом оборудовании.

 

Р, Па	менее 1,96*105	1,97*105	до 6,88*105
Кр	0,121	0,166	0,182

 

V_вн – внутренний объем технологического оборудования и трубопроводов, находящихся под давлением, м³;

m - относительная молекулярная масса газов или паров в аппаратуре (для трихлорэтилена m =118);

Т – абсолютная температура  газов или паров, °К (273+t°С)

М_сн – массовый расход (утечки) вредных веществ через сальники насосов, кг/ч;

d_в – диаметр вала или штока, мм;

К_с – коэффициент, учитывающий состояние сальников и степень токсичности вещества, К_с = 0.0002…….0.0003;

Р – давление, развиваемое  насосом, Па;

М_пр – массовый расход паров растворителей;

А_л – расход лакокрасочных материалов в граммах на 1 м² площади поверхности , г/м²

m – содержание в краске летучих растворителей, % (см. табл.);

F_и – площадь поверхности изделия, окрашиваемая или лакируемая за 1 час, м²;

 

Материал	Способ покрытия	Ал, г/м2	м, %
Бесцветный аэролак	Кистью	200	92
Нитрошпаклевка	Кистью	100….180	35….10
Нитроклей	Кистью	160	80….5
Цветные аэролаки и эмали	Кистью	180	75
Масляные лаки и эмали	Распылением	60…90	35

 

с – удельная теплоемкость воздуха, с=1кДж/(кгК);

t_n, t_y – температура воздуха, подаваемого в помещении или удаляемого, °С; р – плотность воздуха, кг/м³;

i_n, i_y – теплосодержание  приточного или удаляемого воздуха, кДж/кг;

 

Теплосодержание приточного воздуха

 

Город	iп кДж/кг
Москва Санкт-Петербург Архангельск Мурманск Киев Владивосток	49,6 46,7 47,0 41,6 53,8 55,0

 

d_n, d_y – влагосодержание приточного или удаляемого воздуха, г/кг сухого воздуха;

К_n – концентрация вредных веществ в приточном воздухе, г/м³. Обычно принимаеться равной 30 % предельно допустимой концентрации (ПДК) данного вещества;

К_у – концентрация вредных веществ в удаляемом воздухе, принимается равной ПДК.

При выделении в воздух рабочей зоны нескольких вредных  веществ разноправного действия, воздухообмен для их нейтрализации вычисляется для каждого вредного вещества отдельно. 

При выделении в воздух рабочей зоны нескольких  вредных  веществ одноправленного действия., воздухообмен для их нейтрализации  вычисляется путем суммирования объемов воздуха для разбавления каждого вещества в отдельности до его ПДК, т.е. до К_i , определяемой по выражению:

 

åК_i/(ПДК)_i£1=0.5, тогда К_y = ПДК = К_i=0.5

 

5.2 Определение расхода воздуха, необходимого для удаления тепло – и влагоизбытков

 

Температура воздуха, подаваемого в помещение t_n = 21.1 °С; теплосодержание приточного воздуха, i_n = 50,4 кДж/кг, полные тепловыделения в помещении Q_n = 24900 кДж/кг=6423 Вт, влаговыделения в помещении W=1.78 кг/ч, объем помещения V=108 м³, вертикальное расстояние от пола до горизонтального отверстия всасывания вентилятора, Н=3,5 м.

Последовательность расчетов:

1. Определение температуры воздуха в помещении по выражению:

 

                                  t_р.э=t_n+(6….10°C)=21.2+6.7=27.9 °C

 

2. Определение удельных избытков тепла:

 

 

3. Определение температуры воздуха, удаляемого из помещения:

 

                                                      t_y=t_р.э+Δ(Н-2)

 

где: Δ – градиент температуры, °С/м

при q<16.8 Вт/м³- Δ = 0…0.3

        q=16.8…33.6 – Δ= 0.3….1.2

             q>33.6…..43.4 – Δ=0.8…1.5

Принимаем Δ=0.9°С/м, т.к q=57.34>33.6 Вт/м³, тогда t_y=30+0.9(4-2)=31.8°C.

 

4. Определение направления луча процесса изменения параметров приточного воздуха под воздействием тепло- и влагоизбытков:

а) вычисляем параметр: e=Q_H/W=24900/1.64=15182.9 кДж/кг.

5. Определение плотности воздуха р кг/м³ при t град.С, по выражению:

при температуре воздуха  поступающего в помещение t_n: r_n=353/273+t_p=1.19

при температуре наружного  воздуха t_H: r_n=353/273-t_H=1.34; r_y=353/273+t_y=1.28

6. Вычисляем расход воздуха, необходимый для нейтрализации тепловыделения, м³ч:

 

                       

 

и влаговыделенный

 

                       

7. Определение кратности вентиляционного воздухообмена, 1/ч

 

                                   1/ч

 

где: L_max – максимальный расход воздуха, необходимый для нейтрализации тепло- и влаговыделений, м³/ч

8. Вычисляем теплоту, уносимую с вентилируемым воздухом, по выражению:

 

Q_B=cr_yV(t_n-t_H)K_вв=0.28*1.2*112(24.5-22.4)=79.07

 

Где: с – удельная теплоемкость воздуха, с=0.28 (Вт*ч/кг*градС)

 

9. Вычисляем потери теплоты в Вт через ограждения (потолок, стены, двери и окна) помещения:

 

Q_O = (t_n-t_H)åК_ТF=(24.5-22.4)*1.17*25=21.85

 

10. Расчетная теплоотдача калорифера по формуле, Вт:

 

Q_к=Q_в+Q_O=79.07+21.85=100.92

 

11. Вычисляем мощность калорифера по формуле, Вт:

 

P_k=Q_k/h_k=100.92/0.9=112.12

 

12. Вычисляем суммарную поверхность нагрева калорифера по выражению, м²:

 

                           F_k=Q_k/K_n*Δt=100.92/23*2.25=1.95

 

Где: Δt – разность между средней температурой теплоносителя теплообменника и температурой воздуха в помещении., т.е. Δt=t_y-t_ср, где t_ср=(t_H-t_y)/2=21.3.

 

5.3 Подбор вентилятора и электродвигателя

 

Вентилятор подбирается  в соответствии с подсчитанными  общим расходом воздуха  L, м³/ч и общий потерей давления åP_i, Па.

а) определение параметров вентилятора

Наиболее современными и экономическими являются центробежные (радиальные) вентиляторы типа Ц4-70.

б) Определение мощности электродвигателя для привода вентилятора

 

Р_эд=LåP₁K_з /(3600*1000*h_вh_пh_р), кВт.

 

Где: К_з – коэффициент запаса = 1.25.

h_в – к.п.д. вентилятора = 0.8

  h_п – к.п.д. учитывающий механические потери в подшипниках вентилятора=0.95

h_р – к.п.д., учитывающий механические потери в передаче от вентилятора и двигателя =0.9.

При  åP₁=Р получим для выбранного вентилятора мощность электродвигателя: Р_эд.= 2500*750*1.25/3600*1000*0.8*0.95*0.9=0.95 кВт.

5.4 Расчет надежности  оборудования (системы)

Общие теоретические  основы деятельности

 

Надежность функционирования систем сервиса рассчитывают по известным показателям надежности их составных частей и подсистем. Для чего структуру систем сервиса представляют в виде так называемой «модели надежности», являющиеся функционально – структурной схемой параллельного, последовательного и параллельно – последовательного соединения подсистем и элементов.

            

 

Рис.2 Последовательно-параллельное соединение элементов

 

Рис.3 Параллельно-последовательное соединение элементов

 

Вероятность безотказной  работы для системы с последовательным соединением элементов вычисляется как произведение вероятностей отдельных элементов (подсистем), т.е. P_1-n=P₁*P₂*P₃….*P_n , где P_1-n – вероятность безотказной системы из «n» элементов, а P₁, P₂, ….P_n – вероятность безотказной работы одного «i» элемента.

Для системы с параллельными соединением элементов вероятность безотказной работы вычисляются по формуле: P_1-n=1-(1-P₁)*(1-P₂)*…

*(1-P_n).

Вероятность безотказной работы для  структуры с последовательно-параллельным соединением (рис.2) вычисляется по формуле: