Как высчитать сколько нужно воздуха в камере

14

3.2 Расчет расхода воздуха

При проектировании участков и цехов, в которых производится тепловая обработка продуктов, необходимо узнать количество воздуха подаваемого на тепловой аппарат или отводимого от него и его свойства.

Воздух в процессе конвективной сушки выполняет функции теплоносителя и влагопоглотителя. В естественных условиях он представляет собой влажный газ, состоящий из смеси сухих газов с парами воды в перегретом состоянии. Водяные пары в таком состоянии имеют температуру, превышающую температуру кипения воды при одном парциальном давлении.

В сушильной технике воздух представляется как смесь сухой части и перегретого водяного пара, т.е. как ненасыщенный газ. К нему с достаточной для технических расчетов точностью применимы термодинамические законы идеальных газов. К термодинамическим параметрам воздуха относятся влажность (абсолютная и относительная), плотность, объем и энтальпия.

Абсолютная влажность — масса водяного пара в 1 м 3 воздуха, которая равна плотности пара _п. Абсолютная влажность воздуха может возрастать до своего предела _н — плотности насыщенного пара. Дальнейшее увлажнение воздуха в данном объеме невозможно в связи с конденсацией водяного пара. Насыщенное состояние водяного пара может наступить либо при непрерывном испарении влаги, либо при постоянном охлаждении в замкнутом объеме воздуха. Температура при которой воздух данного состояния становится насыщенным, называется точкой росы t_{н .}

_н определяют по таблицам водяного пара М.П. Вукаловича либо рассчитывают по формуле Г.К. Филоненко:

В формуле (8.1) _н дано в г/м 3 . Относительная влажность  определяет степень насыщения воздуха паром:

где _п и _н -абсолютная влажность и плотность насыщенного воздуха, кг/м 3 ; h и h_н — парциальное давление водяного пара и насыщенного водяного пара, Па.

h_н рассчитывают по формуле Г.К. Филоненко:

Здесь h_н в мм рт. ст. При переводе в единицы СИ 1 мм рт.ст.=133,322 Па. Влагосодержание воздуха d выражается массой водяного пара, отнесенной к 1 кг сухого воздуха:

d = 622h / (B-h), (3.33)

где В- общее барометрическое давление, Па.

Для сухих топочных газов при полном горении:

d = 580 h/(B — h), (3.34)

где (В-h) — парциальное давление сухих газов, Па.

Объем влажного воздуха определяют по уравнению

V_в.в (3.35)

Плотность влажного воздуха можно рассчитать по формуле

_в.в. = 2,17, (3.36)

Энтальпия влажного воздуха I выражается в кДж/кг и характеризует состояние тела. Энатальпия влажного воздуха определяется из уравнения:

где I_с.в., I_п , i_п — энтальпия соответственно сухого воздуха, пара и перегретого пара в воздухе, кДж/кг;

с_с.в. — удельная теплоемкость сухого воздуха; с_с.в.= 1 кДж/(кг . К);

t — температура сухого воздуха, С.

i _п = 2500 + 1,875t, (3.38)

Энтальпию влажного воздуха можно рассчитать либо по уравнениям (8.8; 8.9), либо по уравнению

где с_в.в. — теплоемкость влажного воздуха:

При уваривании, обжаривании и бланшировании продуктов, от аппаратов, в которых осуществляются эти процессы, необходимо производить отсос паровоздушной смеси, при этом объем отсасываемого воздуха рассчитывается следующим образом:

где p — давление входящего пара, Па;

p_н — парциальное давление насыщенных водяных паров при температуре отсасываемого воздуха, Па ;

q_в — количество отсасываемого воздуха, кг/с ;

t_в — температура отсасываемого воздуха, К, принимается равной 85. 90С (в зависимости от высоты установки отсоса).

q_в = 0,01 D, где D — количество образовывающегося пара, кг/с. После процессов бланширования, обжаривания, горячего копчения продукция подвергается охлаждению с помощью воздуха и тогда общий расход воздуха для охлаждения можно рассчитать по формуле:

L = , кг/ч (3.42)

где W — количество испаряемой влаги, принимается равным 3 % от G , кг/ч;

G – масса продукции, поступившей на охлаждение, кг/ч ;

с — удельная теплоемкость продукции, кДж/(кг . град ) ;

t₁ и t₂ — начальная и конечная температура охлаждаемой продукции, К;

G_т — масса транспортных устройств, проходящих через охладитель в час, кг;

с_т — удельная теплоемкость материала (для стали с_т =0,482), кДж/(кг . К);

t₂ и t₁ — начальная и конечная температура транспортных устройств (принимается на 10 — 15 К больше температуры продукта);

Q_с — потери тепла во внешнюю среду, кДж/ч.

t_в и t_в — начальная температура воздуха и его температура на выходе, К.

d₁ и d₂ — влагосодержание воздуха поступающего и выходящего из охладителя, ч/кг.

I₁ и I₂ — энтальпия воздуха на входе и выходе из охладителя, кДж/кг. Далее определяется количество воздуха в объемных единицах. Необходимо уметь определять расход воздуха и в процессе сушки продукта. Известно, что количество влаги поступившей в агрегат с материалом и воздухом равно количеству влаги, оставшейся в материале и ушедшей с воздухом, значит

, (3.43)

где G₁ и G₂ — количество материала до и после сушки, кг/ч;

L — количество сухого воздуха, проходящего через агрегат, кг/ч ;

d₁ и d₂ — влагосодержание воздуха на входе и выходе агрегата, г/кг ;

₁ и ₂ — влажность материала до и после сушки, % .

Однако известно, что

W = , (3.44)

тогда, преобразовав уравнение (3.55) и (3.56) получим:

L = , (3.45)

Обозначив расход воздуха в кг на 1 кг испаряемой влаги через , т.е.

L/ W = , тогда получим

, (3.46)

Учитывая, что d₁ = d₀ , т. е. влагосодержанию воздуха при входе его в калорифер, то окончательно:

= 1000/(d₂ — d₀), (3.47)

Расход воздуха подаваемого в камеру охлаждения продукта определяется по формуле:

где  — плотность воздуха в камере, кг/м 3 ;

Q₀ – общий теплоприток в камеру, кВт;

i_k , i₁ – удельная энтальпия воздуха соответственно в камере и поступающего в камеру.

4.1. Определить объем отсасываемого воздуха из ленточного бланширователя, ширина которого 1.2 м, а длина 5 м. Подобрать вентилятор.

4.2. Определить объем отсасываемого воздуха из обжарочной печи при обжаривании рыбы, если известно, что производительность печи составляет 800 кг/ч, а истинный процент ужарки — 22 %. Подобрать вентилятор.

4.3. Определить расход воздуха для охлаждения обжаренной рыбы если на обжаривание поступает 800 кг/ч и рыба охлаждается до 40 0 С. Подобрать вентилятор.

4.4. Определить расход воздуха для охлаждения рыбы бланшированной в банках № 3 при производительности 140 б/ мин.

4.5. Определить расход воздуха на подсушку рыбы перед ее копчением (холодным, если известно, что сырье в количестве 1,5 т. поступило с влажностью 78% и было подсушено до влажности 66 %. Температура наружного воздуха составляла 0 0 С.

4.6.Определить расход воздуха на вяление 400кг рыбы с влагосодержанием 370 % , если известно, что температура наружного воздуха составляет плюс 48 0 С.

Расчет количества воздуха для камер

– коэффициент загрузки в течение суток; для установок с продолжительностью непрерывной работы 1 ч и более принимается равным 1, а для установок с продолжительностью периодов непрерывной работы менее 1 ч рассчитывается по формуле:

где – суммарная продолжительность работы установки в течение суток, ч;

– температура воздуха, поступающего в камеру в наиболее теплый месяц года, о С; определяется как средняя по результатам трех замеров в течение месяца.

5.3 Для зарядных камер, м 3 /мин:

где – емкость аккумуляторной батареи, А·ч;

– число аккумуляторов в батарее;

– число одновременно заряженных аккумуляторных батарей.

При этом должно выполняться условие:

5.4 Пример расчета: выполним для электровозного гаража гор.I. Одновременно заряжаются одна аккумуляторная батарея 66ТЖНУ-250 и пять батарей 96ТЖН-350. Температура воздуха, поступающего в камеру, составляет +23°С.

По формуле (5.4) получаем:

Выполняем проверку по условию (5.5):

должно быть не меньше 30×6 = 180 м 3 /мин.

Принимаем = 180 м 3 /мин.

По остальным камерам приведены окончательные результаты расчетов (таблица 5.1).

Таблица 5.1 – Результаты расчетов по остальным камерам

РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА ВОЗДУХА ДЛЯ

ПОДДЕРЖИВАЕМЫХ ВЫРАБОТОК

6.1 Расчет для поддерживаемых выработок выполняется по их фактической газообильности с проверкой по скорости движения воздуха, м 3 /мин:

где – количество воздуха, подаваемое в поддерживаемую выработку, м 3 /мин;

– площадь поперечного сечения выработки в свету, м 2 ;

– минимальная скорость движения воздуха в выработке согласно ПБ, м/с; должна составлять 0,25 м/с для очистных (включая резервные) выработок и может быть принята равной 0,15 м/с для поддерживаемых подготовительных выработок; для конвейерных выработок вместо подставляется скорость 1,3 м/с.

Примечание. К поддерживаемым относятся резервные не дающие добычу выемочные участки и выработки, которые не используются ни для подачи свежего воздуха на выемочные участки, к забоям очистных и подготовительных выработок, в камеры, ни для отвода исходящих из них вентиляционных струй.

Для поддерживаемых подготовительных выработок длиной не более 30 м, в которых установлены перемычки с дверями, вместо расчета но минимальной скорости количество воздуха должно определяться по нормам утечек.

6.2 Количество воздуха для проветривания погашаемых выемочных участков в условиях Подмосковного бассейна принимается равным , а в других условиях определяется по газообильности участков в период погашения или, при отсутствии таких данных, принимается равным 0,5 ,где: – количество воздуха, необходимое для проветривания выемочного участка в период эксплуатации.

6.3 Пример расчёта: Расчеты выполнены по формуле (6.1), результаты расчетов приведены в таблице 6.1.

Таблица 6.1 – Результаты расчетов по всем поддерживаемым выработкам

Лавы № 6, 7, 10 – это подготовленные выемочные участки, каждый из которых представляет собой последовательное соединение ряда выработок. В этом случае расчет по допустимой скорости следует выполнять по выработке, для которой требуется максимальное количество воздуха, учитывая площадь поперечного сечения выработки и минимально допустимую скорость воздушной струи. Для лав № 6 и 7 – это очистные выработки и = 0,25 м/с, для лавы 11 – штрек и = 0,15 м/с.

Количество воздуха для проветривания погашаемых выработок определяем по фактическому метановыделению. Для лавы № 8 при м 3 /мин, = 0.

Расчет вентиляции для покрасочной камеры

Покрасочная камера служит для того, чтобы правильно окрашивать разнообразные металлические изделия, в том числе автомобили. Нанесение покрытия – непростой процесс, и, чтобы качество было максимальным, бокс должен быть смонтирован с учётом всех параметров. Один из главных показателей, которые помогают производительному функционированию, — это нормативное устройство вентиляции.

Важная проблема, возникающая на данном пути, — пары краски и растворителей. Поэтому для правильной организации рабочего пространства помещения необходимо сначала продумать все вентиляционные конструкции. Они должны выполнять функцию общего обмена, следовательно, вентиляция конструируется по приточно-вытяжному типу, а в нижней части, в полу, нужно сделать вытяжку с фильтрами. Зачастую она принимает вид утопленного пола с решётчатым основанием, которое создаётся на десять-пятнадцать сантиметров выше, чем уровень полового покрытия

Общеобменная система вентиляции

Проектирование общеобменной вентиляции окрасочного цеха должно выполняться в соответствии с требованиями заказчика, а также санитарно-гигиеническими нормами и нормами безопасности. В зависимости от ключевых особенностей предприятия, где планируется ее установка, можно выбирать из двух типов:

1. встроенная;
2. канальная.

Встроенный тип на предприятиях почти не используется, т.к. у него крайне низкая производительность. Подразумевает установку окна, направленного вовне. Через него впоследствии будет осуществляться воздухообмен.

Канальная система – более распространена. Конструкция предусматривает сеть каналов, которые равномерно распределены по всему помещению, включая каждую отдельную комнату. Может обустраиваться в потолке или стенах. Если цех большой, допускается установка на разных уровнях.

Общеобменную вентиляцию можно сделать:

1. механической;
2. естественной.

Естественная применяется только в случае работы совсем небольшого предприятия, равно как при условии самостоятельной вентиляции в каждой покрасочной камере. В остальных случаях лучше пользоваться механической системой. При ее проектировании предусматривается система нагнетания и отвода воздуха посредством установки и применения вентиляторов либо других подобных устройств. Кстати, такая система позволяет не только обновлять воздух, но и поддерживать другие микроклиматические условия (температура, влажность и т.д.).

Зона окраски с секционной вентиляцией

Зона окраски с секционной вентиляцией – отдельная система, которая используется на конкретном участке. Она обеспечивает воздухом определённые места. А также она занимается удалением воздуха, который предварительно загрязнился вредными выделениями от красильных веществ. Как правило, такая система оснащается качественными фильтрами, чтобы максимально защитить работников предприятия от вдыхания вредных выделений. Конструкция такой секционной вентиляции достаточно простая, поэтому она недорого обходится.

Как правило, на предприятиях используется оба типа вентиляций. Общая обновляет воздух во всех рабочих зонах, а секционная (или местная) отводит его из закрытых мест, в которых имеются вредные выделения разного рода, например, пары, газы, частицы пыли. Секционная вентиляция в бытовых условиях не применяется, только на производстве (исключение – кухонная вытяжка).

Как происходит работа камеры

Для равномерности покрытия и отсутствия дефектов в пространстве камеры необходимо создавать грамотно предусмотренные воздушные потоки. Соответственно, вентиляция и фильтрация лакокрасочных отходов являются важными опорными элементами для устройства бокса. Базовый принцип работы состоит в том, что в одно и то же время выполнялись такие процедуры, как подача воздуха, удаление его, поступление чистого воздуха извне, а также выброс отработанной и очищенной атмосферы камеры вовне.

Воздушные массы, поступающие снаружи, проходят пылеочистку, а атмосферная струя, выходящая из камеры во внешнюю среду, очищается от окрасочного тумана, и для этого также используется особый фильтр. Воздух внутри помещения может циркулировать, выходить наружу или же подаваться прямым током.

Как правильно рассчитать систему вентиляции

Для слаженного функционирования системы нужно сделать точный расчёт вентиляции внутри камеры, где происходит процесс окраски, так как нужно предотвратить скопление красочной пыли и летучих паров в боксе, обеспечить безопасность оператора и прекрасное качество поверхности авто. Кроме названных причин, предотвращается ещё и возможность возгорания и взрывоопасной ситуации.

Калькуляция затруднена потому, что размеры у всех изделий разные, следовательно, и величина расхода воздуха не будет постоянной. Для маленьких предметов кратность воздухообмена равна приблизительно пяти циклам в час, а вот для окрашивания автомобиля нужно до ста и более раз.

Вентиляционная схема покрасочных камер приблизительно одинакова. В нее входит подача воздушных масс, выброс их наружу и возобновление цикла, то есть рециркулирование. Материальное осуществление воздушного обмена – всегда два вентилятора. Главное – правильно подобрать их параметры в соответствии с тем типом циркуляции, который необходим.

Рассчитать показатель вытяжки камеры для окрашивания деталей достаточно просто: необходимо лишь воспользоваться определенной формой. В качестве постоянной единицы используется скорость потока воздушных масс на территории рабочего пространства. В качественной окрасочной камере оптимальная скорость воздушного потока должны быть не менее 0,25 м/с.

Формула для расчета вентиляции покрасочной камеры проста и понятна:

V(м 3 /ч) = v (м/с) * S (м 2 ) * 3600(с)

• V(м 3 /ч) – объем потока воздуха. Единица измеряется в кубических метрах в час.
• v (м/с) – скорость движения воздушных масс, которая измеряется в метрах в секунду. Это значение равняется 0,25м/с.
• S (м 2 ) – пространство камеры для окрашивания, измеряется в квадратных метрах.
• 3600(с) – значение, которое показывает количество секунд в одном часе.

Глядя на формулу, приходит понимание, что увеличение пространства неизбежно приводит к тому, что увеличивается поток воздуха. Все эти манипуляции становятся причиной необходимости увеличения габаритов и мощности вентиляторов и других элементов вентиляционной системы.

Вышеперечисленные факторы оказывают влияние не только на стоимость оборудования, но и становятся причиной роста затрат электрической энергии.

Расчёт производительности для вентиляторов

Стандартный воздухообмен в камере – 20 тыс. кубометров в час. Это гарантирует как высококачественное окрашивание, так и безопасность работы. Для каждого помещения поток рассчитывается отдельно, при этом необходимо знать размеры пространства, а также кратность воздухообмена (не меньше сорока раз в час). Если мы перемножаем эти параметры, то получаем интенсивность воздушного потока для конкретной камеры.

Для двух вентиляторов (приточного и вытяжного) нужно вычислить производительность и давление. Для этого, как правило, используются соответствующие графики.

Пол – одна из необходимых составляющих процесса правильной циркуляции воздушных масс. Для выхода использованного воздуха внизу прокладываются траншеи; потом их закрывают металлическими решётками. Туда устанавливаются вентилятор для вытяжки, а также фильтры.

Обеспечение безопасности во время функционирования вентиляции

Безопасность людей, работающих в покрасочной камеры, можно предусмотреть с помощью:

• установки обратных защищенных от взрыва клапанов на воздуховоды;
• учёта видов примесей, которые создаются в процессе работы;
• размещением вытяжек в нужных местах.

Если вследствие работы происходит выброс лёгких паров, то проект вентиляции создаётся с учётом того, что одна третья часть воздуха выбрасывается из нижней камеры, а остальное выходит из верхней. Необходимость обратного воздухообмена возникает, когда парообразные примеси оказываются тяжелее, чем воздух, вследствие чего они оседают внизу. Местные вытяжки размещаются там, где есть струйная окраска, стенды и столы, а также ванны для окраски.

Таковы расчёты по устройству вентиляции; от правильного выполнения всех вычислений зависит не только работоспособность всей системы, но и здоровье людей.

Как рассчитать воздухообмен в камере

Эта статья предназначается для специалистов автосервиса и производств, которые поставили перед собой цель приобрести окрасочно-сушильную камеру для окраски автомобилей или для промышленной окраски, но при обилии информации в безграничных просторах Интернета не смогли разобраться в особенностях моделей и раскусить уловки не порядочных продавцов. В этой статье мы попробуем развеять мифы, которые выдумываются продавцами, и укажем моменты, на какие надо обращать особое внимание, а какие просто игнорировать.

Мы не будем касаться принципов работы окрасочно-сушильных камер т.к. он един и в том же интернете очень много хороших описаний. В данной статье мы хотим обратить Ваше внимание на такой параметр как кратность воздухообмена и скорость воздушного потока.

Минимальные требования к окрасочным камерам:

Скорость воздушного потока в камере не менее 0,15 м/сек. (пустая камера)

Скорость воздушного потока в камере не менее 0,25 м/сек. (с изделием)

Кратность обмена воздуха не менее 120 раз

Итак, возьмем окрасочно-сушильную камеру со следующими размерами:

Внутренние размеры камеры:

— ширина 5,0м

— высота 4,2м

Исходные данные для расчета

— площадь окрашиваемого изделия 7,7 м²

— S1площадь пустой камеры (длина х ширина) = 30 м²;

— S2площадь камеры с изделием (30 м²-7,7м²) = 22,3м²

— L воздухообмен: =25000 м³/час

Расчёт кратности воздухообмена:

Vкамеры (длина х ширина х высота) = 6 х 5 х 4,2 = 126м³

L=25000 м³/час

L/ Vкамеры = 25000 м³/час / 126 м³ = 198,41 раза в час

Расчет скорости воздушного потока в пустой камере:

V скорость =L / S1 = (25000 м³/час) / (30м²) = 833,33 м/час

переводим значение в м/сек (3600 количество сек в одном часе)

V= 833,33м/с / 3600с = 0,23 м/сек

Расчет скорости воздушного потока в камере с изделием:

Vскорость =L / S2 = (25000 м³/час) / (22,3м²) = 1121,07м/час

переводим значение в м/сек (3600 количество сек в одном часе)

V= (1121,07 м/час) / (3600с) = 0,31 м/сек*

* данная величина может меняться в зависимости от размеров изделия, но не может быть меньше показателя в пустой камере.

Важно: хочу обратить Ваше внимание на то, что данный расчет применим только к окрасочным камерам снабженными вентиляторами, как в приточном, так и в вытяжном блоке равной производительностью.

В этой статье мы затронули основные вопросы, возникаемые при выборе окрасочной камеры. Если вопросы остались — звоните и мы всегда поможем.

С уважением,

Смотрите также: