Tiểu luận Thiết kế hệ thống thông gió tản nhiệt và khử khói bụi cho hầm tầng 2 để xe trường ĐH Công nghiệp TPHCM

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HỒ CHÍ MINH cïd TIỂU LUẬN: GVHD: ĐHNL3 _ NHóm:2 Bùi Trung Thành SVTH : 1) Trần Hùng Cường MSSV: 0772891 5) Trần Anh Tài MSSV: 0771471 8) Lê Xuân Tuấn MSSV: 0772337 Tp Hồ Chí Minh 13/04/2009 Nhận xét giảng viên TP Hồ Chí Minh, ngày 13 tháng 04năm 2009 Trang Chương 1: Tổng quan công trình 1.1 Giới thiệu công trình Chương 2: Yêu cầu hệ thống thông gió lựa chọn thông số tính toán I Yêu cầu hệ thống thông gió II Lựa chọn thông số tính toán 2.1 Chọn thông số 2.1.1 Cấp điều hòa 2.1.2 Các thông số vi khí hậu 2.1.3 Các thông số phục vụ trình tính nhiệt thừa số thông số khác Chương 3: Tính suất thông gió 3.1 Tính nhiệt thừa 3.1.1 Tính nhiệt máy móc tỏa 3.1.2 Nhiệt tỏa từ đèn chiếu sáng 3.1.3 Nhiệt tỏa người 3.2 Tính ẩm thừa 3.2.1 Ẩm thừa người tỏa 3.2.2 Ẩm bay từ sản phẩm 3.3 Lượng CO2 người xe thải 3.3.1 Lượng CO2 người thải 3.3.2 Lượng CO2 xe thải 10 3.4 Lưu lượng cần thiết 10 3.4.1 Lưu lượng thải nhiệt thừa 10 3.4.2 Lưu lượng khử nước thừa 11 3.4.3 Lưu lượng khử khí CO2 11 Chương 4: Tính toán thông gió 11 4.1 Các thông số lựa chọn để tính toán thông gió 13 4.1.1 Bội số tuần hoàn 13 4.1.2 Phương pháp thiết kế đường ống thông gió 13 4.1.3 Chọn miệng gió 14 4.2 Thiết kế ống gió tiêu biểu 14 4.2.1 Thiết kế đường ống gió 14 4.2.2 Tính tổn thất để chọn quạt 16 4.2.2.1 Tổn thất ma sát 16 4.2.2.2 Tổn thất cục 18 4.2.2.3 Tổn thất thiết bị phụ 20 4.2.3 Tính chọn quạt 20 Chương 5: Thiết kế quạt 22 5.1 Thiết kế guồng 22 5.2Thiết kế vỏ quạt 24 Kết luận Lời mở đầu Điều hòa không khí, thông gió lĩnh vực quan trọng đời sống ngành công nghiệp khác Kinh tế xã hội phát triển nhu cầu điều kiện sinh hoạt làm việc người ngày cao Trong năm gần đây, kinh tế nước ta phát triển với tỉ lệ tăng trưởng đáng kể, bước đầu thực có hiệu công nghiệp hóa, đại hóa đất nước với phát triển nhu cầu thiết bị lạnh tăng theo nhanh chóng Việt nam thị trường đầy tiềm nhiều hãng sản xuất, kinh doanh máy thiết bị dùng cho hệ thống điều hòa không khí, thông gió Điều hòa không khí có vai trò quan trọng sức khỏe người sản xuất Để dần bước cải thiện điều kiện làm việc vệ sinh môi trường khu công nghiệp đô thị cần phải tích cực áp dụng biện pháp tổ chức ki thuật nhằm hạn chế giảm thiểu chất độc hại sinh trình sản xuất đời sống sinh hoạt người Trong công trình nhà văn hóa, cung thể thao, câu lạc bộ,triễn lãm, trưng bày… thường có lượng nhiệt ẩm khí CO2 toả lớn, để tạo cảm giác thoải mái đảm bảo yêu cầu vệ sinh cho người cần phải tổ chức hệ thống thông gió thổi không khí làm mát,”sạch” tới vùng làm việc.đối với phân xưởng có tỏa nhiều bụi khí độc hại việc tổ chức cung cấp không khí tới phải có hệ thống hút vận chuyển hổn hợp khí bụi độc hại phận thu gom, xử lý trước thải vào môi trường xung quanh Đối với đề tài “Thiết kế hệ thống thông gió, tản nhiệt khử khói bụi cho hầm tầng để xe trường ĐH Công Nghiệp TPHCM” chúng em trình bày vấn đề tính toán nhiệt, ẩm, lượng độc hại… tỏa hầm để xe trường ĐHCN TP.HCM Trên sở xác định lưu lượng khí cần thiết để khử nhiệt thừa, nước khí độc hại… tỏa công trình nêu lên số giải pháp tổ chức thông gió, chống nóng,hút bụi khí độc hại thiết bị công nghệ, trình bày hệ thống vận chuyển khí nén bụi, phế thải, thiết bị thu gom bụi, thiết bị loại bỏ khí độc hại khỏi dòng khí thải Đề tài gồm nội dung sau: Chương 1: Tổng quan công trình Chương 2: Yêu cầu hệ thống thông gió lựa chọn thông số tính toán Chương 3: Tính suất thông gió Chương 4: Tính toán thông gió Chương 5: Thiết kế quạt Mặc dù có nhiều cố gắng trình thực đề tài song không tránh khỏi thiếu sót, em mong góp ý quý thầy cô bạn đọc Em xin chân thành cảm ơn Chương 1: Tổng quan công trình Nhóm CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH 1.1 Giới thiệu công trình Hầm để xe trường ĐHCN TP.HCM kiến trúc gồm có tầng,và sân chơi cho sinh viên.Bốn mặt hầm để xe chủ yếu bao phủ lớp cỏ, không tiếp xúc trực tiếp với môi trường Công trình cửa thông khí trực tiếp với môi trường mà thông khí với môi trường qua lối vào-ra cầu thang thoát hiểm Đề tài nhóm Thiết kế hệ thống thông gió, tản nhiệt khử khói bụi cho hầm tầng hầm để xe nên chúng em nêu chi tiết không gian kiến trúc tầng 2: Coi tầng tách biệt với tầng 1, có thang thoát hiểm Không gian chức hình vẽ GVHD: Bùi Trung Thành Trang Chương 1: Tổng quan công trình Nhóm Hình1: mặt tầng hầm Đối với tầng hầm 2, bề dày sàn bêtông không đổi, 300mm 500mm (tại dầm) người ta không làm trần giả; đường ống lộ thiên làm tăng thêm nét độc đáo dễ dàng tiến hành bảo trì khu gửi xe tầng hầm (xem hình) Hình 2: Cấu trúc sàn tầng hầm Dưới không gian 3D mô hầm để xe tầng 2: GVHD: Bùi Trung Thành Trang Chương 2: Yêu cầu hệ thông thông gió lựa chọn thông số tính toán Nhóm YÊU CẦU HỆ THỐNG THÔNG GIÓ VÀ LỰA CHỌN THÔNG SỐ TÍNH TOÁN CHƯƠNG 2: I) Yêu cầu hệ thống thông gió Do hệ thống thông gió cho hầm để xe số người hoạt động bên đông, lượng nhiệt chất khí độc hại thải nhiều,…gây ảnh hưởng lớn đến sức khỏe sinh viên cần loại bỏ lượng nhiệt thừa chất khí độc hại này,cần phải thiết kế hệ thống thông gió tản nhiệt cho hệ thống phải đảm bảo số yêu cầu sau: - Quạt phải cung cấp đủ không khí nhằm mục đích giải lượng nhiệt thừa, đồng thời trung hòa lượng CO2 người xe thải ra,… - Hệ thống phải đảm bảo tính kinh tế lâu dài - Không khí phải đảm bảo chất lượng, phải lọc trước đưa II) Lựa chọn thông số tính toán 2.1 Chọn thông số 2.1.1 Cấp điều hòa Khi thiết kế hệ thống điều hòa không khí thông gió, việc phải lựa chọn cấp điều hòa cho hệ thống điều hòa không khí thông gió cần tính Cấp điều hòa không khí thông gió thể độ xác trạng thái không khí cần điều hòa công trình Có ba cấp sau: - Hệ thống thông gió cấp I có độ xác - Hệ thống thông gió cấp II có độ xác trung bình - Hệ thống thông gió cấp III có độ xác vừa phải Tùy vào trường hợp mà ta chọn cấp độ xác cao hay thấp Khi ta chọn cấp độ xác cao kéo theo giá thành trang thiết bị cao, ngược lại ta chọn cấp độ xác vừa phải giá thành trang thiết bị vừa phải Đối với hầm để xe trường Đại Học Công Nghiệp TP.HCM giống công trình bình thường khác nhà ở, văn phòng… không cần đòi hỏi độ xác cao, nghiêm ngặt khu GVHD: Bùi Trung Thành Trang Chương 2: Yêu cầu hệ thông thông gió lựa chọn thông số tính toán Nhóm máy tính liệu, phòng sạch… nên ta chọn cấp điều hòa không khí cấp III, cấp thấp phổ biến với thông số vi khí hậu cho phép chênh lệch phạm vi không 17ngày/năm 2.1.2 Các thông số vi khí hậu a) Nhiệt độ, độ ẩm không khí trời (tN, N ϕ ) Hệ thống thông gió hầm để xe ta chọn hệ thống cấp III Theo yêu cầu thiết kế công trình, ta có: t N = 300 C ;ϕ N = 80% Đối với khu tầng hầm ta giả thiết nhiệt độ không gian xung quanh có nhiệt độ t N = 300 C ;ϕ N = 80% b) Nhiệt độ, độ ẩm không khí hầm để xe ( tT vàϕT ) Nhiệt độ độ ẩm tương đối không khí phòng ký hiệu tT vàϕT ứng với trạng thái không khí phòng biểu diễn điểm T đồ thị không khí ẩm Việc chọn giá trị tT vàϕT phụ thuộc vào mùa năm c) Tốc độ không khí lưu chuyển phòng Tốc độ không khí luân chuyển hầm để xe phải thích hợp, không lớn nhiệt độ gió cấp vào phòng thấp để tránh làm cho người bị cảm lạnh không thấp không tạo cảm giác mát mẻ cho không gian hầm Với nhiệt độ hầm tT = 350 C tốc độ gió tra theo bảng ωk = 1,5m / s 2.1.3 Các thông số phục vụ trình tính nhiệt thừa, ẩm thừa số thông số khác - Các hệ số tính toán ktt hệ số không đồng thời kđt thành phần động cơ, thiết bị điện Q1; phụ tải đèn Q2 nhiệt người tỏa Q3 GVHD: Bùi Trung Thành Trang Chương 4: Tính toán thông gió Nhóm n  1470  H= H1   = 1.8   = 3.1(kPa) = 316 (mmH2O)  1120   n1  n =1470 v/ph Vậy quạt thuộc loại quạt quay tương đối nhanh GVHD: Bùi Trung Thành Trang21 Chương 5: Thiết kế quạt Nhóm CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ QUẠT 5.1 Thiết kế guồng - Đường kính guồng: Q 12.4 D = 3.53 = 3.53 = 0.7m 1470 n - Đường kính quồng: D 0.7 D = 1= = 1.1m m 0.65 - Để đảm bảo an toàn cho cách quạt ta chọn chiều dầy cánh: δ = 6mm - Độ dài cánh: - Bước cánh : t = Z - Số cánh: - Z= D − D 1.1 − 0.7 1= = 0.2m 2 n1 = π D2 π 1,1 = = 17.27 (cánh) t 0, Ta chọn số cánh quạt 20 Vận tốc cửa C = 2 gh d = 2.9,81.94,8 = 39, 4m / s 1, ρ Trong đó: hd=0,3.H = 0,3 316 = 94,8 mmH2O - Vận tốc đầu vào: 4Q 4.12, = = 32.23m / s C = π D π 0, - Vận tốc góc guồng động: ϖ= - π n π 1470 = = 154(rad / s ) 30 30 Tốc độ vòng đầu vào: GVHD: Bùi Trung Thành Trang 22 Chương 5: Thiết kế quạt Nhóm 0.7 U = ϖ R = 154 = 54(m / s ) 1 - tốc độ vòng đầu ra: 1.1 U = ϖ R = 154 = 85(m / s ) 2 - Để quạt hoạt động tốt nhất, kinh tế nhất: ta chọn góc C1 với U1 900 ⇔ α = 90o - Vận tốc tương đối: W1 = C12 + U12 = 32.232 + 542 = 63 (m/s) W2 = C22 + U 22 = 39.4 + 852 = 93.7 (m/s) - Vân tốc pháp tuyết: Cr = C1 = 32.23 (m/s) - Vân tốc tiếp tuyến Ct = - Tam giác vận tốc cửa vào: Do thực tế Cr thường không đổi thay đổi nên ta xem Cr1 =Cr2 = 32.23 (m/s) - Góc hợp C2 với U2 C 32.23 = 0.8 sin α = r = C2 39.4 ⇒ α = 55o ⇒ Ct2 =C2cos α = 39,4 cos55 = 22.6 - Góc không khí cửa vào: U β = arcsin = 31o W1 R1cos β1 = R2cos β ⇒ β =57 GVHD: Bùi Trung Thành o Trang 23 Chương 5: Thiết kế quạt b= Nhóm Chiều rộng guồng động: Q (π D1 − δ n1 ) C −ϕ u 2 1 = 12.4 (π 0, 71 − 0, 006.20 ) 32, 232 − 0, 2.54 b = 0,25 m 5.2 Thiết kế vỏ quạt - Theo vị trí không gian đặt quạt ta chọn vỏ quạt ly tâm quay phải - Diện tích miệng đẩy: F= - Q 12.4 = = 0.3m2 C 39.4 Độ dài cạnh miệng đẩy vuông GVHD: Bùi Trung Thành B0 = F =0.55 m Trang 24 Chương 5: Thiết kế quạt - Nhóm Khoảng cách guồng động cửa hút: δ1 ≤ 0.01D2 ⇔ δ1 ≤ 11(mm) - Độ mở vỏ quạt: A= - D1 = 0.73(m) Chiều rộng vỏ quạt: B = 0.885D1 = 0.6195m - Các kích thước khác quạt: a= A = 0.18m rk = D2 = 0.55m r1 = rk + 0.5a = 0.64 (m) r2 = rk + 3/2a = 0.82 (m) r3 = rk + 5/2a = 1(m) r4 = rk + 7/2a = 1.18 (m) S1 = r1 + 0.5a = 0.73 (m) S2 = r2 + 0.5a = 0.91 (m) S3 = r3 + 0.5a = 1.09 (m) S4 = r4 + 0.5a = 1.27 (m) GVHD: Bùi Trung Thành Trang 25 Chương 5: Thiết kế quạt Nhóm Hình : kích thước vỏ quạt: Thông số quạt: - Tổng lưu lượng quạt cần cung cấp: Q= 44640 m3/h - Tổng áp : H=316 mmH20 - Hiệu suất chung quạt: - Số vòng quay: n = 1470 vòng/phút - Công suất động cơ: N = GVHD: Bùi Trung Thành ∑η = 0.5 ρ gHQ = 92kW η 103 Trang 26 KẾT LUẬN Đề tài tiểu luận “Thiết kế hệ thống thông gió, tản nhiệt khử khói bụi cho hầm tầng để xe trường ĐH Công Nghiệp TPHCM” trình bày chi tiết cách tính toán thiết kế hệ thống thông gió cho tầng hầm Trong trình tính toán phức tạp kiến trúc công trình khảo sát thực tế công trình, thông số tính toán ban đầu xác chưa có kinh nghiệm thực tế nên qua trình tính toán số thiếu sót hạn chế Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy Bùi Trung Thành hướng dẫn chúng em thời gian hoàn thành tiểu luận vừa qua Một số hình ảnh lắp đặt ống gió Hình ảnh thực tế Hình ảnh 3D ống gió Tài liệu tham khảo Lê Chí Hiệp, Kỹ thuật điều hoà không khí , Nhà xuất khoa học kỹ thuật 2001 Nguyễn Đức Lợi, Hướng dẫn thiết kế hệ thống điều hoà không khí, Nhà xuất khoa học kỹ thuật – 2003 Hoàng thị Hiền- Ts.Bùi Sỹ Lý, Thông gió, Nhà xuất xây dựng 4.Bùi Trung Thành, Bơm - Quạt - Máy nén [...]... vòng/phút - Công suất động cơ: N = GVHD: Bùi Trung Thành ∑η = 0.5 ρ gHQ = 92kW η 103 Trang 26 KẾT LUẬN Đề tài tiểu luận Thiết kế hệ thống thông gió, tản nhiệt và khử khói bụi cho hầm tầng 2 để xe trường ĐH Công Nghiệp TPHCM đã trình bày khá chi tiết về cách tính toán thiết kế một hệ thống thông gió cho tầng hầm Trong quá trình tính toán do sự phức tạp của kiến trúc công trình và sự khảo sát thực tế về công. .. bởi C2 với U2 là C 32. 23 = 0.8 sin α = r 2 = 2 C2 39.4 ⇒ α 2 = 55o ⇒ Ct2 =C2cos α 2 = 39,4 cos55 = 22 .6 - Góc ra của không khí tại cửa ra và vào: U β = arcsin 1 = 31o 1 W1 R1cos β1 = R2cos β 2 ⇒ β 2 =57 GVHD: Bùi Trung Thành o Trang 23 Chương 5: Thiết kế quạt b= Nhóm 2 Chiều rộng của guồng động: Q (π D1 − δ n1 ) C −ϕ u 2 1 2 2 1 1 = 12. 4 (π 0, 71 − 0, 006 .20 ) 32, 23 2 − 0, 4 2. 54 2 b = 0 ,25 m 5 .2 Thiết. .. thước cổ, kích thước ống gió, kích thước trần, kích thước mặt Với miệng gió hút khí thải cho tầng hầm ta chọn miệng gió RV-T-300x200-G1 có lưu lượng gió là 1715m3/h, tổn thất qua miệng gió là 15,2Pa Hình 4.1: Hình dạng và cấu tạo miệng gió RV 4 .2 Thiết kế ống gió tiêu biểu 4 .2. 1 Thiết kế đường ống gió Ta sẽ thiết kế tiêu biểu đường ống gió của một quạt hút gió thải ở tầng hầm 2 Thông số ban đầu như sau:... lớn nhất để thực hiện được cả 3 nhiệm vụ trên Max[Q] è Ta chọn Q = 30880 m3 / h làm lưu lượng cần để cấp cho hầm để xe để khử lượng nhiệt thừa, lượng ẩm và hơi-khí độc GVHD: Bùi Trung Thành Trang 12 Chương 4: Tính toán thông gió Nhóm 2 CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THÔNG GIÓ 4.1 Các thông số lựa chọn để tính toán thông gió 4.1.1 Bội số tuần hoàn Để tính toán thông gió ta cần xác định lưu lượng thông gió và chọn... 2: Yêu cầu hệ thông thông gió và lựa chọn thông số tính toán Nhóm 2 Bảng 2. 1: Hệ số tính toán và hệ số không đồng thời Hệ số tính toán ktt Hệ số không đồng thời Động cơ 1 1 Đèn - 0.9 Thành phần Nhiệt do người tỏa ra GVHD: Bùi Trung Thành Trang 5 Chương 3:Tính năng suất thông gió Nhóm 2 CHƯƠNG 3: TÍNH NĂNG SUẤT THÔNG GIÓ Chọn số người chuyển động vào trong hầm để xe là 80 người trong hầm thời gian cho. .. s ) 2 2 2 - Để quạt hoạt động tốt nhất, kinh tế nhất: ta chọn góc giữa C1 với U1 là 900 ⇔ α = 90o 1 - Vận tốc tương đối: W1 = C 12 + U 12 = 32. 2 32 + 5 42 = 63 (m/s) W2 = C 22 + U 22 = 39.4 2 + 8 52 = 93.7 (m/s) - Vân tốc pháp tuyết: Cr = C1 = 32. 23 (m/s) - Vân tốc tiếp tuyến Ct = 0 - Tam giác vận tốc ở cửa vào: Do trong thực tế Cr thường không đổi hoặc chỉ thay đổi một ít nên ta xem như Cr1 =Cr2 = 32. 23... trao đổi không khí khử hơi nước thừa,[kg/h] hay[m3/h] WT–Lượng hơi nước tỏa vào phòng [g/h] dR– Dung ẩm của không khí ra.[g/kg] dV– Dung ẩm của không khí vào.[g/kg] Với nhiệt độ không khí bên ngoài 300C =>Ph=0.0 424 1bar ð dV = 0. 622 ph 0.0 424 1 = 0. 622 = 0. 027 5 kg / kgkk = 27 .5 g / kg 1 − ph 1 − 0.0 424 1 Với nhiệt độ không khí bên trong 350C => Ph=0.05 622 bar ð d R = 0. 622 ph 0.05 622 = 0. 622 = 0.037 kg /... 0.6 1 28 8 GVHD: Bùi Trung Thành Trang 6 Chương 3:Tính năng suất thông gió Nhóm 2 3.1 .2 Nhiệt toả ra từ đèn chiếu sáng Q2 Đối với hầm để xe người ta chủ yếu thường sử dụng đèn Nêon Đối với hầm để xe Trường Đại Học Công Nghiệp TP.HCM cũng sử dụng loại đèn này Để tính nhiệt tỏa ra từ đèn ta sẽ dùng công thức : Q2 = N cs 10−3 , [ KW ] (3-3) Ncs: tổng công suất của tất cả các đèn chiếu sáng, [KW] Vì công. .. 125 W/người Nhiệt do người tỏa ra được tính như sau: Q3 = n.q.10 −3 , [ KW ] (3-4) Trong đó: q - Nhiệt tỏa ra từ một người, W/người n - Số người ð Nhiệt tỏa ra từ người: Q3 = 80. 125 .10−3 = 10 KW Nhiệt độ phòng 0C 15 20 25 30 35 Tĩnh tại 125 100 80 80 80 Lao động nhẹ 135 130 125 125 125 Lao động trung bình 180 175 170 170 170 Lao động nặng 25 0 25 0 25 0 25 0 25 0 Phòng ăn khách sạn 175 145 125 125 125 Vũ trường 23 5... người và nhiệt độ trong hầm là 350C ð k= 20 0g/h Suy ra lượng CO2 do người thải ra trong hầm để xe là: GVHD: Bùi Trung Thành Trang 9 Chương 3:Tính năng suất thông gió G N Nhóm 2 = n × k = 80 × 20 0 = 16000 g / h Hay GN=16 kg/h 3.3 .2 Lượng CO2 do xe thải ra Đối vơi tiêu chuẩn về khí thải hiện nay thì với xe mới thì lượng khí CO2 cho phép là dưới 100g/km,đối với các xe hiện nay thì khoảng 120 g/km.Đối với xe