BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HỒ CHÍ MINH
c(cid:239)d
TIỂU LUẬN:
GVHD: Bùi Trung Thành
ĐHNL3 _ NHóm:2 SVTH : 1) Trần Hùng Cường MSSV: 0772891
5) Tr ần Anh Tài MSSV: 0771471
8) Lê Xuân Tuấn MSSV: 0772337
Tp. Hồ Chí Minh 13/04/2009
Nhận xét của giảng viên
.......................................................................................... .......................................................................................... .......................................................................................... .......................................................................................... .......................................................................................... .......................................................................................... .......................................................................................... .......................................................................................... .......................................................................................... .......................................................................................... .......................................................................................... .......................................................................................... .......................................................................................... .......................................................................................... .......................................................................................... .......................................................................................... .......................................................................................... .......................................................................................... .......................................................................................... .......................................................................................... .......................................................................................... .......................................................................................... .......................................................................................... .......................................................................................... .......................................................................................... ..........................................................................................
TP. Hồ Chí Minh, ngày 13 tháng 04năm 2009
Trang
Chương 1: Tổng quan về công trình ........................................................................... 1
1.1 Giới thiệu về công trình .......................................................................... 1
Chương 2: Yêu cầu hệ thống thông gió và lựa chọn thông số tính toán ..................... 3
I. Yêu cầu hệ thống thông gió ...................................................................... 3
II. Lựa chọn thông số tính toán .................................................................... 3
2.1. Chọn thông số ..................................................................................... 3
2.1.1 Cấp điều hòa .................................................................................... 3
2.1.2 Các thông số vi khí hậu .................................................................. 4
2.1.3 Các thông số phục vụ quá trình tính nhiệt thừa
và một số thông số khác ................................................................... 4
Chương 3: Tính năng suất thông gió ........................................................................... 6
3.1 Tính nhiệt thừa ........................................................................................ 6
3.1.1 Tính nhiệt do máy móc tỏa ra ............................................................ 6
3.1.2 Nhiệt tỏa ra từ đèn chiếu sáng ........................................................... 7
3.1.3 Nhiệt tỏa ra do người ........................................................................ 7
3.2 Tính ẩm thừa ........................................................................................... 8
3.2.1 Ẩm thừa do người tỏa ra ................................................................... 8
3.2.2 Ẩm bay hơi từ các sản phẩm ............................................................. 9
3.3 Lượng CO2 do người và xe thải ra .......................................................... 9
3.3.1 Lượng CO2 do người thải ra.............................................................. 9
3.3.2 Lượng CO2 do xe thải ra ................................................................. 10
3.4 Lưu lượng cần thiết .............................................................................. 10
3.4.1 Lưu lượng thải nhiệt thừa ................................................................ 10
3.4.2 Lưu lượng khử hơi 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 bộ ........................................................................... 18
4.2.2.3 Tổn thất các 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 là m ột trong nh ững lĩnh vực quan tr ọng trong
đời sống cũng nh ư trong các ngành công nghi ệp khác. Kinh t ế và xã h ội càng phát
triển thì nhu cầu về điều kiện sinh hoạt và làm việc của con người ngày càng cao.
Trong những năm gần đây, kinh tế nước ta phát tri ển với tỉ lệ tăng trưởng đáng
kể, bước đầu thực hiện có hi ệu quả công nghi ệp hóa, hi ện đại hóa đất nước. cùng với
sự phát tri ển đó thì nhu c ầu về thiết bị lạnh cũng tăng theo nhanh chóng. Vi ệt nam là
một thị trường đầy tiềm năng của rất nhiều hãng sản xuất, kinh doanh máy và thi ết bị
dùng cho hệ thống điều hòa không khí, thông gió.
Điều hòa không khí có vai trò quan tr ọng đối với sức kh ỏe con ng ười và s ản
xuất. Để dần từng bước cải thiện điều kiện làm vi ệc và vệ sinh môi tr ường trong các
khu công nghiệp và đô thị cần phải tích cực áp dụng các biện pháp tổ chức và ki thuật
nhằm hạn chế hoặc giảm thiểu các chất độc hại sinh ra do quá trình s ản xuất hoặc đời
sống sinh hoạt của con người.
Trong các công trình nhà v ăn hóa, cung th ể thao, câu l ạc bộ,triễn lãm, tr ưng bày…
thường có lượng nhiệt ẩm và khí CO2 toả ra rất lớn, để tạo được cảm giác thoải mái và
đảm bảo yêu c ầu vệ sinh cho con ng ười cần ph ải tổ ch ức hệ th ống thông gió th ổi
không khí được làm mát,”s ạch” tới vùng làm vi ệc.đối với các phân x ưởng có t ỏa ra
nhiều bụi và các khí độc hại ngoài vi ệc tổ chức cung cấp không khí s ạch tới còn ph ải
có hệ thống hút và v ận chuyển hổn hợp khí bụi và độc hại về bộ phận thu gom, x ử lý
trước khi thải vào môi trường xung quanh.
Đối với đề tài này “Thi ết kế hệ thống thông gió, t ản nhiệt và kh ử khói bụi cho hầm
tầng 2 để xe trường ĐH Công Nghi ệp TPHCM” chúng em trình bày nh ững vấn đề cơ
bản và tính toán nhi ệt, ẩm, lượng độc hại… tỏa ra trong h ầm để xe tr ường ĐHCN
TP.HCM. Trên cơ sở đó xác định lưu lượng khí cần thiết để khử nhiệt thừa, hơi nước
và khí độc hại… tỏa ra trong công trình và nêu lên m ột số giải pháp tổ chức thông gió,
chống nóng,hút b ụi và khí độc hại tại các thi ết bị công ngh ệ, trình bày h ệ thống vận
chuyển khí nén b ụi, phế thải, các thi ết bị thu gom b ụi, các thi ết bị loại bỏ các khí độc
hại khỏi dòng khí thải.
Đề tài gồm những nội dung chính sau:
Chương 1: Tổng quan về công trình
Chương 2: Yêu cầu hệ thống thông gió và lựa chọn thông số tính toán
Chương 3: Tính năng suất thông gió.
Chương 4: Tính toán thông gió.
Chương 5: Thiết kế quạt.
Mặc dù đã có nhi ều cố gắng trong quá trình th ực hiện đề tài song không tránh
khỏi những thiếu sót, em rất mong được sự góp ý của quý thầy cô cùng bạn đọc.
Em xin chân thành cảm ơn.
Chương 1: Tổng quan về công trình Nhóm 2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH
1.1 Giới thiệu về công trình
Hầm để xe trường ĐHCN TP.HCM là một kiến trúc gồm có 2 tầng,và trên cùng là sân
chơi cho sinh viên.Bốn mặt của hầm để xe chủ yếu được bao phủ bằng một lớp cỏ, hầu
như không ti ếp xúc tr ực tiếp với môi tr ường. Công trình không có các c ửa thông khí
trực ti ếp với môi tr ường mà ch ỉ thông khí v ới môi tr ường qua l ối đi vào-ra và c ầu
thang thoát hiểm .
Đề tài c ủa nhóm là Thi ết kế hệ th ống thông gió, t ản nhi ệt và kh ử khói b ụi cho h ầm
tầng 2 của hầm để xe nên dưới đây chúng em chỉ nêu chi tiết không gian kiến trúc của
tầng 2:
Coi như tầng 2 tách bi ệt với tầng 1, có thang thoát hi ểm. Không gian ch ức năng như
hình vẽ
GVHD: Bùi Trung Thành Trang 1
Chương 1: Tổng quan về công trình Nhóm 2
Hình1: mặt bằng tầng hầm 2
Đối với tầng hầm 2, bề dày sàn bêtông không đổi, vẫn là 300mm và 500mm
(tại các dầm) nhưng người ta không làm trần giả; đường ống sẽ được lộ thiên làm tăng
thêm nét độc đáo cũng như dễ dàng ti ến hành bảo trì khu g ửi xe ở tầng hầm 2 (xem
hình).
Hình 2: Cấu trúc sàn tầng hầm 2
Dưới đây là không gian 3D mô phỏng hầm để xe tầng 2:
GVHD: Bùi Trung Thành Trang 2
Chương 2: Yêu cầu hệ thông thông gió và lựa chọn thông số tính toán Nhóm 2
CHƯƠNG 2: YÊU CẦU HỆ THỐNG THÔNG GIÓ VÀ LỰA CHỌN THÔNG SỐ TÍNH TOÁN
I) Yêu cầu hệ thống thông gió
Do hệ thống thông gió cho h ầm để xe và s ố người hoạt động bên trong khá
đông, lượng nhiệt và các ch ất khí độc hại thải ra rất nhiều,…gây ảnh hưởng
rất lớn đến sức khỏe của sinh viên vì v ậy cần loại bỏ đi lượng nhiệt thừa và
các chất khí độc hại này,cần phải thiết kế một hệ thống thông gió t ản nhiệt
cho nó và hệ thống phải đảm bảo một số yêu cầu sau:
- Quạt phải cung cấp đủ không khí nh ằm mục đích giải lượng nhiệt
thừa, đồng thời trung hòa lượng CO2 do người và xe thải ra,…
- Hệ thống phải đảm bảo tính kinh tế lâu dài.
- Không khí ph ải đảm bảo chất lượng, ph ải được lọc sạch trước khi
đưa ra ngoài
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 và thông gió, vi ệc đầu tiên là ph ải lựa chọn
cấp điều hòa cho h ệ th ống điều hòa không khí và thông gió c ần tính. C ấp điều hòa
không khí và thông gió th ể hiện độ chính xác tr ạng thái không khí c ần điều hòa của
công trình. Có ba cấp như sau:
- Hệ thống thông gió cấp I có độ chính xác nhất.
- Hệ thống thông gió cấp II có độ chính xác trung bình.
- Hệ thống thông gió cấp III có độ chính xác vừa phải.
Tùy vào từng trường hợp mà ta ch ọn cấp độ chính xác cao hay th ấp. Khi ta ch ọn cấp
độ chính xác cao thì kéo theo giá thành trang thi ết bị cao, ngược lại khi ta chọn cấp độ
chính xác v ừa ph ải thì giá thành trang thi ết bị cũng vừa ph ải. Đối với hầm để xe
trường Đại Học Công Nghi ệp TP.HCM c ũng gi ống các công trình bình th ường khác
GVHD: Bùi Trung Thành Trang 3
như nhà ở, văn phòng… không cần đòi hỏi độ chính xác cao, nghiêm ngặt như các khu
Chương 2: Yêu cầu hệ thông thông gió và lựa chọn thông số tính toán Nhóm 2
máy tính dữ liệu, phòng sạch… nên ta chọn cấp điều hòa không khí là cấp III, cấp
thấp nhất và cũng phổ biến nhất với các thông số vi khí hậu cho phép chênh lệch một ít
trong phạm vi không quá 17ngày/năm.
2.1.2 Các thông số vi khí hậu
)
a) Nhiệt độ, độ ẩm không khí ngoài trời (tN, N
ϕ
=
=
t
Hệ thống thông gió của hầm để xe ta ch ọn hệ thống cấp III. Theo yêu c ầu thiết kế của
030;80% C j N
N
=
=
t
. Đối với khu tầng hầm 2 ta giả thiết nhiệt độ của công trình, ta có:
030;80% C j N
N
không gian xung quanh có nhiệt độ là
t v j ) àT
T
b) Nhiệt độ, độ ẩm không khí trong hầm để xe là (
t v j ứng với àT
T
Nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí trong phòng ký hiệu
trạng thái của không khí trong phòng được biểu diễn bằng điểm T trên đồ thị của
t v j phụ thuộc vào mùa trong năm. àT
T
không khí ẩm. Việc chọn giá trị
c) Tốc độ không khí lưu chuyển trong phòng
Tốc độ không khí luân chuyển trong hầm để xe phải thích hợp, không quá lớn khi
nhiệt độ gió c ấp vào phòng là th ấp để tránh làm cho con ng ười bị cảm lạnh cũng
=
035
C
1,5 /
m s
w =
không quá thấp vì sẽ không tạo được cảm giác mát mẻ cho không gian hầm. Với nhiệt
Tt
k
độ trong hầm tốc độ gió tra theo bảng là .
2.1.3 Các thông số phục vụ quá trình tính nhiệt thừa, ẩm thừa và một số thông
số khác
- Các hệ số tính toán ktt và hệ số không đồng thời kđt của thành phần động cơ, thiết
GVHD: Bùi Trung Thành Trang 4
bị điện Q1; phụ tải đèn Q2 và nhiệt do con người tỏa ra Q3.
Chương 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 không đồng thời Thành phần Hệ số tính toán ktt
Động cơ 1 1
Đèn 0.9 -
GVHD: Bùi Trung Thành Trang 5
Nhiệt do người tỏa ra
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 sự thải nhiệt của mỗi động cơ là 5 phút
[
]
3.1 Tính nhiệt thừa Qth
(3-1)
i
8 = (cid:229) QQkW th = 1 i
Trong đó Qth là tổng nhiệt thừa và Qi là các nhiệt thành phần, [kW].
3.1.1 Nhiệt do máy móc thiết bị toả ra Q1
Đối với hầm để xe tầng 2 thì l ượng nhiệt thải ra là do l ượng xe lưu thông vào trong
.
hầm nhiều nên:
.ttdt
N = Qk k 1 h
[kW] (3-2)
Trong đó:
η: hiệu suất động cơ
N: là công suất động cơ [kW]
ktt: Hệ số phụ tải
kđt:Hệ số đồng thời
Bảng 3.1
0, 5
0,5 5‚
510‚
28>
£ Công suất động cơ N [KW] 1028‚
Hiệu suất động cơ h 0,75 0,84 0,85 0,88 0,9
Đối với động cơ xe máy thì công suất của động cơ xe máy là 5,1 KW
Áp dụng công thức (2-1) và tra b ảng trên ta có b ảng tính nhiệt độ máy móc tỏa ra như
sau:
Bảng 3.2: Nhiệt tỏa ra từ động cơ xe máy Q1 , kW
Động cơ Khu vực Số lượng Công su ất, KW Hi ệu suất , % ktt Kđt Q1, KW
GVHD: Bùi Trung Thành Trang 6
Hầm tầng 2 80 5.1 85 0.6 1 288
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 ng ười ta ch ủ yếu thường sử dụng đèn Nêon. Đối với hầm để xe
Trường Đại Học Công Nghi ệp TP.HCM cũng sử dụng loại đèn này. Để tính nhi ệt tỏa
ra từ đèn ta sẽ dùng công thức :
3 .10,[
]
= QNKW cs
2
- (3-3)
Ncs: tổng công suất của tất cả các đèn chiếu sáng, [KW] Vì công trình hầm để xe nên công suất chiếu sáng theo m2 sàn. Bình thường theo tiêu chuẩn chiếu sáng lấy 10W/m2 diện tích sàn.
(cid:240) Lượng nhiệt tỏa ra từ đèn chiếu sáng được tính như sau:
3
3
=
== QFKW
10..1010.(36.30).1010.8
2
- -
3.1.3 Nhiệt do người toả ra Q3
Theo bảng 3.1 phía dưới, và loại hình hoạt động của người trong trường hợp này là lao động nhẹ ,với nhiệt độ trong hầm để xe là 350C thì nhiệt toàn phần là 125W/người.
3
=
QnqKW - ..10,[
]
Nhiệt do người tỏa ra được tính như sau:
3
(3-4)
Trong đó:
q - Nhiệt tỏa ra từ một người, W/người
n - Số người.
= 3 80.125.1010
= QKW 3
- (cid:240) Nhiệt tỏa ra từ người:
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 250 250 250 250 250
Phòng ăn khách sạn 175 145 125 125 125
GVHD: Bùi Trung Thành Trang 7
Vũ trường 235 200 190 230 300
Chương 3:Tính năng suất thông gió Nhóm 2
Bảng 3.3
Bảng tổng kết thành phần nhiệt thừa KW
Khu vực Q1 Q2 Q3 Tổng Qth , KW
Tầng hầm 2 288 10.8 10 308.8
Bảng 3.4
-Q1 - Nhiệt do máy móc thiết bị toả ra
-Q2 - Nhiệt toả ra từ đèn chiếu sáng
-Q3 - Nhiệt do người toả ra
3.2 Tính ẩm thừa WT
4
,
/
= (cid:229) WWkg s
Ta có công thức tổng quát tính ẩm thừa:
T
i
i
= 1
(3-5)
Trong đó Wi là các ẩm thành phần.
3.2.1 Ẩm thừa do người toả ra W1
3
= Wnkg s
/
(3-6)
1
ng ..10, 3600
-
Trong đó:
(cid:216) n: số người trong phòng.
(cid:216) g: lượng ẩm một người tỏa ra trong một đơn vị thời gian, phụ thuộc vào cường
độ lao động của người và nhiệt độ phòng, tham khảo “Bảng 3.5”. Với tầng hầm 2 của nhà để xe ch ọn nhiệt độ bên trong h ầm là 35 0C và lao động nhẹ ta sẽ có
giá trị gn cho hầm để xe như sau: gn=200g/h.người.
Áp dụng công thức trên ta sẽ tính được thành phần ẩm thừa do người tỏa ra như sau:
200
3
=
== Wnkg s
/
1
ng 3 ..1080.100,0045 36003600
GVHD: Bùi Trung Thành Trang 8
- -
Chương 3:Tính năng suất thông gió Nhóm 2
Nhiệt độ 15 20 25 30 35 Trạng thái
Tĩnh tại 40 40 50 75 115
Lao động nhẹ 55 75 115 150 200
Lao động trung bình 110 140 185 230 280
Lao động nặng 185 240 295 355 415
Nhà ăn 90 90 171 165 250
Vũ trường 160 160 200 305 465
Bảng 3.5
3.2.2 Ẩm bay hơi từ các sản phẩm W2 và ẩm do hơi nước nóng mang vào W3
Trong công trình này do không có s ản phẩm ướt đưa vào phòng, nên ta có th ể bỏ qua
hai thành phần trên: W2 =W3 = 0 kg/s
(cid:240) Tổng lượng ẩm thừa tỏa ra trong tầng hầm 2 của nhà để xe là:
WT =W1 + W2 + W3 = 0,0045kg/s
Gd là lượng hơi độc do người và xe thải ra ( g/h)
+
GG G=
DN
X
3.3 lượng khí CO2 do người và xe thải ra
3.3.1 Lượng CO2 do người thải ra
(Tra bảng 3.7 trang 92 sách “Thông gió” của GVC.Hoàng Thị Hiền – Ts.Bùi sỹ Lý) Với số n=80 người và nhiệt độ trong hầm là 350C
(cid:240) k= 200g/h
GVHD: Bùi Trung Thành Trang 9
Suy ra lượng CO2 do người thải ra trong hầm để xe là:
Chương 3:Tính năng suất thông gió Nhóm 2
=
=·=· Gnkg h
8020016000
/
N
Hay GN=16 kg/h.
3.3.2 Lượng CO2 do xe thải ra
Đối vơi tiêu chu ẩn về khí th ải hiện nay thì v ới xe mới thì lượng khí CO 2 cho phép là
dưới 100g/km, đối với các xe hi ện nay thì kho ảng 120g/km. Đối với xe máy s ử dụng
trong nước ta hiện nay thì lượng CO2 thải ra cho khoảng 150g/km.
'
Áp dụng đối với hầm để xe ta thì ta ch ọn đoạn đường mà xe ch ạy trong h ầm là
XG = 150 x 0.05 =7.5g
50m=0.05km. vậy suy ra lượng CO2 do xe thải ra:
= 7,5.60450/0.45
/
Do xe chỉ chạy trong khoảng thời gian là 1 phút=1/60 giờ nên:
== XGghkg h
(cid:240) Lượng CO2 do xe thải ra:
=
160,4516,45
/
=+=+ GGGkg h X
DN
Ł Lượng CO2 thải ra do người và xe là:
Lưu lượng cần thiết quạt phải cung cấp cho hầm nhằm mục đích: giải nhiệt thừa,
lượng ẩm và trung hòa lượng CO2 do người và xe thải ra.
3.4 Lưu lượng cần thiết
3.4.1 Lưu lượng giải nhiệt thừa
Q
=
Ta có công thức tính lưu lượng cần thiết để khử nhiệt thừa là:
G 1
th I
I
v
R
Trong đó
G1:lưu lượng cần thiết để khử lượng nhiệt thừa (kg/h)
Qth : lượng nhiệt thừa (W)
GVHD: Bùi Trung Thành Trang 10
-
Chương 3:Tính năng suất thông gió Nhóm 2 tR, tV: nhiệt độ khi ra khỏi phòng và nhiệt độ vào phòng
tR = 350C và tV = 300C
=>IR=130 kJ/kg , IV=100 kJ/kg
=
308.8308.83600111680
/
với :
== thQKWxKJ h
3
=
37056/30880
/
== Gkghm h
ŁVậy lưu lượng cần thiết :
1
111680 130100
-
3.4.2 Lưu lượng khử hơi nước thừa.
W T
=
G
Ta có công thức tính lưu lượng cần thiết để khử hơi nước thừa là:
d
R
d V
[m3/h] -
Trong đó: G – Lưu lượng 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]
p
0.04241
=
0.6220.6220.0275/27.5 /
dV– Dung ẩm của không khí vào.[g/kg] Với nhiệt độ không khí bên ngoài 300C =>Ph=0.04241bar
=== dkgkgkkgkg V
h p 110.04241 h
(cid:240) - -
p
0.05622
=
=== dkgkgkkgkg
Với nhiệt độ không khí bên trong 350C => Ph=0.05622 bar
R
h 0.6220.6220.037/37 / p 110.05622 h
(cid:240) - -
Lượng ẩm WT =0,0045kg/s =4.5x3600=16200 g/h.
3
W T
1705[/]1458
/
Ł Lưu lượng cần thiết để khử hơi nươc thừa là:
16200 = 3727.5
=== Gkghm h d d V R
. - -
GVHD: Bùi Trung Thành Trang 11
3.4.3 Lưu lượng khử khí – hơi độc (CO2) Ta có công thức tính lưu lượng cần thiết để khử khí – hơi độc (CO2) là:
Chương 3:Tính năng suất thông gió Nhóm 2
G d
=
L
[m3/h]
C
cp
C 0
Trong đó:
L – Lưu lượng không khí khử khí – hơi độc [m3/h]
-
Gd – Lượng khí – hơi độc (CO2) tỏa vào phòng [g/h]. Ccp –Nồng độ cho phép của hơi độc có trong không khí vùng làm việc [g/m3] Co –Nồng độ cho phép của hơi độc (CO2) có trong không khí [g/m3].
(Tra bảng phụ lục 3 trang 345 sách “Thông gió” GVC.Hoàng thị Hiền- Ts.Bùi Sỹ Lý)
3
16,45/16.4510
kghxg h=
/
Ta suy ra Ccp =1 và Co = 0.5
Gd=
3
3
32900[/]27416
/
Łlưu lượng cần thiết để khử khí – hơi độc (CO2) là:
G d === Lkghm h C
x 16.4510 = 10.5
cp
C 0
- -
Bảng tổng kết lưu lượng cần thiết
Khu vực Lưu lượng khử nhiệt thừa (m3/h) Lưu lượng khử ẩm (m3/h) Lưu lượng khử khí - hơi độc (m3/h)
27416
Tầng hầm 30880 1458
Bảng 3.6
Vì lấy nhiệt là một chức năng, lấy ẩm là một chức năng, và khử nhiệt thừa là một chức
năng và những chức năng trên là độc lập với nhau nên khi tính toán lưu lượng không
khí cần phải cấp cho hầm để xe thì phải lấy một lượng không khí lớn nhất để thực hiện
3
Qm h=
30880
/
được cả 3 nhiệm vụ trên Max[Q].
Ł Ta chọn làm lưu lượng cần để cấp cho hầm để xe để khử
GVHD: Bùi Trung Thành Trang 12
lượng nhiệt thừa, lượng ẩm và hơi-khí độc.
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 c ần xác định lưu lượng thông gió và ch ọn vận tốc gió
hợp lý để thiết kế đường ống gió, thông qua đó có th ể tính được cột áp rồi chọn quạt
phù hợp.
=
k
Lưu lượng thông gió th ường xác định thông qua b ội số tuần hoàn, tức số lần trao đổi trong một giờ (m3/h).
Q V h
(4-1)
Q: Lưu lượng không khí cấp vào phòng Q = 30880 m3/h
==
Vh: Thể tích hầm để xe (30x36x2.5)
k
11
30880 x 30362.5
Q Vx h
» (cid:240)
Chọn vận tốc hợp lý là r ất quan tr ọng bởi vì vận tốc chọn quá bé s ẽ giảm được
tiếng ồn, tổn thất bé dẫn đến quạt nhỏ, nhưng đường ống cồng kềnh, tiêu tốn chi phí
đầu tư ban đầu và hạn chế trong tr ường hợp không gian làm vi ệc quá bé. Ng ược lại,
vận tốc chọn quá lớn sẽ sinh ra tổn thất lớn, ồn ào, và qu ạt sẽ to nhưng giảm được chi
phí đầu tư do kích th ước đường ống nhỏ hơn. Vì vậy cần cân nhắc cẩn thận trong quá
trình thiết kế.
4.1.2 Phương pháp thiết kế đường ống thông gió
Có nhiều phương pháp để thiết kế đường ống gió, ở đây ta sẽ dùng phương pháp
ma sát đồng đều.
Thiết kế theo phương pháp ma sát đồng đều: từ lưu lượng cần cấp, và vận tốc gíó
chọn trong đường ống.. Đường ống chính là đường ống mà tổn thất sẽ lớn nhất (đường
GVHD: Bùi Trung Thành Trang13
ống dài nhất). Xem tổn thất trên ống mềm giống ống cứng.
Chương 4: Tính toán thông gió Nhóm 2
4.1.3 Chọn miệng gió
Chọn miệng gió căn cứ vào chức năng sử dụng của miệng gió, lưu lượng gió cần cấp,
độ ồn cho phép. T ừ đó sẽ xác định được tổn th ất qua mi ệng gió, c ũng nh ư các kích
thước cổ, kích th ước ống gió, kích th ước trần, kích th ước 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: lưu lượng quạt cần phải hút 30880 m3/h.
Theo bố trí kíến trúc của công trình ta chọn 18 miệng gió. Suy ra lưu lượng một miệng gió là 1715m3/h = 8.578m3/s, có 18 miệng hút mỗi miệng hút có 0.477m3/s.
GVHD: Bùi Trung Thành Trang14
Ta chọn vận tốc khởi đầu là 14,1m/s tại cửa hút của quạt.
Chương 4: Tính toán thông gió Nhóm 2
2
2
=
=
0.608
0.608
m
m
8.578 14.1
8.578 14.1
Tiết diện của ống yêu cầu: .
=
12.25
m s /
w =
Tra bảng 7.3_trang 370 “sách h ướng dẫn thiết kế hệ thống ĐHKK-Nguyễn Đức Lợi” ta chọn ống cỡ 1400x500=0.7m2.
8.578 0.7
. Tính lại tốc độ gió:
=
0.886
m
Tra bảng 7.3_trang 370 “sách hướng dẫn thiết kế hệ thống ĐHKK-Nguyễn Đức Lợi” với lưu lượng 8.578 m3/s tốc độ 12.25m/s ta được đường kính ống tương đương là
tdd
.
Sử dụng bảng 7.11_trang 370 “sách hướng dẫn thiết kế hệ thống ĐHKK-Nguyễn Đức
Lợi” để tính tiết diện ống nhánh và xác định cỡ ống a x b theo bảng 7.3.Kết quả tính
giới thiệu trong bảng 4.3.
Phần trăm Phần trăm Cỡ ống Tốc độ Đoạn ống Lưu lượng gió, m3/s lưu lượng % tiết diện % chọn quạt m/s Tiết diện ống , m2
12.25 Quạt-A 8.578 100 100 0.7 1400x500
10.4 A-B 5.724 67 73.5 0.51 1100x500
B-13 2.862 33 41 0.29 600x500 9.54
13-14 2.385 28 35.5 0.249 550x500 8.67
14-15 1.908 22 29.5 0.2065 500x450 8.48
15-16 1.431 17 24 0.168 450x400 7.95
16-17 0.954 11 17.4 0.122 400x350 6.8
17-18 0.477 6 10.5 0.074 350x225 6.1
GVHD: Bùi Trung Thành Trang15
Bảng 4.1 Kết quả tính toán cỡ ống
Chương 4: Tính toán thông gió Nhóm 2
Hình 4.2: Chi tiết về đường ống quạt thông gió tầng hầm 2
4.2.2 Tính tổn thất để chọn quạt
Tổn thất trên đường ống chính sẽ là cơ sở để chọn quạt. Rõ ràng đoạn ống dài nhất từ
quạt tới miệng thổi thứ 18 có chi ều dài lớn nhất và có tổn thất áp suất lớn nhất, do đó
ta tiến hành tính trở kháng trên đoạn này để xác định cột áp quạt.
2
Tổn thất áp suất ống gió gồm hai thành phần ma sát và cục bộ.
=++(cid:229)+ (cid:229) HHHgh
r
r
mscb
v 2
g
(cid:229) (cid:229)
Khi tính tổn thất ma sát đồng đều thì ta quy hệ số ma sát trên đường ống bằng nhau. Trong trường hợp này ta không sử dụng cách trên mà ta tính theo phương pháp bảng số Tổn thất ma sát được tính theo công thức:
GVHD: Bùi Trung Thành Trang16
4.2.2.1 Tổn thất ma sát.
Chương 4: Tính toán thông gió Nhóm 2
2
l
r
ms
2
l v = HmmH O ... , d 2
g
Trong đó:
l – Chiều dài ống , m r – Mật độ không khí , kg/m3
v –Tốc độ không khí , m/s
d– Đường kính tương đương của ống gió, m
.0
+
.0
0125
=l
l –Hệ số trở kháng ma sát
0011 d
theo GS Belccy
Bảng tính hệ số ma sát và đường kính tương đương của đường ống
l
Đoạn ống dtd Tiết diện ống , m2
Quạt-A 0,7 0,94 0,0137
A-B 0,51 0,81 0,0139
B-13 0,29 0,61 0,0143
13-14 0,249 0,56 0,0145
14-15 0,2065 0,51 0,0147
15-16 0,168 0,463 0,0149
16-17 0,122 0,394 0,0151
17-18 0,074 0,31 0,0160
GVHD: Bùi Trung Thành Trang17
Bảng 4.2
Chương 4: Tính toán thông gió Nhóm 2
2
Bảng tổn thất ma sát trên đường ống được tính trong bảng sau:
r
v g 2
l
l , m
v , m/s
d , m
ghr Hms Đoạn ống mmH2O mmH2O mmH2O
Quạt - A’-A 0,0137 2-2,684 12,25 0,94 0,36 18.35 23.54
A – B 0,0139 8,243 10,4 0,81 0,94 6.62 0
B – B’ 0,0143 9,644 9,54 0,61 1,26 5.57 0
B’ – 13 0,0143 2,864 9,54 0,61 0,35 5.57 0
13 – 14 0,0145 3,785 8,67 0,56 0,45 4.6 0
14 – 15 0,0147 5,850 8,48 0,51 0,74 4.4 0
15 – 16 0,0149 5,850 7,95 0,463 0,73 3.87 0
16 – 17 0,0151 5,850 6,8 0,394 0,27 2.83 0
17 – 18 0,0160 5,850 6,1 0,31 0,69 2.28 0
Tổng tổn thất 5,79 54.09 23.54
Bảng 4.3
4.2.2.2 Tổn thất cục bộ.
=
cb
d
2
2 v = ... , HpmmH O xr x g 2
Tổn thất cục bộ được tính theo công thức:
Trong đó:
Pd – áp suất động , Pa
r – Mật độ không khí, kg/m3 ,thường lấy r =1,20 kg/m3
v – Tốc độ không khí , m/s
x – Hệ số trở kháng cục bộ
Hệ số trở kháng cục bộ x phụ thuộc thuộc hình dáng, kích thước cách bố trí của các
phụ kiện, thiết bị và chướng ngại vật. Hệ số trở kháng cục bộ được các định bằng thực
GVHD: Bùi Trung Thành Trang18
nghiệm và cho trong bảng phụ luc trang 421“sách hướng dẫn thiết kế hệ thống ĐHKK-
Chương 4: Tính toán thông gió Nhóm 2
Nguyễn Đức Lợi” và bảng 3.12 - trang 99- thầy Bùi Trung Thành(tra áp suất động Hd)
ta có bảng hệ số trở kháng cục bộ và tổn thất cục bộ trên đường ống như sau:
x
Vận tốc Tổn thất cục bộ Tên Vị trí m/s Hcb, mmH2O
2.18 20 Miệng gió thải đến 12,25 -Miệng gió thải -3 co 900 3x0.17 4.68 điểm A -2 Giảm cân 2x0.8 14.7
Chạc ba tiết diện chữ
nhật trên ống hút: 1-chạc 3 đoạn A-B. 12,25 2 19
2- chạc 3 đoạn B-13. 9,54 1.05 6.6
Co nối
-đoạn 13–B’ 9,54 0.21 12,6
Giảm -đoạn 16–17 6,8 0.27 0.76
-đoạn 15–16 7,95 0.2 0.77
-đoạn 14–15 8,48 0.39 1.72
-đoạn 13–14 8,67 0.34 1.56
17-18 6,1 1 0.5 2.27 3.01 Tại miệng gió Giảm ống →miệng gió
Tổng tổn thất cục bộ 85.41mmH2O
GVHD: Bùi Trung Thành Trang19
Bảng 4.4
Chương 4: Tính toán thông gió Nhóm 2
4.2.2.3 Tổn thất các thiết bị phụ.
Các thiết bị phụ ở đây là lưới lọc khí trước khi đưa ra khỏi phòng.
Bộ lọc bụi kiểu lưới được chế tạo từ nhiều loại khác nhau nhằm giảm bớt lượng bụi
khi đưa ra ngoài không khí.lưới lọc có trở lực khá bé khoảng 30- 40 Pa.
ŁTổng tổn thất trên đường ống chính:
=
=
(cid:229) H = 5.79 + 54.09 + 23.54 + 85.41= 168.83mmH2O
HmmH O
2
(cid:229) Để đảm bảo an toàn, ta nhân thêm cho hệ số 1.1. Vậy tổng tổn thất để chọn quạt là: 1,1.168,83185, 7
4.2.3 Tính chọn quạt.
Khi chọn quạt,Cần chú ý loại quạt sử dụng cho thích hợp. Đối với quạt hút gió thải tầng hầm 2 ta chọn loại quạt li tâm (100 mmH2O < H < 300 mmH2O ) 1. Chọn quạt:
a. Các thông số của quạt:
- Lưu lượng quạt : (cid:229) Q = kQ = 1,1.8,578 = 9.44 (m3/s) = 33984 (m3/h)
Trong đó k: hệ số an toàn ta chọn k=1.1
- Tổng áp quạt: (cid:229) H = 185.7mmH2O
Từ đây ta xác định được đây là loại quạt trung áp: cách thẳng
qh = 0.8
Theo đường đặc tính của quạt ly tâm (ph ụ lục 7.11) : ta ch ọn lại quạt là trung áp cánh thẳng kiểu “Xa”4-76 N o10 làm việc với tốc độ quay n1 = 1120 v/ph hi ệu suất
ở chế độ Q1 =34000 m3/h và p1 = 1.8kPa (sách “Thi ết kế thông gió công nghi ệp” của
tác gia Hoàng Thị Yến)
Theo phu lục 7.18 , tổ hợp B10-3 là tổ hợp cùng với động cơ 4A180M4 có tần số quay n = 1470 v/ph , có công su ất điện 30kW . Vì n1 „ n nên ta sử dụng bảng 7.1 để tìm giá
34000
trị lưu lượng Q và áp suất H của quạt :
Q 1
1470 1120
n n 1
GVHD: Bùi Trung Thành Trang20
Q = = = 44625 (m3/h) = 12.4 (m3/s)
Chương 4: Tính toán thông gió Nhóm 2
2
2
H
1.8
1
1470 1120
n n 1
(cid:230) (cid:246) (cid:230) (cid:246) (cid:231) (cid:247) H= = (cid:231) (cid:247) = 3.1(kPa) = 316 (mmH2O) Ł ł Ł ł
n =1470 v/ph.
GVHD: Bùi Trung Thành Trang21
Vậy quạt thuộc loại quạt quay tương đối nhanh.
Chương 5: Thiết kế quạt Nhóm 2
CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ QUẠT
5.1 Thiết kế guồng
==
= 3
m
D 1
Q 3 3.53.50.7 n
12.4 1470
- Đường kính trong của guồng:
==
1.1
m
D 2
D 1 m
0.7 = 0.65
mm6=d
- Đường kính ngoài của quồng:
- Để đảm bảo an toàn cho cách quạt ta chọn chiều dầy cánh:
- Độ dài cánh:
D 2
D 1
==
Z
0.2
m
2
1.10.7 = 2
- -
- Bước cánh : t = Z
p ==
17.27
- Số cánh:
n 1
D 2 t
.1,1 p = 0, 2
(cánh)
- Ta chọn số cánh của quạt là 20
2
gh d
39,4 /
== Cm s 2
2.9,81.94,8 = 1, 2
r
Vận tốc ở cửa ra
Trong đó: hd=0,3.H = 0,3 . 316 = 94,8 mmH2O
32.23 /
== Cm s 1
44.12, 4 Q = 20, 7 2 Dp p 1
- Vận tốc đầu vào:
p
.1470 =
154(/ )
rad s
n p v == 3030
- Vận tốc góc của guồng động:
GVHD: Bùi Trung Thành Trang 22
- Tốc độ vòng ở đầu vào:
Chương 5: Thiết kế quạt Nhóm 2
=
URm sv==
1
1
0.7 15454(/ ) 2
=
URm sv== 2
2
1.1 15485(/ ) 2
- Để quạt hoạt động tốt nhất, kinh tế nhất: ta chọn góc giữa C1 với U1
- tốc độ vòng ở đầu ra:
o
90
= a(cid:219) 1
là 900
222
2
=
WC U=+=+
32.235463
- Vận tốc tương đối:
11
1
222
2
=
WC U=+=+
39.48593.7
(m/s)
22
2
(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
2
xem như Cr1 =Cr2 = 32.23 (m/s)
rC a == sin0.8 2 C
32.23 = 39.4
2
55o
= a(cid:222) 2
- Góc hợp bởi C2 với U2 là
(cid:222) Ct2 =C2cos 2a = 39,4 . cos55 = 22.6
o
=
b = 1
U 1 arcsin31 W 1
- Góc ra của không khí tại cửa ra và vào:
2b =57o
R1cos 1b = R2cos 2b
(cid:222) GVHD: Bùi Trung Thành Trang 23
Chương 5: Thiết kế quạt Nhóm 2
=
=
b
2
- Chiều rộng của guồng động:
Q )
(
(
12.4 )
0,70,006.2032,230,4.54
pdj
u p
DnC 11111
22222 1
- - - -
b = 0,25 m
5.2 Thiết kế vỏ quạt
- Theo vị trí và không gian đặt quạt ta chọn vỏ quạt ly tâm quay phải.
2
F
0.3
m
12.4 = 39.4
Q == C 2
- Diện tích miệng đẩy:
GVHD: Bùi Trung Thành Trang 24
- Độ dài cạnh miệng đẩy vuông B0 = F =0.55 m
Chương 5: Thiết kế quạt Nhóm 2
- Khoảng cách giữa guồng động và cửa hút:
Dmm
d
) d
12
10.0111(
£ (cid:219) £
=
= AD
m 0.73(
)
1
2 3
- Độ mở của vỏ quạt:
= BD
0.8850.6195
= m
1
- Chiều rộng của vỏ quạt:
=
=
a
0.18
m
A 4
=
=
0.55
m
r k
D 2 2
- Các kích thước khác của quạt:
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)
GVHD: Bùi Trung Thành Trang 25
S4 = r4 + 0.5a = 1.27 (m)
Chương 5: Thiết kế quạt Nhóm 2
Hình : kích thước của vỏ quạt:
Thông số của quạt:
- Tổng lưu lượng quạt cần cung cấp: Q= 44640 m3/h
0.5
h =
- Tổng áp : H=316 mmH20
(cid:229) - Hiệu suất chung của quạt:
=
N
- Số vòng quay: n = 1470 vòng/phút
= 92kW
gHQ 3 .10
r h
GVHD: Bùi Trung Thành Trang 26
- Công suất động cơ:
KẾT LUẬN
Đề tài ti ểu luận “Thiết kế hệ thống thông gió, t ản nhiệt và kh ử khói bụi cho hầm
tầng 2 để xe tr ường ĐH Công Nghi ệp TPHCM” đã trình bày khá chi ti ết về cách
tính toán thiết kế một hệ thống thông gió cho tầng hầm.
Trong quá trình tính toán do s ự phức tạp của kiến trúc công trình và s ự khảo sát
thực tế về công trình, các thông số tính toán ban đầu không thể hiện được sự chính
xác và ch ưa có kinh nghi ệm thực tế nên trong qua trình tính toán v ẫn còn một số
thiếu sót và hạn chế.
Cuối cùng em xin chân thành c ảm ơn thầy Bùi Trung Thành đã hướng dẫn chúng
em trong thời gian hoàn thành bài tiểu luận vừa qua.
Một số hình ảnh về lắp đặt ống gió
Hình ảnh thực tế
Hình ảnh 3D về ống gió
Tài liệu tham khảo
1. Lê Chí Hiệp, Kỹ thuật điều hoà không khí , Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật 2001
2. Nguyễn Đức Lợi, Hướng dẫn thiết kế hệ thống điều hoà không khí, Nhà xuất bản khoa
học và kỹ thuật – 2003
3. Hoàng thị Hiền- Ts.Bùi Sỹ Lý, Thông gió, Nhà xuất bản xây dựng.
4.Bùi Trung Thành, Bơm - Quạt - Máy nén.
