Задание №1. «Освещение»



Скачать 231.65 Kb.
Дата29.12.2018
Размер231.65 Kb.

Задание №1. «Освещение»

Рассчитать систему искусственного освещения в производственном помещении. Привести схему размещения светильников в плане помещения.

Определить нормируемое значение КЕО в помещении.

Производственное помещение имеет длину L, ширину B и высоту Н. Высота рабочей поверхности над полом – hр. Оптимальное отношение расстояния между светильниками к расстоянию между плоскостью размещения светильников и освещаемой поверхностью – . Коэффициенты отражения потолка и стен – п и с, соответственно. Вид ламп: Н – лампы накаливания, Г – газоразрядные.

Исходные данные

Вариант

L,м

B,м

H,м

Разряд работы



Фон / контраст

п; с, %

Вид ламп

10

8

5

5

II

1,5

С / М

50; 30

Н


Решение:

Нормированное значение КЕО выбирается по таблице СНиП 23-05-95. Его величина зависит от разряда зрительной работы (а разряд определяется в зависимости от величины самого мелкого элемента, с которым приходится работать рабочему): еН = 4,2%.

Выбираем светильник НПП 03-100-001 – источник света лампа накаливания мощностью 100 Вт.

Порядок расчета искусственного освещения производственного помещения следующий.

Сначала определяется требуемый световой поток от ряда светильников:

,

где ЕH – нормируемое значение освещенности, которое для каждого разряда зрительной работы определяется СНиП 23-05-95* «Естественное и искусственное освещение», лк (200 лк);

К3 – коэффициент запаса, зависящий от вида технологического процесса и типа применяемых источников света (1,3);

S – освещаемая площадь (площадь помещения), м2;

S = L * B = 8 * 5 = 40 м2;

Z – коэффициент неравномерности освещенности (1,15);

N – число рядов светильников;

η – коэффициент использования светового потока.

Коэффициент использования η определяется как отношение светового потока, падающего на расчетную плоскость, к световому потоку источников света. Он зависит от светораспределения светильников и их размещения в помещении, а также от размеров освещаемого помещения и отражающих свойств его поверхностей; от отражающих свойств рабочей поверхности.

Соотношение размеров освещаемого помещения и высота подвеса светильников в нем характеризуются индексом помещения.



,

где L – длина помещения, м;

В – ширина помещения, м;

hp – расчетная высота подвеса светильников, м.

Расчетная высота подвеса светильников (hp) определяется по формуле

h = H – hр,

где Н – высота помещения, м;

hр – высота рабочей поверхности от уровня пола (рекомендуется принять равной 0,8 м).

h = 5 – 0,8 = 4,2 м.

= 0,73.

Коэффициенты отражения поверхностей потолка (ρп) и стен (ρс) приведены в исходных данных расчета. Коэффициент отражения расчетной поверхности или пола, как правило, принимается ρр = 0,1.

По найденному значению индекса помещения in, коэффициентам отражения ρп, ρс и ρр и типовым кривым сил света (КСС) по таблице 1 определить значение коэффициента использования светового потока.

Т.к.  = 1,5, то тип КСС – Д.



Таблица 1 – Коэффициент использования светильников с типовыми кривыми силами света η

Тип КСС

Значение η, %

при ρп = 0,7; ρс = 0,5; ρр = 0,1 и in, равном

при ρп = 0,5; ρс = 0,3; ρр = 0,1 и in, равном

при ρп = 0,3; ρс = ρр = 0,1 и in, равном

0,6

0,8

1,25

2

3

5

0,666

0,8

1,25

2

3

5

0,6

0.8

1,25

2

3

5

М

34

47

56

66

75

86

23

36

45

56

65

75

17

29

38

46

58

67

Д-1

36

47

56

63

73

79

27

40

48

55

65

73

27

35

42

52

61

68

Д-2

42

51

64

75

84

92

33

42

52

69

75

86

28

36

48

63

75

81

Г-1

48

57

71

82

89

94

41

48

64

76

70

88

35

45

60

73

68

77

Г-2

55

64

78

86

92

96

48

58

72

83

86

93

43

54

68

79

85

90

Г-3

62

70

79

80

90

93

57

65

75

83

86

90

53

62

73

80

84

86

К-1

69

76

83

88

91

92

64

73

80

86

88

90

62

71

77

83

86

88

К-2

71

78

87

95

97

100

68

74

84

92

93

99

68

72

80

89

93

97

К-3

73

80

90

94

99

10

68

76

85

93

95

99

64

73

83

90

94

97

Л

-

-

-

-

-

-

24

40

49

6000

70

76

20

35

44

48

65

69

η = 33%.


Выбирается лампа с близким по величине световым потоком. Число светильников в ряду определяется по формуле:

n = Фл / Ф1,

где Ф1 – световой поток одного светильника.

Для лампы накаливания мощностью 100 Вт – Ф1 = 1361 лм.

Далее определяется количество светильников, устанавливаемых в помещении. Для этого число светильников в ряду умножаем на количество рядов светильников.
Световой поток светильников при выбранных лампах не должен отличаться от Фл больше, чем на величину (-10  +20)%. В случае невозможности выбора ламп с таким приближением корректируется число светильников п либо высота подвеса светильников hр.

Величину L – расстояние между рядами светильников следует принимать, исходя из соотношения:

L / hp = λ.

L = λ * hp = 1,5 * 0,8 = 1,2 м.

Выбираем N = 2.

= 181 лк.

n = Фл / Ф1 = 1361 / 181 = 8 шт.

Общее количество светильников НПП – 8 шт.

Схема расположения светильников



Задание №2. «Микроклимат и вентиляция»

Рассчитать расход воздуха на вентиляцию (м3/с) и кратность воздухообмена (ч-1) в производственном помещении.

Производственное помещение имеет длину L, ширину B и высоту Н.

В помещении выполняются работы, относящиеся к разряду легких.

Параметры воздуха в помещении выбрать максимальными из оптимальных значений для теплого периода года по нормативной документации.

Солнечная радиация на вертикальную поверхность за июль составляет 542 МДж/м2. Считать продолжительность солнечного облучения в июле равной 16 ч/день.

Количество светильников в помещении численно равно площади помещения, деленной на 10 и округленной до целого значения. Мощность одного светильника принять равной 50 Вт. Коэффициент полезного действия светильника равен 0,5.

Возможно выделение некоторого количества G вредных веществ отделочными материалами и мебелью (варианты 1…10 – фенол, варианты 11…20 – формальдегид; варианты 21…25 – формамид).

Помещение оборудовано офисной техникой.

Температура наружного воздуха, подаваемого на вентиляцию, равна to. Наружный воздух не содержит вредных веществ.

Исходные данные


Вариант

Количество компьютеров; (мощность, Вт)

Число работающих

Суммарная площадь окон, м2

to, оС

φо, %

G, мг/c


Кол-во единиц доп. оргтехники

Мощность единицы доп. оргтехники, Вт

10

7; (550)

3

19

17

39

0,004

2

280




Вариант

L,м

B,м

H,м

10

8

5

5


Решение:

При общеобменной вентиляции потребный воздухообмен определяют из условия удаления избыточной теплоты и разбавления вредных выделений свежим воздухом до допустимых концентраций. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны устанавливают по ГОСТ 12.1005–88.

Расход приточного воздуха, м3/ч, необходимый для отвода избыточной теплоты:

,

где Qизб – избыточное количество теплоты, кДж/ч;

c – теплоемкость воздуха, Дж/(кг·°С); с = 1005 Дж/(кг·°С);

ρ – плотность воздуха, кг/м3;

tуд – температура воздуха, удаляемого из помещения, принимается равной температуре воздуха в рабочей зоне, °С;

tпр – температура приточного воздуха, °С.

Температуру воздуха в рабочей зоне принимают на 3-5°С выше расчетной температуры наружного воздуха. Тогда tуд = 17 + 5 = 22°С.

Плотность воздуха, кг/м3, поступающего в помещение примем 1,217 кг/м3.

Избыточное количество теплоты, подлежащей удалению из производственного помещения, определяют по тепловому балансу:

Qизб = ΣQпр – ΣQрасх,

где ΣQпр – теплота, поступающая в помещение от различных источников, кДж/ч;

ΣQрасх – теплота, расходуемая (теряемая) стенами здания и уходящая с нагретыми материалами, кДж/ч.

К основным источникам тепловыделений в производственных помещениях относятся:

а) горячие поверхности оборудования (печи, сушильные камеры, трубопроводы и др.);

б) оборудование с приводом от электродвигателей;

в) солнечная радиация;

г) персонал, работающий в помещении;

д) различные остывающие массы (металл, вода и др.).

Поскольку перепад температур воздуха внутри и снаружи здания в теплый период года незначительный (3-5°С), то при расчете воздухообмена по избытку тепловыделений потери теплоты через конструкции зданий можно не учитывать. Некоторое увеличение воздухообмена благоприятно влияет на условия труда работающих в наиболее жаркие дни теплого периода года.

С учетом изложенного формула принимает следующий вид:

Qизб = ΣQпр.

Теплота, выделяемая работающим персоналом:

Qp = n * Kp,

где n – число работающих, чел.;



Кр – теплота, выделяемая одним человеком, кДж/ч (принимается равной при легкой работе 300 кДж/ч).

Qp = 3 * 300 = 900 кДж/ч.

Теплота, выделяемая при работе электродвигателей оборудования:

Qэо = 3528 * β * N,

где β – коэффициент, учитывающий загрузку оборудования, одновременность работы, режим работы (β = 0,35);

N – общая установочная мощность электродвигателей, кВт.

Qэо = 3528 * 0,35 * 0,83 = 1024,9 кДж/ч.

Количество тепла, выделяемое источниками искусственного освещения, определяют по электрической мощности светильников. В тех случаях, когда мощность светильников известна, тепловыделения от источников света Qосв, кДж/ч, можно определить по формуле:

Qосв = 3,6 * Nосв * ηосв,

где Nосв – установленная мощность освещения, Вт;

ηосв – доля тепла, поступающая от светильника в различные зоны помещения (0,5).

Количество светильников (8 * 5) / 10 = 4 шт. Общая мощность освещения 4 * 50 Вт = 200 Вт.

Qосв = 3,6 * 200 * 0,5 = 360 кДж/ч.

Тепловой поток, кДж/ч, солнечной радиации через световой проем рассчитывается по формуле:

Qср = (542 МДж/м2 * 19 м2) / 16 ч = 644 кДж/ч.

ΣQпр = 900 + 1024,9 + 360 + 644 = 2929 кДж/ч.



= 459 м3/ч.

Расход приточного воздуха, м3/ч, необходимый для поддержания концентрации вредных веществ в заданных пределах:



,

где G – количество выделяемых вредных веществ, мг/ч (14,4 мг/ч);

qуд – концентрация вредных веществ в удаляемом воздухе, мг/м3 (qуд = qПДК = 0,3 мг/м3);

qпр – концентрация вредных веществ в приточном воздухе, мг/м3.

qпр = 0,3 * qПДК = 0,3 * 0,3 = 0,09 мг/м3.

= 68,6 м3/ч.

Кратность воздухообмена:

К = = 2,3 1/ч.

Задание №3. «Электробезопасность»

Определить необходимое количество заземлителей системы заземления электрооборудования производственного помещения. Привести план размещения заземлителей.

Заземление аппаратуры выполняется стержневыми заземлителями, расположенными в грунте вертикально. Длина и диаметр стержня – l и d, расстояние от поверхности земли до верха заземлителя to, удельное сопротивление грунта – . Вся аппаратура, питающаяся от сети переменного тока напряжением 220 В, заземляется единым контуром.

Исходные данные



Вариант

Размещение заземлителей

to, м

l, м

d, мм

, Омм

10

По контуру

0,6

3,6

15

350


Решение:

Сопротивление одиночного заземлителя цилиндрической формы (стержневого или трубчатого), погруженного вертикально в грунт, с удельным сопротивлением ρ рассчитываем по формуле, Ом:



,

где ρ – удельное сопротивление грунта, Ом·м;

d – диаметр стержня, м (d = 15 мм = 0,015 м);

п – длина погруженной в землю части заземлителя, м.



= = 3 м.

= 123,8 Ом.

Rн – нормируемое сопротивление растеканию тока заземляющего устройства, определяется исходя из правил ПЭУ.

Cогласно ПУЭ глава 1.8 допустимые значения сопротивлений заземляющих устройств указаны в таблице 1.8.38.

снимок1
В нашем случае Rнорм = 30 Ом.

Количество заземлителей (стержней) N, необходимых для создания заземляющего устройства с нормируемым сопротивлением Rнорм при расположении отдельных заземлителей друг от друга на расстоянии не менее их длины определяется по формуле:



,

где η – коэффициент использования отдельных заземлителей;

Rст – сопротивление одиночного стержневого заземлителя.

Вычислим количество заземлителей при η = 1.



= 4 шт.

Принимая a/l  1 для заземлителей, расположенных по контуру, при n = 4 принимаем  = 0,69.

Уточняем расчетное значение числа заземлителей:

= 5,98 ≈ 6 шт.

Размещение заземлителей по контуру



Задание №4. «Пожарная безопасность»

Определить теоретический объем воздуха при заданной температуре и давлении, необходимый для полного сгорания m кг вещества.

Исходные данные


№ вар.

Вещество

Масса m, кг

Температура, оС

Давление, атм

10

фенол С6Н5ОН

10

20

1,3


Решение:

Теоретический объем воздуха, необходимый для горения, рассчитывается по уравнению реакции горения.

Записываем уравнение реакции горения:

С6Н5ОН + 7(O2 + 3,76N2) → 6CO2 + 3H2O + 7∙3,76N2

Записываем в уравнении известные и неизвестные величины с указанием размерности:

10 кг x м3

С6Н5ОН + 7(O2 + 3,76N2) → 6CO2 + 3H2O + 7∙3,76N2

Молярная масса фенола 94,11 кг/кмоль. Записываем эту величину под формулой фенола:

10 кг x м3

С6Н5ОН + 7(O2 + 3,76N2) → 6CO2 + 3H2O + 7∙3,76N2

М = 94,11 кг

При нормальных условиях молярный объем (VМ) любого газообразного вещества составляет 22,4 л/моль или 22,4 м3/кмоль.

Расчет VМ ведем по формуле объединенного газового закона:

,

где Р и Т – данные в задаче температура и давление.

Рассчитаем, какой объем занимает 1 кмоль воздуха при данных температуре и давлении:

= 18,49 м3/кмоль.

Записываем данную величину под формулой воздуха, умножив ее на стехиометрический коэффициент (74,76):

10 кг x м3

С6Н5ОН + 7(O2 + 3,76N2) → 6CO2 + 3H2O + 7∙3,76N2

М = 94,11 кг 7∙4,76∙18,49 м3

По уравнению реакции найдем пропорционально теоретический объем воздуха, необходимый для полного сгорания фенола:



= 65,5 м3.

Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©zodorov.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница