1000吨果品冷藏库库房风系统的布置及水力计算方案

1000吨果品冷藏库库房风系统的布置及水力计算方案1.1冷风机风道的布置根据资料[1]6.2.13,6.2.14条，确定冷藏间1、2采用吊顶式式冷风机进行空气分配，所选的冷风机DBA56C/28-175的射程可达18m，且冷间容量较小，对于贮藏条件要求不高，可以采用无风道分配方式。冷藏间3、4、5、6容量均为200t，尺寸比较大，选用LL-300型落地式冷风机，为了确保冷间空气温度均匀，必须设置配风系统，采用均匀风道送风系统进行风量分配。冷风机风道的布置原则：1）冷风道宜布置在靠近库门一侧，便于操作管理与维修，又可缩短制冷系统的管道连接，对于吊顶式冷风机，可布置在门的上方，而落地式冷风机需要做支架，将冷风机支于门的而上方。2）一根带有许多喷风口的均匀送风道，设置在库房中央走道顶部，喷口设在风道两侧。3）喷口应均匀设置，但应避开柱子。均匀风道及圆锥形喷嘴：把均匀风道看成一个各断面上静压分布基本相等的静压箱，选主风道面积。1）首段风速不宜大于6m/s（资料[2]P311），末段风速为1～2m/s,用逐段降低流速方法，降低动压，以弥补由于总风道的沿程摩擦阻力损失而消耗的压头，使整段风道内的静压分布基本相等。2）风道采用矩形截面，为了制作安装方便，节省空间，高度方向应保持不变，改变风道的宽度来保持风道内静压相等。3）使喷风口出口流速大于主风道进口流速，使所有出风口截面积之和小于主风口进口截面积。4）采用圆锥形喷嘴方式送风时，货物应堆放在气流漩涡区，不宜放在射流区，要求货堆与墙面间应有300～400㎜的间距；错缝堆码，库房中央走道宽度不应小于1200㎜，货顶与顶棚间距不应小于300mm空间，才能保证气流正常循环。1.2冷藏间均匀送风道流速和尺寸计算1.2.1气流组织计算气流组织计算的目的在于选择气流分布的形式，确定送风口的形式，数目和尺寸，使工作区的风速和温差满足设计要求。根据资料[3]P311：库房为无梁楼盖结构，喷风口采用炮形风口，喷口轴心与水平面成17度仰角。从中间的矩形风管向两侧均匀送风，根据资料[8]P1921，喷口侧向送风口速度宜取4～8m/s，若风速太小不能满足射程要求，风速过大在喷口处会产生很大的噪声。根据资料[4]表25.1-1：工艺性空调的气流平均风速、送出风口的风速应根据送风方式，送风口类型、安装高度、室内允许风速、噪声标准等因素确定。噪声要求高时出风口的速度采用2～5m/s，本设计噪声要求不高，可采用4～8m/s；空气调节区冬季不宜大于0.3m/s，夏季宜采用0.2～0.5m/s。送风口的速度应大于总风管首段风速，但不大于10m/s，否则应重新计算。根据资料[4]P1917，喷口的设计计算按下列步骤进行：（1）根据房间的显冷负荷和送风温差由公式25.2-2计算总风量Ls（在此，送风量近似取冷风机的风量24000m3/h）；（2）假设喷口直径ds、喷口倾角β、喷口安装高度h，计算相对落差y/ds和相对射程x/ds；（3）根据气流射程x和垂直落差y按下式计算阿基米德数；（4-1）式中a—喷口紊流系数，对于带收缩口得圆喷口，a=0.07（4）按下述公式计算喷口送风速度vs（4-2）式中tn—室内计算温度，本设计为0℃；△ts—送风温差，本设计送风温差为2℃（5）按下列公式计算射流末端轴心速度vx和射流平均速度vp（4-3）（4-4）（6）计算喷口个数n（4-5）式中，Ld为单个喷口的送风量，即（4-6）计算出的n值应取其整数，再算出实际的vs。计算过程如下：（1）Ls=24000m3/h；（2）设喷口直径为0.18m/s，工作区高度为5.6m，要求每股射流射程最多达7.5m，垂直落差5.82-5.6=0.22m。计算相对落差和相对射程：，；（3）（4）（5）＜0.5m/s，符合气流组织要求。（6）个取46个，即每侧采取ds=0.18的圆形喷口23个，约隔617m设一个风口，喷口的实际风速为：5.70m/s；此外，＜0.5m/s，符合气流组织要求。每个风口的实际送风量根据资料[2]P311图9-3-2：喷风口与风管接口直径D=d+KL，喷口长度L=（1.5～3）d，本设计取L＝2ds，如下图所示：K=0.245；喷口长度L=2d=360mm则D=240+0.245×480=278mm取D=300mm综上：锥形风口的尺寸为：D=300mm，d=180mm，L＝2d=2×180=360mm。1.2.2均匀送风管道的计算根据上面的设计要求,送风管道设计为高度不变，只改变宽度的矩形均匀送风管道。根据资料[3]P693“均匀送风道内空气流速：首段采用v首＇=6m/s；末段采用v末＇=2m/s。”对LL-300型冷风机：总风量为L=24000m3/h，首段断面面积按下式计算：根据D=300mm，取风道的高度h=600mm首段风道的断面面积F首＇=1.11㎡首段风道的宽度取A=2m=2000mm，则F首=A·h=2.0×0.6=1.2m2首段风道内的空气流速(满足要求)末段风量L末=2×522=1044m3/h，风速v末＇=1.5m/s；末段风道断面面积风道高度不变h=0.6m,末段风道宽度B＇=F末′/h=0.19/0.6=0.32m取B=0.4m=400mm，则F末=B·h=0.6×0.4=0.24㎡末段风道内的空气流速：(满足要求)冷藏间风系统布置如图4-1、图4-2所示：图4-1200吨冷藏间均匀风道布置图图4-2100吨冷藏间吊顶式布置图1.3设计静压箱静压箱的作用：静压箱可用来减少噪声，又可获得均匀的静压出风，减少动压损失。而且还有万能接头的作用。把静压箱很好地应用到通风系统中，可提高通风系统的综合性能。根据经验，静压箱内的风速v≤2.5m/s，根据式计算出静压箱的截面积：静压箱长边两端各超出风口400mm，风口宽度为2000mm，则长边a=2800mm；则静压箱高为：b=c=A/a=2.67/2.8=1.0m，宽为1.2m。静压箱的结构尺寸如图4-3所示：图4-3静压箱的尺寸及其与风机的连接图1.4冷风系统的阻力计算1.1.1通过冷风机翅片管的空气阻力P1通过LL-300型冷风机翅片管的风速在3.5.3节中已计算出（v=3.46m/s），根据资料[6]P316图5-12，由风速查得通过翅片管的空气阻力为：根据资料[2]P311得：“计算送风系统阻力时，空气冷却器的阻力损失按无霜时的阻力损失加一倍进行计算，以保证空气冷却器结霜后阻力加大的需要。”（4-7）1.1.2风机到静压箱的阻力P2（1）沿程阻力根据资料[5]公式（6-2）、（6-6）计算沿程阻力：（4-8）式中Kt—温度修正系数；Kb—大气压力修正系数；Rm0—由资料[5]P229附录6“通风管道单位长度摩擦阻力线算图”查得的比摩阻（Pa/m）；（根据管径448mm，风量24000/3600/3=2.23m3/s,查得Rm0=3.1Pa/m）l—风机到静压箱的风管长度，尺寸见图4-3，l=2.63m。根据资料[5]公式（6-7）、（6-8）计算Kt和Kb：（4—9）式中t—实际空气温度，（℃）；△t=2℃，则t=0-2=-2℃,代入公式（4-3）计算出Kt=1.08.；（4—10）式中B—实际大气压力，（KPa）；由资料[8]P195查得延安地区B=89.89KPa，代入公式（4-4）计算出Kb=0.91最后，将所有数据代入公式（4-2），计算该段的沿程阻力：（2）局部阻力（4—11）式中∑ζ—局部阻力系数总和；Pd—动压，（Pa）；根据资料[5]附录6，由风管直径和风量查得风管内风速v=12m/s；计算风机当量直径Dv，按资料[5]P146公式6-11计算如下：（4—12）对LL-300型冷风机，a=A1=2.65m；b=B1=1.13m，代入公式（4-6），计算得出Dv=1.58m根据风速和当量直径，查资料[8]P1083“钢板圆形通风管道计算表”得Pd=86.4Pa产生局部阻力的部件有：轴流风机出来的渐缩管和进入进入静压箱时的渐扩，由资料[5]P230查得：渐缩管ζ1=0.1；渐扩ζ2=0.9，则∑ζ=ζ1+ζ2=1.0代入公式（4-5）得冷风机到静压箱的阻力：P2=△Pm+Z=8.01+86.4=91.41Pa。1.1.3均匀风道阻力P3由资料[5]P164知，均匀送风道首段的全压就是均匀送风道的阻力。对LL-300型冷风机：Vd—首段空气流速，（m/s），（v=5.5m/s）；v0—出风口平均流速，（m/s），（v0=5.7m/s）；u—孔口流量系数，（根据资料[5]P161图6-16查得u≈0.6）；vj—送风口静压流速，（m/s），（vj=v0/u=5.7/0.6=9.5m/s）；由资料[5]P161知，为了很好地达到均匀送风的目的，要保持a≥60°，即Pj/Pd≥3,也就是必须使vj/vd≥1.73。上述计算中，vj/vd=9.5/5.5=1.73≥1.73符合要求，出流角a=60°，系统能保证均匀送风。空气出冷风机的温度为-2℃，由资料[6]P7表1-4查得空气的密度ρ=1.303㎏/m3，则首段静压首段动压则均匀风道的全压P3=Pq=Pj+Pd=58.80+19.71=78.51Pa1.1.4风机风压的校核风机风压按资料[5]P155公式6-18计算：(4-13)式中Pf—风机的风压，（Pa）；Kp—风压附加系数，一般的送排风系统取1.1～1.15；△P—系统的总阻力，（Pa）；则所选风机的全压为550Pa＞336.12Pa，满足要求。1.5新风果品在冷藏库内呼吸作用消耗氧气，产生二氧化碳，必须定时向冷藏间内输送新鲜空气。新鲜空气进入冷库以后，不应使库房产生超过规定的温度波动（一般允许波动的幅度为0.1℃）。由资料[1]6.2.18条，冷却物冷藏间宜按所贮货物品种设置通风换气装置，换气次数每日不宜少于两次。本设计的冷藏间采用换气扇引进新风。1.6冷库门及冷风幕的选择根据资料选型可知：目前，比较常用的冷藏门是薄壁型钢制作的冷藏门，其构造上的要求：绝热性能好；轻便灵活；坚固耐用；门洞尺寸符合生产使用要求；由资料[2]P92表3-3-1，选择冷藏间门洞的尺寸。运输方式为电瓶叉车运输，则门洞的净尺寸为宽×高=180