热负荷及散热量计算..

V' —罩口扩大面积上空气的气流速度（ m/s ） ,通常取 0.5-0.75m/s ；
F
'—罩口扩大面积，即罩口面积减去热射流的断面面积（㎡）
；
高悬罩排风量按下式计算
qv qv,z v 'F '
式中
qv, z 罩口所在断面上的热射流流量（ m3 / s ）；
热源上部热射流起始流量，计算式为
1
qv0
2 —电动机负荷系数，电动机每小时平均时耗功率与机器设计时最大时耗功率之 比一般取 0.5-0.8 ；
3 —同时使用系数，电动机同时使用的安装功率与总安装功率之比，一般取
0.5-1.0 ；
以清理工段的橡胶履带抛丸清理机为例计算电动设备散热量
由设备参数知，橡胶履带抛丸清理机电动设备安装功率
N=，电动机效率 η =， η1=0.7 ，η
q
—每个人的平均散热量， KJ/h ，取 q=1348KJ/h ；
则根据公式得， Q=1.0 ×16×1348=21568 （KJ/h ）
数据汇总：
表 1-3 车间电动设备的散热量汇总
设备名称
台数
散热量（ W/ 台）
橡胶履带抛丸清理机
3
10206
机
金属履带抛丸机
1
3150
颚式破碎机
2
6300
混砂机
1
在机械加工过程中， 对金属零
件的磨光与抛光过程可产生金属和矿物性粉尘。 所以各工部采用局部排风， 在需要排风部位
加局部排风罩即可。
局部排风罩的一般形式有：密闭罩，柜式排风罩，外部吸气罩，接受式排风罩，吹吸式排风
罩。
局部排风罩的设计原则：
（1）局部排风罩应尽可能包围或靠近有害物，使有害物源局限于较小的局部空间。应尽可
x f —风力附加率， %；
xg —高度附加率， %；
1.3 冷风渗透耗热量
在室内外风压和热压压差作用下， 室外的冷空气通过门窗的缝隙渗入室内， 被加热后又溢
出室外。 把冷空气加热到室内温度所消耗的热量称为冷风渗透耗热量。
本设计采用百分数法
计算冷风渗透耗热量。
根据建筑结构特点，本设计渗透热量占围护结构的总耗热量的
能减小吸气范围，便于捕集与控制。
（2）排风罩的吸气气流方向应尽可能与污染气流运动方向一致。
（3）已被污染的吸入气流不允许进入人的呼吸区。
（4）排风罩力求结构简单，造价低，便于安装和维护。
（5）局部排风罩的配置应与生产工艺协调一致，力求不影响工艺操作。
（6）要尽可能避免干扰气流和过堂风，送风气流等对吸气气流的影响。
Q8；
2）非供暖系统的管道和其他热表面的散热量
Q9；
3）热物料的散热量 Q10 ；
4）生产车间最小负荷班的工艺设备散热量
Q11；
5）通过其他途径获得的散热量 Q12；
1.1 围护结构的基本耗热量
Q3；
q' KF (t n t 'w )a
式中 K
q' —围护结构的基本耗热量， W；
—围护结构的传热系数， w/( ㎡ . ℃ ); F —围护结构的面积，㎡；
0.42 )2
1
0.4] 3
确定罩口直径 D=d+0.5H=0.4+0.5 ×0.5=0.65m
取 v'=0.75m/s 排风罩排风量
Qv qv0 v' F ''
{ 0.32 0.75 [ (0.65) 2 4
1.79(m3 / s)
(0.4)2 ] 4
此处共有 3 台工频感应电炉，则总通风量为 19332（ m3/h ） 2.1.2 清理工段排风量计算
30%
根据公式
Q=860
×125×（ 1-80% ）×0.9 ×0.3=6449.2 （ KW ）
2）浇注工段的散热量
浇注金属与落砂在同一房间进行时， 金属至浇注温度至冷却至室温的全部热量，
由水分蒸发时吸收，其余全部散落车间内，每浇注一吨金属的散热量为：
Q （Q1 - Q2）- [ 605g(d1 d2 ) 0.175g (t tn )] 1 0 0 0
0.381(QhA
2 p
)
3
式中
qv0 —热射流流量 m3 / s ；
寸；
Q—对流散热量（ KJ/s ） ; h—热源定性尺寸（ m），对垂直热表面是指高度，对水平则是指该投影的短边尺
Ap —在热源顶部热射流的横断面积（㎡） ；
热射流流量 qv,z （ m3 / s ）
1
qv,z 7.26 10 3 z1.47Q 3
α－表面传热系数（ KJ / ㎡ .s. ℃） ; 表面传热系数 α
1
A t3
式中
A 系数，对于水平散热面， A=1.7 ×10^（ -3 ）；对于垂直散热面， A=1.13×10^（ -3 ）。
H
根据接受罩安装的 H 的不同可以分为两类， 密闭罩排风量计算，本设计采用截面风速法
1.5
A
p
H
为低悬罩，
的高度附加率，当房高超
过四米时，每增加一米，为附加围护基本耗热量和其他修正量总和的
2%，但总附加率不超
过总附加率的 15%。
所以， 建筑物的总耗热量等于围护结构基本耗热量和
朝向修正， 风力附加和高度附加耗热
量的总和，则
'
Q1
（1
x g）
aKF (tn
t w ' )(1 xch
xf )
式中
xch —朝向修正率， %；
2）加热油门、窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热量
Q2 ；
3）加热油门、孔洞和其他相邻房间侵入的冷空气的耗热量
4）加热由外部运入的冷物料和运输工具的耗热量
Q4 ；
5）水分蒸发的耗热量 Q5；
6）加热由于通风进入室内冷空气的耗热量
Q6；
7）通过其他途径散失的热量 Q7；
房间的得热量包括： 1）太阳辐射进入房间的热量
12600
射芯机
12
5833.33
造型机
12
756
0.5-0.6 ，灯罩上无
总散热量 W 30618 3150 12600 12600
69999.96 9072
2 局部排风系统设计
2.1 排风量确定
此车间为铸造车间，在型砂配制、制型、落砂、清砂等过程，都可使粉尘飞扬，特别是用
喷砂工艺修整铸件时，粉尘浓度很高，所用的石英危害较大。
（3）电动设备散热量 清理工段， 砂处理的工段有抛丸机， 破碎机， 所有的工艺设备都在室内，电动设备散热量公 式为：
N Q 1000 1 2 3
式中 N
Q—电动设备发热量， W； —电动设备安装功率（额定功率） η—电动机效率
， KW；
1—电机容量利用系数，是电动机最大实效功率原装功率之比，一般取
0.7-0.9 ；
30%。
1.4 冷风侵入耗热量
冬季在风压和热压的共同作用下， 当外门开启时， 会有大量的冷空气进入室内， 把将这部
分冷空气加热到室温时所消耗的热量称为冷风侵入耗热量。采用外门附加的方法计算，
冷风侵入耗热量 =外门基本耗热量 ×外门附加率 公共建筑工业产房中，其外门附加率为 500% 。
1.5 工作工况下围护结构耗热量及其修正 以电炉变压室为例 1 ）围护结构基本耗热量计算
60% 。
1.6 工艺设备耗热量 1 ）熔炼工段工频感应电炉的散热量
Q 860N e(1 ) cos
式中 Ne—感应电炉额定功率， KW；
η—感应电炉的总效率， %，根据工艺资料采取；
cos φ —补偿后的功率因数，一般为 0.9-0.95 。
当工频感应电炉装有排烟罩时，散入室内的热量为其总散热量的
一部分热量
式中 Q1—浇注金属在熔化时的含热量， KW吨/ ； Q2 —铸件落砂在离开本工段时的含热量， KW/吨； g —每浇注一吨金属所需的型砂重量，公斤；
d1 —浇筑前型砂的含湿量，公斤 / 公斤；
d2 —落砂后型砂含湿量，公斤 / 公斤；
t —落砂时型砂温度，℃；
tn —室内温度，℃；
根据公式得， Q= （ 263200-187600 ） -[605 ×4.5(0.055-0.02)-0.175 ×4.5(43-12) ] ×1000 =4725(KW)
1.5 A p 为高悬罩。
qv 3600Av
式中
qv －所需排风量（ m3 / s ）；
A －密闭罩截面积（㎡） ； v－垂直于密闭罩的平均风速（ 排风罩排风量计算，控制风速法
m/s) 。
qv v0F
式中
qv －吸气口排风量（
3
m / s）；
F－吸气口面积（㎡） ； V0 －罩口平均风速（ m/s ）。
查得 Q3210A 橡胶履带抛丸清理机的除尘风量为 3500 m3 / h ，清理工段共有 3 台 Q3210A
低悬矩形罩
A=a+0.5H
B=b+0.5H
式中 D —罩口直径（ m） ;
A,B —罩口的长和宽（ m） ;
d —热源水平投影直径（ m） ;
a,b
—热源水平投影长和宽（ m） ;
高悬罩
D dg 0.8H
低悬罩排风量按下式计算
qv qv 0 v 'F '
式中
qv0 —热源上部热射流起始流量（ m3 / s ） ；
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
取定 tn =12 ℃，耗热量包括基本耗热量和附加耗热量，计算全部列于附表
1-1 中，所得
电炉变压室、电气间围护结构传热耗热量
Q
' 1
=3209.30 （ W ）