5217 (Производственная вентиляция), страница 2

Для помещений с выделением вредных веществ искомый воздухообмен L, м³/ч, определяется из условия баланса поступающих в него вредных веществ и разбавления их до допустимых концентраций. Условия баланса выражаются формулой:

,

где G — скорость выделения вредного вещества из технологической установки, мг/ч; G_пр — скорость поступления вредных веществ с притоком воздуха в рабочую зону, мг/ч; G_уд — скорость удаления разбавленных до допустимых концентраций вредных веществ из рабочей зоны, мг/ч.

Заменив в выражении G_пр и G_уд на произведение и , где и — соответственно концентрации (мг/м³) вредных веществ в приточном и удаленном воздухе, a и объем приточного и удаляемого воздуха в м³ за 1 час, получим

=

Для поддержания нормального давления в рабочей зоне должно выполняться равенство , тогда

-

Необходимый воздухообмен, исходя из содержания в воздухе водяных паров, определяют по формуле:

,

где — количество удаляемого или приточного воздуха в помещении, м³/ч; G_п — масса водяного пара, выделяющегося в помещении, г/ч; — влагосодержание удаляемого воздуха, г/кг, сухого воздуха; — влагосодержание приточного воздуха, г/кг, сухого воздуха; — плотность приточного воздуха, кг/м3.

Влагосодержание d (г/кг) воздуха, т.е. отношение массы водяного пара, содержащегося во влажном воздухе, к единице массы сухого воздуха определяют по формуле:

где — соответственно массы (г) водяного пара и сухого воздуха. Необходимо иметь в виду, что значения и принимаются по таблицам физической характеристики воздуха в зависимости от значения нормируемой относительной влажности вытяжного воздуха.

Для определения объема вентиляционного воздуха по избыточному теплу необходимо знать количество тепла, поступающего в помещение от различных источников (приход тепла), , и количество тепла, расходуемого на возмещение потерь через ограждения здания и другие цели, , разность и выражает количество тепла, которое идет на нагревание воздуха в помещении и которое должно учитываться при расчете воздухообмена.

Воздухообмен, необходимый для удаления избыточного тепла, вычисляют по формуле:

,

где — избыточное количество тепла, Дж/с, —температура удаляемого воздуха, ° К; —температура приточного воздуха, ° К; С — удельная теплоемкость воздуха, Дж/(кгК); — плотность воздуха при 293° К, кг/м³.

Местная вентиляция бывает вытяжная и приточная? Вытяжную вентиляцию устраивают, когда загрязнения можно улавливать непосредственно у мест их возникновения. Для этого применяют вытяжные шкафы, зонты, завесы, бортовые отсосы у ванн, кожухи, отсосы у станков и т.д. К приточной вентиляции относятся воздушные души, завесы, оазисы.

Вытяжные шкафы работают с естественной или механической вытяжкой. Для удаления из шкафа избытков тепла или вредных примесей естественным путем необходимо наличие подъемной силы, которая возникает, когда температура воздуха в шкафу превышает температуру воздуха в помещении. Удаляемый воздух должен иметь достаточный запас энергии для преодоления аэродинамического сопротивления на пути от входа в шкаф до места выброса в атмосферу.

Объемный расход воздуха, удаляемого из вытяжного шкафа при естественной вытяжке (рис. 4.5), (м³/ч)

.

где h — высота открытого проема шкафа, м; Q — количество тепла, выделяемого в шкафу, ккал/ч; F — площадь открытого (рабочего) проема шкафа, м².

Рис. 4.5. Схема вытяжного шкафа с естественной вытяжкой: 1 — уровень нулевых давлений; 2 — эпюра распределения давлений в рабочем отверстии; Т₁ — температура воздуха в помещении; T₂ — температура газов внутри шкафа

Необходимая высота вытяжной трубы (м)

,

где — сумма всех сопротивлений прямой трубы на пути движения воздуха; d — диаметр прямой трубы, м (предварительно задается).

При механической вытяжке

,

где v — средняя скорость всасывания в сечениях открытого проема, м/с.

Бортовые отсосы устраивают у производственных ванн для шкафа удаления вредных паров и газов, которые выделяются из растворов ванн. При ширине ванны до 0,7 м устанавливают однобортовые отсосы с одной из продольных ее сторон. При ширине ванны более 0,7 м (до 1 м) применяют двухбортовые отсосы (рис. 4.6).

Объемный расход воздуха, отсасываемого от горячих ванн одно- и двухбортовыми отсосами, находят по формуле:

,

где L — объемный расход воздуха, м³/ч, k₃ — коэффициент запаса, равный 1,5...1,75, для ванн с особо вредными растворами 1,75...2; k_Т — коэффициент для учета подсоса воздуха с торцов ванны, зависящий от отношения ширины ванны В к ее длине l; для однобортового простого отсоса ; для двухбортового — ; С — безразмерная характеристика, равная для однобортового отсоса 0,35, для двухбортового — 0,5; —угол между границами всасывающего (рис. 4.7); (в расчетах имеет значение 3,14); Т_в и Т_п — абсолютные температуры, соответственно, в ванне и воздуха в помещении, °К; g=9,81 м/с².

Вытяжные зонты применяют, когда выделяющиеся вредные пары и газы легче окружающего воздуха при незначительной его подвижности в помещении. Зонты могут быть как с естественной, так и с механической вытяжкой.

Рис. 4.6. Двухбортовой отсос от ванны

При естественной вытяжке начальный объемный расход воздуха в тепловой струе, поднимающейся над источником, определяют по формуле:

,

где Q — количество конвективного тепла, Вт; F — площадь горизонтальной проекции поверхности источника тепловыделений, м²; Н — расстояние от источника тепловыделений до кромки зонта, м.

При механической вытяжке аэродинамическая характеристика зонта включает скорость по оси зонта, которая зависит от угла его раскрытия; с увеличением угла раскрытия увеличивается осевая скорость по сравнению со средней. При угле раскрытия 90° скорость по оси составляет l,65v (v — средняя скорость, м/с), при угле раскрытия 60° скорость по оси и по всему сечению равна v.

В общем случае расход воздуха, удаляемого зонтом,

,

где v — средняя скорость движения воздуха в приемном отверстии зонта, м/с; при удалении тепла и влаги скорость может быть принята 0,15...0,25 м/с; F — площадь расчетного сечения зонта, м².

Приемное отверстие зонта располагают над тепловым источником; оно должно соответствовать конфигурации зонта, а размеры принимают несколько большими, чем размеры теплового источника в плане. Зонты устанавливают на высоте 1,7...1,9 м над полом.

Для удаления пыли от различных станков применяют пылеприемные устройства в виде защитно-обеспыливающих кожухов, воронок и т.д.

Рис. 4.7. Угол между границами всасывающего факела при различном расположении ванны: а — у стены ( ); б — рядом с ванной без отсоса ( ); в — отдельно ( ); 1 — ванна с отсосом; 2 — ванна без отсоса.

В расчетах принять = 3,14

Объемный расход воздуха L (м³/ч), удаляемого от заточных, шлифовальных и обдирочных станков, рассчитывают в зависимости от диаметра круга d_кp(мм), а именно:

при < 250 мм L = 2 ,

при 250...600 мм L= 1,8 ;

при > 600 мм L = 1,6 .

Расход воздух (м³/ч), удаляемого воронкой, определяют по формуле:

,

где V_H —начальная скорость вытяжного факела (м/с), равная скорости транспортирова-ния пыли в воздуховоде, принимается для тяжелой наждачной пыли 14...16 м/с и для легкой минеральной 10...12 м/с; l — рабочая длина вытяжного факела, м; k — коэффи-циент, зависящий от формы и соотношения сторон воронки: для круглого отверстия k = 7,7 для прямоугольного с соотношением сторон от 1:1 до 1:3 k = 9,1; V_k — необходимая конечная скорость вытяжного факела у круга, принимаемая равной 2 м/с.

ЛИТЕРАТУРА

1. Безопасность жизнедеятельности/Под ред. Русака О.Н.— С.-Пб.: ЛТА, 1996.

2. Белов С.В. Безопасность жизнедеятельности — наука о выживании в техносфере. Материалы НМС по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности». — М.: МГТУ, 1996.

3. Всероссийский мониторинг социально-трудовой сферы 1995 г. Статистический сборник.— Минтруд РФ, М.: 1996.

4. Гигиена окружающей среды./Под ред. Сидоренко Г.И.— М.: Медицина, 1985.

5. Гигиена труда при воздействии электромагнитных полей./Под ред. Ковшило В.Е. — М.: Медицина, 1983.

6. Золотницкий Н.Д., Пчелиниев В.А.. Охрана труда в строительстве.— М.: Высшая школа, 1978.

7. Кукин П.П., Лапин В.Л., Попов В.М., Марчевский Л.Э., Сердюк Н.И. Основы радиационной безопасности в жизнедеятельности человека.— Курск, КГТУ, 1995.