Здесь можно найти учебные материалы, которые помогут вам в написании курсовых работ, дипломов, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.
Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение оригинальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения оригинальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, РУКОНТЕКСТ, etxt.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии так, что на внешний вид, файл с повышенной оригинальностью не отличается от исходного.
Результат поиска
Наименование:
Лекции Промышленная вентиляция
Информация:
Тип работы: Лекции.
Добавлен: 27.04.2013.
Год: 2013.
Страниц: 54.
Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%
Описание (план):
ПРОМЫШЛЕННАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ
Промышленная вентиляция является
одной из составляющих в сложном
комплексе современного производства,
направленной на создание условий, наиболее
благоприятных для человека, и
повышение производительности труда.
Категория производства
По взрывопожарной опасности производства
делят на шесть категорий –
А, Б, В, Г, Д, и Е. Категорию устанавливают
в зависимости от характеристики
веществ и материалов, имеющихся
в производстве.
Категория А – взрывопожароопасная.
В производстве присутствуют: горючие
газы с нижним концентрационным пределом
взрываемости 10% и менее объема воздуха,
жидкости с температурой вспышки до 280С,
вещества, способные взрываться и гореть
при взаимодействии с водой, кислородом
воздуха.
Категория Б – взрывопожароопасная.
В производстве присутствуют: горючие
газы с нижним концентрационным пределом
взрываемости более 10% объема воздуха,
жидкости с температурой вспышки выше
280С, горючие пыли и волокна с нижним
пределом взрываемости 65 г/м3 и менее.
Категория В – пожароопасная.
Присутствуют: жидкости с температурой
вспышки выше 610С, горючие пыли и
волокна с нижним пределом взрываемости
65 г/м3 и менее, твердые сгораемые
вещества и материалы.
Категория Г – Присутствуют: несгораемые
вещества и материалы в горячем,
раскаленном или расплавленном состоянии,
процесс обработки которых сопровождается
выделением лучистого тепла, искр и пламени;
твердые вещества, жидкости и газы, которые
сжигаются в качестве топлива.
Категория Д. Имеются несгораемые
вещества и материалы в холодном
состоянии.
Категория Е – взрывоопасная. Присутствуют:
горючие газы, не имеющие жидкой
фазы и взрывоопасные пыли, при
взаимодействии с водой, кислородом
способные взрываться без последующего
горения (по условиям технологического
процесса).
Вредные выделения на промышленных предприятиях
Производственный процесс обычно
сопровождается побочными явлениями,
отрицательно влияющими на состояние
воздушной среды. Эти побочные явления
называют вредности.
К сожалению, в большинстве
случаев мы не можем точно определить
количество выделяющихся вредностей, интенсивность
их выделения во времени, а также характер
распространения их по помещению. Основной
задачей при проектировании пром. вентиляции
является определение требуемого воздухообмена.
Самая совершенная по конструктивному
исполнению система не даст нужного эффекта,
если неправильно определено количество
воздуха, которое нужно удалить из помещения.
Чтобы правильно определить воздухообмен
необходимо очень тщательно проанализировать
процесс их выделения, при этом обратить
внимание на следующие факторы:
А) сколько выделяется
вредностей и каких именно в единицу
времени;
Б) каким образом поступает
вредность в воздух помещения;
В) точное местоположение
очагов выделения вредностей;
Г) как распространяется
вредность по помещению, где создается ее наибольшая концентрация;
Д) возможность образования
застойных зон, где вредность
может накапливаться в недопустимых
концентрациях.
Проектировщик вентиляции
обязан знать технологический процесс,
протекающий в помещении. Он должен разбираться в таких мелочах
технологического процесса, которые иногда
не интересуют технолога и связаны с побочными
выделениями вредных веществ. Например,
в металлургии незначительная примесь
мышьяка в руде не играет сушественной
роли с точки зрения технологии. С санитарной
же точки зрения это может оказаться фактором,
определяющим воздухообмен в помещении
и принцип вентиляции.
К вредным выделениям
относятся следующие:
Тепловыделения, влаговыделения,
паровыделения и газовыделения,
пылевыделения, дымовыделения (выделения мельчайших твердых частиц, свободно
витающих в воздухе), тумановыделения
(образование в воздухе мельчайших частиц
жидкости), полые капли (выделение из жидкой
среды пузырьков газа или жидкости).
Методы определения
количества вредностей изложены в справочной литературе.
1) Тепловыделения – наиболее часто встречающаяся вредность.
Теплоизбытки не создают тяжелых последствий
для здоровья человека, но снижают его
работоспособность. Делятся на две группы:
тепловыделения неизбежные, которые нельзя регулировать (от людей, от станков, освещения, солнечной радиации)
тепловыделения поддающиеся регулировке – тепловые потери промышленной аппаратуры, работающей при повышенной температуре, это тепло потерянное.
Тепловыделения второго
рода можно и нужно уменьшать. Специалисты по вентиляции должны активно
вмешиваться в промышленную теплотехнику,
настаивать на улучшении тепловой изоляции
аппаратуры.
Тепловыделения от
людей – в промышленных помещениях учитываются
тепло и влаговыделения от людей, если
объем помещения на одного человека составляет
менее 40 м3.
Тепловыделения от
электродвигателей станков /Титов/
Qэл.дв=Nуkсп(1-kп?h)103
где Nу – установочная мощность
электродвигателей, кВт; kсп – коэффициент
спроса на электроэнергию, табл 2.5; kп
– коэффициент, учитывающий полноту загрузки
электродвигателя, принимается при загрузке
1-05 kп=1, при загрузке <0,5 kп=0,9; h - КПД электродвигателя принимается
Тепловыделения, Вт, от нагретых поверхностей
остывающего материала, поверхности воды:
Q=aF(tпов -tв),
где F – площадь поверхности, м2;
tв и tпов – температура внутреннего
воздуха и нагретой поверхности, 0С;
a - коэффициент теплоотдачи от поверхности
к воздуху помещения, Вт/(м2 0С).
для поверхности стенки
a = 11,6
для поверхности нагретой воды
a = (5,7+4,1),
где v – подвижность воздуха вблизи нагретой
поверхности, м/с
Тепловыделения от приборов дежурного
отопления:
Qд.о.=qт.п.(5-tн)((tср-tв)/(
tср-5)),
где qт.п. – удельные расчетные
теплопотери помещения, Вт/0С; tн
– расчетная наружная температура,
0С; tср – средняя температура
в отопительном приборе; tв – расчетная
температура внутреннего воздуха в помещении,
0С.
Тепловыделения от нагретых поверхностей
воздуховодов, трубопроводов
- при отсутствии изоляции:
Q=??dl(tт-tв)
где ? – коэффициент теплоотдачи от поверхности
воздуховода:
при слабом движении (v<1м/с) ?=9,3+0,05?tст;
при заметном движении (v>1м/с) ?=9,3+0,05?tст+7;
d – наружный диаметр (эквивалентный),
м; l – длина воздуховода, м; tт – температура теплоносителя
или нагретого воздуха; ?tст – температурный перепад
между стенкой трубы и окружающим воздухом,
приближенно для металлических труб
можно принять ?tст=(tт-tв)
- при наличии изоляции:
Q=??dl(tт-tв)(1-?изол),
?изол – КПД изоляции, 0,7.
1.1 Затраты теплоты:
Через ограждающие конструкции
Метод определения рассмотрен в курсе
«Отопление». Для горячих цехов (кузнечные,
термические, литейные) при выборе tв
следует учитывать распределение температур
воздуха по высоте: для ограждения высотой
до 4 м и пола tв= tр.з., для ограждений
выше 4 м до покрытия tв=0,5( tр.з+tух),
для покрытия tв= tух.
При определении температуры уходящего
воздуха в промышленных зданиях
gradt определяется по таблице
За счет инфильтрации
воздуха
Qинф=GН с(tн-tв),
где с – теплоемкость сухого воздуха,
равная 1 кДж/(кг 0С);
Нормативная воздухопроницаемость
ограждающих конструкций определяется
в соответствии с /11/ по формуле
GH=GH1F1+GH2F2+
GH3F3,
где GH1 – воздухопроницаемость
наружных стен и покрытий, для производственных
зданий равна 1 кг/(м2 ч) /7/;
GH2 –воздухопроницаемост
окон зданий, равная 8 кг/(м2 ч) /7/;
GH2 –воздухопроницаемост
аэрационных фонарей зданий, равная 10
кг/(м2 ч) /табл. 11 СНиП 23-02-2003 Тепловая
защита зданий/;
F1, F2, F3 - соответствующая
площадь поверхностей.
На нагревание материалов, поступающих
в цех, Вт,:
Qм=1,16 Gм см (tк-tн)b,
где – Gм количество поступающего в цех материала
в течение 1ч, кг; см – теплоемкость
материала , кДж/(кг 0С); tн и
tк – начальная и конечная температура
материала, tн принимается: для металлов
равной tн, для сыпучих материалов
- на 15 0С выше температуры наружного
воздуха; для несыпучих материалов на
10 0С выше температуры наружного
воздуха; b - коэффициент, учитывающий неравномерность
поглощения тепла во времени, принимается
для всех материалов, кроме сыпучих, для
первого часа пребывания в помещении 0,5,
для второго – 0,3, для третьего – 0,2; для
сыпучих материалов, соответственно, 0,4,
0,25, 0,15; если материал завозится каждый
час b=1.
На испарение влаги, если испарение
происходит за счет тепла воздуха помещения,
а не за счет тепла, подводимого извне:
Q=0,278 W(2500+1,8tпов) ,Вт
где W – количество испаряющейся влаги,
кг/ч; tпов – температура поверхности
воды (см. курс Теор. осн).
Теплопотери на обогрев въезжающего
в помещение транспорта следует
принимать в количестве 0,029 вт в час на
один кг на один градус разницы температур
наружного и внутреннего воздуха.
Влаговыделения протекают следующими путями:
непосредственное поступление водяного пара в помещение;
с воздухом более влажным, чем воздух в помещении ( в том числе при дыхании людей);
испарение с открытых водных поверхностей
или из смоченных материалов;
испарение при кипении воды;
в результате химических реакций.
Расчет влаговыделений с поверхности
некипящей, кипящей жидкости, с поверхности
пола рассмотрен в курсе «ТОМ».
При испарении с мокрого пола,
где вода находится длительное время и
принимает температуру мокрого термометра,
из помещения заимствуется явное тепло,
а возвращается то же количество в скрытом
виде, т.е. тепловой баланс помещения не
меняется.
Если поверхность испарения
неровная (перемешивание, продувка),
то поверхность испарения увеличивается
в 1,5-2,5 раза, температура испаряющейся
жидкости принимается на 10-15% ниже, чем
в случае спокойной поверхности.
Влаговыделения при сушке материалов
W=60(Gн-Gк)/?, кг/ч
где Gн, Gк – начальная и конечная
массы материалов, кг; ? – время пребывания материала в
цехе за которое уменьшилась масса материала.
3) Паровыделения и
газовыделения.
Поступают в помещение в результате
химических реакций, в результате прорывов
через неплотности трубопроводов
и аппаратов, выделение продуктов сгорания
при сжигании топлива и при работе автомобильных
двигателей, при различных технологических
операциях (окраске, сварке, травлении
металлов).
Вредные промышленные газы классифицируют
по характеру их воздействия на
человека и разделяются на отравляющие,
удушающие, раздражающие, и наркотические.
Степень ядовитости характеризуется предельно
допустимым содержанием газа в воздухе
помещения при длительном пребывании
в них людей. Если при тепловыделениях
и влаговыделениях превышение предельно
допустимых концентраций тепла или влаги
безопасны для человека, то при выделениях
газов и паров превышение ПДК могут оказаться
опасными, а иногда смертельными.
К газовым вредностям и аэрозолям
примыкают туман и «полые капли».
Чаще всего туман является следствием
выделением полых капель.
Пример - электролиз в водных растворах:
пузырьки газа обволакиваются пленкой
жидкости и поступают в воздух
в виде воздушных пузырьков, которые
затем лопаются и образуют туман.
В помещениях для зарядки аккумуляторов
при отсутствии вентиляции можно наблюдать
туман серной кислоты.
4) Пылевыделения – часто
встречающаяся и трудно локализуемая
вредность. Классификация:
по действию, оказываемому на человека:
а) нейтральная - нетоксичная
пыль, не оказывает отравляющего действия,
воздействие механическое;
б) токсичная – пыль ядовитых веществ,
отравляющих организм;
в) силикозная и асбестовая – содержит
более 10% оксида кремния SiО2 или асбеста. Эта пыль, хотя
и не ядовита, вызывает тяжелые легочные
заболевания – силикоз и асбестоз.
По происхождению условно делят
на органическую (животного и растительного
происхождения), минеральную и смешанную.
По размерам пылевых частиц: очень
мелкая (0,1-1,0 мк) – образует аэрозоли,
мелкую (2,0-10,0 мк) – долго витает
в воздухе, среднюю (60-100 мк) и крупную (более
100 мк) – быстрооседающая.
Борьба с пылью с помощью
общеобменной вентиляции эффекта не
дает, пыль должна улавливаться в месте
ее образования при помощи местных
отсосов.
2. Метеорологические условия в помещениях
промышленных зданий
В рабочей зоне производственных помещений
метеорологические условия устанавливают
согласно указаниям ГОСТ 12.1.005-88 «Общие
санитарно-гигиениче кие требования
к воздуху рабочей зоны»
Оптимальные и
допустимые нормы температуры, относительной
влажности и скорости движения воздуха
в рабочей зоне производственных
помещений
3. Принципиальные схемы вентилирования
производственных помещений
Общеобменной вентиляцией
эффективно и экономично удаляются
только избыточные тепло- и влаговыделения при отсутствии
иных вредностей. Другие вещества, выделяющиеся
совместно или порознь с теплом и влагой,
обычно требуют устройства смешанной
вентиляции, т.е. совмещение местной и
общеобменной вентиляции. Такая вентиляция
наиболее распространена в промышленности.
Даже при полном укрытии
очагов выделений вредных веществ
местными отсосами, часть их прорывается
в помещение, поэтому предусматривают
общеобменную вентиляцию. В цехах
с выделением газовых вредностей,
кроме устройства местных отсосов от оборудования необходимо предусматривать
общеобменную вытяжку не менее чем в однократном
объеме помещения.
В помещении все вредности
переносятся воздухом, движение которого
определяется струйными течениями.
При наличии в помещении нагретых
поверхностей оборудования воздух, соприкасаясь
с ним, нагревается, его плотность становится
меньше плотности окружающих масс воздуха
и он вытесняется вверх. Так образуются
тепловые (конвективные) струи.
Рис. Характер свободного
движения воздуха около вертикальной нагретой поверхности
В нижней части воздух стремится
по поверхности утолщающим слоем. Здесь
наблюдается ламинарное движение. Выше
появляются завитки, бегущие вдоль
поверхности – локонообразное движение.
В верхней части локоны отрываются
от поверхности и в виде вихрей распространяются
в окружающей среде – турбулентное движение.
Рисунок – Схема конвективной
струи в неограниченном пространстве.
I – пограничный слой, состоящий из ламинарного
подслоя, расположен непосредственно
у поверхности нагретой пластины и основного
пограничного слоя;
II – разгонный участок;
III – переходный участок;
IY – основной участок.
В ламинарном подслое
движение воздуха происходит вдоль
поверхности, вертикальная составляющая
скорости ничтожна, тепло передается
от нагретой пластины путем теплопроводности.
Движение воздуха в
основном пограничном слое может
быть либо ламинарным, либо турбулентным.
Нагретый воздух пограничного слоя поднимается
отдельными струйками. В разгонном
слое проявляются архимедовы силы и
под их действием скорость движения воздуха
возрастает, статическое давление снижается,
это приводит к сокращению сечения струи.
В конце участка II струя имеет минимальное
сечение.
Максимальная осевая
скорость струи наблюдается несколько
выше разгонного участка. Во всей последующей части струи происходит
подмешивание к ней окружающего воздуха,
оказывающего тормозящее действие. Угол
бокового раскрытия конвективной струи
= 120 25/.
Этими струями уносится
большая часть вредностей вверх
к перекрытию цеха. Если эти «грязные» потоки сразу же удаляются интенсивной
вытяжкой, расположенной над местом наибольшей
концентрации вредностей в струе, то дальнейшее
растекание их практически исключается.
Если же удалить полностью восходящий
поток не удается, и он будет разбит приточными
струями, то картина распространения вредностей
усложняется. Возникают горизонтальные
и вертикальные возвратные потоки (за
счет охлаждения у холодной кровли), возвращающие
вредности в рабочую зону, из которой они
были удалены восходящим потоком. Таким
образом, можно сказать, что при наличии
тепловыделений наибольшие концентрации
вредностей будут в верхней зоне, а наименьшие
– в рабочей. Отсюда напрашивается следующая
схема: подача воздуха в рабочую зону,
удаление – с верхней зоны.
Подача приточного воздуха системами механической вентиляции
в производственных помещениях должна,
как правило, производиться:
а) в рабочую зону в
цехах с совместным выделением тепла
и газов при устройстве общеобменной
вентиляции;
б) в рабочую
зону в цехах с пыле- и тепловыделениями при устройстве вытяжки из зоны
с максимальными концентрациями пыли
выше рабочей зоны (сварочные цехи);
в) в верхнюю зону помещений
с пыле- и газовыделениями, удаляемыми
местными отсосами, при отсутствии
значительных избытков явного тепла;
г) в верхнюю зону помещений – при нижней вытяжке
в помещениях с выделениям паров летучих
растворителей или пыли;
Выбор зоны вытяжки воздуха
при общеобменной вентиляции в цехах
с выделениями вредных газов
или паров должен производиться
с учетом их удельного веса и температуры:
а) если происходит выделение
газов с большим удельным весом,
чем удельный вес воздуха, то воздух
должен удаляться из нижней зоны помещения;
б) если удельный вес газов
меньше, чем у воздуха, или газы
нагреты, то воздух должен удаляться
из верхней зоны помещения;
в) если в помещение
выделяется смесь газов, удельный вес,
которых и больше и меньше веса
воздуха, то удаление воздуха из помещения
предусматривается из двух зон –
верхней и нижней.
Факельный выброс загрязненного воздуха
Во избежание загрязнения воздушного бассейна вблизи предприятия
при выбросе воздуха, загрязненного вредными
веществами, его обычно отводят в возможно
более высокие слои атмосферы.
Устройство для каждой
системы вентиляции отводящих труб
высотой 40-60м нереально, т.к. количество выбросов на современных предприятиях
достигает нескольких сотен.
Удаление загрязненного
воздуха в верхние слои атмосферы
осуществляется с помощью факельного
выброса.
Идея факельного выброса основана
на использовании дальнобойности струи,
выходящей из насадка. Выхлопная труба
вместо зонта снабжается плавным конфузором
и заканчивается цилиндрическим насадком.
За счет уменьшения сечения скорость выхода
воздуха повышается, что позволяет создать
дальнобойную струю.
Рисунок – Эскиз факельного
выброса. Dо – диаметр насадка,
D1 – диаметр трубы, b - угол сужения.
Чем выше скорость выхода,
тем эффективнее факельный выброс.
Низшим пределом скорости выхода считают V0 = 15-20 м/с. Верхний предел скорости – 40 м/с.
Потеря давления на факельный
выброс складывается из динамического давления
на выходе и из потери давления в конфузоре.
Общий коэффициент сопротивления факельного
выброса z=1,15.
Таблица – Потеря давления
на факельный выброс
Факельный выброс обладает
и иными положительными качествами.
Благодаря отсутствию «парусности»
(что характерно при наличии зонта)
и относительно небольшому весу, легко устанавливается
на кровле и крепится двумя комплектами
растяжек (труба высотой 20м и диаметром
500мм при толщине стенок 3 мм весит около
800кг).
При факельном выбросе
обязательно устройство для отвода
влаги из кожуха вентилятора.
Высоту подъема вредностей над устьем насадка
рассчитывают при рекомендуемой для таких
расчетов скорости ветра равной 2,5 м/с
(средняя скорость для большинства местностей).
Вентиляция
цехов машиностроительных предприятий
1.Гальванические цехи
В гальванических цехах производится
нанесение металл на поверхность
различных изделий для предохранения
от коррозии, улучшения внешнего вида
или придания их поверхности большей
прочности.
Основное оборудование - гальванические,
промывочные и вспомогательные ванны.
Процессы, протекающие в гальванических
ваннах, подразделяются в зависимости
от химического состава растворов на кислые,
щелочные и цианистые и сопровождаются
выделением в воздух цеха цианистого водорода,
паров кислот, щелочей, тепла и влаги.
Выделение вредных веществ происходит
различным образом: выделение водорода
при электролизе; вынос растворов
пузырьками водорода, кислорода и
других газов, образующихся в процессе
обработки металла; выделение газов,
образующихся при химических реакциях;
испарение составных частей раствора;
выделение пыли при сухой обработке деталей.
Физическая сущность процесса, в
результате которого происходит выделение
аэрозольных частиц раствора, состоит
в следующем. Пузырьки водорода, кислорода
и других газов, выделяющихся из
раствора при электрохимических и химических
процессах, всплывают на поверхность,
где разрываются. При разрыве пузырьков
происходит фонтанирование частиц раствора
в воздух над ванной, откуда они захватываются
вытяжным воздухом местных отсосов, а
при отсутствии таковых или их неэффективности
загрязняют воздушную среду цеха содержащимися
в них вредными веществами, которые
негативно влияют, прежде всего, на работающих
людей.
По степени воздействия на организм
человека вредные вещества подразделяют
на 4 класса: 1 – чрезвычайно опасные
; 2 – высокоопасные; 3 – умеренно опасные;
4 – малоопасные. В гальванических цехах
в основном выделяются вещества 1-го и
2-го классов опасности.
Категория работ – средней тяжести
IIа.
Рекомендации по проектированию
систем вентиляции:
Для уменьшения поступления вредных выделений в воздух цеха применяют бортовые отсосы, как правило, с щелью всасывания в горизонтальной плоскости (опрокинутые) (если позволяет конструкция ванн):
без передувки – двубортовые;
с передувкой – двубортовые и
однобортовые.
Ванны шириной В<600мм могут быть
оснащены однобортовыми отсосами без
передувки. Отсосы следует располагать
по длинному борту ванны. На ванны шириной
более 1200 мм следует устанавливать несколько
секций отсосов.
Приточный воздух подается для компенсации объемов воздуха,
удаляемого местными отсосами с проверкой
на ассимиляцию влаго- и теплоизбытков
от горячих ванн, солнечной радиации. Приточная
вентиляция может быть совмещена с воздушным
отоплением.
Подачу воздуха осуществляют в
верхнюю зону помещения с обеспечением
в рабочей зоне скорости не более 0,3 м/с.
В теплый период года допускается естественный
приток воздуха через окна, расположенные
выше 4 м от уровня пола.
Рециркуляция воздуха во всех отделениях не допускается.
При рекомендуемой схеме воздухообмена
«сверху-вниз» и расчетной кратности более
5ч-1 удаление воздуха из верхней
зоны помещения не требуется. При кратности
менее 5 ч-1 следует дополнительно
предусматривать механическую вытяжку
из верхней зоны из расчета 1 ч-1.
Удаляемый от бортовых отсосов воздух транспортируется
по подпольным кирпичным оштукатуренным
или бетонным каналам, которые прокладывают
с уклоном не менее 0,005 к приямку для сбора
попутного конденсата. Над приямком перед
вентилятором должен быть предусмотрен
люк. Используются также металлические
и винилпластовые воздуховоды, прокладываемые
под потолком подвала или на высоте 3-4
м от пола.
Вентиляционные установки для ванн с цианистыми растворами, для ванн с кислыми растворами и для ванн с цианистыми процессами должны быть раздельными.
Шахты вытяжных установок должны обеспечивать, как правило, факельный выброс. Над вытяжными шахтами зонты не устанавливаются.
Вентиляторы необходимо применять в антикоррозионном исполнении. В нижней части кожуха вентилятора должны быть предусмотрены устройства для отвода
конденсата в канализацию (сифоны).
Расчет влаговыделений
Поступление влаги в гальваническом
цехе происходит в результате испарения
со свободной поверхности жидкостей,
находящихся в гальванических ваннах.
Количество влаги, испарившейся с
поверхности некипящей жидкости Gвл,
кг/ч, определяется по формуле /справоч.
проект/
Gвл=7,4(а+0,017v)(р2-р1)101,3F/рб,
где а – фактор скорости движения
окружающего воздуха под влиянием
гравитационных сил, значение принимается
по /4/;
v – относительная скорость движения
воздуха над поверхностью испарения, м/с,
v=0,4 м/c;
р2 – упругость водяного пара, соответствующая
полному насыщению воздуха при его температуре,
равной температуре поверхности воды,
кПа, определяется по формуле /8/
р2=479+(11,52+1,62tпов)2;
р1 – упругость водяного пара
в воздухе помещения, кПа, определяется
по I-d диаграмме – р1=2,55 кПа;
F - площадь поверхности испарения,
м2;
Рб – расчетное барометрическое
давление для данной местности, кПа,
рб=97 кПа.
Так как от гальванических ванн
с помощью бортовых отсосов производится
практически полное удаление воздуха,
то будем считать, что большая часть влаги
удаляется с отсасываемым воздухом, для
этого, в соответствии с рекомендациями,
вводится понижающий коэффициент 0,1 для
ванн /4/.
Если раствор в ванне кипит,
то согласно /спр. Проект./ ориентировочно
количество влаги поступающей с
кипящей поверхности можно принимать
равным 40 кг/ч с 1м2 поверхности
испарения, вводится понижающий коэффициент
0,3 /4/.
Расчет
теплопоступлений и теплопотерь
5.2.5 Теплопоступление за счет
инфильтрации воздуха
Под действием гравитационных сил
и ветра происходит инфильтрация
(проникание) воздуха через щели
и неплотности в оконных и
дверных проемах и в очень
малой степени через поры массивных
ограждений в количестве G. В случае
повышения температуры и энтальпии наружного
воздуха по сравнению с внутренним увеличится
количество теплоты (явной и скрытой) в
воздухе помещения.
Энтальпия внутреннего воздуха
ориентировочно равна Iв=56 кДж/кг
(при =50%), энтальпия наружного воздуха Iн=48,1
кДж/кг, т. е. поступления скрытого тепла
в помещение не будет.
Количество явной теплоты, вносимой
инфильтрующимся воздухом в летнее
время, определяется по формуле
/11/
Qинф=GН с(tн-tв),
где с – теплоемкость сухого
воздуха, равная 1 кДж/(кг 0С);
Нормативная воздухопроницаемость ограждающих
конструкций определяется в соответствии
с /11/ по формуле
GH=GH1F1+GH2F2,
где GH1 – воздухопроницаемость
наружных стен и покрытий, для производственных
зданий равна 1 кг/(м2 ч) /7/;
GH2 –воздухопроницаемост
окон зданий, равная 6 кг/(м2 ч) /7/;
F1, F2 - соответствующая
площадь поверхностей.
Fстен=428.4 м2, Fокон=75,6
м2, Fпокр= 360 м2;
GН=(428,4+360)0,5+75,6 6=847,8 кг/ч;
Qинф=847,8•1(27-20,7) •0,278=1484,8 Вт.
Теплопоступление от поверхностей
горячих жидкостей
Скрытое тепло, Вт, поступающее с
поверхности горячей жидкости определяется
по формуле /3/
Qскр=0,278 Gвл
Iп,
где Gв - количество испарившейся
воды, кг/ч (определено в пункте 5.1);
Iп - энтальпия пара при температуре
испарения, кДж/кг, определяется по формуле
/8/
Iп=2500+1,8t/,
где t/ - температура поверхности
жидкости, 0С.
Явная теплота, поступающая с поверхности
горячей жидкости в результате лучистого
и конвективного теплообмена
q, Вт/м2, приближенно равна /Елинский/
,
где vа и tа – подвижность,
м/с, и температура, 0С воздуха в помещении;
t/ - температура поверхности
жидкости, 0С.
В гальванических цехах
для летнего периода vа=0,4 м/с
Конвективная теплота, Вт/м2,
уходящая с отсасываемым воздухом, определяется
по формуле / Елинский/
Qcon=C/(t/-tа)4/3,
где С/ - коэффициент, равный
2,37 – 2,08, при t/=20 – 80 0С.
Теплопоступления
от стенок ванн
Теплота, отдаваемая стенками
ванн q, Вт/м2, равна /2/
,
где t – температура стенки ванны,
0С.
Так как ванны выполнены из металла,
сопротивление теплопередачи которого
очень мало, то можно условно принять
температуру стенки ванны равной
температуре раствора в ванне.
Бортовые и кольцевые отсосы
Бортовые отсосы применяют для
удаления вредных выделений с поверхности
растворов, находящихся в различных ванных.
Различают однобортовые отсосы, когда
щель отсоса расположена вдоль одной из
длинных сторон ванны, двухбортовые, когда
щели расположены у противоположных сторон,
и угловые – при расположении щелей у
двух соседних сторон.
Бортовой отсос называют простым
(рис. 4.2, а), когда щели расположены
в вертикальной плоскости, и опрокинутым
(рис. 4.2, б), когда щели расположены
горизонтально в плоскости, параллельной
зеркалу ванны.
Рис. 4.2 Бортовые отсосы (а – простой;
б – опрокинутый)
Каждый из отсосов может быть
активирован поддувом воздуха –
активированный отсос (рис. 4.3).
Рис. 4.3 Однобортовой и двухбортовой
отсосы, активированные поддувом
В активированном отсосе плоская струя,
направленная из воздуховода с противоположной
стороны ванны, подгоняет поток воздуха
из ванны к вытяжной щели, что значительно
сокращает необходимый объем отсасываемого
воздуха.
Струю воздуха для сдува надо
подавать вблизи зеркала ванны, чтобы
она налипала на него. При этом струя
становится более дальнобойной, и расход
воздуха в ней уменьшается.
Кольцевыми отсосами оборудуют
круглые ванны и шахтные термически
печи. Применяют два вида кольцевых
отсосов: со щелью у верхней кромки
ванны (рис. 4.4, а) и со щелью, опущенной
в ванну (рис. 4.4, б).
Определение количества воздуха, удаляемого
бортовыми отсосами
Количество воздуха, удаляемого через
бортовой отсос, L, м3/ч, зависит
от его типа и размера, токсичности и интенсивности
вредных выделений, температуры раствора
и др., определяется по формуле /Титов/ ,
где - расход воздуха, м3/(ч•град1/3м),
отнесенный к 1 м длины ванны, зависящий
от токсичности вредных выделений и определяемы
высотой спектра вредных выделений, шириной
зеркала ванны В, мм, и типом отсоса (таблица
4.7 ); =tр-tр.з – избыточная температура
раствора в ванне, принимаемая не ниже
100С (tр – температура раствора,
0С; tр.з – температура воздуха
рабочей зоны, 0С);
kн – поправочный коэффициент
на глубину уровня раствора в ванне Н,
мм:
для обычного однобортового отсоса
kн=1,12-0,0015Н;
для обычного двухбортового отсоса:
при Н=80 мм kн=1, при Н>80 мм
kн=0,015(В/Н)2-0,305В/Н+2,6;
для опрокинутых отсосов: kн=1,2-0,0025
Н;
kv – поправочный коэффициент
, учитывающий скорость движения воздуха
в помещении: при скорости движения воздуха
0,4-0,5 м/с определяется следующим образом:
для однобортового обычного и опрокинутого
отсосов
kv=h0.07(1-h0.2);
для опрокинутого двухбортового отсоса
kv=h0.1(1-h0.25);
для обычного двухбортового
отсоса
.
Токсичность вредных выделений
определяется высотой спектра их
выделений h и принимается равной:
для очень токсичных вредных
выделений (травление в азотной
кислоте, оксидирование при tр=1550С)
– 40мм;
для вредных выделений (травление
в соляной и серной кислоте, латунирование)
– 80 мм;
для всех остальных технологических
процессов гальванических и травильных
цехов (цинкование) – 160мм.
Приточная вентиляция
Для выпуска приточного воздуха
рекомендуется использовать воздухораспределител
плафонного типа (ВР, ПРМ) или решетки
РВ (при незначительных кратностях).
Для осуществления рассредоточенного
выпуска воздуха могут быть использованы
перфорированные воздуховоды круглого
сечения, например ВПК.
Очистка вентиляционных выбросов
Вентиляционные выбросы гальванических
цехов рассчитываются в соответствии
с требованиями санитарных норм по
защите воздушного бассейна населенных
мест. Количество вредных веществ,
содержащихся в вентиляционных выбросах,
приведены в спец. таблицах. Очистку предусматривать
не следует, если концентрация вредных
веществ в удаляемом воздухе не превышает
ПДК. В остальных случаях следует выполнять
поверочный расчет на рассеивание вредных
веществ в атмосферном воздухе и при необходимости
предусмотреть очистку.
Для очистки вредных веществ, выделяющихся
в виде аэрозолей, рекомендуется
применять кассетные фильтры
из полимерных материалов или пенный
газопылеочиститель.
Значительная часть выбросов (до
85%) осаждается на стенках бортовых
отсосов и вытяжных воздуховодов.
Поэтому в качестве кассетных
фильтров, как правило, следует применять
фильтры, встроенные в бортовой отсос,
обеспечивающие высокую эффективность
очистки (97-99%) и предохранение магистральных
воздуховодов от коррозии и зарастания.
В качестве фильтрующего материала используется
иглопробивной войлок толщиной 5-6 мм. Скорость
фильтрации 2,2 м/с. Сопротивление фильтров
200-300 Па. Допускается применение кассетных
фильтров, встроенных в коллектор от группы
ванн с максимально возможным приближением
к местным отсосам.
Рисунок - Фильтр, встроенный в
бортовой отсос:
1 – бортовой отсос; 2 – промывочное
устройство; 3 – люк; 4 -кассета.
Автоматизация
В соответствии с требованиями санитарных
норм должна быть предусмотрена блокировка
технологического оборудования с действиями
местных отсосов, которая предотвращает
работу этого оборудования при выключенной
вентиляции. Блокировка должна обеспечить:
а) отключение токоснабжения ванн
электролитической обработки;
б) отключение транспортных средств
и механизмов с выводом обрабатываемых
изделий из всех ванн;
в) включение местных отсосов
перед началом технологического
процесса и их работу в течение 5-10
минут после выключения технологического
оборудования (блокировка должна исключить
возможность технологического процесса
без работы местных отсосов).
2 Гаражи
Помещения гаражей предназначены
для хранения, технических осмотров
и ремонтов автомобилей. Категория
работ средней тяжести IIа. При работе
автомобилей выделяются окислы азота
и окись углерода.
Рекомендации по проектированию систем
вентиляции:
При проектировании отопления и
вентиляции предприятий по обслуживанию
автомобилей должны соблюдаться
требования СНиП 2.04.05-86 и ВСН 01-89 «Предприятия
по обслуживанию автомобилей».
Расчетные температуры воздуха
в холодный период в производственных
зданиях следует принимать:
в помещениях хранения подвижного
состава - + 5°С
в складских помещениях -
+ 10°С
в остальных помещениях - по требованиям ГОСТ 12.1.005-86
Отопление помещений хранения, постов
ТО и ТР подвижного состава, как правило,
следует предусматривать воздушное,
совмещенное с приточной вентиляцией.
Наружные ворота помещений хранения,
постов ТО и ТР подвижного состава
следует оборудовать воздушно-тепловыми
завесами в районах со средней расчетной
температурой наружного воздуха - 15°С, и ниже при следующих условиях:
при количестве пять и более въездов или выездов в час, приходящихся на одни ворота в помещениях постов ТО и ТР подвижного состава;
при расположении постов ТО на расстоянии 4-х и менее метров от наружных ворот;
при количестве 20-ти и более въездов и выездов в час, приходящихся на одни ворота в помещении хранения подвижного состава, кроме легковых автомобилей, принадлежащих гражданам;
при хранении в помещении 50-ти и более легковых автомобилей, принадлежащих гражданам.
Включение и выключение воздушно-тепловых
завес должно осуществляться автоматически.
Для обеспечения требуемых условий
воздушной среды следует предусматривать
общеобменную приточно-вытяжную вентиляцию
с механическим побуждением для удаления
количества вредных выделений, устанавливаемых
в технологической части проекта.
В помещениях хранения подвижного состава,
удаление воздуха, следует предусматривать
из верхней и нижней зон помещения поровну;
подача приточного воздуха в помещение
должна, как правило, осуществляться сосредоточенно
вдоль проездов.
Воздуховоды для удаления воздуха
из нижней зоны этажа допускается
располагать в колесоотбойных устройствах
(тротуарах).
В помещениях постов ТО и ТР подвижного
состава удаление воздуха системами
общеобменной вентиляции следует предусматривать
из верхней и нижней зоны поровну
с учетом вытяжки из смотровых
канав, а подачу приточного воздуха
- рассредоточено в рабочую зону и
в смотровые канавы.
Температура приточного воздуха в
смотровые канавы, приямки и тоннели
в холодный период года должна быть
не ниже +16°С и не выше +25°С.
Количество приточного и вытяжного
воздуха на один кубический метр объема
смотровых канав, приямков и тоннелей
следует принимать из расчета их десятикратного
воздухообмена.
В помещениях постов ТО и ТР подвижного
состава на постах, связанных с
работой двигателей автомобилей, следует
предусматривать местные отсосы.
Количество удаляемого воздуха
от работающих двигателей в зависимости
от их мощности следует принимать:
до 90 кВт (120 л.с.) включительно -
350 м3/ч
св. 90 до 130 кВт (120 до 180 л.с.) -
500 м3/ч
св. 130 до 175 кВт (180 до 240 л.с.) -
650 м3/ч
св. 175 кВт (240 л.с.) - 800 м3/ч
Количество отработавших газов
двигателей, прорывающихся в помещение,
следует принимать:
при шланговом отсосе - 10%
при открытом отсосе - 25%
Приемные устройства приточных
вентиляционных систем должны располагаться
на расстоянии не менее 12 метров от
ворот с количеством въездов и выездов
более 10-ти автомобилей в час.
При количестве въездов и выездов
менее 10 автомобилей в час приемные
устройства приточных вентиляционных
систем могут располагаться на расстоянии
не менее одного метра от ворот.
Вытяжные вентиляционные шахты из
помещений подземных гаражей-стоянок,
размещаемых под жилыми и общественными
зданиями, следует выводить на высоту
не менее 2-х метров над уровнем крыши наиболее
высокого здания, расположенного в радиусе
15-ти метров от вытяжной шахты и должны
выполняться из негорючих материалов
с пределом огнестойкости 0,75 часа.
Для указанных гаражей-стоянок
объем приточного воздуха следует
предусматривать на 20% менее объема
удаляемого воздуха.
Вытяжные вентиляционные шахты
из помещений подземных гаражей-стоянок,
разрешаемых на незастроенной территории
(под проездами, дорогами, скверами и другими
площадками), должны предусматриваться
высотой не менее 3-х метров над уровнем
земли и размещаться на расстоянии не
менее 15-ти метров от жилых и общественных
зданий, детских игровых площадок, спортивных
площадок и мест отдыха населения.
Поступление газообразных вредных
выделений при работе автомобильных
двигателей
Общие газовыделения Мг,
г/ч, определяются по формуле /Титов/
Мг=n?q?N?k,
где n – максимальное число автомобилей,
выезжающих в течение 1 ч, выезд/ч;
q – удельные газовыделения, г/кВт,
по табл. 3.3; N – мощность двигателя автомобиля,
кВт; k – коэффициент учета интенсивности
движения автомобилей табл 3.5.
Расчет воздухообмена
Для гаражей воздухообмен определяется
из условия разбавления вредных веществ,
выделяемых автомобилями до значений
ПДК с проверкой на ассимиляцию теплоизбытков.
Величина объемной концентрации вещества
в удаляемом воздухе Су,
мг/м3, определяется по ГОСТ 12.1.005-88
«Общие санитарно-гигиеничес ие требования
к воздуху рабочей зоны»: ПДК(СО)=20 мг/м3,
ПДК(NО2)=5 мг/м3.
Величина объемной концентрации вещества
в приточном воздухе Сп,
мг/м3,принимается равной ПДК вредного
вещества в воздухе населенного пункта
и определяется по ГН 2.1.6.695-98 «Предельно
допустимые концентрации загрязняющих
веществ в атмосферном воздухе населенных
мест»: ПДКср.сут(СО)=3 мг/м3,
ПДКср.сут(NО2)=0,04 мг/м3.
3. Кузнечные
цехи
Оборудование
кузнечных цехов: молоты, прессы, ковочные машины,
нагревательные печи различных типов, горны.
Производственный процесс в них сводится к резке и правке
металла и слитков для заготовок, нагреву
заготовок в нагревательных пламенных
и электрических печах, в горнах до 1100... 1250 °С, ковке и штамповке деталей.
К.основным вредностям в кузнечных и термических
цехах относятся конвективная и лучистая
теплота выделяющаяся от горячих поверхностей
и металла, окись углерода, сернистый газ при работе печей на твердом
и жидком топливе. В процессе ковки и штамповки
изделий в воздух помещения поступает
пыль окалины.
Для локализации вредностей
используются местные отсосы — зонты, зонты-козырьки. Зонты
устанавливают над горнами, зонты-козырьки
над загрузочными отверстиями печей. Кузнечные
печи должны иметь отвод продуктов сгорания
в дымовую трубу.
Выброс воздуха системами
местной вытяжной вентиляции следует устраивать факельным. Местная
вытяжка производится естественным и
механическим способами. Общеобменная
вентиляция рассчитывается из условия
ассимиляции теплоизбытков с последующей
проверкой на разбавление выделяющихся
окиси углерода до ПДК. Воздухообмен в
помещениях следует определять для двух
периодов года и переходных условий, так
как тепловой баланс для них различен.
Для ассимиляции избыточной
теплоты широко используется аэрация. Аэрационный воздух подается через
проемы, расположенные в нижней зоне цеха
на высоте 0,3... 1,8 м, с направлением потока
на рабочие места; в холодный период года
и в переходных условиях — через проемы
на высоте не ниже 4...6 м. Из верхней зоны
воздух удаляется через фонари, шахты
или крышными вентиляторами в бесфонарных
зданиях.
Механическая приточная
вентиляция, как правило, включается
в работу в переходных условиях и
холодный период года. С целью экономии
электроэнергии в теплый период она
отключается, кроме цехов, условия расположения
и высота которых не позволяют осуществить
аэрацию. Приточный воздух подается в
рабочую зону рассеянно пристенными патрубками
или панелями не ближе 2 м от рабочих мест
со скоростью 1...2 м/с и температурой, определяемой
по тепловоздушному балансу, но не ниже
10...12°С.
Для борьбы с воздействием
лучистой теплоты применяется воздушное
душирование рабочих мест. Согласно рекомендациям
при поверхностной плотности лучистого
теплового потока 350Вт/м2
и более душирование должно осуществляться
наружным воздухом, при меньшем значении
— используются душирующие агрегаты переносного,
стационарного или передвижного типов.
Душирующие установки, работающие с использованием
наружного воздуха, следует учитывать
при составлении тепловоздушных балансов
Летом для понижения температуры подаваемого
воздуха применяется адиабатическое охлаждение.
Расчет вредных выделений:
- тепловыделения от нагревательных печей:
от стенок печи и свода
Q=К(tп-tр.з)F
tп – температура газов в печи,
К – коэффициент теплопередачи
? – толщина кладки печи, м; ?
– коэффициент теплопроводности
материалов (определяется с учетом
температуры слоя кладки), ?в
– коэффициент теплоотдачи внутренней
поверхности стены ?в=29…46,4 Вт/(м2
0С), ?0 – коэффициент теплоотдачи
наружной поверхности стены ?в=17,4
Вт/(м2 0С) или определяется по формулам
теории теплопередачи.
Если над печью имеется зонт,
перекрывающий ее в плане, то учитывается
только тепло от боковых стенок.
теплота, излучаемая через отверстие
печи
Q=?F0qл
? – коэффициент дефрагмантирования
(по графику. стр.40 (Волков)), F0 – площадь открытого отверстия,
м2; z – количество минут за 1 ч ,
в течение которых отверстие открыто; qл – теплоотдача излучением
Тепловыделения от нагревательных
печей можно определить по расходу
сжигаемого в печи топлива (Титов, стр
25)
- теплопоступления с продуктами сгорания
Q=0.28cGг(tг-tр.з.)
с – теплоемкость газов, принимается
1,047 кДж/кг0С; tг – температура
газов, поступающих в цех, принимается
на 1500С ниже температуры в печи;
Gг – количество выбивающихся из
печи газов;
Gг=3600F0vг?г
,
F0 – площадь загрузочного отверстия,
м2; vг – скорость выбивающихся
из отверстия печи газов, м/с vг=?, ?- коэффициент, учитывающий сужение
струи газа при выходе из отверстия печи
?0,65; ?Р=9,81h0(?р.з - ?г)
– избыточное давление в печи, под действием
которого газы выходят из отверстия; h0
– половина высоты загрузочного отверстия,
м; ?г – плотность газов; z – количество
минут за 1 ч, в течение которых отверстие
открыто.
При устройстве над загрузочными отверстиями
зонтов-козырьков учитывается 30%
теплопоступлений с выбивающимися газами.
- теплопоступления от
зонта над загрузочным отверстием
Q=kFз(tсм
- tр.з.)
k – коэффициент передачи укрытия
, =4,64 Вт/(м2 0С); Fз – площадь
зонта, м2; tсм – температура
смеси газов под укрытием tсм=150…3000С
(уточняется при расчете зонта).
- теплопоступления от
электропечей, прессов
Q=1000 Nk
N – установочная электрическая мощность,
кВт, k – коэффициент, учитывающий долю
тепла, поступающего в помещения k=0,62.
- расчет поступления
окиси углерода, образующейся при сжигании топлива, которая поступает
в помещение МСО , г/ч
МСО=mСОВ
mСО - -количество СО, образующееся
при сжигании 1 кг топлива (табл. 3.10 Титов),
для печей кузнечного производства на
природном газе – 7 г/кг, прессового производства
– 3 г/кг.
Расчет зонта-козырька над загрузочным отверстием
в печи
Предназначен для улавливания
потока газов, вырывающихся из отверстия
под влиянием избыточного давления
в ней.
Последовательность расчета:
1) определяется средняя скорость
газов (см. формулу для расчета
количества газов);
2) определяется расход газов,
выходящих из рабочего проема
печи, м3/с
Lг=vгFо
определяется критерий Архимеда
dэкв – эквивалентный диаметр
рабочего проема, м; Тг, Тр.з
– температура газов в печи и воздуха
рабочей зоны, К.
Расстояние на котором ось потока газов, искривленного под действием гравитационных сил, достигает плоскости всасывающего отверстия зонта
где m, n – коэффициенты изменения
скорости и температуры, значения которых
при отношении высоты загрузочного отверстия
h к его ширине в пределах h/b=0,5…1 принимаются
равными 5…4,2.
Диаметр потока газов на расстоянии х при 0.5 h/b<2,
dx=dэкв+0,44х
6) Минимальный вылет (длина) зонта
от загрузочного проема
l=х+0,5dх
его ширина Б=b+(150…200)
7) Расход смеси, выбивающихся
из печи газов и воздуха,
подсасываемого из помещения
8) Расход воздуха, подсасываемого
из помещения
Lр.з.=Lх-LГ
9) Температура смеси газов и
воздуха
Температура смеси должна быть не
более 3000С при естественной вентиляции
и не выше 800С – при механической
вентиляции. Если найденная температура
превышает рекомендуемую, объем воздуха,
подсасываемого под зонт, соответственно
увеличивается до значения
4.Деревообрабатывающ е
цехи
В деревобрабатывающих цехах производят
обрезку, распиловку, строгание древесины
и другие технологические операции
на станках различного типа. При
обработки древесины образуется
пыль, опилки, стружка, удаляемые от
станков системами аспирации. Древесные
отходы с пола удаляют с помощью напольных
отсосов, постоянного или периодического
действия, размещаемых вблизи большой
группы станков. Категория работ – средней
тяжести II а.
Расчетный воздухообмен определяется
по количеству воздуха, удаляемого местными
отсосами от станков и напольных отсосов,
с проверкой для теплого периода года.
Для этого из тепловоздушного баланса
цеха определяют ожидаемую температуру
воздуха в рабочей зоне и сравнивается
с допустимой. Необходимо учесть тепло
от электродвигателей станков. Коэффициент
одновременности работы принимается 0,7
(если не задан).
Приточный воздух подается в верхнюю
зону помещения рассредоточено, при
объеме помещения более 15000 м3,
допускается подача воздуха сосредоточенными
струями. В летний период приточный воздух
может подаваться через окна.
Проектирование систем
аспирации деревообрабатывающих производств
Системы аспирации удаляют
отходы в виде пыли, опилок и стружки
и подают их к пылеулавливающему
оборудованию. Могут быть всасывающие
и всасывающе-напорными в зависимости
от расположения пылеочистных узлов по
отношению к вентилятору.
Все системы аспирации состоят
из следующих основных частей: сети
воздуховодов, вентилятора и пылеулавливающих
устройств. Воздуховоды сети состоят
из системы ответвлений и магистральных
отводящих коллекторов. Ответвления служат
для подключения к аспирационным системам
технологического оборудования, имеющего
аспирационные укрытия, оканчивающиеся
присоединительными патрубками. Пылеулавливающие
аппараты служат для отделения твердых
частиц от аспирационного воздуха. При
этом решаются две задачи: сбор уловленного
продукта для его дальнейшего использования
и очистка аспирационного воздуха.
Классификация
систем аспирации:
Рециркуляционные – это такие
системы, в которых аспирационный
воздух после очистки в пылеулавливающих
аппаратах не выбрасывается в атмосферу,
а полностью или частично возвращается
в производственное помещение. Рециркуляционные
системы применяются редко из-за отсутствия
оборудования для качественной очистки
воздуха (с появлением импортного оборудования
стали применять – экономия тепловой
энергии актуальна). В прямоточных системах
воздух после очистки выбрасывается в
атмосферу.
По характеру связи с технологическим
оборудованием делятся на централизованные
и автономные. К центр. системам подключено
несколько рабочих органов оборудования
с независимым включением и выключением.
Одновременность их работы не обязательна.
Автономные системы обслуживают один
или несколько рабочих органов технологического
оборудования, включаемых одновременно.
Элементы систем
аспирации
1) Воздуховоды должны быть сварными
из черной тонколистовой стали
круглого сечения. Состоят из
прямых участков и фасонных
элементов (отводы, тройники, крестовины,
переходы). Фасонные элементы разрабатываются
специально для систем аспирации
и имеют меньшее сопротивление,
при этом строго соблюдаются размеры и
углы поворотов. Отводы круглого сечения
для систем аспирации собираются из пяти
звеньев со средним радиусом, равным двум
диаметрам. Коэффициент сопротивления
0,25.
2) Диафрагмы устанавливают для
увязки аэродинамического сопротивления
ответвлений. Рекомендуется применять
одноконусные диафрагмы.
3) Запорные устройства предусматриваются,
когда режим работы систем
предусматривает попеременное подключение
к ним отдельных рабочих органов
оборудования. В качестве запорных
устройств используются косые шиберы.
4) Зонты устанавливаются над
отверстиями вертикальных выбросных
воздуховодов, предотвращают попадание
осадков.
5) Коллекторы - узлы сети воздуховодов,
обеспечивают слияние более двух
материаловоздушных потоков в один
суммарный поток.
6) Рукава - гибкие воздуховоды,
применяют для подключения к системам
аспирации деревообрабатывающего оборудования.
Металлорукава – из оцинкованной
ленты с хлопколавсановым уплотнителем.
При проектировании систем необходимо
учитывать, что сопротивление принимается
вдвое больше, чем сопротивление воздуховода
из стали.
Рукава резиновые – более
герметичны, гидравлическое сопротивление
как у стальных воздуховодов.
7) Лючки для прочистки – устанавливаются
для ревизии и прочистки воздуховодов
через каждые 10-15 м, а также следов за отводами.
Конструкция должна быть герметична.
8) Вентиляторы. В системах аспирации
используются радиальные пылевые
вентиляторы.
9) Пылеулавливающее оборудование
а) Циклоны – наиболее распространенный
вид пылеулавливающего оборудования
в деревообрабатывающем производстве.
Достоинства: простота изготовления и
обслуживания, небольшие капитальные
затраты. Недостатки: ограниченные возможности
для тонкой очистки и колебания показателей
степени очистки при изменении расхода
и начальной запыленности воздуха. Принцип
работы и расчет рассмотрен в курсе «Охрана
окружающей среды».
б) Фильтры на деревообрабатывающих
предприятиях должны выполняться во
взрывобезопасном исполнении, применяются
в основном импортного производства,
т.к. отечественная промышленность практически
не выпускает фильтров во взрывобезопасном
исполнении, нет рекомендаций по фильтровальным
материалам для деревообрабатывающих
производств. В зарубежных странах фильтры
являются основным видом пылеулавливающего
оборудования, конструкция позволяет
очищать воздух до величины пылесодержания
вдвое меньше ПДК, что позволяет применять
рециркуляцию.
в) пылеуловители мокрого типа,
применение их объясняется только стремлением
уменьшить вероятность возникновения
угрозы взрыва, недостатки: необходимость
установки в отапливаемых помещениях,
необходимость очистки стоков для оборотного
использования воды, проблема утилизации
влажного уловленного продукта.
Проектирование
Выбор принципиальной схемы
Выбор прямоточной или рециркуляционной
схемы систем аспирации обусловлен следующими
факторами: 1) наличием условий, допускающих
применение рециркуляции (категория помещения);
2) наличием технических средств, обеспечивающих
достаточную очистку воздуха; 3) экономической
целесообразностью. Согласно СНиП рециркуляция
не допускается в помещениях категорий
А, Б, и Е по взрывоопасности.
В большинстве случаев аспирационные
системы проектируются централизованными,
если в цехе имеется станок с объемом
отсасываемого воздуха более 5000
м3/ч, целесообразно подключить
его к автономной системе.
Определение числа и
мощности систем
Технологическое оборудование разбивается
на группы, каждая из которых должна
объединяться одной централизованной
системой. Такие группы определяются
исходя из схемы технологического
процесса и технологической планировки.
Оптимальная производительность одной
системы 1000 м3/ч.
Конструирование и расчет
пылеулавливающих сооружений
См. курс «Охрана окружающей среды».
Конструирование сетей
воздуховодов
В задачи конструирования сетей
аспирации входят: выбор конструктивной
схемы сети, выбор марки коллектора и места
его расположения, нанесение трассы на
планы, определение отметок прокладки
горизонтальных участков сети, определение
места расположения вентилятора.
Из конструктивных схем наибольшее
распространение получили: разветвленная
схема и кустовая схема.
Разветвленная схема проста в изготовлении,
т.к. собирается только из прямых и фасонных
частей воздуховодов, но она не допускает
возможности изменять расположение
технологического оборудования, подключенного
к ней без полного перерасчета и переделки
всей системы.
Рисунок. Схема кустовой сети. Обозначения
см. на предыдущем рисунке.
Кустовые схемы предусматривают
более сложные в изготовлении
элементы сети – коллекторы, но они
позволяют производить изменение
в расположении и наборе оборудования,
при минимальных переделках сети
(от оборудования до коллектора), поэтому
наиболее предпочтительна. Место расположение
коллектора выбирают таким образом, чтобы
он был в эпицентре нагрузок.
Трассы воздуховодов прокладывают
в пределах этажа – под перекрытием,
под фермами и между ними, вентиляторы
располагают в блоке с пылеулавливающим
оборудованием (удобно для обслуживания).
Рекомендуемая толщина стенок воздуховода, d, мм (не менее)
Примечание: значения в числителе
– при прокладке внутри помещения,
в знаменателе – при наружной
прокладке.
Аэродинамический расчет
Методика расчета аспирационных
сетей принципиально не отличается
от расчета других систем вентиляции.
Исходные данные:
- геометрические характеристики
узлов – коллекторов и тройников;
геометрическая характеристика расчетных участков: дина, число, крутизна и углы поворота отводов;
характеристика материала воздуховодов;
характеристики технологического оборудования:
объем воздуха, отсасываемого от станков,
м3/ч; максимально возможное количество
отсасываемого с воздухом материала Gм,
кг/ч; диаметры присоединительных патрубков
отсосов dотс, м; коэффициенты сопротивления
отсосов xотс;
Особенности расчета сетей аспирационных
систем:
скорость воздуха в воздуховодах должна обеспечивать устойчивое транспортирование частиц материала, поэтому для каждого участка имеется минимально допустимое значение скорости, приведенное в характеристиках оборудования. Минимальная
скорость для сборных участков принимается
равной наибольшей из минимально допустимых
скоростей начальных участков всех ветвей
данного узла, она может быть меньше расчетных
скоростей на участках, входящих в узел;
потери давления на участках определяются с учетом
влияния транспортируемого материала:
DР=S Рв(1+Кm),
где Рв – сумма потерь давления
на трение и местные сопротивления рассчитываемого
участка, определенная из условия движения
по воздуховодам чистого воздуха; К- опытный
коэффициент, учитывает движение материала
по воздуховодам, принимается 1,4 для инженерных
расчетов; m - массовая концентрация материаловоздушной
смеси
,
где rв – плотность воздуха, принимается
1,2 кг/м3.
Если величина Gм неизвестна,
то m принимается 0,2.
Коэффициенты местных сопротивления
для фасонных элементов аспирационных
систем отличаются от КМС для элементов
других систем, приводятся в специальных
таблицах.
Увязка сопротивлений участков
рассчитываемого узла: определяют
потери давления Dр на всех ветвях узла, расчетное
давление узла Нуз принимается равным
большему из значений для ветвей, диаметр
этой ветви считается окончательным. Для
остальных участков узла диаметры пересчитываются
при тех же расходах воздуха таким образом,
чтобы сопротивление ветви стало равным
давлению узла. Для этого, принимая ближайший
меньший диаметр, снова определяют потери
давления на ветви. Если не получается
(ограничение в типоразмером диаметров
воздуховодов) подбирают диафрагму:
,
где dв – диаметр увязываемого
участка; Dр – потери давления на увязываемом
участке, Рд – динамическое давление
при диаметре dв.
не рекомендуется устанавливать
диафрагму с диаметром dд<0,7
dв, в таких случаях можно ставить
на участке две диафрагмы, диаметр каждой
из которых рассчитывается по вышеприведенной
формуле при невязке (Нуз-Dр)/2.
Пневматический транспорт
материалов и отходов
Пневматическим транспортом называют
перемещение измельченных материалов
и отходов по воздуховодам в смеси
с воздухом.
Пневмотранспорт широко применяют
для перемещения сухих формовочных материалов
в литейном производстве, хлопка на текстильных
фабриках, асбеста и т.д. Системы пневмотранспорта
применяют также для перемещения отходов,
образующихся при обработке древесины,
графита, металла и др.
Часто системы пневмотранспорта выполняют
одновременно роль вытяжной вентиляции.
По назначению различают системы:
• внутрицеховые;
• внешние.
По значениям потерь давления:
• низкого давления (до 5000 Па);
• среднего давления (более 5000 до
2000 Па);
• высокого давления (более 2000 Па).
Перемещение частицы
материала в потоке воздуха
Рассмотрим свободное падение
твердой частицы в неподвижном
воздухе. Частица, имеющая массу
m, свободно падает из точки О (рис.6.1). Под
действием силы тяжести Р = mg частица будет
падать с ускорением g, но так как воздух
оказывает сопротивление ее движению,
через некоторое время частица станет
падать без ускорения с постоянной скоростью.
Рис. 6.1 Падение материальной точки
в неподвижном воздухе
Таким образом, скорость падения
частицы в вязкой среде не может беспредельно
возрастать, а с течением времени достигает
некоторого предельного значения.
Очевидно, что если твердую частицу
поместить в восходящий поток
воздуха, то при определенной скорости
этого потока частица «зависнет» в
нем, т.е. будет витать.
Скорость восходящего потока воздуха,
при которой твердая частица
не будет иметь вертикального
перемещения, равная постоянной скорости
падения частицы в неподвижном
воздухе называется скоростью витания.
Для частиц, имеющих форму шара, и
при значениях числа Re<1 получена теоретическая зависимость,
определяющая скорость витания: ,
где d – диаметр частицы, м; rМ – плотность материала, кг/м3; hВ – динамическая вязкость
воздуха, Па*с.
Указанная формула может применяться
для пыли с шаровидной формой частиц
размером не более 100 мкм.
Скорость витания частиц, отличающихся
по форме от шара и имеющих большие
размеры, определяется по эмпирическим
формулам, справедливым лишь для определенной
формы частиц данного материала.
Одиночная частица, лежащая на внутренней
поверхности горизонтального воздуховода,
при некоторой скорости воздушного
потока сдвигается со своего места и начинает
перемещаться по длине воздуховода. Минимальную
скорость движения воздуха, при которой
частица начнет сдвигаться, называют скоростью
трогания.
Одна из рекомендуемых формул для
скорости трогания
Находясь в потоке воздуха, твердая
частица перемещается со скоростью,
меньшей, чем скорость движения воздуха.
Отношение скорости движения частицы,
находящейся в потоке воздуха, к
скорости движения воздуха называют
относительной скоростью:
В момент трогания частицы относительная
скорость равна 0. При некоторой скорости
движения воздуха в горизонтальном
воздуховоде, называемой критической
скоростью, относительная скорость
А приобретает максимальное значение.
Критическая скорость зависит от
формы и размера частиц, их плотности,
от концентрации смеси и плотности воздуха.
Скорость движения воздуха, при
которой происходит транспортирование
материала, называют транспортирующей
скоростью vгор. Эта скорость
должна быть несколько больше критической
скорости (принимается по справочным данным).
Для предотвращения закупорки вертикальных
участков воздуховодов скорость движения
смеси в них должна быть больше
скорости ее движения в горизонтальных
участках на значение скорости витания . (6.4)
Увеличение скорости движения в
вертикальных участках достигается
путем уменьшения их сечения.
Внутрицеховые системы
пневматического транспорта
Рассмотрим схемы внутрицеховых
систем пневмотранспорта на примере
деревообрабатывающег производства.
1. Универсальная пневмотранспортная
система с магистральным коллектором
постоянного сечения и ленточным
транспортером внутри него (рис.
6.2).
Рис. 6.2 Схема универсальной системы
пневмотранспорта с магистральным
коллектором
Вентиляторы, подключенные к коллектору,
создают по всей его длине практически
одинаковое разряжение. К коллектору под
прямым углом присоединены воздуховоды,
удаляющие отходы от станков. Так как скорость
движения воздуха внутри коллектора недостаточна
для транспортирования отходов во взвешенном
состоянии, примеси выпадают на транспортер
и перемещаются к приемному устройству.
Из приемного устройства примеси в потоке
воздуха со скоростью транспортирования
направляются в циклон, в котором происходит
отделение их от воздуха.
Данная схема применяется при
числе станков не менее 40, и позволяет
подключать новые станки без значительных
переделок.
2. Упрощенные универсальные системы
с коллекторами-сборника и (рис. 6.3).
Рис. 6.3 Схемы упрощенных универсальных
систем пневмотранспорта с коллекторами-сборника и
Данные схемы применяются при
числе станков до десяти.
3. Системы с разветвленной сетью
воздуховодов (рис. 6.4).
Рис. 6.4 Схема системы пневмотранспорта
с разветвленной сетью воздуховодов
Применяется при числе станков
не более десяти. Врезка новых ответвлений
при данной схеме может привести к перераспределению
расходов воздуха и нарушению работы всей
системы.
6.3 Межцеховые системы пневматического
транспорта
1. Всасывающе-нагнетате ьная система
(рис. 6.5, а).
Рис. 6.5 Схемы межцеховых пневмотранспортных
систем
1 – загрузочная воронка; 2 –
всасывающий воздуховод; 3 – центробежный
вентилятор; 4 – нагнетательный воздуховод;
5 – циклон; 6 – центробежный вентилятор
для чистого воздуха; 7 – шлюзовый
затвор; 8 – промежуточный циклон для
отделения материала; 9 – инжекционная
загрузочная воронка
Материал транспортируется как
по всасывающему, так и по нагнетательному
воздуховоду. Проходя через вентилятор,
транспортируемый материал дополнительно
измельчается. Недостатком схемы является
значительный износ вентилятора.
2. Нагнетательная система (рис.
6.5, б). Материал транспортируется
только по нагнетательному воздуховоду.
Для введения материала в сеть
применяются загрузочные устройства
типа герметичных шлюзовых затворов
или инжекционных загрузочных воронок.
3. Всасывающее-нагнетате ьная система
с промежуточным отделением материала
(рис. 6.5, в). Эту схему применяют
в случае недопустимости дополнительного
измельчения материала. На всасывающей
стороне устанавливают промежуточный
отделитель материала, из которого через
инжекционную з и т.д.................
