Правила и нормы метеорологических условий рабочей зоны (стр. 8 из 10)
а — звездообразного (горизонтальный разрез); б— ЦАГИ (вертикальный разрез); + — зоны повышенного давления;-- -зоны разрежения
В результате разность давлений на концах вытяжной трубы увеличивается, поэтому воздухообмен также возрастает. Дефлектор подбирают по диаметру, м, вычисляемому по формуле
где Lд — пропускная способность дефлектора, м3/ч; kэ — коэффициент эффективности: для цилиндрического дефлектора ЦАГИ kэ= 0,4, для звездообразного kэ, = 0,42; VB — скорость обдувающего дефлектор воздуха, м/с.
Рис. 5 Принципиальная схема вентиляции для выбора соотношения объемов приточного и удаляемого воздуха:
а – Lв>Lпр,p1<p2; б – Lв<Lпр,p1>p2
Рис. 6 Схемы организации воздухообмена при общеобменной вентиляции
Расчет искусственной общеобменной вентиляции
В производственных помещениях широко применяют системы вентиляции с искусственным побуждением воздуха. Несмотря на повышенные затраты на их устройство и эксплуатацию, такие системы обладают следующими преимуществами: подача воздуха в любую точку помещения; обработка приточного воздуха посредством его нагрева, увлажнения и очистки от нежелательных примесей; улавливание вредностей непосредственно в местах их выделения; очистка удаляемого воздуха и использование его теплоты для нагрева подаваемого в помещение наружного воздуха.
В состав системы вентиляции входят: воздухозаборники в виде отверстий в конструкциях ограждений или шахт, оснащенных жалюзийными решетками; устройства для регулировки количества поступающего воздуха (клапаны, заслонки, шиберы); вентилятор, воздуховоды, фильтры, воздухораспределительные устройства и пр.
Для побуждения воздуха в системах вентиляции применяют центробежные и осевые вентиляторы. По создаваемому давлению центробежные вентиляторы делят на три группы: низкого давления — до 1000 Па, среднего давления — от 1000 до 3000 Па и высокого давления — свыше 3000 Па. Давление, создаваемое осевыми вентиляторами, как правило, не превышает 350 Па. Существуют крышные вентиляторы, устанавливаемые на кровлях зданий, которые могут быть как центробежными, так и осевыми.
В зависимости от состава перемещаемой среды вентиляторы изготовляют:
обычного исполнения — для перемещения неагрессивных сред с температурой менее 423 К, не содержащих липких веществ, при концентрации пыли и других твердых примесей менее 150 мг/м3;
антикоррозийного исполнения — для перемещения агрессивных сред;
взрывобезопасного исполнения — для перемещения взрывоопасных смесей;
пылевые — для перемещения воздуха с содержанием пыли более 150мг/м3.
Проектирование и расчет системы искусственной (механической) вентиляции выполняют в следующем порядке. Выбирают конфигурацию вентиляционной сети в зависимости от формы помещения и размещения в нем оборудования, разбивают ее на участки. Зная требуемый расход воздуха на отдельных участках сети и задавая скорость движения воздуха (для участков, находящихся рядом с вентилятором, 8...12 м/с, а для отдаленных участков сети 1...4м/с), определяют диаметр воздуховодов, а также материал для их изготовления. Затем рассчитывают общие потери напора в сети, Па,
нс = нм + нп,
Нс=1,28+0,12=1,4 Па
где Нм — местные потери; Нп — потери на прямых участках воздуховодов.
Местные потери напора, Па, определяют по формуле
Нм=0,5*0,5*22*1,28=1,28 Па
где ψм — коэффициент местных потерь напора: для жалюзи на входе 0,5, для внезапного сужения 0,2...0,3, для колена под углом 90° 1,1, колена под углом 120° 0,5, колена под углом 150° 0,2 и т. д.; v — скорость воздуха на соответствующем участке вентиляционной сети, м/с; р — плотность движущегося в сети воздуха, кг/м3.
Потери напора на прямых участках вентиляционной сети, Па, находят по формуле
Нп=0,5*0,02*10*4*0,3=0,12 Па
Где ψT — коэффициент сопротивления движению воздуха в трубе, зависящий от материала, из которого она изготовлена: для железных труб 0,02, для труб из полиэтилена 0,01; lT— длина трубы соответствующего участка сети, м; vcp — средняя скорость движения воздуха на расчетном участке вентиляционной сети, м/с; dT, — принятый диаметр трубы на расчетном участке, м.
Зная требуемый воздухообмен, рассчитывают производительность вентиляторов, м3/ч, с учетом потерь или подсосов воздуха в вентиляционной сети:
где kл— поправочный коэффициент на расчетное количество воздуха: при использовании стальных, пластмассовых и асбоцементных воздуховодов из труб длиной до 50 м kп = 1,1, в остальных случаях kп = 1,15.
Lв=1,1*1000=11000 м3/ч
На основе известных величин LBи Нс по номограммам (рис. 7) выбирают марку вентилятора с наибольшим значением коэффициента полезного действия (КПД) и в зависимости от состава воздушной среды определяют конструктивное исполнение вентилятора.
Рис. 7. Номограмма для выбора вентиляторов серии Ц 4-70
Центробежные вентиляторы с колесами диаметром 0,5 м и более должны иметь следующий КПД: при лопастях, загнутых назад, >0,8; при лопастях, загнутых вперед, >0,6; при лопастях, оканчивающихся радиально, >0,65.
КПД пылевых вентиляторов должен быть не менее 0,55, осевых вентиляторов с колесами диаметром 0,5 м и более — не менее 0,6.
Мощность электродвигателя, кВт, для принятого вентилятора рассчитывают по формуле
Где kз= 1,05...1,5— коэффициент запаса; ηв — КПД вентилятора: для центробежных вентиляторов η|в = 0,4. .0,8; ηп — КПД передачи: для плоскоременной передачи 0,9, клиноременной 0,95, при соединении электродвигателя с вентилятором с помощью муфты 0,98, при непосредственной насадке вентилятора на вал электродвигателя 1.
Для снижения аэродинамического шума вентиляторов необходимо добиваться выполнения следующего условия:
где D — диаметр рабочего колеса вентилятора, м; n —частота вращения вентилятора, мин-1: n = A/(60N); А — безразмерный параметр, определяемый по номограммам при выборе вентилятора; N— номер вентилятора (диаметр его рабочего колеса в дециметрах).
Расчет местной вентиляции
Расчет производительности вытяжного зонта. Над оборудованием, являющимся источником выделения загрязненного вредными веществами нагретого воздуха (кузнечные горны, горячие ванны или печи и т. п.), чаще всего устанавливают вытяжные зонты. Преимущество такого вида местной вентиляции заключается в том, что нагретый воздух при движении вверх увлекает выделяющиеся пары, газы и аэрозоли, приближая их к зоне всасывания. Площадь зонта должна перекрывать поверхность выделения вредностей, а его рабочий проем - быть максимально приближен к источнику. Скорость движения воздуха в рабочем проеме зонта принимают в пределах 0,15...1,25 м/с, причем большие ее значения при большей токсичности выделяющихся веществ и меньшей площади перекрытия источника. Объем воздуха, отсасываемого зонтом за единицу времени (производительность), м3/ч, находят из выражения
L= 3600a6v,
где а,6 — размеры рабочего проема (приемной части) зонта, м; v — скорость движения воздуха в приемной части зонта, м/с.
L=3600*0,4*0,6*0,2=173 м3/ч
Расчет местной вентиляции наплавочных установок. Выделяющиеся при полуавтоматической и автоматической сварках и наплавке под слоем флюса пыль и вредные газы удаляются через воронкообразные отсосы или отсосы щелевидной формы длиной 250...350 мм. В этом случае производительность местной вытяжной вентиляции, м3/ч, рассчитывают по формуле
где k0— коэффициент, зависящий от вида отсоса: для щелевого 12, для воронкообразного 13,2; I—сварочный ток, А.
L=12*(1000)1/3=120 м3/ч
| Рис. 8. Вытяжная вентиляция на рабочем месте сварщика:1 — вентилятор; 2 — вытяжная труба; 3 — стол сварщика; 4 — стена | Рис. 9. Схема вытяжной вентиляции заточного станка |
Расчет местной вентиляции обдирочно-заточных станков. Источником образования пыли часто служат точильные, шлифовальные и полировочные круги. Их закрывают кожухами (рис.9), которые через воздуховоды соединяют с вытяжным вентилятором, причем вытяжной воздуховод должен быть направлен в сторону центробежного перемещения пылевых частиц. Эффективность кожуха зависит от количества удаляемого через него воздуха и возрастает при наличии специального козырька в передней части кожуха. Производительность вентиляции, м3/ч, заточных, шлифовальных и аналогичных станков зависит от диаметра установленных в них абразивных кругов:
L=1000DA,
где D— диаметр абразивного круга, м; А — коэффициент, зависящий от диаметра круга: 2 при D<0,25м, 1,8 при D= 0,25...0,6м и 1,6 при D>0,6m.
L=1000*0.3*1.8=540 м3/ч
6.2.2 Кондиционирование воздуха
Кондиционирование — это процесс поддержания температуры, влажности и чистоты воздуха в соответствии с санитарно-гигиеническими требованиями, предъявляемыми к производственным помещениям. Одно из основных требований к системе кондиционирования воздуха — регулирование определенных соотношений между четырьмя переменными величинами: температурой воздуха; средневзвешенным значением температуры внутренних поверхностей ограждений (стены, пол, потолок); влажностью воздуха; средней скоростью и равномерностью движения воздуха внутри помещения.