Гузик Д.В., Кутний Б.А. (уклад.) Промислова вентиляція. Теплогазопостачання та вентиляція (укр.)

Подождите немного. Документ загружается.

загальнообмінна пипливно-витяжна вентиляція, призначена для

розбавлення невловленої місцевими витяжними пристроями частини

шкідливих речовин і асиміляції таплонадходжень в приміщення.

Цехи металопокриття

У випадку електролітичного знежирення в повітрі виділяються

аерозолі водних розчинів лугів - їдкого натра, фосфорнокислого і

вуглекислого натрія, при застосуванні бензина і керосина - їх пари, а у

випадку використання сірчаної, соляної та азотної кислот- туман

кислотних розчинів, сірчистий ангідрид і оксиди азоту.

Найбільш цілісне видалення шкідливих надходжень – це повне

укриття ванн в капот з верхнею кришкою, що відсувається. Якщо повне

укриття неможливе у зв′язку з особливостями технологічного процесу (при

механізованому завантаженні деталей, корткочасності процесу,

необхідності постійного нагляду), то для видалення шкідливих парів

необхідно передбачити бортові відсмоктувачі.

Фарбувальні цехи

У фарбувальних цехах влаштування вентиляції залежить від способу

нанесення лакофарбових матеріалів на різні по розміру вироби. В якості

розчинників найбільш часто використовують ароматичні вуглеводі :

толуол, ксилол, сольвент, спирти, ефіри, вуглеводні.

В фарбувальних камерах використовують місцеві відсмоктувачі.

Влаштування природного притоку повітря не допускається, так як пил в

поступаючому повітрі може призвести до пошкодження продукції. Тому,

перед подаванням в цех припливне повітря необхідно обов’язково очищати

від пилу.

Вентиляційні системи фарбувальних цехів не можуть об’єднуватися

з вентиляційними системами інших виробництв. Системи місцевих

відсмоктувачів і системи загальнообмінної вентиляції проектуються

окремо. При здійсненні витяжної вентиляції однієї постійно діючої

місцевої системної чи загальнообмінної установки передбачають

резервний вентиляторний агрегат, який автоматично включається при

зупинці першого. Аварійна вентиляція і рециркуляція повітря не

передбачаються. Вентилятори повинні бути в іскрозахисному виконанні.

Дробильно-розмольні цехи

Виробничий процес супроводжується виділенням пилу. Тому

приміщення, в яких відбувається розмелення, дробіння, обробка готових

виробів абразивами, магнітна сепарація, змішування і транспортування

готових матеріалів, повинні бути обладнані припливно-витяжною

вентиляцією. Використовуються місцеві відсмоктувачі та укриття.

Механічні цехи

Основні шкідливі виділення в механічних цехах – тепло, волога, пил,

що утворюються в процесі обробки крихких матеріалів. Джерелами

таплонадходжень є верстати, люди, сонячна радіація, штучне освітлення.

Для асиміляції теплоти використовується механічна чи природна

припливно-витяжна вентиляція з подачею повітря через витяжні ліхтарі,

шахти чи дахові вентилятори.

Видалення пилу здійснюється місцевими відсмоктувачами у вигляді

кожухів і відсмоктуюючих воронок.

Деревооброблюючі цехи

Основні шкідливі виділення наступні: дерев′яний пил, що

утворюється при обробці деталей на станках; пари клею в складальному

відділенні, пари розчинників фарб і лаків у малярно-оздоблювальному

відділенні, надлишкове тепло і водяна пара у відділенні сушильних камер,

наждачний і металевий пил, що утворюється при точінні інструментів.

В столярно-складальному і малярному відділенні рекомендується

влаштовувати місцеву і загальнообмінну вентиляцію. В сушильних цехах

витяжка організовується зонтами над розвантажувальними воротами

сушильних камер. У станочному відділенні витяжна вентиляція

виконується місцевими відсмоктувачами від станків. Для видалення

відходів з підлоги необхідно встановлювати відсмоктувачі на підлозі.

Особливостю вентиляційного обладнання деревообробних цехів є те,

що відходи деревообробки видаляються з цеха через місцеві відсмоктувачі

в обладнанні за допомогою систем аспірації і пневмотранспорту.

Системи аспірації – створюють розрідження в обладнанні,

перешкоджаючи надходженню пилу в приміщення. Видаляють пил,

стружки, ошурки і подають забруднене повітря в пиловловлювач. Вони

можуть бути з розрідженням і з надлишковим тиском повітря.

Характеризуються невисокою концентрацією



суміші, що

транспортується. В системах аспірації вихідним параметром є витрати

повітря, які необхідні для створення заданого розрідження в місцевих

відсмоктувачах.

Системи пневмотранспорту – застосовуються для переміщення

матеріалів в технологічних цілях. Характеризуються максимальним

значенням



. Теж можуть бути з розрідженням і з надлишковим тиском. В

системах пневмотранспорту вихідним параметром є вага матеріалу, який

необхідно перемістити за одиницю часу.

Обмеження – всмоктуючі системи можуть працювати з

розрідженням не більше 9,5 кПа. Тому, якщо довжина системи велика –

частину її роблять з розрідженням, а частину з надлишковим тиском.

В малих деревообробних цехах і майстернях застосовується

розгалуджена схема аспірації. Радіус дії такої схеми не перевіщує 30м, а

максимальна кількість верстатів 15 шт.

В промисловості часто застосовують колекторну схему. Колектори

бувають вертикальні і горизонтальні. Така схема може обслуговувати до

20÷25 верстатів. Часто застосовується комбінований варіант

розгалуджено-колекторна схема.

Порівняно великі швидкості руху повітря (15÷20 м/сек) в елементах

пневмотранспорту і аспірації диктують необхідність застосування

специфічних елементів.

Трійники. Застосовують лише штаноподібні з кутами розкриття 30 і

, оскільки вони мають невеликий аеродинамічний опір. Характерно, що

навіть незначна зміна витрат повітря через такий трійник призводить до

різкої зміни коефіцієнта місцевого опору.

Конусні діафрагми. Звичайні “тонкі” діафрагми забиваються

стружкою і щепою, тому застосовують конусні. Кут розкриття 20÷35

. Їх

встановлюють лише на вертикальних ділянках повітропроводів.

Лючки для огляду і можливості очищення повітропроводів від

завалів відходів деревини встановлюють через 46 м, звичайно в особливо

“небезпечних” місцях на збірних та магістральних повітропроводах.

Резино-матерчасті гофровані рукави встановлюють там де місцевий

відсмоктувач рухається разом з робочим інструментом станка.

Аеродинамічний опір такого рукава приблизно вдвічі більший за

аеродинамічний опір звичайного металевого повітропровода. Тому, при

розрахунках їх можна заміняти звичайними повітропроводами подвоєної

довжини.

Вентиляція гаражів

Основні шкідливі виділення в гаражах – оксид вуглецю, акролеін і

формальдегід.

В приміщеннях гаража, крім розміщеного в підвальних поверхах,

повинна бути передбачена природна вентиляція.

В ізольованих приміщеннях для 10 автомобілів у гаражах усіх

категорій дозволяється влаштування лише однієї витяжної вентиляції. В

приміщеннях для випробування двигунів повинні влаштовуватися місцеві

відсмоктувачі. В приміщеннях для регенерації мастила і зарядження

акумуляторів необхідно передбачити самостійні для кожного приміщення

системи витяжної механічної вентиляції з іскрозахисними вентиляторами.

В гаражах, обладнаних механічною вентиляцією, і в оглядових ямах

повинен бути передбачений приплив зовнішнього повітря, нагрітого до

температури приміщення. В стоянках гаражів використовують

зогальнообмінну вентиляцію, розраховану на розчинення оксидів вуглецю

та інших газів не вище гранично допустимих концентрацій.

3 ОЗНАЙОМЛЕННЯ ІЗ ЗАВДАННЯМ, ДОБІР І ВИВЧЕННЯ

ЛІТЕРАТУРИ

Проект “Вентиляція промислової споруди” розробляють на основі

завдання, виданого кафедрою. Проект є самостійною творчою роботою

студента і виконується під наглядом викладача.

Робота над проектом допомагає студенту закріпити теоретичний

матеріал з курсу, набути практичні навички конструювання і розрахунку

систем опалення і вентиляції промислових будівель.

При розташуванні вентиляційного обладнання необхідно звертати

увагу на призначення помешкань, на можливість розміщення вертикальних

каналів у стінах, на можливі місця прокладання горизонтальних збірних

каналів, на розташування приміщень для розміщення припливних і

витяжних центрів.

Для будинків каркасного типу по перерізу необхідно уявити собі, в

якому напрямку йдуть балки (ригелі) каркаса, щоб не робити помилок при

конструюванні систем.

Під час вивчення літератури особливу увагу слід звернути:

а) на кліматичні дані та параметри мікроклімату в приміщеннях, на

робочих місцях та за їх межами для 3-х періодів року;

б) на технологію процесів в цехах, розташування і режим роботи

обладнання, вид і кількість шкідливостей, що виділяються в цеху;

в) на визначення теплових балансів в приміщеннях;

г) на розрахунок повітрообмінів для 3-х періодів року;

д) на конструктивні особливості різноманітних вентсистем;

При проектуванні потрібно дотримуватись відповідних норм.

Розв’язуючи питання, за котрими норми не дають конкретних указівок,

проектувальник діє на свій розсуд.

4 ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ

(на прикладі термічного цеху)

Виробничі процеси в термічних цехах відрізняються значною

різноманітністю операцій залежно від вимог, що стосуються

оброблюваних деталей.

До виду головних операцій відносять:

а) обпалювання і нормалізація з нагріванням виробів з вуглецевої

сталі до 800900

С і легованої до 11001200

С для надання металу

однорідної структури і рівномірної твердості. Нагрівання ведуть в

камерних або шахтних печах або в електродно-соляних ваннах з

розплавленим хлористим барієм, інколи струмами високої частоти (СВЧ);

б) цементація – це процес збагачення поверхневого шару металу

вуглецем. Виконується при температурі 900950

С в муфельних або

камерних печах в присутності середовища, що має вуглець (порошкове

вугілля – твердий карборизатор або збагачений вуглецем газ – газова

цементація). В якості газу застосовують нафтовий газ, природні гази

(пропан, метан, бутан), продукти гідролізу нафти;

в) закалювання – надання металу твердості нагрівом до температури

750850

С з подальшим швидким охолодженням. Нагрів ведуть в

камерних або шахтних печах; закалювання – в масляних або водяних

ваннах. Інколи приймають повітряне закалювання шляхом обдування

нагрітих виробів струменем стисненого повітря;

г) відпуск – зняття внутрішніх напружень в металі, що утворилися в

процесі закалювання. Низький відпуск може проводитись при температурі

від 200 до 350

С в масляних або свинцевих ваннах; високий відпуск–при

температурі 450700

С в селітрових або соляних ваннах, оснащених

електронагріванням;

д) ціанування – одночасне збагачення поверхневого шару металу

вуглецем (для надання твердості) та азотом (для надання стійкості проти

стирання) шляхом занурення обробляюваних виробів в тигельні пічі або в

ванну з електронагрівом, що мають розплавлені солі ціаністих сполук при

температурі 830870

С;

е) азотування – надання поверхні металу зносостійкості за рахунок

збагачення азотом. Процес ведуть в камерних печах при температурі

500600

С в середовищі аміаку, який при дисоціації вивільнює азот, що

поглинається поверхнею металу. Водень при цьому згорає. В деяких

випадках замість аміаку в піч надходить газоподібний азот із балона.

Для роботи вище наведеного обладнання (печі і соляні ванни)

використовують в якості палива мазут, природній чи генераторний газ або

застосовують електронагрівачі. Конструкції різних типів теплового

обладнання досить різноманітні.

5 ВИБІР РОЗРАХУНКОВИХ ПАРАМЕТРІВ

5.1 Розрахункові параметри зовнішнього середовища

Розрахункові метеорологічні умови зовнішнього повітря вибирають

для трьох періодів року (холодного, перехідного і теплого) для заданого

населеного пункту згідно з нормами [1,2].

У першу чергу необхідно виписати розрахункові параметри «Б» для

холодного періоду року й параметри «А» для теплого, а також

розрахункову швидкість вітру і географічну широту.

Перехідний період, незалежно від кліматичного району будівництва

характеризується температурою зовнішнього повітря t

= +8

С і питомою

ентальпією 22,5 кДж/кг.

5.2 Санітарно-гігієнічні умови в приміщенні

До шкідливих виділень, які впливають на склад і стан повітря в

термічних цехах, відноситься:

 конвективне і променеве тепло від нагрітих поверхонь печей, ванн

та оброблюваного металу;

 променеве тепло від завантажувальних отворів і відкритих

поверхонь печей та соляних ванн;

 водяні пари від закалочних ванн, а також пари масла від масляних

закалочних ванн;

 гази (продукти згорання), що містять окис вуглецю, сірчистий

ангідрид, сажу, а також різноманітні газоподібні сполуки (аміак, окисли

азоту, вуглеводи, продукти розкладання масла та ін.);

 пил селітри і різних солей, що завантажуються у ванни, вугільний і

вапняковий пил який входить до складу карборизаторів і т.п.

Розрахункові параметри повітря в середині промислових приміщень

визначають по ГОСТ 12.1.005-076 , табл. 1 або [1, дод.2; 4, табл. 1.2 та 1.3].

По категорії робіт, наприклад, термічні цехи підрозділяються

 

: на

цехи з важкою працею – пічні зали і відділи високотемпературного

ціанування; працею середньої ваги – 2б, відділи низькотемпературного

ціанування, печі, що працюють на струмах високої частоти, допоміжні

приміщення.

В термічних цехах в холодний і перехідний період року температуру

повітря в робочій зоні приймають tр.з. = 1521

С. В теплий період року

температуру повітря в робочій зоні допускається приймати не більше ніж

на 4

С вище розрахункової температури зовнішнього повітря по

параметрам “А” , але не більше ніж температура, що наведена у

знаменниках граф 7 та 8 обов′язкового додатку 2 [1]. Коли розрахункова

температура зовнішнього повітря по параметрам “А” більше 25

С при

роботі середньої ваги і більше 23

С при важкій роботі, розрахункову

внутрішню температуру можна збільшити керуючись вказівками

наведених додатків [1] , або

 

6.1..3 п

6 СКЛАДАННЯ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСУ ПРИМІЩЕННЯ

В РІЗНІ ПЕРІОДИ РОКУ

6.1 Розрахунок тепловтрат

1. Втрати тепла через зовнішні огороджуючі конструкції (стіни,

перекриття, підлогу, застелення поверхонь, ворота) необхідно

розраховувати за формулою, Вт

  

n1tt





, (1)

де F – розрахункова площа огороджуючої конструкції, м

; R – опір

теплопередачі огороджуючої конструкції, м

2О

С/Вт; t

– розрахункова

температура повітря в приміщенні,

С; t

 розрахункова температура

зовнішнього повітря (самої холодної п’ятиденки забезпеченістю 0,92),

С;

n – поправковий коефіцієнт, який враховує положення зовнішньої

поверхні огородження відносно зовнішнього повітря, [5, табл.3

];



величина додаткових тепловтрат , [1, дод.12

Температура повітря в виробничих приміщеннях змінюється по

висоті і приймається рівною:

при розрахунку тепловтрат через підлогу t

= t

р.з

;

при розрахунку тепловтрат через перекриття t

в.з

, (t

в.з

– температура

повітря у верхній зоні приміщення );

для вертикальних огорож (стін, вікон, воріт) температуру tв можна

прийняти спрощено : t

= (t

р.з

+ t

в.з

)/2.

Оскільки температура t

в.з

залежить від багатьох факторів

(температури припливного повітря, способу його роздачі і т. п.), які на

даному етапі ще не розглядалися, можна прийняти :

в.з

= t

р.з



(H – 2) .

де



– температурний градієнт ,

С/м , для термічних цехів





0,8; H –

висота цеха, м; 2  висота робочої зони, м.

2. Витрати теплоти на нагрівання інфільтрованого повітря

визначаються за формулою, Вт :

 

KttLc28.0Q

3Bii





, (2)

де L

- витрати інфільтрованого повітря, м

/год через огороджуючі

конструкції приміщення; с – питома теплоємність повітря, кДж/кг

С; t

, t



розрахункові температури повітря в приміщенні та зовнішнього повітря в

холодний період року (параметри “Б”),

С; ρ – густина повітря, кг/м

; К –

коефіцієнт урахування зустрічного теплового потоку (К=0,8 – для вікон з

роздільними рамами, К=1– для інших конструкцій).

В курсовому проекті допускається визначення цих тепловтрат за

спрощеною залежністю





OKIH

Q3.0Q



. (3)

3. Витрати тепла на нагрівання ввезених в цех матеріалів, Вт [4, с.

25; 7, с.195]:

Q = 0.28CG (t

р.з.

+ t

)



, (4)

де с - питома теплоємкість матеріалів кДж/кг

С; для чавуна і сталі в

інтервалі температур від – 30 до + 30

С можна прийняти с = 0,46 кДж/кг

С; G – кількість ввезеного матеріалу, кг/ч; t

р.з.

– температура повітря

робочої зони приміщення,

С; t

- температура ввезених матеріалів:

= t

н.о.

– для метала і металічних виробів і матеріалів;

= t

н.о.

+ 10 – для несипучих металічних виробів і матеріалів;

= t

н.о.

+ 15 – для сипучих матеріалів;



- коефіцієнт врахування інтенсивності поглинання тепла з часом

(табл.2).

Таблиця 2 – Значення коефіцієнту β

Час

знаходження

матеріалів у

приміщенні, год.

Коефіцієнт β

для несипучих

матеріалів і

транспорту

для сипучих

матеріалів для одягу

1 2 3 4

0,5

0,3

0,2

0,4

0,25

0,15

0,35

0,20

0,10

Якщо час між завозами матеріалів більше 3 год., достатньо

визначити втрати теплоти на нагрівання матеріалів лише для першої

години. При частих завозах (з періодом менше 3 год.) необхідно врахувати

накладання втрат теплоти пов’язане з двома послідовними доставками.

4. Витрати теплоти на нагрівання транспорту, Вт:

Q = Q



, (5)

де Q

– загальні витрати теплоти на нагрівання транспорту, Вт [4, с.

26÷27].

При знаходженні транспорту в приміщенні більше однієї години

кількість асимільованого тепла приймають пропорційно фактичному часу

перебування, Вт

Q =





, (6)

де



- час перебування транспорту в приміщенні, хв.

Приклад 1.

Виконати розрахунок тепловтрат для приміщення термічного цеху,

розміром 48х48х15, що розташований у м. Харкові, де виконуються роботи

середньої тяжкості.

Розрахунок

Тепловтрати через підлогу на ґрунті.

Сtt

зрв





Розбиваємо площу підлоги на двохметрові зони по периметру. Знаходимо

окремо площу кожної зони:

   

2802442482 мF



   

2642402462 мF



   

2482362442 мF

III



13443242 мF



Опір теплопередачі кожної зони становить, (м

С)/Вт:

1,2

R

3,4

R

6,8

R

2,14

R

Тепловтрати для кожної зони розраховуємо за такою залежністю ( 1 ):

Q =

(tв – tн)(1+





) n

При значенні

15,0



;

1n 

розраховуємо

    

7,5826115,012315

1,2

280



Вт ≈ 5827 Вт

Аналогічно розраховуємо тепловтрати для інших зон, результати додаємо і

знаходимо загальні втрати тепла через підлогу 13905, Вт.

Тепловтрати через покриття:

Для даного розрахунку знаходимо температуру верхньої зони

в.з

= t

р.з



(H – 2)=15+0,8(15 – 2)=25,4

С .

Загальна площа перекриття

23044848 мF 

Розраховуємо тепловтрати через покриття

    

118741115,01234,25

08,1

2304

Q

Вт≈ 118740 Вт.

Тепловтрати через зовнішні стіни

Розраховуємо внутрішню температуру повітря за залежністю:

tв = (tр.з + tв.з )/2=(15+25,4)/2=20



Знаходимо загальну площу зовнішніх стін виключаючи площу віконних

прорізів та воріт

   

8,10453,2364,83633215483 мF 

За залежністю наведеною раніше знаходимо, що тепловтрати становлять

82715, Вт.

Тепловтрати через вікна

Знаходимо аналогічно тепловтратам через стіни, враховуючи що площа

вікон становить

4,770 мF 

тоді

2,253975Q

Вт ≈ 253975, Вт.

Тепловтрати через ворота

Площа воріт

933 мF 

Опір теплопередачі сталевих воріт (

58



Вт/м

С,

6



мм) знаходимо за

такою формулою

16,0

006,0

7,8

111



нв







Враховуючи, що в даному цеху двоє воріт площу помножимо на 2 і

знаходимо тепловтрати за залежністю розглянутою раніше, вони

становлять 5565, Вт.

Тепловтрати через аераційний ліхтар

Площа аераційного ліхтаря

6004)605,2( мF 

.Тоді

197800Q

Вт

Тепловтрати на нагрівання ввезеного матеріалу і транспорту

Розраховуються за залежністю ( 4 ):

Q = 0.28CG (tр.з. + tм )



і становлять:

  

1,34265,02315140046,028,0 Q

Вт

6.2 Теплонадходження в приміщення

1. Надходження теплоти від газових печей, разом з теплотою

нагрівання металу, при випуску продуктів згорання в приміщення

розраховуються за формулою, Вт:

Q = (0.95 – 0,98)V К

од

, (7)

де Q

 теплота згорання газу, Дж/м

; V – кількість спалюваного газу, м

/с;

од

– коефіцієнт одночасності роботи газових печей.

Теплоту спалювання приймають за характеристикою палива. Якщо

характеристика газу не приводиться, розрахунок треба вести по умовному

паливу Q





Дж/м

Коефіцієнт одночасності роботи печей можна прийняти за табл. 3

(оріентовні значення).

Таблиця 3 – значення коефіцієнту одночасності роботи газових печей,

од

Загальна кількість газових

печей в цеху

До 3 До 5 Більше 5