Стуров Д.С. Проектирование и расчет местной вентиляции машиностроительных производств
Подождите немного. Документ загружается.
100
P
o
≈ 0,5 ⋅ Р
н. max
(2.5)
Н – отметка условного нуля давления (обычно это высота здания), м;
ρ
н
,
ρ
в
– плотность наружного и внутреннего воздуха, кг/м
3
ρ
н
= 353 / (273± t
н
);
ρ
в
= 353 / (273± t
в
); (2.6)
q = 9,8 м/с
2
P
V
– избыточное давление ветра, Па.
P
V
= (С
н
– С
з
)
⋅
(V
н
2
/ 2)
⋅
ρ
н
⋅
k, Па (2.7)
С
н
, С
з
, V
н
, k из табл. 2.1.
5. Определяют начальную скорость воздуха в щели раздающего воздухо-
вода
cosα)ytgα(xb
q)ρ(ρx0,333∆P
x0,645V
11o
вн1max
1o
−
−−
=
, м/с (2.8)
где
х
1
= Н
пр
; у
1
– координата для завес с внутренним воздухозабором у
1
= - r, м;
для завес с наружным воздухозабором
у
1
= + r, м;
α
– угол наклона плоскости выпуска струи к вертикальной плоскости.
Если скорость выхода воздуха из щели окажется выше допустимой, то
следует задаться большим размером щели и повторить расчет.
6. Вычисляют расход воздуха на воздушную завесу
L = V
o
⋅
b
o
⋅
В
пр
, м
3
/с (2.9)
7. Определяем температуру воздуха, подаваемого в завесу
t
o
= [t
в
(1 –
β
ВП
) –
β
НП
⋅ t
н
] /
β
ОП
, (2.10)
где
t
в
, t
н
. – температура воздуха в помещении снаружи;
β
ВП
,
β
НП
,
β
ОП
– коэффициенты, учитывающие влияние на температуру воз-
душной смеси струи соответственно температуры внутреннего, на-
ружного и воздуха, подаваемого через щели завесы.
Коэффициенты
β
ВП
,
β
НП
определяются по номограмме рис. 2.4 в зависи-
мости от относительных координат
x
и y .
101
Рисунок 2.4. Номограмма для определения коэффициентов
β
ВП
и
β
НП
– а) и а
оп
. – б); 1 – для
β
ВП
; 2 – для
β
НП
o
b Sx /= ; b)(0,5/ yy
1
⋅
=
, (2.11)
где
b – ширина струи в сечении, отстоящем от ее начала на расстоянии S, нахо-
дится по формуле
b = 0,416
⋅
S, (2.12)
Коэффициент
β
ОП
находят по формуле
β
ОП
= 3,12 ⋅ a
оп
/
o
bS/
(2.13)
где
a
оп
– коэффициент, зависящий от относительной координаты
1
y и прини-
маемый по номограмме на рис. 2.4., б.
При определении относительной координаты
1
y следует принимать
у
1
= -r для завес с внутренним воздухозабором и у
1
= +r – для завес с воздуш-
ным воздухозабором.
102
Проверка правильности определения коэффициентов
β
ВП
,
β
НП
,
β
ОП
прово-
дится по обязательному условию:
β
ВП
, +
β
НП
, +
β
ОП
≈ 1,0 (2.14)
Если температура воздуха, подаваемого в завесу, окажется выше допус-
каемой по СНиП (+50
o
и 70
о
соответственно для дверей, через которые прохо-
дят люди и для ворот, через которые проходит транспорт), то задаются боль-
шим размером щели
b
o
и расчет повторяют.
Дальнейший расчет воздушной завесы состоит из определения гидрав-
лических сопротивлений запроектированной схемы воздуховодов, подбора
калорифера и вентилятора.
2.1.3 Расчет производительности воздухоподачи
горизонтальных завес (Рис. 2.2, б, в)
Исходные данные для расчета приведены в таблице 2.2.
Расчет выполняется по следующей методике [10].
1. Исходя из конкретных производственных условий, по таблице 2.2 вы
-
бирают вариант исполнения завесы.
2. Определяют ширину щели
b
o
распределителя воздуха завесы, рис. 2.1.
b
o
= F
пр
/ [(10...20) ⋅ n ⋅ H
пр
], м (2.15)
где
F
пр
– площадь дверного проема, м
2
;
n – число щелей завесы при односторонней завесе (рис. 2.2 б) n = 1;
при двусторонней – n = 2.
3. Определяют протяженность
S, м и координату r, м оси воздушной
струи завесы.
S = 1,05 ⋅ В
пр
– для боковой односторонней завесы; (2.16)
S = 1,525 ⋅ В
пр
– для боковой двусторонней завесы.
103
Координату r определяют по номограмме рис. 2.3 в зависимости от ве-
личины
S.
4. Вычисляют расчетную разность давления с двух сторон проема. При
боковой воздушной завесе расчетная разность давления изменяется по высоте
и вычисляется для нескольких уровней (не менее 4
х
)
∆Р
i
= P
н.i
– P
o
, Па (2.17)
где
P
н.i
– давление воздуха снаружи на уровне h
i
;
h
i
– расстояние от пола да средины расчетной зоны, м.
Таблица 2.2
Параметры
и размеры, м
Варианты исполнений
1 2 3 4 5
1. Высота здания Н, м 6 8 10 12 12
2. Размеры
ворот, м
Высота, Н
п
р
2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
Ширина, В
п
р
2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
3. Назначение ворот для прохода людей
и легкого транспорта
для въезда
транспорта
4. Направление струи
воздуха в проеме
Горизонтальное (с боков проема)
5. Расположение воздухоза-
борного устройства
Внутреннее Наружное
6. Наружные
условия
(на улице)
Температура,
t
н
о
С
-15 -20 -25 -20 -25
Скорость
движения
воздуха,
V
н
, м/с
4,5
4,0
3,5
4,5
4,0
7. Внутрен-
ние условия
(в помеще-
нии)
Температура,
t
в
о
С
20
16
14
16
15
8. Аэродина-
мические ко-
эффициенты
С
н
0,6 0,8
С
з
-0,3 -0,4
9 Коэффициент несоответ-
ствия расчетных и фактиче-
ских данных,
k
0,8
0,9
1,0
10. Угол наклона струи,
α
о
30 45 30
104
Р
o
– давление воздуха в помещении, Па
P
o
≈
0,5P
н. max
, Па (2.18)
P
н. max
– максимальное давление воздуха снаружи на уровне
пола помещения.
P
н. max
= Н(
ρ
н
–
ρ
в
)
⋅
q + P
V
, Па (2.19)
где
Н – отметка условного нуля давления (обычно это высота здания, табл. 2.2)
ρ
н
,
ρ
в
. – плотность наружного и внутреннего воздуха, кг/м
3
;
ρ
н
= 353 / (273± t
н
);
ρ
в
= 353 / (273± t
в
);
q = 9,8 м/с
2
– ускорение свободного падения тела;
P
V
– избыточное давление ветра, Па.
P
V
= (С
н
– С
з
)
⋅
(V
н
2
/ 2)
⋅
ρ
н
⋅
k, Па (2.20)
С
н
, С
з
, V
н
, k из табл. 2.2.
P
н. i
= (Н – h
i
)
⋅
(
ρ
н
–
ρ
в
)q + P
V
(2.21)
Обычно для определения
∆P
i
дверной проем здания по высоте Н
пр
. раз-
бивается на четыре равные зоны.
Координата первой (от пола) зоны равна
h
1
= H
пр
/ (4
⋅
2); второй – h
2
= 3h;
третьей –
h
3
= 5h; четвертой – h
4
= 7h;
Результаты расчета
∆P
i
рекомендуется сводить в табл. 2.3.
Таблица 2.3
Номер
зоны
h
i
,
м
Н – h
i
м
(Н – h
i
)
∆
γ
, Па
∆γ
= (
ρ
н
–
ρ
в
)q
P
н. i
Па
∆
P
i
Па
Начальная скорость
воздуха в щели. V
oi
м/с
вар. 1 вар. 2 вар. 3
1
...
4
5. Вычисляют начальную скорость воздуха в щели
b
o
завесы
cosα)ytgα(xb
∆P
x0,645V
11o
i
1io
−
=
, м/с (2.22)
где
х
1
= 0,5B
пр
;
у
1
= - r для завес с внутренним воздухозабором;
у
1
= + r для завес с наружным воздухозабором.
105
Если средняя (из четырех) скорость выхода воздуха из щели окажется
выше допустимой (8м/с в вариантах 1...3 и 25 м/с в вариантах 4, 5), то следует
задаться большим размером щели
b
o
и повторить расчет.
6. Определить расход воздуха на воздушную завесу
L = 2
⋅
V
o
⋅
b
o
⋅
В
пр
, м
3
/с (2.23)
7. Определить температуру воздуха, подаваемого в воздушную завесу
t
o
= [t
в
(1 –
β
ВП
) –
β
НП
⋅ t
н
] /
β
ОП
(2.24)
где
t
в
, t
н
– температура воздуха в помещении и снаружи;
β
ВП
,
β
НП
,
β
ОП
– коэффициенты, учитывающие влияние на температуру воз-
душной смеси струи (принято
t
см
= t
в
) соответственно температуры внут-
реннего наружного и воздуха, подаваемого через щели завесы
b
o
.
Коэффициенты
β
ВП
,
β
НП
определяются по номограмме рис. 2.4 в зависи-
мости от относительных координат
x
и y
b)(0,5/ yy
1
⋅
= ;
o
b Sx /
=
, (2.25)
где
b – ширина струи в сечении, отстоящем от ее начала на расстоянии S,
находится по формуле
b = 0,416
⋅
S (2.26)
Коэффициент
β
ОП
находят по формуле
β
ОП
= 3,12 ⋅ a
оп
/
o
bS/
, (2.27)
где
a
оп
– коэффициент, зависящий от относительной координаты
1
y ,
и принимаемый по номограмме на рис. 2.4, б.
При определении относительной координаты
1
y следует принимать
у
1
= -r для завес с внутренним воздухозабором и у
1
= +r – для завес с воздуш-
ным воздухозабором.
Проверка правильности определения коэффициентов
β
ВП
,
β
НП
,
β
ОП
прово-
дится по обязательному условию:
β
ВП
, +
β
НП
, +
β
ОП
≈ 1,0 (2.28)
106
Если температура воздуха, подаваемого в завесу, окажется выше допус-
каемой по СНиП (+50
o
С и 70
о
С соответственно для дверей, через которые
проходят люди и для ворот, через которые проходит транспорт), то задаются
большим размером щели
b
o
и расчет повторяют.
8. Дальнейший расчет воздушной завесы состоит из определения гид-
равлических сопротивлений запроектированной схемы воздуховодов, подбора
калорифера и вентилятора.
2.2 Воздушное душирование рабочих зон с тепловыми избытками
2.2.1 Гигиенические требования по тепловой облученности
на рабочих местах
Тепловая облученность постоянных и непостоянных рабочих мест со-
гласно санитарным нормам
микроклимата СаНПин 2.2.4.518-96 и ГОСТ
12.1.005-88 при облучении 50% и более поверхности тела человека не должна
превышать 350 Вт/м
2
. При облучении 25-50% поверхности тела 700 Вт/м
2
и при
облучении не более 25% поверхности тела 1000 Вт/м
2
. Допустимая облучен-
ность на постоянных рабочих местах
Е
р.м.
зависит от температуры источника
теплового потока, и температуры воздуха на рабочем месте (Рис. 2.5).
Рисунок 2.5. Допустимая интенсивность облучения
1 – высокотемпературные источники, (
t
n
≥ 1000°C)
2 – низкотемпературные источники, (
t
n
< 1000°C)
107
Низкотемпературные источники (t
n
< 1000°C) вызывают нагрев кожи
больше, чем высокотемпературные (
t
n
≥ 1000°C). При интенсивности теплово-
го потока до 350 вт/м
2
допустимые нормы температуры, относительной влаж-
ности и скорости движения воздуха в рабочей зоне следует принимать по
ГОСТ 12.1.005-88. При интенсивности теплового потока более 350 вт/м
2
в хо-
лодный и переходный периоды года температуру воздуха на рабочем месте
t
р.м
.
следует принимать более низкой, чем нормируемая температура воздуха
t
в
по
ГОСТ 12.1.005-88, т.е.
t
p.з.
= t
в
– 4k
1
, (2.29)
где
k
1
- коэффициент, зависящий от скорости движения воздуха в помещении
V
в
, м/с.
V
в
, м/с 0,2 0,3 0,4 0,5 0,7 1,0
k
1
1,25 1,05 0,9 0,8 0,7 0,6
Допустимые нормы сочетания температуры и скорости движения воздуха
в производственных помещениях на постоянных рабочих местах, подвержен-
ных воздействию теплового облучения интенсивностью 0,035 КВт/м
2
и выше,
при суммарной продолжительности облучения 15-30 мин. следует принимать в
соответствии с табл. 2.4.
Таблица 2.4
Категория
тяжести
труда
Температура воздуха в
рабочей зоне*
до душирования
t
р.з
, град
Vв,
м/с
Температура душирующей струи в град.
на раб. месте при интенсивности
теплового потока, Е, кВт/м
2
0,035 0,07 0,14 0,21 0,28
I
До 28
1
2
3
3,5
28
-
-
-
24
28
-
-
21
26
28
-
16
24
26
27
-
20
24
25
II
До 28
1
2
3
3,5
27
28
-
-
22
24
27
28
-
21
24
25
-
16
21
22
-
-
18
19
III
До 28
2
3
3,5
25
26
-
19
22
23
16
20
22
-
18
20
-
17
19
* рабочая зона и рабочее место – равнозначные понятия.
108
Нормируемые значения в табл. 2.4 соответствуют максимальной скорости
движения воздуха и минимальной температуре на участке наиболее интенсив-
ного теплового облучения.
Допустимые значения скорости движения воздуха
V
x
, м/с и температуры
t
x
, °C, струи приточного воздуха при входе в рабочую или обслуживаемую зону
помещения определяют по формулам:
V
x
= k
н
×
V
в
; t
x
= t
в
–
∆
t, (2.30)
где
k
н
- коэффициент перехода от нормируемого значения скорости движения
воздуха
V
в
к ее максимальному значению в струе (табл. 2.5);
∆
t - допустимое отклонение температуры струи от нормируемого значения
температуры
t
в
, при ассимиляции избытков теплоты.
В производственных помещениях в зоне прямого действия струи
∆
t = 2°С
и вне зоны прямого действия струи
∆
t = 2,5°С.
Таблица 2.5
Коэффициент
k
н
для перехода от нормируемого значения скорости движения
воздуха к ее максимальным значениям
Варианты размещения рабочих мест относительно
струи тяжести приточного воздуха
k
н
при работах
категории тяжести
Ia, Iб IIа IIб III
1 2 3
А. Расчет на поддержание в помещении допустимых
метеорологических условий:
1. В зоне прямого воздействия струи воздуха в пределах
участка:
начального
основного
2. Вне зоны прямого воздействия струи воздуха в пределах
участка:
начального
основного
3. В зоне обратного потока воздуха
Б. Расчет на поддержание в помещении оптимальных
или требуемых по технологии условий
1. В зоне прямого воздействия струи воздуха в пределах
участка:
начального
основного
2. В зоне обратного потока воздуха
1
1,4
1,3
1,6
1,3
1
1,2
1,2
1
1,8
1,3
2,0
1,8
1
1,2
1,2
109
Температура воздуха в помещении зависит от температуры поверхностей
t
п
, окружающих человека, которые определяют конвективный и лучистый теп-
лообмен человека с окружающей средой. Для оценки влияния температур по-
верхностей введено понятие радиационной температуры
t
r
, которая прибли-
женно может быть определена по формуле
∑
⋅
∑
⋅
=
=
n
1i
i
n
1i
nii
r
Fn
tF
t
, (2.31)
где
F
i
– площади поверхностей c температурами t
пi
.
Совместное влияние
t
в.р.з.
и t
r
характеризуется температурой помещения
t
пом
.
.
При небольшой подвижности воздуха можно принимать
t
пом
= (t
в.р.з.
+ t
r
) / 2 (2.3.2)
Необходимое условие комфортности (способность организма отдать всю
явную теплоту без напряжения терморегуляции) в зависимости от интенсивно-
сти выполняемых работ, периода года и температуры воздуха рабочей зоны
представлены на рис. 2.6. [12]
Рисунок 2.6. Радиационная температура
t
r
в зависимости от t
в.р.з
для легкой
(1; 1`), средней (2; 2`) и тяжелой (3; 3`) работ, соответственно в
теплый (1, 2, 3) и холодный (1`, 2`, 3`) периоды года