Стуров Д.С. Проектирование и расчет местной вентиляции машиностроительных производств

110

2.2.2 Особенности применения и характеристика душирующих устройств

При воздействии на работающего теплового облучения интенсивностью

0,035 кВт/м

2

и более, при площади излучающих поверхностей в пределах рабо-

чего места более 0,2 м

2

, применяют воздушное душирование - подача приточ-

ного воздуха в виде воздушной струи, направленной на рабочее место. При ин-

тенсивности облучения свыше 0,21 кВт/м

2

воздушный душ не может обеспе-

чить необходимого охлаждения. В этом случае следует по возможности умень-

шить облучение, предусматривая теплоизоляцию, экранирование и другие ме-

роприятия или проектировать устройства для периодического охлаждения ра-

бочих (радиационные кабины, комнаты отдыха).

Воздушное душирование устраивается также и при производственных

процессах с выделением вредных газов или паров,

если невозможно примене-

ние местных укрытий и отсосов. [10, 11, 12]

Воздушное душирование устраивают для мест длительного пребывания

работающих, а также в местах кратковременного отдыха. Рабочие места горя-

чих цехов машиностроительных заводов, для которых требуется устройство

воздушного душирования, перечислены в табл. 2,6. Охлаждающий эффект воз-

душного душирования зависит от разности температур тела работающего и по

-

тока воздуха, а также от скорости обтекания воздухом охлаждаемого тела. Для

обеспечения на рабочем месте заданных температур и скоростей воздуха ось

воздушного потока направляют на грудь человека горизонтально или под углом

45°, а для обеспечения допустимых концентраций вредных веществ ее направ-

ляют в зону дыхания горизонтально или сверху под углом 45°. На

рис 2.7

представлены примеры применения воздушного душирования и основные ви-

ды душирующих устройств. Поток воздуха на выходе из душирующего патруб-

ка должен иметь равномерную скорость и одинаковую температуру. Расстояние

от кромки душирующего патрубка до рабочего места должно быть не менее 1м.

111

Рисунок 2.7. Воздушное душирование и душирующие устройства:

а – участок обжига; б – участок горячей штамповки.

1 – душирующий патрубок с верхним подводом воздуха; 2 – душирующий пат-

рубок с нижним подводом воздуха; 3 – поворотный патрубок; 4 – аэратор.

112

Таблица 2.6

Рабочие места, для которых требуются душирующие устройства

Помещения

Рабочее место,

характеристика работы

Интенсивность

работы теплового

облучения, кВт/м

2

1 2 3

Колошни-

ковая пло-

щадка

Литейный цех

Кабина шарнирного крана; работа легкая

Загрузочная площадка вагранки; работа

тяжелая при загрузке вручную

0,035-0,07

0,07-0,14

Плавильно-

заливочное

отделение

стали и чу-

гуна

Рабочая площадка у летки вагранки;

работа средней тяжести

Рабочее место у копильника стали и ва-

гранки; работа средней тяжести

Рабочее место заливщика на конвейере;

работа средней тяжести

Рабочее место шлаковщика на конвейере;

работа средней тяжести

Рабочее место загрузки плавильных и от-

жигательных печей; работа

тяжелая

Рабочее место наращивания электродов на

печи; работа средней тяжести

0,035-0,07

0,07-0,14

0,14-0,21

0,07-0,185

0,14-0,21

Плавильно-

заливочное

отделение

литья мед-

ных спла-

вов (латуни

и бронзы)

Рабочее место у печи; работа средней

тяжести

Рабочее место у индукционной печи; ра-

бота средней тяжести и тяжелая

Рабочее место заливщика; работа средней

тяжести и тяжелая

Рабочее место у тигельной газовой печи;

работа средней тяжести и тяжелая

Рабочее место у

раздаточной печи; работа

средней тяжести

0,035-0,07

0,21

0,14-0,21

0,035-0,07

Выбивное

отделение

У выбивной решетки на конвейере; работа

тяжелая

У крупной выбивной решетки; работа тя-

желая

У вибраторов для выбивки стержней; ра-

бота тяжелая

0,07-0,14

0,035-0,07

0,14-0,21

Сушильное

отделение

стержней с

расположе-

нием топок

в приямках

На постоянных рабочих местах у горелок

или форсунок при газообразном и жидком

топливе, а также у дверей и проемов су-

шил; работа средней тяжести

0,035-0,07

113

Продолжение табл. 2.6

Смесепри-

готовитель-

ное отделе-

ние

На рабочих местах у смесителей с ручной за-

грузкой; работа тяжелая

0,14-0,21

Печной зал

Термический цех

Ванны электродно-соляные, агрегаты закалки

и цианирования, закалочные камерные печи,

колодцы для охлаждения изделий; работа тя-

желая

Шахтные газовые и электрические цемента-

ционные печи, электро-дносоляные печи с

температурой 850-900°С, тигельные газовые

печи-ванны, агрегаты для отпуска изделий,

столы для напайки твердых сплавов; работа

тяжелая

Селитровые и

щелочные с газовым подогре-

вом и масляные закалочные ванны, шахтные

электрические отпускные и камерные газовые

с выдвижным подом печи; работа тяжелая

0,14-0,21

0,07-0,14

0,035-0,07

Молотовые

пролеты

Кузнечно-прессовый цех

Нагревательные печи, молоты;

работа тяжелая

Места складирования изделий после

ковки; работа тяжелая

0,14-0,21

0,035-0,07

Пролеты с

прессами и

ковочными

машинами

Горячештамповочные, ковочно-

штамповочные прессы; работа тяжелая

Места складирования после штамповки,

пульты управления; работа тяжелая

Кабина крановщика; работа тяжелая

0,14-0,21

0,07-0,14

Минимальный диаметр патрубка принимают равным 0,3 м. При фикси-

рованных рабочих местах расчетную ширину обдуваемой рабочей площадки

принимают равной 1 м.

При душировании фиксированных рабочих мест наружным или ох-

лажденным внутренним воздухом следует применять цилиндрические насад-

ки или поворотные душирующие патрубки типа ППД с обработанным внут-

ренним воздухом следует применять аэраторы с неподвижной

головкой малой

производительности типа ВА - серии ОВ-02-134. При душировании площа-

док, в пределах которых постоянно находятся рабочие, наружным или охлаж-

денным воздухом следует применять патрубки с верхним подводом воздуха

типа ПДВ или патрубки с нижним подводом воздуха типа ПДН.

114

2.2.3 Расчет производительности воздухоподачи

в рабочую зону с теплоизбытками

Технические данные душирующих устройств и задачи

расчета душирования

Технические характеристики стандартных душирующих патрубков при-

ведены в табл. 2.7.

Таблица 2.7

Характеристики душирующих патрубков

Схема

патрубка

Тип

Размеры, мм Расч.

пло-

щадь,

м

2

Мас-

са,

кг

Коэффициенты

d

o

h

1

l

1

m

n

ξ

Патрубок

поворотный

ППД-5

550 1260 1010 0,1 61

6,3

4,5

4

ППД-6

630 1540 1260 0,16 88

ППД-8

800 1900 1590 0,26 125

Патрубок с

верхним подво-

дом воздуха

ПДВ-3

315 760 - 0,14 20,7 5,3

при

α=30

о

4,5

при

α=30

о

1,6

при

α=30

о

ПДВ-4

400 960 - 0,23 30 5,1

при

α=45

о

3,4

при

α=45

о

1,0

при

α=45

о

ПДВ-5

500 1200 - 0,36 42,7 4,5

при

α=60

о

3,1

при

α=60

о

0,8

при

α=60

о

Патрубок с ниж-

ним подводом

воздуха

ПДН-3

315 895 553 0,14 24,3 4,5

при

α=0

о

3,1

при

α=0

о

0,8

при

α=0

о

ПДН-4

400 1220 680 0,23 35,1 4,5

при

α=20

о

3,1

при

α=20

о

3,2

при

α=20

о

ПДВ-5

500 1450 831 0,36 52,7 4

при

α=20

о

2,8

при

α=20

о

2,8

при

α=20

о

Воздушные души рассчитываются по методу Участкина П.В. В задачу

расчета входит определение параметров душирующей струи (

t

o

,V

o

), выбора

115

душирующего патрубка и расхода воздуха через него (L

o

) из условия обеспече-

ния нормативных параметров воздуха на рабочих местах (см. п.1).

Исходные данные и варианты заданий для самостоятельной работы сту-

дентов представлены в табл. 2.8. Необходимые пояснения к типовому расчету

воздушного душирования даны на рис. 2.8.

Рисунок 2.8. Пояснения к расчету воздушного душирования

116

Таблица 2.8

Параметры и раз-

меры заданий

Варианты заданий

1 2 3 4 5

1. Рабочее место

и его особенности

Загрузочная

площадка

вагранки

Площадка

у летки

вагранки

Разливка

расплавлен-

ного

металла

Загрузка нагре-

вательных пе-

чей

У индук-

ционной

печи

Категория

тяжести труда

III IIб III IIб IIб

Интенсивность

теплового облу-

чения

Е, квт/м

2

0,07-0,14

0,035-0,07

0,14-0,21

0,035-0,07

0,21

2. Температура

воздуха рабочей

зоны

t

р

.з.

28

29

30

29

26

3. Температура

окружающей сре-

ды (за пределами

рабочих мест) t

ох

16

20

18

19

4. Тип душирую-

щего патрубка

ППД ППД ППД ПДВ ПДН

5. Расстояние от

душирующего

патрубка до рабо-

чего места

Х, м

2,0

2,4

2,2

2,1

2,0

6. Концентрация

СО в раб. зоне

С

со

р

.з.

, мг/м

3

-

30

50

-

25

7. Концентрация

пыли в раб. зоне

С

п

р

.з.

, мг/м

3

2,0

-

1,5

-

8. Концентрация

СО в душирую-

щей струе

С

со

о

,

мг/м

3

-

6,5

6

-

5,5

9. Концентрация

пыли в души-

рующей струе

С

п

о

, мг/м

3

0,15

-

0,1

-

10. ПДК СО,

мг/м

3

- 20 20 - 20

11. ПДК пыли,

мг/м

3

5,0 - - 5,0 -

117

Продолжение табл. 2.8

Параметры и

размеры заданий

Варианты заданий

1 2 3 4 5

1. Рабочее место

и его

особенности

Загрузочная

площадка

вагранки

Площадка

у летки

вагранки

Разливка

расплавлен-

ного

металла

Загрузка на-

гревательных

печей

У индукци-

онной печи

Категория

тяжести труда

III III III III IIa

Интенсивность

теплового облу-

чения

Е, квт/м

2

0,14-0,21

0,035-0,07

0,14-0,21

0,07-0,14

2. Температура

воздуха рабочей

зоны

t

р

.з.

28

30

28

27

3. Температура

окруж. среды (за

пределами ра-

бочих мест)

t

ох

21

20

16

17

21

4. Тип души-

рующего пат-

рубка

ПДН

ППД

ПДВ

ПДН

5. Расстояние от

душирующего

патрубка до ра-

бочего места

Х,

м

1,5

2,3

2,5

2,0

3,0

6. Концентрация

СО в раб. зоне

С

со

р

.з.

, мг/м

3

-

65

-

75

-

7. Концентрация

пыли в раб. зоне

С

п

р

.з.

, мг/м

3

10,0

-

16,0

-

18

8. Концентрация

СО в душирую-

щей струе

С

со

о

,

мг/м

3

-

6

-

5

-

9. Концентрация

пыли в души-

рующей струе

С

п

о

, мг/м

3

0,45

-

0,4

-

0,45

10. ПДК СО,

мг/м

3

- 20 - 20 -

11. ПДК пыли,

мг/м

3

6,0 - 6,0 - 5,0

118

Методика расчета

1. По заданному варианту из табл. 2.8 выписать в тетрадь исходные дан-

ные для расчета и схематично изобразить рабочее место с пояснениями к

расчету наподобие пояснений, указанных на рис. 2.8.

2. Определить нормируемые параметры воздуха (

t

н

, V

н

) рабочем месте

при тепловом облучении

Е <350 Вт/м

2

по ГОСТ 12.1.005-88 (табл. 2.9, при-

мечание 1).

3. Определить допустимые нормативные параметры воздуха (

t

норм

, V

норм

)

на рабочем месте с учетом фактического теплового облучения по табл 2.4. Ес-

ли температура воздуха в рабочей зоне до душирования выше 28° С, то необ-

ходимо понижать температуру душирующей струи на 0,4° С на каждый гра-

дус повышения температуры в рабочей зоне, но не ниже 16° С.

4. Определить отношение разностей температур на рабочем месте

по

формуле

Р

т

= (t

р.з.

-

t

норм

) / (

t

р.з.

-

t

ох.

), (2.33)

где

t

р.з

,

t

ох

из табл. 2.8.

При

Р

т

< 1,0 - в цехе (на участке) применяют адиабатическое охлажде-

ние воздуха (т.е. охлаждение за счет распыления и испарения влаги в окру-

жающей среде).

При

Р

т

> 1,0 - применяют искусственное (политропное) охлаждение

воздуха в помещении.

5. В соответствии с указанным в задании типом душирующего патруб-

ка, выбрать характеризующие его коэффициенты: затухание скорости

m и

температуру

n по табл. 2.7.

6. Определить расчетную площадь душирующего патрубка F

o

', м

2

:

F

o

` = (Р

т

Х / n)

2

, при Р

т

≤

1,0;

F

o

` = (X / m)

2

, при Р

т

> 1,0.

После расчета

F

o

' принимается к установке ближайший больший или

равный размер патрубка по табл 2.7 площадью

F

o

.

Например, в задании указан патрубок ППД

m = 6.3, n = 4.5, расчетная

площадь

F

o

' = 0,12 м

2

. Ближайшее большее значение площади у патрубка

ППД – 6,

F

o

= 0,16 м

2

. Этот патрубок и должен быть принят к установке. При

119

наличии пыле- и газовыделений необходимо проверить расчетную площадь

душирующего патрубка F

o

` и выбрать наибольшее значение:

F

o

` = [(Ср.з - Спдк)

⋅

Х / {( Ср.з - Со)

⋅

п}]

2

м

2

(2.34)

7. Определить длину начального участка душирующей струи по скорости

движения воздуха:

Х

нv

=

o

Fm , м (2.35)

8. Определить длину начального участка душирующей струи по

Х

нt

тем-

пературе:

Х

нt

=

o

Fm , м (2.36)

9. Определить параметры душирующей струи (

t

o

, V

o

) на выходе из пат-

рубка:

при

Х < Х

нt

t

o

= t

норм

;

при Х > Х

нt

t

o

= t

р.з.

– [( t

р.з.

– t

норм

)

⋅

X] / Х

нt

; (2.37)

при Х < Х

нv

V

o

= V

норм

, м/с (2.38)

при

Х > Х

нv

V

o

= V

норм

⋅

X / Х

нv

(2.39)

10. Определить расчетное количество воздуха на один душирующий

патрубок:

L

o

= 3600

⋅

V

o

⋅

F

o

м

3

/ч (2.40)

Таблица 2.9

Оптимальные и допустимые нормы температуры и скорости движения

воздуха в рабочей зоне (извлечение из ГОСТ 12.1.005-88)

Период

года

Категория

тяжести

Температура

о

С Скорость

движения, м/с

оптималь-

ная

допустимая на

постоянном

рабочем месте

допустимая на

непостоянном

рабочем месте

опти-

маль-

ная

допус-

тимая

ХОЛОД-

НЫЙ

Iа

Iб

легкая 22-24

21-23

21-25

20-24

18-26

17-25

0,1

0,2

IIа

IIб

средней

тяжести

18-20

17-19

17-23

15-21

15-24

13-23

0,2

0,3

0,4

III тяжелая 16-18 13-19 12-20 0,3 0,5

ТЕПЛЫЙ

Iа

Iб

легкая 23-25

22-24

22-28

21-28

20-30

19-30

0,1

0,2

0,1-0,2

0,1-0,3

IIа

IIб

средней

тяжести

21-23

20-22

18-27

16-27

17-29

15-29

0,3

0,2-0,4

0,2-0,5

III тяжелая 18-20 15-26 13-28 0,4 0,2-0,6

Стуров Д.С. Проектирование и расчет местной вентиляции машиностроительных производств

Подождите немного. Документ загружается.