Стуров Д.С. Проектирование и расчет местной вентиляции машиностроительных производств
Подождите немного. Документ загружается.
20
Продолжение табл. 1.1
1 2 3 4
4. Полировка окуляров
оптических приборов
Стол-стенд Бензол Зонт прямоугольный,
струя – конвективная,
компактная
5. Регулировка топлив-
ной аппаратуры
Стол-стенд Бензин Зонт круглый, струя ком-
пактная - приточная
6. Реставрация резино-
технических изделий
Станок для приго-
товления парани-
товой смеси
Толуол
Бензин
Зонт прямоугольный,
струя компактная – при-
точная
7. Приготовление фор-
мовочной смеси для ли-
тья
Установка для
приготовления
смеси
Ксилол
Углеводороды
нефти
Зонт щелевой
струя плоская –
конвективная
8. Покраска и сушка
мелких деталей
Стол - стеллаж Толуол Зонт квадратный, струя
компактная, приточная
9. Приготовление стек-
ловаты термическим
способом
Розлив в формы
расплава
Окись
углерода
Зонт щелевой, струя -
плоская конвективная
10. Приготовление мою-
щего раствора для авто-
сервиса
Ванна для приго-
товления моюще-
го раствора
Ацетон Зонт прямоугольный,
струя – компактная, кон-
вективная
11. Приготовление бром-
йодистых препаратов
Стол-стенд для
приготовления
лекарств
Бромбензол Зонт щелевой, струя –
плоская, приточная
12. Промывка деталей
двигателя в керосине
Моечная ванна Углеводороды
нефти
(керосин)
Зонт щелевой, струя –
плоская, приточная
13. Проявление синеко-
пий чертежей в амми-
ачной среде
Проявочная
камера
Аммиак Зонт круглый, струя при-
точная, компактная
14. Шорошка абразивно-
го круга заточного
станка
Заточной станок Абразивная
пыль
Зонт щелевой, струя –
плоская, приточная
15. Чистовая обработка
деревоизделий на стан-
ках
Точение, полиро-
вание изделий из
дерева
Древесная
пыль
Зонт круглый, струя –
компактная, конвектив-
ная
16. Приготовление пес-
чаной смеси для литья
Шаровая
мельница
Силикатная
пыль
Зонт круглый, струя –
компактная, конвектив-
ная
17. Приготовление
известковой муки
Шаровая
мельница
Известковая
пыль
Зонт прямоугольный,
струя – компактная,
приточная
21
1.2.1. Расчет производительности вытяжных зонтов круглой формы
Рисунок 1.3. Расчетная схема круглого зонта
ВВ – вредные выделения
Таблица 1.2.1.
Исходные данные для расчета
Параметры и размеры
отсоса
Производственные процессы,
Табл. 1.1.
1 5 13 15 16
1. Размеры источника, r, м 0,6 0,65 0,70 0,75 0,8
2. Размеры зонта, R, м 0,7 0,75 0,75 0,80 0,85
3. Расстояние до зонта, l, м 1,0 1,2 0,75 0,9 0,8
4. Форма струи* к.к. к.п. к.п. к.к. к.к.
5. Количество вредных выделений,
G, мг/с
спирт
300,0
бензин
100,0
аммиак
50,0
пыль
древ.
80,0
пыль
кремн.
70,0
6. Количество рассредоточенных В.В.
Gр, мг/с (не более 10%)
спирт
30,0
бензин
10,0
аммиак
5,0
пыль
4,0
пыль
4,0
7. Количество воздуха, удаляемого из
помещения общеобменной вентиляци-
ей на один отсос Lв, м
3
/с
0,1
0,15
0,12
0,15
0,08
8. Конвективная теплопроизводитель-
ность источника, Q, вт
500 - - 750 1000
9. Скорость истечения загрязненной
приточной струи, U
о
, м/с
- 0,65 0,70 -
10. Скорость движения воздуха
в помещении, U
в
, м/с
0,3 0,3 0,35 0,25 0,4
* форма и характер загрязненной струи:
К.К. – компактная конвективная; К.П. – компактная приточная.
r
22
Методика расчета круглого зонта
1. Вычислить осевую скорость движения воздуха U в струе источника на
уровне всасывания зонта.
Для компактной конвективной струи
U
кк
= 0,0425(Q/r)
1/3
⋅
(l/r)
1/3
, м/с (1.4)
Для компактной приточной струи
U
кп
= m
⋅
U
o
⋅
F
u
0,5
/ l, м/с, (1.5)
где m = 2,5; F
u
- площадь источника, м
2
2. Определить расход воздуха в струе L
стр
на уровне всасывания:
- для компактной конвективной струи
L
стр.к.
= (
π
r
2
/3)U
к.к.
, м
3
/с (1.6)
- для компактной приточной струи
L
стр.п.
= 0,42
⋅
l
2
⋅
U
к.п.
, м
3
/с (1.7)
3. Определить значение поправочного коэффициента, учитывающего
подвижность воздуха в помещении:
К
к
=
ккв
стр.к.
U/U
F
F
231
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−+
– для конвективных струй; (1.8)
К
п
=
кпв
стр.п.
U/U
F
F
231
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−+
– для приточных струй; (1.9)
где
F – площадь всасывающего сечения (отверстия) зонта, м
2
;
F
стр.к.
= F
и
– площади источника выделений, образованная конвективной
струей, м
2
;
F
стр.п.
= F
и
+ 2
⋅
l
⋅
rtg
α
– площадь источника выделений, образованная
приточной струей, м
2
,
α
= 13,5
o
.
Если по расчету
F/F
стр.к.
и F/F
стр.п.
окажутся меньше 1,0, то следует при-
нять отношение этих площадей равным 1,0.
4. Вычислить относительный предельный расход отсоса (зонта)
L
пр.отс.
:
- для компактной конвективной струи,
23
L
пр.отс.к.
= 3,4 – 2,4
(
)
к
R
2
(1.10)
- для компактной приточной струи,
L
пр.отс.п.
=
(
)
Etg/R6
2
п
2
⋅
α
, (1.11)
где
l/RR ;r/RR
пк
== ;
()
[]
()
{}
3/V13/V V/11V/1lnVV1 5,0 E
5,1
2
п
3
п
2
пп
2
п
2
п
+−+++++=
(1.12)
(
)
0,625 ;2/1R/tgV
2
п
2
п
=+=
ββα
(1.13)
5. Определить скорость всасывания
V
о
, обеспечивающую предельное
улавливание струи:
- для компактной конвективной струи,
V
ок
= U
кк
к
V
⋅
, м/с (1.14)
- для компактной приточной струи,
V
ок
= U
кп
п
V
⋅
, м/с (1.15)
где
(
)
1R/tg
2
1
V
2
к
2
к
к
+=
α
β
; (1.16)
β
к
= 0,443; r/RR
к
= ;
α
= 13,5
о
6. Вычислить предельный расход отсоса (зонта), обеспечивающий пол-
ное улавливание струи при минимальной производительности отсоса:
- для компактной конвективной струи,
L
пр.отс.к.
= К
к
⋅
L
стр.к.
⋅
L
пр.отс.к.
, м
3
/с (1.17)
- для компактной приточной струи,
L
пр.отс.п.
= К
п
⋅
L
стр.п.
⋅
L
пр.отс.п
, м
3
/с (1.18)
7. Определить предельную избыточную концентрацию примеси в возду-
хе, удаляемого отсосом, соответствующую режиму предельного улавливания:
- для компактной конвективной струи,
∆
С
пр.к.
= G/L
пр.отс.к.
, мг/м
3
(1.19)
- для компактной приточной струи,
∆
С
пр.п.
= G/L
пр.отс.п.
, мг/м
3
(1.20)
24
8. Вычислить относительную предельную избыточную концентрацию при-
меси в воздухе удаляемом отсосом, соответствующую режиму предельного
улавливания:
- для компактной конвективной струи,
∆
C
пр.к.
= (
∆
С
пр.к.
– С
пр.
) /(ПДК – С
пр
); (1.21)
- для компактной приточной струи,
∆
C
пр.п.
= (
∆
С
пр.п
– С
пр.
) /(ПДК – С
пр
), (1.22)
где
С
пр
– концентрация вредной примеси в приточном воздухе
общеобменной вентиляции, мг/м
3
, С
пр
≤
0,3ПДК
ПДК
- предельно допустимая концентрация вредной примеси в воздухе
рабочей зоны (таблица 1.2.1) по ГОСТ 12.1.005-88
Вещество Аммиак Бензин Древесная
пыль
Кремни-
стая пыль
Спирт
этиловый
ПДК, мг/м
3
20 100 6,0 4,0 1000
9. Определить значение безразмерного комплекса М:
– для компактной конвективной струи,
М
к
= (G
p
/G) C
∆
⋅
пр.к.
– L
в
/L
пр.к.
; (1.23)
– для компактной приточной струи,
М
п
= (G
p
/G)
C
∆
⋅
пр.п.
– L
в
/L
пр.п.
(1.24)
10. По графикам на рисунке 1.4. найти оптимальное значение эффективно-
сти улавливания вредных веществ
η
опт
= G
y
/G и соответствующее значение K
η
:
- К
η
к
= L
от.к
.
/L
пр.отс.к.
- для конвективных струй, (1.25)
- К
η
п
= L
от.п
.
/L
пр.отс.п.
- для приточных струй, (1.26)
(
G
у
и L
от.к.
, L
от.п.
– см. п. 11 и 12 методики расчета)
Значение величин η и Кη может быть определено также из решения сис-
темы двух уравнений:
1.
М
к
= К
η
к
– (1 –
η
опт
) C
∆
пр.к.
- для конвективных струй, (1.27)
2.
η
опт
= 1 – e
(-2,52К
η
)
e = 2,718
25
1. М
п
= К
η
п
– (1 –
η
опт
)
C
∆
пр.п
.
- для приточных струй, (1.28)
2.
η
опт
= 1 – e
(-2,52К
η
)
e = 2,718
Если источник выделяет только теплоту, то принимают
К
η
= 1,0. Если
рассчитанное значение
К
η
окажется меньше единицы (в непосредственной
близости от источника образуются зоны с повышенной концентрацией вред-
ных веществ), то необходимо увеличение объема отсасываемого воздуха, по-
этому всегда рекомендуется соблюдать условие
К
η
≥
1,0.
Рисунок 1.4. График для определения
η
орt
и R
η
.
N кривой 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
C
∆
пред.
50 40 30 20 10 16 12 8 6 4 2
11. Определить требуемую производительность отсоса, обеспечиваю-
щую оптимальную эффективность улавливания вредных веществ:
- для компактной конвективной струи,
L
отс.к.
= К
η
к
⋅
L
пр.отс.к.
, м
3
/с (1.29)
- для компактной приточной струи,
L
отс.п.
= К
η
п
⋅
L
пр.отс.п
, м
3
/с (1.30)
12. Подсчитать количество уловленных
G
у
, мг/с и концентрацию
G
уд
, мг/м
3
выделений вредных веществ в воздухе, отсасываемых местным от-
сосом - круглым зонтом
G
y
=
η
опт
⋅
G; C
уд
= G
y
/L
отс
26
1.2.2. Расчет производительности прямоугольных зонтов
Рисунок 1.5. Расчетная схема прямоугольного зонта
Таблица 1.2.2
Исходные данные для расчета
Параметры и размеры
отсоса, м
Производственные процессы, Табл. 1.1.
3 4 6 8 10 17
1. Размеры источника:
в2
a2
8,0
2,1
8,0
4,1
8,0
5,1
5,1
5,1
8,0
3,1
0,1
6,1
2. Размеры зонта:
B
2
A2
95,0
35,1
9,0
6,1
95,0
7,1
7,1
7,1
95,0
5,1
2,1
9,1
3. Расстояние до зонта, l, м 1,0 0,75 0,8 0,9 0,75 0,85
4. Форма загрязненной струи* к.к. к.к. к.п. к.п. к.к. к.п.
5. Количество вредных выделений
(ВВ)
G, мг/с
спирт
500,0
бензол
5,0
бензин
600,0
толуол
100,0
ацетон
150,0
пыль
100
6. Количество рассредоточенных
вредных веществ
G
р
, мг/с
(не более 10%)
спирт
20,0
бензол
0,05
бензин
15,0
толуол
10,0
ацетон
12,0
пыль
7,5
7. Количество воздуха удаляемое
из помещения общеобменной вен-
тиляцией, приходящееся на один
отсос,
L
в
м
3
/с
0,1
0,2
0,15
0,12
0,13
0,15
8. Конвективная теплопроизводи-
тельность источника,
Q, Вт
600
800
-
-
900
-
Скорость истечения загрязненной
приточной струи,
U
o
м/с
- - 0,5 0,6 - 0,75
10. Скорость движения воздуха в
помещении,
U
в
м/с
0,1 0,25 0,15 0,2 0,25 0,30
*Форма и характер загрязненной струи: К.К. – компактная конвективная;
К.П. – компактная приточная
27
Расчет требуемой производительности прямоугольных зонтов осущест-
вляется в следующей последовательности. [11, 12]
1. Вычисляют осевую скорость движения воздуха
U в струе источника на
уровне всасывания зонта.
Для компактной конвективной струи
U
кк
= 0,0425(Q / r
э
)
1/3
⋅
(l / r
э
)
1/3
, м/с (1.31)
Для компактной приточной струи
U
кп
= m
⋅
U
o
⋅
F
uп
0,5
/ l, м/с (1.32)
где
m = 2,5; F
u
- площадь источника, м
2
r
э
= 1,128 вa ⋅ - эквивалентный по площади радиус источника.
2. Определяют расход воздуха в струе
L
стр
на уровне всасывания зонта:
-
для компактной конвективной струи
L
стр.к.
= (U
к.к.
⋅π⋅
r
э
) / 3, м
3
/с (1.33)
-
для компактной приточной струи
L
стр.п.
= 0,42
⋅
l
2
⋅
U
к.п.
, м
3
/с (1.34)
3. Определяют значение поправочного коэффициента, учитывающего
подвижность воздуха в помещении:
К
к
=
ккв
стр.к.
U/U
F
F
231
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−+ – для конвективных струй; (1.35)
К
п
=
кпв
стр.п.
U/U
F
F
231
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−+
– для приточных струй; (1.36)
где
F – площадь всасывающего сечения (отверстия) зонта, м
2
F
стр.к.
= F
и
– площадь источника выделений, образованная
конвективной струей, м
2
F
стр.п.
= F
и
+ 2
⋅
в
⋅
l
⋅
tg
α
– площадь источника выделений, образованная
приточной струей, м
2
,
α
= 13,5
o
Если по расчету F/F
стр.к.
и F/F
стр.п.
окажутся меньше 10, то следует при-
нять отношение этих площадей равным 1,0.
28
4. Вычисляют относительный предельный расход отсоса (зонта)
L
пр.от.
:
– для компактной конвективной струи
L
пр.отс.к.
= 3,4 – 2,4(R
э
/ r
э
)
2
(1.37)
– для компактной приточной струи,
L
пр.отс.п.
=
(
)
Etg/R6
2
э
2
⋅
α
, (1.38)
где
r
э
= 1,128 вa ⋅ ; R
э
= 1,128
⋅
B
A
⋅
; ;l/RR
э
э
=
()
[]
()
{}
3/V13/V V/11V/1lnVV1 5,0E
5,1
2
п
3
п
2
пп
2
п
2
п
+−+++++=
(1.39)
(
)
0,625 ;2/1R/tgV
2
э
2
п
=−=
ββα
5. Определяют скорость всасывания
V
о
, обеспечивающую предельное
улавливание струи:
– для компактной конвективной струи,
V
ок
= U
кк
к
V
⋅
, м/с (1.40)
– для компактной приточной струи,
V
ок
= U
кп
п
V
⋅
, м/с (1.41)
()
1R/tg
2
1
V
2
э
2
к
к
−=
α
β
;
β
к
= 0,443;
α
= 13,5
о
()
1R/tg
2
1
V
2
э
2
п
п
+=
α
β
;
β
п
= 0,5
6. Вычисляют предельный расход отсоса (зонта), обеспечивающий пол-
ное улавливание струи при минимальной производительности отсоса:
– для компактной конвективной струи,
L
пр.отс.к.
= К
к
⋅
L
стр.к.
⋅
L
пр.отс.к.
, м
3
/с (1.42)
– для компактной приточной струи,
L
пр.отс.п.
= К
п
⋅
L
стр.п.
⋅
L
пр.отс.п
, м
3
/с (1.43)
7. Определить предельную избыточную концентрацию примеси в возду-
хе, удаляемого отсосом, соответствующую режиму предельного улавливания:
– для компактной конвективной струи,
29
∆
С
пр.к.
= G / L
пр.отс.к.
, мг/м
3
– для компактной приточной струи,
∆
С
пр.п.
= G / L
пр.отс.п.
, мг/м
3
8. Вычисляют относительную предельную избыточную концентрацию
примеси в воздухе, удаляемом отсосом, соответствующую режиму предельно-
го улавливания:
– для компактной конвективной струи,
∆
C
пр.к.
= (
∆
С
пр.к.
– С
пр.
) / (ПДК – С
пр
);
– для компактной приточной струи,
∆
C
пр.п.
= (
∆
С
пр.п.
– С
пр.
) / (ПДК – С
пр
),
где С
пр
– концентрация вредной примеси в приточном воздухе
общеобменной вентиляции, мг/м
3
С
пр
≤
0,3ПДК
ПДК
– предельно допустимая концентрация вредной примеси в воздухе
рабочей зоны, мг/м
3
по ГОСТ 12.1.005-88 для веществ , указанных в вариантах
заданий (Таблица 1.2.2).
Вещество Спирт Бензол Бензин Толуол Ацетон Пыль
известк.
ПДК, мг/м
3
1000 5 100 50 200 6
Класс опасн. IV III IV III IV III
9. Определяем значение безразмерного комплекса М:
- для компактной конвективной струи,
М
к
= (G
p
/ G)
C
∆
⋅
пр.к.
– L
в
/ L
пр.к
- для компактной приточной струи,
М
п
= (G
p
/ G)
C
∆
⋅
пр.п.
– L
в
/ L
пр.п.
10. По графикам на рисунке 1.4 определяем оптимальное значение эф-
фективности улавливания вредных веществ
η
опт
= G
y
/G и соответствующее
значение
K
η
: