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

30

К

η

к

= L

от.к .

/ L

пр.отс.к.

- для конвективных струй,

К

η

п

= L

от.п.

/ L

пр.отс.п.

- для приточных струй,

(

G

у

и L

от.к.

; L

от.п.

– см. п. 11 и 12 методики расчета)

Значение величин

η

и К

η

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,

2

.

η

= 1 – e

(-2,52К

η

)

e = 2,718

и

1.

М

п

= К

η

п

– (1 -

η

опт

)

C

∆

пр.п

.

- для приточных струй,

2.

η

= 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.

11. Определяем требуемую производительность отсоса, обеспечиваю-

щую оптимальную эффективность улавливания вредных веществ:

- для компактных конвективных струй,

L

от.к.

= К

η

к

⋅

L

пр.от.к.

, м

3

/с

- для компактной приточной струи,

L

от.п.

= К

η

п

⋅

L

пр.от.п

, м

3

/с

12. Подсчитываем 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, мг/с; C

уд

= G

y

/ L

отс

, мг/м

3

31

1.2.3. Расчет щелевых зонтов

Порядок расчета [11, 12]

1. Определяют осевую скорость движения воздуха

U в струе источника

на уровне всасывания зонта:

-для плоской конвективной струи

U

пк

= 0,03Q

1/3

⋅

(l / в)

0,38

, м/с (1.41)

-для плоской приточной струи

U

пп

= 2,5

⋅

U

o

(

)

l в2 / , м/с (1.42)

2. Вычисляют расход воздуха в струе

L

стр

на уровне всасывания зонта:

-

для плоской конвективной струи

L

стр.пк.

= U

п.к.

⋅

в

⋅

l, м

3

/с (1.43)

-

для плоской приточной струи

L

стр.пп.

= 0,205

⋅

U

п.п

⋅

l

⋅

в

.

, м

3

/с (1.44)

3. Определяют значение поправочного коэффициента, учитывающего

подвижность воздуха в помещении:

К

пк

=

пкв

стр.к.

UU

F

231

/

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−+

– для конвективных струй;

К

п

=

ппв

стр.п.

UU

F

231 /

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−+

– для приточных струй;

где

F – площадь всасывающего сечения (отверстия) зонта, м

2

F

стр.к

, F

стр.п.

– площадь источника выделений, конвективной

и приточной струей, м

2

F

стр.к.

= F

и

; F

стр.п.

= F

и

+ 2tg

α

;

α

= 13,5

o

Если по расчету F / F

стр.к.

и F / F

стр.п.

окажутся меньше 1,0, то следует

принять отношение этих площадей равным

1,0.

32

Рисунок 1.6. Схема щелевого зонта

Таблица 1.2.3

Исходные данные для расчета

Параметры и размеры

отсоса, м

Производственные процессы,

Табл. 1.1.

2 7 9 11 12 14

1. Размеры источника:

в2

a2

0,6

2,0

6,0

8,1

2,1

0,3

8,0

5,2

3,1

0,3

5,0

5,1

2. Размеры зонта:

B

2

A2

7,0

2,2

75,0

0,2

3,1

2,3

9,0

7,2

5,1

2,3

6,0

6,1

3. Расстояние до зонта, l, м 1,0 0,65 0,75 1,0 0,8 0,6

4. Форма загрязненной струи* п.к. п.к. п.к. п.п. п.п. п.п.

5. Количество вредных выделений

(ВВ)

G, мг/с

спирт

2000

ксилол

80,0

СО

60,0

бром

бенз.

30

углев.

нефти

1000

пыль

45,0

6. Количество рассредоточенных

вредных веществ

G

p

, мг/с

(не более 10%)

спирт

100

ксилол

7,0

СО

6,0

бром

бенз.

3

углев.

нефти

100

пыль

0,5

7. Количество воздуха удаляемое из

помещения общеобменной вентиля-

цией, приходящееся на один отсос,

L

в

, м

3

/с

0,15

0,09

0,12

0,25

0,2

8. Конвективная теплопроизводи-

тельность источника,

Q, Вт

350 1000 5000 - - -

9. Скорость истечения загрязненной

приточной струи,

U

o

, м/с

- - - 0,85 0,65 1,0

10. Скорость движения воздуха в

помещении,

U

в

, м/с

0,3 0,2 0,4 0,25 0,35 0,4

*Форма и характер загрязненной струи: П.К. – плоская конвективная;

П.П – плоская приточная

33

4. Вычисляют относительный предельный расход отсоса (зонта)

L

пр.отс.

:

-

для плоских конвективных струй

L

пр.отс.пк.

= 3,1 – 2,1(В / в)

(1.45)

-

для плоских приточных струй,

L

пр.отс.пп.

=

()

[]

2

oo

2

o

2

oo

V11V1lnVV1 2V32 /// +++++

β

(1.46)

где

()

0,571 ;13,5 г ,1

B

tg)в17,4l(

32V

o

/ ==

⎥

⎦

⎤

⎢

⎣

⎡

−

+

×=

βα

α

β

5. Определяют скорость всасывания

V

о

, обеспечивающую предельное

улавливание струи:

-

для плоской конвективной струи,

V

опк

= U

пк

o

V

⋅

, м/с

-

для плоской приточной струи,

V

опп

= U

пп

o

V

⋅

, м/с

6. Определяют предельный расход отсоса, обеспечивающий полное улав-

ливание струи при минимальной производительности отсоса:

- для плоской конвективной струи,

L

пр.от.пк.

= К

к

⋅

L

стр.к.

⋅

L

пр.от.к.

, м

3

/с

- для плоской приточной струи,

L

пр.от.пп.

= К

п

⋅

L

стр.п.

⋅

L

пр.от.п

, м

3

/с

7. Определяют предельную (максимальную) избыточную концентрацию

примеси в воздухе, удаляемом щелевым отсосом:

- для плоской конвективной струи,

∆

С

пр.к.

= С

пр.к.

– С

пв

= G / L

пр.от.к.

, мг/м

3

- для плоской приточной струи,

∆

С

пр.п.

= С

пр.п.

– С

пв

= G / L

пр.от.п.

, мг/м

3

где

С

пв

– концентрация вредной примеси в приточном воздухе

общеобменной вентиляции, мг/м

3

34

8. Вычисляют относительную предельную (максимальную) избыточную

концентрацию примеси в воздухе, удаляемом отсосом, соответствующую ре-

жиму предельного улавливания:

- для плоской конвективной струи,

∆

C

пр.к.

= (

∆

С

пр.к.

– С

пв.

) / (ПДК – С

пв

);

- для плоской приточной струи,

∆

C

пр.п.

= (

∆

С

пр.п.

– С

пв.

) / (ПДК – С

пв

),

где С

пв

≤

0,3ПДК

ПДК - предельно допустимая концентрация вредных веществ в воздухе рабо-

чей зоны в мг/м

3

, по ГОСТ 12.1.005-88 для производственных процессов 2; 7;

9; 11; 12; 14 (см. исходные данные для расчета Таблица 1.2.3).

Вещество

Спирт

Ксилол

Окись

углерода

Бром-

бензол

Углево-

дороды

нефти

Пыль

абразивн.

ПДК, мг/м

3

1000 50 20 3 300 6

Класс опасн. IV III IV II IV IV

9. Определяют значение безразмерного комплекса М:

- для плоской конвективной струи,

М

к

= (G

p

/ G)

C

∆

⋅

пр.к.

– L

в

/ L

пр.от.пк

- для плоской приточной струи,

М

п

= (G

p

/ G)

C

∆

⋅

пр.п.

– L

в

/ L

пр.от.пп.

10. По графикам на рисунке 1.4 определяют оптимальное значение эф-

фективности улавливания вредных веществ

η

опт

= G

y

/G и соответствующее

значение

K

η

:

К

η

к

= L

от.к.

/ L

пр.от.к.

– для плоских конвективных струй,

К

η

п

= L

от.п.

/ L

пр.от.п.

– для плоских приточных струй,

(

G

у

и L

от.к.

; L

от.п.

– см. п. 11 и 12 методики расчета)

35

Значение величин

η

и К

η

можно определить также из решения системы

двух уравнений:

1.

М

к

= К

η

к

– (1 -

η

опт

)

C

∆

пр.к.

- для конвективных струй

2

.

η

опт

= 1 – e

(-2,52К

η

)

и

e = 2,718

1.

М

п

= К

η

п

– (1 -

η

опт

)

C

∆

пр.п

.

- для приточных струй

2.

η

опт

= 1 – e

(-2,52К

η

)

Если источник выделяет только теплоту, то принимают

К

η

= 1,0. Если

расчетное значение

К

η

окажется меньше единицы (в непосредственной близо-

сти от источника образуются зоны с повышенной концентрацией вредных ве-

ществ), то необходимо увеличение объема отсасываемого воздуха, поэтому

всегда рекомендуется соблюдать условие

К

η

≥

1,0.

11. Определяем требуемую производительность отсоса, обеспечиваю-

щую оптимальную эффективность улавливания вредных веществ:

- для плоских конвективных струй,

L

от.к.

= К

η

к

⋅

L

пр.от.к.

, м

3

/с

- для плоских приточных струй,

L

от.п.

= К

η

п

⋅

L

пр.от.п

, м

3

/с

12. Определяем количество уловленных

G

у

, мг/с и концентрацию

G

уд

, мг/м

3

выделений вредных веществ в воздухе, отсасываемом местным от-

сосом - щелевым зонтом:

- для плоской конвективной струи

G

y

=

η

опт

⋅

G, C

уд

= G

y

/ L

от.к

- для плоской приточной струи

G

y

=

η

опт

⋅

G, C

уд

= G

y

/ L

от.п

36

1.3. Вытяжные панели – боковые отсосы

Вытяжные панели применяются тогда, когда применение соосных зонтов

невозможно по конструктивным, технологическим, эстетическим и другим

требованиям. Или когда соосный отсос нецелесообразно располагать над ис-

точником из-за чрезмерно высокой потребной производительности отсоса, а

так же когда необходимо отклонять поднимающуюся над источником струю

так, чтобы выделения вредных

веществ не попадали в зону дыхания работаю-

щих.

Большим преимуществом вытяжных панелей перед зонтами является их

боковое расположение, обеспечивающее доступность к источнику выделений

со всех сторон, в том числе и сверху, а так же большое их разнообразие по

форме и месту установки в производственных помещениях (Рис. 1.7).

Такие отсосы могут быть

расположены в стене, в свободном пространст-

ве, угловые, наклонные и т.д.; по форме могут быть круглые и прямоуголь-

ные; с экранами и фланцами.

Вытяжные панели находят широкое применение в цехах разных произ-

водств. Наилучшим образом вытяжные панели улавливают загрязненные кон-

вективные потоки от источников круглой или прямоугольной формы с соот

-

ношением сторон 1

≤

а / в

≤

2.

Наличие фланца по периметру всасывающего отверстия (Рис. 8. е)

улучшает условия улавливания. При ширине фланца h

≥

2В отсос следует счи-

тать расположенным в стенке. При меньшей ширине фланца - это свободно

расположенный отсос.

При выборе конструктивной схемы вытяжной панели предпочтение сле-

дует отдавать отсосам с малым углом несоосности и, как наиболее выгодным

по количеству удаляемого воздуха [8; 9].

37

Рисунок 1.7. Конструктивные схемы боковых отсосов:

а – отсос в стенке; б – отсос свободно расположенный в пространстве;

в – боковой отсос экраном; г – угловой отсос; д – наклонный отсос; е – отсос в

стенке с фланцем.

1 – источники выделений; 2 – приемное устройство отсоса; 3 – стенка;

4 – фланец; 5 – экран.

38

Расчет вытяжных панелей выполнен по методике В.Н. Посохина [11] с

учетом реальных производственных процессов, приведенных в таблице 1.3.

Таблица 1.3

Производственные процессы с применением вытяжных панелей –

боковых отсосов

Производственный

процесс

Рабочее место или

источник выделений

Вредные выделения Характеристика

рекомендуемого

отсоса

1 2 3 4

1. Доводка плун-

жерных пар топлив-

ных насосов ДВС

Стол-стенд доводки

плунжерных пар

ДВС

Бензин Отсос в стенке

круглой формы

2. Обезжиривание

деталей КПП трак-

тора Т-4М в керо-

сине

Емкость для мойки и

стол для сушки

Керосин Круглый наклон-

ный откос, распо-

ложен свободно

3. Приготовление

асбокаучуковой

фрикционной смеси

для тормозов

Стол-стенд для под-

готовки смеси к спе-

канию

Толуол Отсос прямо-

угольной формы в

стенке

4. Склеивание ме-

таллоизделий орга-

номинеральным

клеем

Стол-верстак Бензол Прямоугольной

формы, расположен

в свободном про-

странстве

5. Изготовление и

сушка модельных

стержней в литей-

ном цехе

Стеллаж-сушило Фенол Прямоугольной

формы, расположен

в свободном про-

странстве

6. Обезжиривание

дисков перед на-

клеиванием фрик-

ционных накладок

Верстак с емкостью

растворителя

Уайт спирит Круглой формы, в

свободном про-

странстве

7. Приготовление

полистиролового

клея для изделий

ширпотреба

Установка- смеситель Ацетон Прямоугольной

формы, расположен

в свободном про-

странстве

8. Зубонарезание

шестерен, зубчатых

колес, червяков, ре-

ек и т.п.

Зуборезный станок СОЖ,

масляная аэрозоль

Наклонный отсос

круглой формы

9. Механическая

обработка резанием

деталей из чугуна

Точение, сверление,

фрезерование

Металлографитная

пыль

Отсос прямоуголь-

ной формы, распо-

ложен в свободном

пространстве

10. Механическая

обработка деталей

из бронзы на стан-

ках

Точение, сверление

фрезерование

Пыль металлическая Отсос прямоуголь-

ной с экраном

39

Продолжение табл. 1.3

1 2 3 4

12. Металлообра-

ботка с применени-

ем смазочно-

охлаждающих жид-

костей

Станки универсаль-

ные, агрегатные и

специальные

СОЖ

Аэрозоль

Отсос прямоуголь-

ной формы с экра-

ном

13. Размол каменно-

го угля для приго-

товления порошка

Мельница Пыль угольная Отсос прямоуголь-

ный, угловой

14. Расфасовка

цемента в мешки

Стенд-станок

расфасовочный

Пыль цементная Отсос прямоуголь-

ный, наклонный,

расположен сво-

бодно в простран-

стве

15. Полуавтомати-

ческая сварка дета-

лей из алюминие-

вых сплавов

Стол для исправле-

ния дефектов алю-

миния всех отливок

Сварочный аэрозоль

NOх

Отсос прямоуголь-

ный, угловой

16. Газовая резка

заготовок из сталь-

ного листа

Стол-стеллаж для

резки заточек

Пыль металлическая

СО, NOх

Отсос прямоуголь-

ный с экраном

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

Подождите немного. Документ загружается.