Стуров Д.С. Проектирование и расчет местной вентиляции машиностроительных производств
Подождите немного. Документ загружается.
40
1.3.1 Расчет производительности боковых отсосов, расположенных в
стенке и в свободном пространстве (рис. 1.7, а, б)
Таблица 1.3.1.
Исходные данные для расчета
Параметры и размеры
отсоса
Производственные процессы, Табл. 1.3.
1 3 4 7 9
1. Форма и расположение
отсоса
Круглая Прямоуг. Прямоугольная Круглая
в стенке в свободном пространстве
2. Размеры источника:
в2
a2
, r
r = 0,5
2,1
0,2
6,0
0,1
5,1
0,2
7,0
2,1
3. Размеры отсоса:
B
2
A2
, R
R = 0,5
2,1
0,2
6,0
0,1
5,1
0,2
7,0
2,1
4. Координаты:
o
o
Y
X
8,0
8,0
75,0
75,0
8,0
8,0
65,0
65,0
0,1
7,0
5. Количество вредных вы-
делений,
G, мг/с
бензин
750,0
толуол
800,0
бензол
100
ацетон
2500
пыль
150
6. Количество рассредото-
ченных вредных выделений,
G
р
, мг/с (не более 10%)
бензин
8,0
толуол
50
бензол
7,0
ацетон
100
пыль
9,0
7. Количество воздуха уда-
ляемого из помещения об-
щеобменной вентиляцией на
один отсос
L
в
, м
3
/с
0,1
0,15
0,25
0,2
0,15
8. Скорость движения воз-
духа в помещении,
U
в
, м/с
0,15 0,25 0,25 0,2 0,3
9. Теплопроизводительность
источника,
Q, вт
400 - - 700 850
10. Температура на поверх-
ности
Т
п
о
К источника и в
помещении
Т
в
о
К Т
п
/ Т
в
-
293
473
293
393
- -
Методика расчета
1. Определяют конвективную теплопроизводительность источника по
формуле:
Q = Q
г
+ Q
в
, (1.47)
где Q
г
и Q
в
– теплоотдача от горизонтальной и вертикальной поверхностей
источника, Вт
41
Q
г
= 1,3К(Т
п
– Т
в
)
4/3
⋅
F
г
; (1.48)
Q
в
= К(Т
п
– Т
в
)
4/3
⋅
F
в
, (1.49)
где F
г
и F
в
– площади, м
2
горизонтальной и вертикальной теплоотводящих
поверхностей;
Т
п
и Т
в
– температура поверхности источника и воздуха в помещении
в градусах Кельвина;
К – коэффициент, определяемый по таблице при Тв = +293
о
К (+20
о
С)
Т
п
о
К
283 353 453 553 653 753 853 1253
К
1,67 1,6 1,53 1,47 1,41 1,36 1,33 1,19
2. Вычисляют расстояние S, м от источника до входа струи в отсос, от-
считываемое по оси изогнутой струи.
S = 0,5
(
)
yxy x
2
o
2
ooo
+++ , м (1.50)
3. Определяют относительный характерный размер отсоса
R
и
э
R
[]
24,0)r2S( RR
/
⋅+= – для круглых отсосов; (1.51)
[]
24,0)r2S( RR
эээ
/
⋅+= – для прямоугольных отсосов. (1.52)
вa128,1r ;BA128,1R
ээ
⋅=⋅=
, м.
4. Вычисляют поправочный коэффициент
К
п
, учитывающий влияние
подвижности воздуха на требуемую производительность отсоса:
К
пк
= 1 + 33
⋅
U
в
⋅
3
o
2
)QY(r / ⋅
– для круглых отсосов; (1.53)
К
пп
= 1 + 33
⋅
U
в
⋅
3
o
2
э
)QY(r / ⋅
– для прямоугольных отсосов. (1.54)
5. Вычисляют относительную предельную производительность отсоса:
– для круглых отсосов в стенке,
L
пр.к.ст.
= 0,217
(
)
2
R25,01 − , (1.55)
– для прямоугольных отсосов в стенке,
L
пр.п.ст.
= 0,217
(
)
2
э
R25,01 − , (1.56)
–
для круглых отсосов, свободно расположенных в пространстве
L
пр.к.с.
=
(
)
[
]
3/7
э
2
э
R06,032,0R25,01 +− , (1.57)
– для прямоугольных отсосов, свободно расположенных в пространстве
L
пр.п.с.
=
(
)
[
]
3/7
э
2
э
R06,032,0R25,01 +− . (1.58)
42
6. Определяют предельную производительность отсоса:
– для круглых отсосов в стенке,
L
пр.к.ст.
= L)r2S(Q086,0
3/53/1
⋅+⋅
пр.к.ст.
⋅
К
пк
, м
3
/с (1.59)
– для прямоугольных отсосов в стенке,
L
пр.п.ст.
= L)r2S(Q086,0
3/5
э
3/1
⋅+⋅
пр.п.ст.
⋅
К
пп
, м
3
/с (1.60)
– для круглых отсосов, свободно расположенных в пространстве
L
пр.к.с.
= L)r2S(Q086,0
3/53/1
⋅+⋅
пр.к.с.
⋅
К
пк
, м
3
/с (1.61)
– для прямоугольных отсосов, свободно расположенных в пространстве
L
пр.п.с.
= L)r2S(Q086,0
3/5
э
3/1
⋅+⋅
пр.п.с.
⋅
К
пп
, м
3
/с (1.62)
7. Определить предельную (максимальную) избыточную концентрацию
примеси в воздухе, удаляемом боковым отсосом (вытяжной панелью):
– для круглых отсосов, расположенных в стенке,
∆
С
пр.к.ст
= G / L
пр.к.ст
, мг/м
3
– для прямоугольных отсосов, расположенных в стенке,
∆
С
пр.п.ст
= G / L
пр.п.ст
, мг/м
3
– для круглых отсосов, расположенных в свободном пространстве
∆
С
пр.к.с
= G / L
пр.к.с
, мг/м
3
– для прямоугольных отсосов, расположенных в свободном пространстве
∆
С
пр.п.с
= G / L
пр.п.с
, мг/м
3
8. Вычисляют относительную предельную (максимальную) избыточную
концентрацию,
– для круглых отсосов, расположенных в стенке,
∆
C
пр.к.ст
= (
∆
С
пр.к.ст
– С
пв
) / (ПДК - С
пв
),
– для прямоугольных отсосов, расположенных в стенке,
∆
C
пр.п.ст
= (
∆
С
пр.п.ст
– С
пв
) / (ПДК - С
пв
),
– для круглых отсосов, расположенных в свободном пространстве,
∆
C
пр.к.с
= (
∆
С
пр.к.с
– С
пв
) / (ПДК - С
пв
),
43
– для прямоугольных отсосов, расположенных в свободном пространстве,
∆
C
пр.п.с
= (
∆
С
пр.п.с
- С
пв.
) / (ПДК - С
пв
);
где С
пв
≤
0,3ПДК – концентрация вредной примеси в приточном воздухе
общеобменной вентиляции.
ПДК – вредных веществ в воздухе рабочей зоны в мг/м
3
, по ГОСТ
12.1.005-88 для производственных процессов 1; 3; 4; 7; 9 (см. исходные данные
для расчета).
Вещество Бензин Толуол Бензон Ацетон Пыль
нажд.
ПДК, мг/м
3
100 50 5 200 6
Класс
опасности
IV III III IV IV
9. Определяют значение безразмерного комплекса М [12]:
– для круглых отсосов, расположенных в стенке,
М
к.ст
= (G
p
/ G) C
∆
⋅
пр.к.ст
– L
в
/ L
пр.к.ст
,
(1.63)
– для прямоугольных отсосов, расположенных в стенке,
М
п.ст
= (G
p
/ G) C
∆
⋅
пр.п.ст
– L
в
/ L
пр.п.ст
, (1.64)
– для круглых отсосов, расположенных в свободном пространстве,
М
к.с
= (G
p
/ G) C
∆
⋅
пр.к.с
– L
в
/ L
пр.к.с
, (1.65)
– для прямоугольных отсосов, расположенных в свободном пространстве
М
п.с
= (G
p
/ G) C
∆
⋅
пр.п.с
– L
в
/ L
пр.п.с
. (1.66)
10. Определяют оптимальное значение эффективности улавливания
вредных веществ
η
опт
и соответствующее значение К
η
из решения системы
двух уравнений или по графикам рисунка 1.4:
– для круглых отсосов, расположенных в стенке,
1.
М
к.ст
= К
η
к.ст
– (1 –
η
опт.к.ст
)
C
∆
⋅
пр.к.ст.
2.
η
опт.к.ст
= 1 – e
(-2,52К
η
)
, e = 2,718
– для прямоугольных отсосов, расположенных в стенке,
1.
М
п.ст
= К
η
п.ст
– (1 –
η
опт.п.ст
) C
∆
⋅
пр.п.ст.
2.
η
опт.п.ст
= 1 – e
(-2,52К
η
)
, e = 2,718
44
– для круглых отсосов, свободно расположенных в пространстве,
1.
М
к.с
= К
η
к.с
– (1 –
η
опт.к.с
) C
∆
⋅
пр.к.с.
2
.
η
опт.к.с
= 1 – e
(-2,52К
η
)
, e = 2,718
– для прямоугольных отсосов, свободно расположенных в пространстве,
1.
М
п.с
= К
η
п.с
– (1 –
η
опт.п.с
) C
∆
⋅
пр.п.с.
2.
η
опт.п.с
= 1 – e
(-2,52К
η
)
, e = 2,718
Если найденное значение
К
η
окажется меньше 1,0, то следует принимать:
К
η
≥
1,0.
11. Определяют требуемую производительность отсоса, обеспечиваю-
щую оптимальную эффективность улавливания вредных веществ:
– для круглых отсосов, расположенных в стенке,
L
от.к.ст
= К
η
к.ст
⋅
L
пр.к.ст
, м
3
/с
– для прямоугольных отсосов, расположенных в стенке,
L
от.п.
= К
η
п
⋅
L
пр..п.ст
, м
3
/с
– для круглых отсосов, свободно расположенных в пространстве,
L
от.к.с
= К
η
к.с
⋅
L
пр.к.с
, м
3
/с
– для прямоугольных отсосов, свободно расположенных в пространстве,
L
от.п.с
= К
η
п.с
⋅
L
пр.пс
, м
3
/с
12. Подсчитывают количество
G
у
и концентрацию С
уд
уловленных вы-
делений вредных веществ в воздухе, отсасываемом местным отсосом:
– для круглых отсосов в стенке,
G
у.к.ст
=
η
опт.к.ст
⋅
G, мг/с; G
уд.к.ст
= G
у.к.ст
/ L
от.к.ст.
, мг/м
3
;
– для прямоугольных отсосов в стенке,
G
уп.ст
=
η
опт.п.ст
⋅
G, мг/с; G
уд.п.ст
= G
у.п.ст
/ L
от.п.ст.
, мг/м
3
;
– для круглых отсосов, расположенных свободно в пространстве
G
у.к.с
=
η
опт.к.с
⋅
G, мг/с; G
уд.к.с
= G
у.к.с
/ L
от.к.с.
, мг/м
3
;
– для прямоугольных отсосов, свободно расположенных в пространстве
G
уп.с
=
η
опт.п.с
⋅
G, мг/с; G
уд.п.с
= G
у.п.с
/ L
от.п.с.
, мг/м
3
.
45
1.3.2 Расчет производительности прямоугольных отсосов с экраном
и прямоугольных угловых отсосов (рис. 1.7, в, г)
Таблица 1.3.2.
Исходные данные для расчета
Параметры и размеры
отсоса
Производственные процессы, Табл. 1.3.
10 12 13 15 16
1. Форма и расположение
отсоса
Прямоугольный
с экраном
Прямоугольный
угловой
Прямо-
угольный
с экраном
2. Размеры источника:
в2
a2
4,0
6,0
5,0
7,0
0,1
5,1
8,0
2,1
5,1
0,2
3. Размеры отсоса:
B
2
A2
4,0
6,0
5,0
7,0
0,1
5,1
8,0
2,1
5,1
0,2
4. Координаты:
o
o
Y
X
5,0
2,0
6,0
25,0
8,0
5,0
9,0
4,0
0,1
75,0
5. Количество вредных вы-
делений,
G, мг/с
пыль мет.
70
аэрозоль
СОЖ
35
пыль
угольная
200
Св.
аэрозоль
NOx
80
Св.
аэрозоль
СO
800
6. Количество рассредото-
ченных вредных выделений,
G
р
, мг/с (не более 10%)
пыль мет.
4,0
аэрозоль
СОЖ
3,5
пыль
угольная
15
Св.
аэрозоль
NOx
4,0
Св.
аэрозоль
СO
40
7. Количество воздуха уда-
ляемого из помещения об-
щеобменной вентиляцией на
один отсос
L
в
, м
3
/с
0,2
0,15
0,12
0,1
0,08
8. Теплопроизводительность
источника,
Q, вт
200 100 150 2000 1500
9. Скорость движения воз-
духа в помещении,
U
в
м/с
0,25 0,2 0,15 0,18 0,2
Порядок расчета [11]
1. Определить расстояние S, м от источника до входа струи в отсос, от-
считываемое по оси изогнутой струи,
S = 0,5
(
)
yxy x
2
o
2
ooo
+++ , м (1.50)
2. Определить относительный размер отсоса,
[
]
24,0)r2S( RR
эээ
/
⋅+= ;
46
aв128,1r ;AB128,1R
ээ
==
3. Определить поправочный коэффициент
К
п
, учитывающий влияние
подвижности воздуха в помещении на требуемую производительность отсоса:
К
п
= 1 + 33
⋅
U
в
⋅
3
o
2
э
)QY/(r ⋅
; (1.53)
4. Вычислить относительную предельную производительность отсоса:
– для отсоса с экраном,
L
пр.э.
= [0,2 +0,27(B / A)
7/3
]
⋅
(
)
2
э
R25,01 − , (1.67)
– для углового отсоса,
L
пр.у.
= [0,21 +0,27(B / A)
8/3
]
⋅
(
)
2
э
R25,01 − , (1.68)
5. Вычислить предельную производительность отсоса:
– для отсосов с экраном,
L
пр.э.
= L)r2S(Q086,0
3/5
э
3/1
⋅+⋅
пр.э.
, м
3
/с (1.69)
– для отсосов угловых,
L
пр.у.
=
L)r2S(Q086,0
3/5
э
3/1
⋅
+
⋅
пр.у.
, м
3
/с (1.70)
6. Вычислить предельную избыточную концентрацию примеси в возду-
хе, удаляемом боковым отсосом:
– для отсосов с экраном,
∆
С
пр.э
= G / L
пр.э.
, мг/м
3
– для отсосов угловых,
∆
С
пр.у
= G / L
пр.у
, мг/м
3
∆
С
пр.п.с
= G / L
пр.п.с
, мг/м
3
7. Определить относительную предельную (максимальную) избыточ-
ную концентрацию примеси в воздухе, удаляемом отсосами:
– для отсосов с экранами,
∆
C
пр.э
= (
∆
С
пр.э
– С
пр
) / (ПДК – С
пр
),
– для угловых отсосов,
∆
C
пр.у
= (
∆
С
пр.у
– С
пр
) / (ПДК – С
пр
),
где С
пр
≤
0,3ПДК- концентрация вредной примеси в приточном воздухе
общеобменной вентиляции.
47
ПДК по ГОСТ 12.1.005-88 для вредных веществ, указанных в исходных
данных для расчета табл. 1.3.2.
Вещество Пыль
металл.
Аэрозоль
СОЖ
Пыль
угольная
Сварочная аэрозоль
NOx CO
ПДК, мг/м
3
6 5 6 5 20
Класс опасности IV III IV III IV
8. Определить значение безразмерного комплекса
М:
– для отсосов с экранами,
М
э.
= (G
p
/ G) C
∆
⋅
пр.э
– L
в
/ L
пр.э
,
– для угловых отсосов,
М
у.
= (G
p
/ G) C
∆
⋅
пр.у.
– L
в
/ L
пр.у
,
9. Определить оптимальное значение эффективности улавливания вред-
ных веществ
η
опт
и соответствующее значение К
η
из решения системы двух
уравнений или по графикам рисунка 1.4:
– для отсосов с экранами,
1.
М
э.
= К
η
э
– (1 –
η
опт.э
)
C
∆
⋅
пр.э.
2
.
η
опт.э
= 1 – e
(-2,52К
η
э)
,
– для угловых отсосов,
1.
М
у.
= К
η
у
– (1 –
η
опт.у
)
C
∆
⋅
пр.у.
2
.
η
опт.у
= 1 – e
(-2,52К
η
у)
, e = 2,718
Подставляя
η
опт.
из уравнения 2 в уравнение 1 получим соответственно:
М
э.
= К
η
э
– C
∆
пр.э.
⋅
e
(-2,52К
η
э)
– для отсосов с экранами,
М
у.
= К
η
у
– C
∆
пр.у.
⋅
e
(-2,52К
η
у)
– для угловых отсосов.
Отсюда методом подбора и определяется
К
η
, после чего легко определя-
ется и
η
опт.
для отсосов с экранами и угловых отсосов.
Если найденное значение
К
η
окажется меньше 1,0, то следует принимать:
К
η
≥
1,0.
48
10. Определяют требуемую производительность отсоса, обеспечиваю-
щую оптимальную эффективность улавливания вредных веществ:
– для отсосов с экранами,
L
от.э
= К
η
э.
⋅
L
пр.э
, м
3
/с
– для угловых отсосов,
L
от.у.
= К
η
у
⋅
L
пр.у
, м
3
/с
11. Определяют количество
G
у
и концентрацию С
уд
уловленных выделе-
ний вредных веществ в воздухе, отсасываемом местными отсосами:
– для отсосов с экранами,
G
у.э
=
η
опт.э
⋅
G, мг/с; G
уд.э
= G
у.э
/ L
от.э.
, мг/м
3
;
– для угловых отсосов,
G
у.у
=
η
опт.у
⋅
G, мг/с; G
уд.у
= G
у.у
/ L
от.у.
, мг/м
3
;
1.3.3 Расчет производительности наклонных отсосов (Рис. 1.7, д)
Методика расчета
1. Определяем конвективную теплопроизводительность источника:
Q = Q
г
+ Q
в
, (1.47)
где
Q
г
и Q
в
– теплоотдача от горизонтальной и вертикальной поверхностей
источника, Вт
Q
г
= 1,3К(Т
п
– Т
в
)
4/3
⋅
F
г
, Вт (1.48)
Q
в
= К(Т
п
– Т
в
)
4/3
⋅
F
в
, Вт (1.49)
где
F
г
и F
в
– площади, м
2
горизонтальной и вертикальной теплоотводящих
поверхностей;
Т
п
и Т
в
– температура поверхности источника и воздуха в помещении
в градусах Кельвина;
К – коэффициент, определяемый по таблице
Т
п
о
К
283 353 453 553 653 753 853 1253
К
1,67 1,6 1,53 1,47 1,41 1,36 1,33 1,19
49
Таблица 1.3.3.
Исходные данные для расчета
Параметры и размеры
отсоса
Производственные процессы, Табл. 1.3.
2 5 6 8 14
1. Форма и расположение
отсоса
круг прямо-
угольник
круг круг прямо-
угольник
2. Размеры источника: r ,
в2
a2
0,45
8,0
2,1
0,5 0,4
0,1
5,1
3. Размеры отсоса: R ,
B
2
A2
0,5
8,0
2,1
0,55 0,45
2,1
6,1
4. Координаты:
O
O
Y
X
9,0
8,0
0,1
65,0
7,0
55,0
8,0
45,0
2,1
8,0
5. Температура на
поверхности
Тп
о
К
источника и в по-
мещении
Тв
о
К
K,T
K,T
O
В
O
П
-
293
423
-
-
290
363
7. Количество вредных выде-
лений,
G, мг/с
керосин
2000
фенол
5,0
ацетон
1050
аэроз.
масел
30
пыль
цемент.
200
8. Количество рассредоточен-
ных вредных выделений,
G
р
,
мг/с (не более 10%)
керосин
20,0
фенол
0,5
ацетон
45,0
аэроз.
масел
2,5
пыль
цемент.
8,0
9. Количество воздуха уда-
ляемого из помещения об-
щеобменной вентиляцией
приходящейся на один отсос
L
в
, м
3
/с
0,13
0,15
0,18
0,1
0,20
10. Скорость движения воз-
духа в помещении,
U
в
м/с
0,15 0,25 0,3 0,35 0,4
11. Угол несоосности отсоса
и источника,
ϕ
, рад.
π
/4
π
/3
π
/5 π/6
π
/3
2. Определяем расстояние
S от источника до входа струи в отсос, отсчи-
тываемое по оси изогнутой струи.
S = 0,5
(
)
yxy x
2
o
2
ooo
+++ , м (1.50)
3. Вычисляем относительный характерный размер отсоса
R и
э
R
[]
24,0)r2S( RR
/
⋅+= - для круглых отсосов (1.51)