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

50

[]

24,0)r2S( RR

эээ

/

⋅+= - для прямоугольных отсосов (1.52)

(вместо

R и r – R

э

, r

э

)

R

э

= 1,128 вa128,1r ,AB

э

⋅= , м

4. Определяем 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

)QY/(r ⋅ – для прямоугольных отсосов; (1.54)

5. Определяем относительную предельную производительность отсоса:

– для отсосов круглой формы,

L

пр.к.

= 1,6

⋅

(0,15 + 0,0426

ϕ

) ⋅

[

]

2

э

2

R)318,01(1

ϕ

−− , (1.71)

– для отсосов прямоугольной формы,

L

пр.п.

= 1,6

⋅

(0,15 + 0,0426

ϕ

) ⋅

[

]

2

э

2

R)318,01(1

ϕ

−− , (1.72)

6. Находим предельную производительность отсоса:

– для отсосов круглой формы,

L

пр.к.с.

= L)r2S(Q086,0

3/53/1

⋅+⋅

пр.к..

⋅

К

пк

, м

3

/с (1.73)

– для отсосов прямоугольной формы,

L

пр.п..

= L)r2S(Q086,0

3/5

э

3/1

⋅+⋅

пр.п..

⋅

К

пп

, м

3

/с (1.74)

7. Определяем предельную избыточную концентрацию примеси в возду-

хе, удаляемом боковым отсосом (вытяжной панелью):

– для отсосов круглой формы,

∆

С

пр.к.

= G / L

пр.к.

, мг/м

3

– для прямоугольных отсосов,

∆

С

пр.п.

= G / L

пр.п.

, мг/м

3

8. Определяем относительную предельную избыточную концентрацию,

– для отсосов круглой формы,

∆

C

пр.к.

= (

∆

С

пр.к.

– С

пр

) / (ПДК - С

пр

),

– для отсосов прямоугольной формы,

∆

C

пр.п.

= (

∆

С

пр.п.

– С

пр

) / (ПДК - С

пр

),

51

где С

пр

≤

0,3ПДК - концентрация вредной примеси в приточном воздухе

общеобменной вентиляции.

ПДК - вредных веществ, выделяемых источником, приведены в таблице 1.3.3

Вещество Керосин Фенол Ацетон Аэрозоль

масляная

Пыль

цементная

ПДК, мг/м

3

300 0,3 200 5 6

Класс

опасности

IV II IV III IV

9. Определяем значение безразмерного комплекса

М:

– для отсосов круглой формы,

М

к.

= (G

p

/ G)

C

∆

⋅

пр.к.

– L

в

/ L

пр.к.

,

– для отсосов прямоугольной формы,

М

п.

= (G

p

/ G)

C

∆

⋅

пр.п.

– L

в

/ L

пр.п.

,

10. По графикам рис. 1.4 определяем оптимальное значение эффективно-

сти улавливания вредных веществ

η

опт

и соответствующее значение К

η

. Значе-

ние величин

η

опт

и К

η

может быть определено также из решения системы

уравнений:

– для отсосов круглой формы,

1.

М

к.

= К

η

к.

– (1 –

η

опт.к.

) C

∆

⋅

пр.к..

2

.

η

опт.к.

= 1 – e

(-2,52К

η

)

, e = 2,718

– для отсосов прямоугольной формы,

1.

М

п.

= К

η

п.

– (1 -

η

опт.п.

)

C

∆

⋅

пр.п..

2

.

η

опт.п.

= 1 – e

(-2,52К

η

)

,

Если расчетное значение

К

η

окажется меньше 1,0, то рекомендуется

принимать:

К

η

≥

1,0.

11. Определяем требуемую производительность отсоса, обеспечиваю-

щую оптимальную эффективность улавливания вредных веществ:

– для отсосов круглой формы,

L

отс.к.

= L

пр.к.

⋅

К

η

, м

3

/с

52

– для отсосов прямоугольной формы,

L

отс.п.

= L

пр.п.

⋅

К

η

, м

3

/с

12. Определяем количество

G

у

, мг/с и концентрацию С

уд

, мг/м

3

уловлен-

ных вредных выделений, удаляемым отсосом:

– для отсосов круглой формы,

G

у.к.

= G

⋅

η

опт.к.

; G

уд.

= G

у.к.

⋅

L

от.к.

;

– для отсосов прямоугольной формы,

G

у.п.

= G

⋅

η

опт.п.

; G

уд.

= G

у.п.

⋅

L

от.п.

;

1.4 Бортовые отсосы

При химической и электрохимической обработке металлов (закалка, ок-

сидирование, травление, хромирование, кадмирование, электрополирование

и др.), а также при крашении, покрытиях и многих других технологических

процессах используются ванны с хим. растворами, с поверхности которых

выделяются вещества, опасные для здоровья людей.

Для удаления вредных испарений используются бортовые отсосы, яв-

ляющиеся разновидностью боковых

отсосов, Рис. 1.8.

а) б)

Рисунок 1.8. Схемы устройства бортовых отсосов:

а – обычного; б – опрокинутого.

1 – ванна с хим. раствором; 2 – уровень борта ванны;

3 – уровень поверхности жидкости; 4 – всасывающая щель отсоса.

53

Особенностью бортового отсоса является то, что зона его действия вели-

ка по сравнению с шириной всасывающей щели h

щ

. Щель располагают у борта

ванны по схеме, приведенной на рис. 1.8, а (обычные бортовые отсосы), если

поверхность жидкости в ванне находится ниже борта на расстоянии h

н

до

100 мм или по схеме, приведенной на рис. 1.8, б (опрокинутые отсосы), при бо-

лее низком уровне поверхности жидкости.

В производственной практике используются отсосы однобортовые (от-

сос с одного борта), при ширине ванны В

≤

600 мм, двубортовые (отсос с двух

бортов) – при ширине ванны В > 600 мм и кольцевые. Кольцевые отсосы могут

устраиваться как от прямоугольных, так и от круглых ванн. Отсос в этом слу-

чае осуществляется по всему периметру ванны.

Расстояние от верхней кромки ванны до зеркала раствора (h

н

) следует

принимать для одно- и двубортовых опрокинутых и однобортовых простых

отсосов в пределах 120-200 мм, а для двубортовых простых отсосов в преде-

лах 80-100 мм. Для некоторых ванн уровень раствора регламентируется усло-

виями безопасности: уровень раствора в ванне оксидирования должен нахо-

диться не менее, чем на 300 мм ниже верхнего края ванны; уровень

раствора

в хромовой ванне не должен быть ниже краев ванны не менее, чем на 150 мм.

Недостатком однобортовых и двубортовых отсосов от прямоугольных

ванн является образование вихрей у бортов, свободных от отсосов. Образо-

вание вихрей отрицательно влияет на эффективность бортовых отсосов, что

приводит к увеличению объемов отсасываемого воздуха. Полностью это явле-

ние можно устранить, если установить замкнутые бортовые отсосы у всех че-

тырех сторон ванны. Устройство замкнутых кольцевых отсосов на круглых

ваннах также позволяет полностью устранить образование вихрей (рис. 1.11).

Равномерная скорость поступления воздуха по длине кольцевой щели

достигается, когда ванна заключена в кожух, а отсасывающий воздуховод

присоединен к кольцевому кожуху внизу с

расстоянием от его оси до кольце-

вой щели не менее двух диаметров воздуховода и относительная ширина щели

в/d

o

≤ 0,04. Расчет бортовых отсосов выполнен по методике института

54

«Проект промвентиляция» [12, 13] с учетом реальных производственных про-

цессов, приведенных в табл. 1.4.

Таблица 1.4

Производственные процессы с применением бортовых отсосов

Производственный

процесс

Рабочее место или ис-

точник

выделений

Вредные

выделения

Характеристика

рекомендуемого

отсоса

1 2 3 4

1. Обезжиривание

деталей пищевых

аппаратов перед

хромированием

Ванна моечная со спир-

товым раствором

Спирт Отсос одноборто-

вый, расположен у

стены

2. Промывка неорга-

ническими раство-

рителями деталей

кино-фото аппаратов

Моечная ванна на

кассетном столе

Тихлорэтилен Ванна с двуборто-

вым отсосом, рас-

положена у стены

3. Обезжиривание

промасленных дета-

лей перед никелиро-

ванием

Моечная ванна

с раствором

Бензол Ванна с кольцевым

отсосом

4. Лакирование кор-

пусов электроизме-

рительных приборов

Ванна с эпоксидным

лаком

Ксилол Ванна с двуборто-

вым отсосом, рас-

положена в центре

зала

5. Смыв старой

краски с поверхно-

стей деталей при их

реставрации

(ремонте)

Ванна со щелочью Аэрозоль NaOH Ванна с двуборто-

вым отсосом, рас-

положена у стены

6. Цинкование

металлоизделий

Ванна с цианистым

раствором

Цианистый

водород

Ванна с одноборто-

вым отсосом, рас-

положена в центре

зала

7. Электрохимиче-

ское полирование в

растворе серной ки-

слоты

Ванна с раствором сер-

ной кислоты

Аэрозоль

серной кислоты

Ванна с кольцевым

отсосом

8. Электрохимиче-

ская обработка ме-

таллоизделий в рас-

творе соляной ки-

слоты (травление)

Ванна

с электролитом

Водород

хлористый

Ванна с одноборто-

вым отсосом в

секции из 2-х ванн

9. Химическая обра-

ботка металлоизде-

лий в растворах

фтористо-

водородной кислоты

Ванна

с электролитом

Водород фтори-

стый

Ванна с кольцевым

отсосом

55

Продолжение табл. 1.4

1 2 3 4

11. Золочение юве-

лирных изделий в

цианистых растворах

Ванна с цианистым

раствором

Цианистый

водород

Ванна с кольцевым

отсосом

12. Закалка и отпуск

в масляной ванне

Ванна с минеральным

подогретым маслом

Аэрозоль

Минеральные

масла

Ванна с одноборто-

вым отсосом,

расположена у сте-

ны

13. Оксидирование

металлоизделий в

растворе щелочи

Ванна с раствором ще-

лочи NaOH

Аэрозоль NaOH Ванна с одноборто-

вым отсосом, в

центре зала

14. Химобработка

(травление) сталь-

ных деталей в рас-

творах азотной ки-

слоты

Ванна с раствором

азотной кислоты

Аэрозоль

азотной кислоты

Ванна с двуборто-

вым отсосом у

стены помещения

15. Изготовление

зеркал амальгирова-

нием

Ванна с раствором

азотнокислой ртути

Ртуть азотнокис-

лая

Ванна с кольцевым

отсосом

1.4.1 Расчет производительности однобортовых отсосов

Рисунок 1.9. Расчетная схема однобортового отсоса

56

Таблица 1.4.1.

Исходные данные для расчета

Параметры и размеры

отсоса, м

Производственные процессы, Табл. 1.4

1 6 8 12 13

1. Размеры ванны

l

B

0,1

6,0

2,1

6,0

8,0

4,0

2,1

5,0

2,1

6,0

2. Расположение ванны

в помещении

у стены в центре

зала

в секции

из 2

х

ванн

у стены в центре

зала

3. Расстояние от борта ванны

до зеркала раствора,

h

н

м

0,08 0,1 0,15 0,2 0,3

4. Расстояние от оси всасы-

вающей щели до зеркала рас-

твора,

h

р

м

0,13 0,15 0,2 0,25 0,35

5. Скорость движения воздуха

в помещении,

U

в

м/с

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

6. Температура раствора, Т

п

о

С 40 110 95 103 120

7. Температура воздуха в по-

мещении,

Т

в

о

С

17 18 19 23 20

8. Уд е л ь н ы е выделения вред-

ных веществ,

m

у

д

г/м

2

⋅ч

392 80 50 150 198

Расчет

однобортовых отсосов производится в следующей последовательности.

1. Определяют конвективную теплопроизводительность ванны по формуле:

Q = 2,05(Т

п

– Т

в

)

4/3

⋅

F

г

, Вт (1.75)

где

F

г

– площадь горизонтальной теплоотводящей поверхности ванны, м

2

;

Т

п

, Т

в

– температура поверхности раствора и воздуха в помещении

в градусах.

2. Находят среднюю скорость подъема паровоздушной смеси с поверх-

ности раствора:

V

o

= 0,155Q

1/3

, м/с (1.76)

3. Определяют количество вредных веществ, выделившихся с поверхно-

сти ванны:

G = 0,28

⋅

l

⋅

B

⋅

m

уд

, мг/с = 10

3

⋅

l

⋅

B

⋅

m

уд

, мг/ч(час) (1.77)

4. Находят значение поправочного коэффициента, учитывающего под-

вижность воздуха:

57

К

п

= 1 + U

в

/V

o

(1.78)

5. Определяют объемный расход воздуха, удаляемого через бортовые

отсосы:

L

отс

= 0,389[0,53B

⋅

l / (B+l)+h

p

]

1/3

⋅

K

р

⋅

В

⋅

l

⋅

C

t

⋅

C

ток

⋅

С

1

⋅

К

п

, м

3

/с (1.79)

где

С

t

– коэффициент, учитывающий разность

∆

t температур раствора и воздуха

в помещении, определяемый из таблицы.

разность

∆

t

температур

10 20 30 40 50 60 70 80 100

коэффициент

С

t

1,16 1,34 1,47 1,63 1,79 1,94 2,1 2,26 2,56

С

ток

– коэффициент, учитывающий токсичность выделяющихся вредных

веществ, принимаемый по таблице в зависимости от класса опасности выделе-

ний из растворов.

Производственный

процесс

1 6 8 12 13

Вредные

выделения

спирт водород

цианистый

водород

хлористый

аэрозоль

масел

аэрозоль

NaOH

ПДК, мг/м

3

1000 0,3 5,0 5,0 0,5

Класс опасности IV I II III II

Коэффициент С

ток

0,5 2,0 1,5 1,0 1,5

С

1

– коэффициент, учитывающий конструкцию отсоса.

Для однобортовых отсосов

С

1

= 1,8.

К

р

– коэффициент, учитывающий расположение отсоса в помещении: ес-

ли ванна установлена у стены или примыкает к отсосу смежной ванны

К

р

= 0,85; если ванна с раствором установлена свободно в помещении, К

р

= 1,0.

6. Определяем относительную величину выделений вредных веществ с

поверхности раствора ванны:

G = G / L

отс

⋅

(ПДК)

7. Определяем требуемую производительность отсоса, обеспечивающую

оптимальную эффективность улавливания вредных веществ:

L

тр. отс.

= L

отс.

⋅

К

η

, м

3

/с

58

где К

η

- коэффициент эффективности улавливания вредных веществ

по таблице

Относительная

величина

G

≤12

12-16 16-20 20-30 30-40 40-50

Коэффициент К

η

1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5

1.4.2 Расчет производительности двубортового отсоса

Таблица 1.4.2.

Исходные данные для расчета

Параметры и размеры

отсоса, м

Производственные процессы, Табл. 1.4.

2 4 5 10 14

1. Размеры ванны

l

B

2,1

8,0

5,1

0,1

0,2

2,1

5,1

8,0

6,1

0,1

2. Расположение ванны в

помещении

у стены в центре

зала

у стены в центре

зала

у стены

3. Вредные вещества:

ПДК, мг/м

3

Класс опасности

трихлорэ-

тилен

ксилол аэрозоль

NaOH

водород

хлористый

окислы

азота

10 50 0,5 5 5

III III II II III

4. Расстояние от борта ван-

ны до зеркала раствора,

h

н

м

0,1 0,12 0,15 0,2 0,2

5. Расстояние от оси всасы-

вающей щели до зеркала

раствора,

h

р

м

0,15

0,17

0,2

0,25

6. Скорость движения воз-

духа в помещении

U

в

м/с

0,25 0,3 0,15 0,2 0,25

7. Температура раствора,

Т

п

о

С

60 40 80 120 130

8. Температура в помеще-

нии,

Т

в

о

С

18 16 20 19 26

9. Уд е л ь н ы е выделения

вредных веществ,

m

у

д

г/м

2

⋅ч

394,0 275 40 200 310

59

Рисунок 1.10. Расчетная схема двубортового отсоса

Методика расчета:

1. Определяют конвективную теплопроизводительность ванны по формуле:

Q = 2,05(Т

п

– Т

в

)

4/3

⋅

F

г

, Вт (1.75)

где

F

г

– площадь горизонтальной теплоотводящей поверхности ванны, м

2

;

Т

п

, Т

в

– температура поверхности раствора и воздуха в помещении,

о

С.

2. Находят среднюю скорость подъема паровоздушной смеси с поверх-

ности раствора:

V

o

= 0,155Q

1/3

, м/с (1.76)

3. Определяют количество вредных веществ, выделяющихся с поверхно-

сти ванны:

G = 0,28

⋅

В

⋅

l

⋅

m

уд

, мг/с или = 1000

⋅

B

⋅

l

⋅

m

уд

, мг/ч(час) (1.77)

4. Находят значение поправочного коэффициента, учитывающего под-

вижность воздуха в помещении:

К

п

= 1 + U

в

/V

o

, м/с

5. Определяют объемный расход воздуха, удаляемого через двубортовой

отсос:

L

отс

= 0,389[0,53

⋅

B

⋅

l / (B+l)+h

p

]

1/3

⋅

K

р

⋅

В

⋅

l

⋅

C

t

⋅

C

ток

⋅

С

1

⋅

К

п

, м

3

/с (1.79)

где

К

р

– коэффициент, учитывающий расположение отсоса в помещении:

если ванна установлена у стены или примыкает к отсосу смежной

ванны

К

р

= 0,9; если отсос установлен свободно в помещении, К

р

=1,0;

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

Подождите немного. Документ загружается.