Стуров Д.С. Проектирование и расчет местной вентиляции машиностроительных производств
Подождите немного. Документ загружается.
60
С
t
– коэффициент, учитывающий разность ∆t температур раствора
и воздуха в помещении, определяемый из таблицы.
∆
t
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
С
t
1,0 1,16 1,34 1,47 1,63 1,79 1,94 2,1 2,26 2,4 2,56
С
ток
– коэффициент, учитывающий токсичность выделяющихся вредных
веществ, принимаемый по таблице в зависимости от класса опасности
выделений из растворов.
Класс опасности I II III IV
С
ток
2,0 1,5 1,0 0,5
С
1
– коэффициент, учитывающий конструкцию отсоса.
Для двубортовых отсосов
С
1
= 1,0.
6. Определяем относительную величину выделений вредных веществ с
поверхности раствора ванны:
G
= G / L
отс
⋅
(ПДК)
7. Находим требуемую производительность отсоса, обеспечивающую
оптимальную эффективность улавливания вредных веществ:
L
тр. отс.
= L
от.
⋅
К
η
, м
3
/с
где
К
η
- коэффициент эффективности улавливания вредных веществ,
определяемый по таблице:
Относительная
величина
G
≤12
12-16 16-20 20-30 30-40 40-50 >50
Коэффициент К
η
1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,5
61
1.4.3 Расчет производительности кольцевых отсосов
Рисунок 1.11. Расчетная схема кольцевого отсоса
Таблица 1.4.3
Исходные данные для расчета
Параметры и размеры
отсоса, м
Производственные процессы, Табл. 1.4.
3 7 9 11 15
Размеры ванны
d
d
o
3,1
5,1
4,1
6,1
2,1
4,1
6,1
8,1
2,1
4,1
Размеры отсоса
2
1
h
h
08,0
12,0
1,0
14,0
08,0
12,0
11,0
15,0
12,0
16,0
3. Размеры вытяжной щели, в 0,08 0,1 0,08 0,12 0,15
4. Температура раствора, Т
п
о
С
125 110 90 70 80
5. Температура воздуха в по-
мещении,
Т
в
о
С
25 20 18 17 22
6. Скорость движения возду-
ха в помещении,
U
в
м/с
0,3 0,35 0,4 0,45 0,35
7. Вредные выделения из
ванн:
ПДК, мг/м
3
Класс опасности
бензол
5,0
III
аэрозоль
серной к-ты
1,0
II
водород
фтористый
0,5
I
водород
цианистый
0,3
I
ртуть
оксидная
0,2
I
8. Уд е л ь н ы е выделения вред-
ных веществ,
m
уд
г/м
2
⋅ч
297,0 25,2 72 20 0,15
в
62
Последовательность расчета [12]
1. Определяют конвективную теплопроизводительность ванны по формуле:
Q = 2,05(Т
п
– Т
в
)
4/3
⋅
F
г
, Вт (1.75)
где
F
г
= 0,785d
о
2
– площадь горизонтальной теплоотводящей поверхности
ванны, м
2
;
Т
п
, Т
в
– температура поверхности раствора и воздуха в помещении.
2. Определяют среднюю скорость подъема паровоздушной смеси с по-
верхности раствора:
V
o
= 0,155Q
1/3
, м/с (1.76)
3. Определяют количество вредных веществ, выделяющихся с поверхно-
сти ванны:
G = 0,28
⋅
F
г
⋅
m
уд
, мг/с или = 10
3
⋅
F
г
⋅
m
уд
, мг/ч(час) (1.77)
4. По таблице находят значение поправочного коэффициента К
п
, учиты-
вающего подвижность воздуха в помещении:
∆
t=Т
п
-Т
в
К
п
при подвижности воздуха в помещении, U
в
м/с
0,2 0,4 0,6
при h
1
, мм
80 120 200 80 120 200 80 120 200
10 1,8 1,95 2,15 2,25 2,4 2,6 2,65 2,7 2,85
20 1,6 1,7 1,8 1,95 2,05 2,2 2,2 2,25 2,4
30 1,45 1,55 1,65 1,7 1,8 1,9 1,95 2,0 2,1
40 1,35 1,4 1,45 1,55 1,6 1,7 1,75 1,8 1,9
50 1,28 1,33 1,4 1,47 1,52 1,6 1,65 1,7 1,8
100 1,2 1,25 1,3 1,38 1,42 1,48 1,53 1,57 1,64
5. Определяют объемный расход воздуха, удаляемого через кольцевой
отсос:
L
отс
= 0,286d
2,84
⋅
h
1
0,086
⋅
h
2
-0,3333
⋅
∆
t
0,442
⋅
К
п
, м
3
/с (1.80)
при
∆
t <10
о
С в расчетную формулу для определения производительности отсо-
са подставляется эмпирическая величина
∆
t` = 8,95 / d
о
6. Определяем относительную величину выделений вредных веществ с
поверхности раствора:
G
= G/L
отс
⋅
(ПДК)
63
7. Находим требуемую производительность отсоса, обеспечивающую
оптимальную эффективность улавливания вредных веществ:
L
тр. отс.
= L
от.
⋅
К
η
, м
3
/с
где
К
η
- коэффициент эффективности улавливания вредных веществ,
определяемый по таблице
Относительная
величина
G
≤12
12-16 16-20 20-30 30-40 40-50 >50
Коэффициент К
η
1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,5
1.5. Нижние отсосы
Нижние отсосы применяются тогда, когда использование более эконо-
мичных по расходу воздуха соосных и боковых отсосов невозможно по кон-
структивным, технологическим и иным соображениям.
В этом случае загрязненный поток воздуха опрокидывается вниз к вы-
тяжной панели (щели), не проходя через зону дыхания работающих (рис. 1.12).
Факел выделений вредных веществ поднимается над
плоскостью источ-
ника, а затем поворачивается в них к вытяжной решетке и затягивается в от-
верстие отсоса.
Нижний отсос от круглого источника устраивается в виде кольцевой ще-
ли, расположенной асимметрично с источником (рис. 1.12). Нижний отсос от
прямоугольного источника устраивается в виде двух всасывающих щелей,
расположенных симметрично вдоль длинной стороны источника (рис
. 1.14).
Длина щелей принимается равной длине источника, т.е. 2А = 2а.
При выборе размеров отсоса необходимо учитывать, что удаление вы-
тяжной щели от источника приводит к возрастанию объема воздуха для отсоса
и что условия улавливания значительно ухудшаются с увеличением высоты
источника
h.
Нижние отсосы применяются при пайке, лужении, варке и резке метал-
лов и во многих других случаях.
64
Расчет нижних отсосов выполнен по методикам Лифшица Г.Д. (Кольце-
вые отсосы) и Посохина В.Н. (Линейные отсосы с учетом реальных технологи-
ческих процессов, приведенных в табл. 1.5). [11, 12, 13]
Таблица 1.5
Производственные процессы с применением нижних отсосов
Производственный
процесс
Рабочее место или
источник выделений
Вредные
выделения
Характеристика
рекомендуемого
отсоса
1 2 3 4
1. Горячая
штамповка, ковка
Стол штамповочного
молота
Тепло; NО
x
пыль – металличе-
ская окалина
Кольцевой отсос
2. Ручная электро-
дуговая сварка ста-
лей штучными элек-
тродами
Стол сварочный Аэрозоль
сварочный
MnO
2
Кольцевой отсос
3. Плазменная резка
стали
Стол-стеллаж для
резки заготовок
Пыль металлическая
СО
Кольцевой отсос
4. Ручная пайка плат
электросхем
Стол для пайки Окислы свинца Кольцевой отсос
5. Лужение контак-
тов радиодеталей
Стол для лужения Окислы свинца Кольцевой отсос
6. Ручная электро-
дуговая наплавка
слоя стали
Сварочный стол Пыль: MnO
2
; Cr
2
O
3
;
HF
Линейный отсос
7. Ручная электро-
сварка изделий из
меди
Сварочный стол Пыль; окислы меди;
HF
Линейный отсос
8. Плазменное на-
пыление алюминия
Стол-стена Оксиды алюминия Линейный отсос
9. Газопламенная
резка листовой ста-
ли на заготовки
Стол сварочный Пыль; СО; NOx Линейный отсос
10. Лужение изде-
лий погружением в
припой
Стол с ванной для
лужения
Аэрозоль свинца Линейный отсос
65
1.5.1. Расчет производительности нижних кольцевых отсосов
Рисунок 1.12. Схема нижнего кольцевого отсоса:
1 – источник; 2 – отсос; 3 – настил; 4 – основание; 5 - решетка
Таблица 1.5.1
Исходные данные для расчета
Параметры и размеры
отсоса
Производственные процессы, Табл. 1.5.
1 2 3 4 5
1. Размеры источника:
h
r
0,35 0,35 0,4 0,45 0,55
0,1 0 0,12 0 0,14
3. Размеры отсоса:
2
1
R
R
0,4 0,45 0,55 0,5 0,6
0,5 0,55 0,65 0,65 0,75
3. Количество рассредото-
ченных вредных веществ,
G
р
, мг/с
10
1,0
40,5
0,05
0,03
4. Скорость движения воз-
духа в помещении, U
в
м/с
0,3 0,25 0,35 0,25 0,2
5. Производительность
общеобменной вентиляции,
L
в
м
3
/с
0,43
1,8
1,5
2,0
1,0
6. Температура на поверх-
ности источника Т
п
и возду-
ха в помещении Т
п
/Т
в
в гра-
дусах Кельвина
293
873
295
920
290
380
292
370
297
465
7. Количество выделяющих-
ся вредных веществ,
G мг/с
NO
х
125
MnO
2
12,0
CO
450
окислы
свинца
0,2
окислы
свинца
0,1
66
Порядок расчета нижних кольцевых отсосов
1. Определяют конвективную теплопроизводительность источника по
формуле:
Q = Q
г
+ Q
в
, Вт (1.81)
где
Q
г
, Q
в
– теплоотдача от горизонтальной и вертикальной поверхностей
источника, Вт
Q
г
= 1,3К(Т
п
– Т
в
)
4/3
⋅
F
г
; (1.82)
Q
в
= К(Т
п
– Т
в
)
4/3
⋅
F
в
, (1.83)
где
F
г
и F
в
– площадь, м
2
горизонтальной и вертикальной теплоотводящих
поверхностей;
Т
п
и Т
в
– температура поверхности источника и воздуха в помещении
в градусах Кельвина;
К – коэффициент, определяется 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
2. Вычисляют значение поправочного коэффициента, учитывающего
скорость движения воздуха в помещении:
К
п
= 1 + 63,2
)Q/r(U
3
в
(1.84)
3. Определяют относительные размеры отсоса:
r/hh ;R/RR ;r/RR
12211
===
4. По графикам рис. 1.13 находят относительную предельную произво-
дительность отсоса,
L
пр.отс.
5. Определяют предельную производительность отсоса по формуле:
L
пр.отс.
= 0,1
L
пр.отс.
⋅
Q
1/3
⋅
r
5/3
(1-0,06Q
r
/ Q
в
)К
п
, м
3
/с (1.85)
67
Рисунок 1.13. Предельная производительность нижнего кольцевого отсоса
в зависимости от его относительных размеров:
1 – R
2
/ R
1
= 1,5; 2 – R
2
/ R
1
= 1,3; 3 – R
2
/ R
1
= 1,1.
6. Определить предельную избыточную концентрацию примеси в возду-
хе, удаляемом отсосом, а также относительную предельную избыточную кон-
центрацию:
∆
С
пр.
= G / L
пр.отс
, мг/м
3
(1.86)
∆
C
пр.
=
∆
С
пр.
/ (ПДК - С
пр
), (1.87)
где С
пр
- концентрация примесей в приточном воздухе общеобменной
вентиляции.
С
пр
≤
0,3ПДК.
Если
С
пр
не дано в задании, то
∆
C
пр.
=
∆
С
пр.
/ ПДК, (1.88)
ПДК - предельно допустимая концентрация вредных веществ в воздухе
рабочей зоны, определяемая в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 по
таблице (Вредные вещества взяты из таблицы 1.51).
68
Вещество Окислы
азота
Оксид
марганца
Окислы
свинца
Оксид
углерода
Оксид
алюминия
ПДК, мг/м
3
5 0,2 0,01 20 4,0
Кл. опасности III II I IV III
7. Определяют значение безразмерного комплекса:
М = (G
p
/ G)
C
∆
⋅
пр.
– L
в
/L
пр.отс
,
(1.89)
8. По графикам рис. 1.4 находят оптимальное значение эффективности
улавливания вредных веществ
η
опт
и соответствующее значение К
η
.
Расчетное значение
К
η
не может быть принято меньше единицы. Если
источник выделяет только конвективную теплоту, то следует принимать
К
η
= 1,0
9. Подсчитывают требуемую производительность отсоса:
L
отс
= L
пр.отс
⋅
К
η
, м
3
/с (1.90)
10. При необходимости определяют количество
уловленных вредных
веществ:
G
у.
= G
⋅η
опт.,
мг/с; G
уд.
= G
у.
/ L
отс.
, мг/м
3
1.5.2 Расчет производительности нижних линейных отсосов
Рисунок 1.14. Схема нижнего линейного отсоса:
1 – источник выделений вредных веществ; 2 – решетка; 3 – настил;
4 – основание; 5 - отсос
69
Таблица 1.5.2
Исходные данные для расчета
Параметры и размеры
отсоса
Производственные процессы, Табл. 1.5.
6 7 8 9 10
1. Размеры источника:
в2
a2
0,8 0,75 0,6 0,5 0,6
0,6 0,55 0,5 0,5 0,7
3. Размеры отсоса:
2
1
B
B
0,5 0,55 0,6 0,55 0,65
0,65 0,7 0,75 0,7 0,8
3. Количество выделяющих-
ся вредных веществ,
G, мг/с
пыль
25
медь
20
окись
алюминия
15
СО
150
аэрозоль
свинца
0,5
4. Количество рассредото-
ченных вредных веществ,
G
р
, мг/с
2,5
1,5
1,3
15,0
-
5. Скорость движения воз-
духа в помещении,
U
в
м/с
0,3 0,35 0,4 0,45 0,35
6. Производительность об-
щеобменной вентиляции,
L
в
м
3
/с
1,4 1,6 0,8 1,2 2,0
7. Температура поверхности
источника
Т
п
и воздуха в
помещении
Т
в
, Т
п
/ Т
в
в градусах Кельвина
295
355
295
453
291
350
293
550
293
450
8. Высота источника h, м 0,15 0,1 0,15 - -
Расчет нижних линейных отсосов выполняется
в следующей последовательности:
1. Определяют конвективную теплопроизводительность источника по
формуле:
Q = Q
г
+ Q
в
, Вт (1.81)
где
Q
г
, Q
в
– теплоотдача от горизонтальной и вертикальной поверхностей
источника, Вт
Q
г
= 1,3К(Т
п
– Т
в
)
4/3
⋅
F
г
; (1.82)
Q
в
= К(Т
п
– Т
в
)
4/3
⋅
F
в
, (1.83)
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;