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

Подождите немного. Документ загружается.

К – коэффициент, определяемый по таблице

283 353 453 553 653 753 853 1253

1,67 1,6 1,53 1,47 1,41 1,36 1,33 1,19

2. Вычисляют относительные размеры отсоса:

;В/BВ ;В/вв

1221

3. Определяют значение поправочного коэффициента, учитывающего

скорость движения воздуха в помещении:

= 1 + 63,2

)Q/в(U

(1.84)

4. По графикам рис. 1.15 находят относительную предельную произво-

дительность отсоса,

пр.отс.

5. Находят предельную производительность отсоса по формуле:

пр.отс.

= (0,2 /

38,1

)

⋅

пр.отс.

⋅

1/3

⋅

, м

/с (1.91)

6. Определить предельную избыточную концентрацию газовой (или пы-

левой) примеси в воздухе, удаляемом отсосом, а также относительную пре-

дельную избыточную концентрацию:

∆

пр.

= G / L

пр.от

, мг/м

∆

пр.

∆

пр.

/ (ПДК - С

пр

где С

пр

- концентрация примесей в приточном воздухе общеобменной

вентиляции.

пр

≤

0,3ПДК.

Если

пр

не указано в задании, то

∆

пр.

∆

пр

/ ПДК,

где

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 1.5.2).

Вещество Сварочная

пыль

Окислы

меди

Окислы

алюминия

Окись

углерода

Окислы

свинца

ПДК, мг/м

2,0 1,0 2,0 20 0,01

Класс

опасности

II II III IV I

Рисунок 1.15. Скорость всасывания и предельная производительность

нижнего линейного отсоса в зависимости от его размеров:

1-V

; 2 -

пр.отс.

7. Вычисляют значение безразмерного комплекса

М:

М = (G

/ G)

∆

⋅

пр.

– L

пр.отс

8. По графикам рис. 5 находят оптимальное значение эффективности

улавливания вредных веществ

опт

и соответствующее значение К

. Расчетное

значение

не может быть принято меньше единицы. Если источник выделяет

только конвективную теплоту, то следует принимать

=1,0.

9. Определяют требуемую производительность отсоса:

отс

= L

пр.отс

⋅

, м

/с

10. При необходимости определяют количество

уловленных вредных

веществ и их концентрацию:

у.

= G

⋅

опт.,

мг/с;

уд.

= G

у.

/ L

отс.

, мг/м

1.6 Активированные отсосы

Местные отсосы активируют плоскими или компактными приточными

струями, которые отделяют зону выделений вредных веществ от незагряз-

ненного пространства и обеспечивают стабильный сдув вредных веществ в

зону эффективного действия отсоса. Приточная струя должна проходить в зоне

выделений вредных веществ и направляться к центру всасывающего отвер-

стия, причем расход всасываемого воздуха должен

превышать расход возду-

ха, поступающего с приточной струей.

Возможные варианты сочетания отсоса с активирующей приточной

струей даны [11, 12] на рис. 1.16. В вариантах рис. 1.16 а. б, г плоская при-

точная струя изолирует зону выделений вредных веществ от помещения, на-

правляет их к отсосу и обеспечивает устойчивую работу последнего при рас-

ходах воздуха, меньших

по сравнению с теми, которые требуются для отсосов

обычного типа.

Восходящий над источником (Рис. 1.16, в) конвективный поток стабили-

зируется с помощью плоской приточной струи, которая более устойчива по

отношению к естественным потоком воздуха в помещении при Н > 2 м.

Устойчивость системы «приточная струя - местный отсос» относительно

неорганизованных потоках воздуха, возникающих в

помещении, определяются

скоростью оси воздушного потока в критическом сечении U

кр

, в котором влия-

ние приточной струи уже ослаблено, а действие местного отсоса еще невели-

ко. Эту скорость следует обеспечивать в пределах 1,5-2,0 м/с, однако она не

должна быть меньше скорости распространения локализуемых выделений

вредных веществ.

Устройство активированных отсосов экономически оправдано при рас-

стояниях между приточной щелью и отсосом l

≥1,0 м.

Если струя подается параллельно поверхности источника (Рис. 1.16, а, б)

на расстоянии

≤

0,5

⋅

l, то ее следует считать настилающейся.

Рисунок 1.16. Схемы местных отсосов активированных поддувом:

а - поддув и отсос расположены внутри ванны; б – поддув наклонной струей;

в – активированный зонт; г – струйная завеса проема печи; д – поддув и отсос

расположены над ванной;

1 – отсос; 2 – проточный насадок; 3 – источник выделений вредных веществ;

4 – корзина с деталями.

При H > 0,5

⋅

l струю называют не настилающейся. Отсос считается рас-

положенным в стенке (Рис. 1.17) если высота фланца отсоса

h > (H+2B); при

≤

(H+2B) отсос считается свободно расположенным в пространстве.

Условия всасывания в патрубок напрямую связаны с его расположением.

При расположении патрубка по схеме, Рис. 1.17,

а условия всасывания самые

неблагоприятные (свободно расположенный отсос); монтаж патрубка по схеме

Рис. 1.17,

в, с точки зрения энергозатрат является наиболее предпочтитель-

ным (отсос в стенке). Наличие фланца по периметру всасывающего отверстия

улучшает условия улавливания вредных веществ при ширине фланца

h > (H+2B).

Рисунок 1.17. Варианты устройства патрубков (остов) в зависимости от схемы

течения струи воздуха:

а – патрубок, выступающий из стенки; б – патрубок с фланцем;

в – патрубок в стенке.

1 – патрубок; 2 – стенка; 3 – фланец.

S – поверхность выделений вредных веществ.

Приточная щель 2

′

(рис. 1.16) должна иметь ширину порядка 0,01

⋅

l, но

во избежание засорения – не менее 5,0 мм.

Длина приточной щели принимается равной длине источника. Выпуск

сдувающей струи активированного бортового отсоса осуществляется под уг-

лом 35

к плоскости раствора. Ширину щели местного отсоса не следует де-

лать меньше 50 мм. Скорость выхода приточного воздуха при активированных

отсосах у ванн во избежание образования волн на поверхности жидкости при-

нимают 6-7 м/с но не более 10 м/с. Для остальных отсосов она не должна быть

более 20 м/с, так как при более высоких скоростях возникают нежелательные

шумы.

Производственные процессы с применением

активированных отсосов

приведены в табл. 1.6.

Таблица 1.6

Производственный

процесс

Рабочее место или

источник выделений

Вредные выделения Характеристика

рекомендуемого

отсоса

1 2 3 4

1. Кадмирование

стержневых деталей

в цианистых

растворах

Ванна с цианистым

раствором

Цианистый водород Активизированный

зонт

2. Оксидирование

алюминиевых кор-

пусных деталей

Ванна с раствором Пары серной

кислоты

Акимвироываный

бортовой отсос

3. Нагрев заготовок

под ковку-

штамповку

Нагревательная печь Тепло, СО; NOx Струйная завеса

проема нагрева-

тельной печи

4. Лужение радио-

деталей окунанием

в припой

Ванна с расплавлен-

ным припоем

Тепло, оксиды свин-

ца

Активированный

бортовой отсос

5. Покраска деталей

распылением

Стол-стеллаж Окрасочный аэро-

золь, пары толуола,

ксилола

Активированный

зонт

6. Закалка и отпуск

в масляной ванне

Закалочная ванна Тепло, аэрозоль, мас-

ла СО; NOх

Активированный

зонт

7. Закалка стальных

деталей токами вы-

сокой частоты

Стол-стенд

закалочный

Дым, сажа, тепло

СО; NOх

Активированный

зонт

8. Плазменное на-

пыление алюминия

Стол-стенд Пыль, оксиды

алюминия

Активированный

зонт

9. Серебрение кон-

тактов в цианистом

растворе

Ванна с цианистым

раствором

Пары синильной ки-

слоты, цианистый

водород

Активированный

бортовой отсос

10. Хромирование

столовых приборов

Ванна с раствором

хромовой кислоты

Хромовой туман,

ангидрид хромовой

кислоты

Активированный

бортовой отсос

11. Нормализацион-

ный отпуск сталь-

ных деталей

Нагревательная печь Теплота NOx; CO;

Струйная завеса

проема печи

12. Обжиг запаль-

ных свечей ДВС

Нагревательная печь Теплота NOx; CO;

Струйная завеса

печи

Продолжение табл. 1.6

1 2 3 4

14. Закалка деталей

в соляной кислоте

при t = 500

Ванна с солевым рас-

твором

Теплота аэрозоль

NaCl

Активированный

бортовой отсос

15. Производство

минераловаты

(стекловаты)

Плавильная печь –

вагранка выпуск рас-

плава в формы

Теплота NOx; CO;

Струйная завеса

проема печи

1.6.1 Расчет производительности активированных бортовых отсосов

(Рис. 1.16, а)

Таблица 1.6.1.

Исходные данные для расчета

Параметры и размеры

отсоса, м

Производственные процессы, Табл. 1.6.

2 4 9 10 14

1. Размеры ванны: ширина, d

длина, l

1,2 0,6 1,0 0,8 0,8

2,0 1,8 1,5 1,2 1,5

2. Расстояние от оси струи

до уровня жидкости,

0,25 0,15 0,1 0,125 0,15

3. Высота бортов ванны, h 0,55 0,25 0,3 0,35 0,3

4. Температура жидкости в

ванне,

373 623 350 380 500

5. Температура воздуха в

помещении,

293 295 290 293 296

6. Скорость движения воз-

духа в помещении,

м/с

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

7. Количество выделяющих-

ся вредных веществ,

G мг/с

5,2 0,125 1,10 3,0 19,0

8. Размеры

проточной

щели, м

ширина,

2в` 0,025 0,025 0,02 0,02 0,025

длина, 2a 1,2 0,6 1,0 0,8 0,8

9. Размеры

отсоса, м*

ширина,

2в 0,20 0,2 0,15 0,15 0,15

длина, 2А 1,2 0,6 1,0 0,8 0,8

* Приточный насадок и отсос устраиваются напротив друг друга на стенках

ширины ванны,

Расчет активированных бортовых отсосов (рис. 1.16, а) выполняется

следующим образом:

1. Для каждого из принятого варианта производственных процессов

(табл. 1.6) определяют характер приточной струи, имея в виду то, что при

≤

0,5

⋅

l струя считается настилающаяся, а при H > 0,5

⋅

l струя считается

ненастилающаяся.

Если отсос спроектирован таким образом (рис. 1.17), что h > (H+2B), то

такой отсос принято считать расположенным в стенке, а при h < (H+2B) счи-

тается свободно расположен в пространстве. В данном случае (по исходным

данным) приточная струя – настилающаяся, а отсос расположен в стенке.

2. Вычисляют значение критической скорости U

кр

на оси системы «струя-

отсос»:

Для настилающейся струи

кр

пвп

T)TT( l q83,1 /−⋅

где q = 9,81 м/с

В случае других конструктивных решений, когда H > 0,5

⋅

l, приточная

струя будет не настилающейся струей. Тогда принимают

кр

≥

, где U

скорость возмущающегося поперечного относительно приточной струи потока

воздуха, которая в различных ситуациях может быть скоростью потока выде-

ления вредных веществ (рис. 1.16

б, г), направленная снизу вверх или скоро-

стью движения воздуха в помещении.

Для вычисления скорости конвективного потока, восходящего снизу

вверх над теплоисточником прямоугольной формы, можно воспользоваться

зависимостью

= 0,06

∆

4/9

⋅

1/3

где

∆

Т - разность температур жидкости в ванне и воздуха в помещении.

3. По графику Рис. 1.18 находят относительную скорость

кр

стр

в критическом сечении соосной системы «струя – отсос», соответствующую

режиму предельного улавливания.

Рисунок 1.18. Относительная скорость в критическом сечении системы

«Струя-отсос»: 1 – отсос расположен в стенке; 2 – отсос свободно расположен

в пространстве; 3 –

х/е – отсос расположен в стенке.

Она зависит от относительного размера отсоса

= , где К – коэф-

фициент, учитывающий характер струи; для ненастилающейся струи

К = 1,0;

для настилающейся струи

К = 2,0.

4. Вычисляют расход приточного воздуха:

пр.в

(

)

(

)

(

)

l'в'aUUmK

кркр

// ⋅⋅⋅ , (1.92)

где

m = 2,5 – кинематический коэффициент приточного отверстия;

′

– длина приточной щели, а

′

= 2а, м

′

– полуширина приточной щели, м.

5. По графикам на рис. 1.19 в зависимости от относительного размера от-

соса, находят относительную. предельную производительность отсоса,

пр.отс.

кр

= U

ст

Рисунок 1.19. Относительная предельная производительность отсоса,

улавливающая приточную струю:

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

1 –

= 45

; 2 –

= 30

; 3 –

= 0

6. Определяют значение поправочного коэффициента, учитывающего

скорость движения воздуха в помещении

= 1 + U

/ U

кр

(1.93)

Если возмущающим потоком является скорость движения воздуха в по-

мещении, то

= 1,0.

7. Определяют предельную производительность отсоса:

пр.отс.

= 0,1025К

кр

) L

⋅

пр.отс

⋅

2а

⋅

l, м

/с (1.94)

8. Находят предельную избыточную концентрацию примеси в воздухе,

удаляемом отсосом, а также относительную предельную избыточную концен-

трацию:

∆

пр.

= G / L

пр.отс

, мг/м

∆

пр.

∆

пр.

/ ПДК,

где

ПДК - предельно допустимая концентрация вредных веществ в воздухе

рабочей зоны (см. таблицу).

Технологический процесс

табл. 1.6

2 4 9 10 14

Вредные выделения

пары сер-

ной к-ты

окислы

свинца

цианистый

водород

хромовый

ангидрид

аэрозоль

NaCl

ПДК, мг/м

1,0 0,01 0,3 2,0 5,0

Класс опасности I I I III III