 |
Пример № 1 расчета вентиляции
|
|
|
|
Исходные данные
В гальваническом отделении ремонтной мастерской установлена ванна для восстановления штоков гидроцилиндров и плунжеров топливных насосов хромированием на штангах с использованием раствора хромового ангидрида СrO3. Размеры ванны: длина l = 1000 мм, ширина В = 400мм.
Необходимо определить тип бортового отсоса и рассчитать объем воздуха, удаляемого системой местной вытяжной вентиляции.
Решение
Так как В < 0,7 м, принимаем однобортовый отсос (число щелей n =1). Ширина щели b = 0,1·В = 0,1·0,4 = 0,04м. Поскольку bне должна быть менее 0,05 м, то окончательно принимаем b = 0,05 м.
По таблице А.1 приложения находим ПДК хромового ангидрида, которая равна 0,01 мг/м3.
С учетом этого по таблице А.5 приложения определяем минимальное значение скорости отсоса в открытом проеме бортового отсоса: vB = 2 м/с.
Так как восстанавливаемые детали при хромировании закрепляют на штангах, то k1 = 1,7.
Высота h подъема паров над уровнем зеркала ванны при ПДК паров ниже 1 мг/м3 должна быть не больше 0,1·В поэтому h = 0,04 м.
Коэффициент, учитывающий подвижность воздуха в помещении, определяем по таблице А.7 приложения. При скорости движения воздуха в помещении vB = 0,8 м/с и отношении h/B = 0,04/0,4 = 0,1 имеем k2 = 1,35.
Используя полученные данные, находим производительность бортового отсоса:
Пример № 2 расчета вентиляции
Исходные данные
В сварочном отделении ремонтной мастерской на каждом из имеющихся четырех сварочных постов расходуется 0,6 кг/ч электродов марки ОМА-2. При сжигании 1 кг электродов удельные выделения марганца q= 830 мг/кг.
Рассчитать вытяжную сеть общеобменной приточно-вытяжной вентиляции (рисунок 11), обеспечивающую требуемое состояние воздушной среды при условии одновременной работы всех сварщиков. Температуру воздуха в помещении принять 22 °С.
|
|
|
Решение
Часовой объем воздуха, удаляемого вытяжной вентиляцией одного сварочного поста,
где gПДК = 0,2 мг/м3 - предельно допустимая концентрация марганца при содержании его в сварочных аэрозолях до 20 % (см. таблицу А.1 приложения).
Рисунок 11 - Схема к расчету вытяжной сети системы вентиляции:
I...V - номера расчетных участков; 1...4 - местные сопротивления: 1 - жалюзи на входе; 2 - колено с углом поворота α = 90°; 3 - внезапное расширение отверстия при F1/F2 = 0,7; 4 - диффузор вентилятора
Общее количество воздуха, удаляемого вытяжной вентиляцией,
Диаметры воздуховодов на первом и втором участках сети при скорости движения воздуха v = 10 м/с
Принимаем из стандартизованного ряда d1 = d2 = 0,28 м, после чего уточняем скорости движения воздуха в воздуховодах на первом и втором участках сети
Сопротивление движению воздуха на первом и втором участках сети вытяжной вентиляции
Здесь ρ = 353/(273 + 22) = 1,197 кг/м3 - плотность воздуха при заданной температуре в помещении; λ = 0,02для воздуховодов из металлических труб; коэффициенты местных потерь напора приняты: εМ1 = 0,5 - для жалюзи на входе; εМ2 = 1,13 - для колена круглого сечения при α = 90°; εМ3 = 0,1 - для внезапного расширения отверстия при отношении площади воздуховодов на последующем участке сети к площади воздуховода на предыдущем участке сети, равном 0,7.
Диаметры воздуховодов на третьем и четвертом участках сети
Скорости движения воздуха в воздуховодах на третьем и четвертом участках сети
где L3 = L4 = 2L1 = 4980 м3/ч - количество воздуха, проходящего за 1 ч через воздуховоды третьего и четвертого участка вентиляционной сети.
Сопротивления движению воздуха на третьем и четвертом участках гидравлической сети вытяжной вентиляции
|
|
|
Диаметр воздуховода на пятом участке вентиляционной сети
Из стандартизованного ряда значений принимаем d5 = 0,56 м.
Скорость движения воздуха в трубопроводе пятого участка
где L5 = Lобщ = 9960 м3/ч - количество воздуха, проходящего за час через воздуховоды пятого участка вентиляционной сети.
Сопротивление движению воздуха на пятом участке вытяжной вентиляции
где εМ5 = 0,15 - коэффициент местных потерь напора для диффузора вентилятора.
Общее сопротивление воздуховодов сети, Па,
Далее рассчитаем производительность вентилятора с учетом подсосов воздуха в вентиляционной сети
По известным НСи LB, используя рисунок 9, выберем центробежный вентилятор серии Ц4-70 № 6 обычного исполнения с КПД ηВ = 0,59 и параметром А= 4800.
Частота вращения вентилятора
Так как частота вращения электродвигателей, указанных в таблице 8, не совпадает с расчетной частотой вращения вентилятора, то привод его осуществим через клиноременную передачу с КПД ηП = 0,95.
Проверим выполнение условия снижения шумности вентиляционной установки
т. е. при выбранном вентиляторе и принятых его характеристиках данное условие выполняется.
Определим мощность электродвигателя системы вентиляции
Установленная мощность электродвигателя для вытяжной системы вентиляции
где К3М = 1,15 (см. таблицу А.8 приложения).
Примем для выбранного вентилятора электродвигатель марки 4А112М4УЗ нормального исполнения с частотой вращения 1445 мин-1 мощностью 5,5 кВт.
Контрольные вопросы
1. Какие существуют системы вентиляции по способу побуждения движения воздуха?
2. Под действием какого напора осуществляется вентилирование помещений в системах естественной вентиляции?
3. Какие помещения оборудуются системами вытяжной вентиляции?
4. С какой целью проектируют специальные вентилируемые кабины?
5. В чем состоит расчет аэрации?
6. Назначение, устройство и принцип действия дефлектора.
7. Назначение, виды и область применения местной системы вентиляции.
8. Сформулируйте общие принципы проектирования и расчета вентиляции.
9. Сущность расчета естественной вентиляции.
ПРИЛОЖЕНИЕ А
(справочное)
Таблица А.1 – Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны
|
|
|
| Наименование веществ | ПДК, мг/м3 | Агрегатное состояние | |
| в воздухе рабочей зоны | В атмосферном воздухе населенных мест (среднесуточная) | ||
| Акролеин | 0,7 | 0,03 | п |
| Аммиак | 0,2 п | ||
| Анилин | 0,1 | 0,03 | п |
| Асбест, асбестопородные пыли при содержании в них асбеста более 10% | - | а | |
| Асбестоцемент | - | а | |
| Ацетон | 0,35 | п | |
| Бензин-растворитель | - | п | |
| Бензин топливный | 0,05 | п | |
| Бензол | 0,8 | п | |
| Глина | - | а | |
| Дихлорэтан | п | ||
| Керосин (в пересчете на С) | - | п | |
| Кислота серная | 0,1 | п | |
| Кислота соляная | 0,2 | п | |
| Кремнийсодержащие пыли: | |||
| содержание кристаллического диоксида кремния в пыли свыше 70% | - | а | |
| содержание кристаллического диоксида кремния в пыли 10… 70% | - | а | |
| Кремния карбид (карборунд) | - | а | |
| Ксилол | 0,2 | па | |
| Марганец в сварочных аэрозолях при его содержании: | |||
| до 20% | 0,2 | 0,01 | а |
| 20…30% | 0,1 | 0,01 | а |
| Масла минеральные (нефтяные) | - | а | |
| Медь металлическая | 1/0,5* | - | а |
| Минеральная вата | - | а | |
| Озон | 0,1 | 0,03 | п |
| Оксиды: | |||
| азота (в пересчете на NO3) | 0,085 | п | |
| железа с примесью оксидов марганца до 3% | - | а | |
| углерода | п | ||
| цинка | - | а | |
| Поливинилхлорид | - | а |
Продолжение таблицы А.1
| Полипропилен | а | ||
| Полиэтилен низкого давления | - | а | |
| Пыль растительного и животного происхождения с примесью диоксида кремния: | |||
| менее 2% (мучная и др.) | - | а | |
| 2…10% | - | а | |
| более 10% (зерновая и др.) | - | а | |
| Ртуть металлическая | 0,01/0,005* | 0,0003 | п |
| Сажа | 0,05 | а | |
| Свинец и его неорганические соединения | 0,01/0,007* | 0,0007 | а |
| Сероводород | 0,008 | п | |
| Сероуглерод | 0,005 | п | |
| Скипидар (в пересчете на углерод) | - | п | |
| Сода кальцинированная | - | а | |
| Соли фтористоводородной кислоты (в пересчете на HF) | 0,03 | а | |
| Спирт метиловый | 0,5 | п | |
| Спирт этиловый | - | п | |
| Стекловолокно | - | а | |
| Стирол | 0,002 | п | |
| Тальк | - | а | |
| Фенол | 0,01 | п | |
| Формальдегид | 0,5 | 0,012 | п |
| Хлор | 0,03 | п | |
| Хром шестивалентный (в пересчете на CrO3) | 0,01 | 0,0015 | а |
| Цемент | - | а | |
| Чугун (в т.ч. в смеси с электрокорундом до 20%) | - | а | |
| Щелочи едкие (растворы в пересчете на NаOH) | 0,5 | - | а |
Примечание:
|
|
|
1.* Среднесменные значения ПДК.
2. Обозначения: п – пары или газы; а – аэрозоли.
Таблица А.2 – Расчетные значения температуры наружного воздуха и продолжительность отопительного сезона
| Наименование населенных пунктов | Расчетные значения температуры, °С | Продолжительность отопительного сезона, дни | ||
| для проектирования отопления | для проектирования вентиляции | |||
| в холодный и переходный периоды года | В теплый период года | |||
| Волгоград | -25 | -14 | 28,6 | |
| Екатеринбург | -32 | -21 | 21, | |
| Иркутск | -35 | -23 | 22,6 | |
| Казань | -29 | -18 |
Продолжение таблицы А.2
| Киров | -31 | -19 | 21,8 | |
| Кострома | -28 | -16 | 21,3 | |
| Курск | -25 | -13 | 23,4 | |
| Москва | -26 | -15 | 21,4 | |
| Нижний Новгород | -28 | -17 | 21,6 | |
| Новосибирск | -39 | -24 | ||
| Самара | -29 | -18 | 24,2 | |
| Санкт-Петербург | -24 | -12 | 20,3 | |
| Саратов | -28 | -17 | 25,7 | |
| Ульяновск | -29 | -18 | 23,8 | |
| Уфа | -31 | -19 | 23,4 | |
| Челябинск | -32 | -21 | 22,8 | |
| Ярославль | -27 | -15 | 21,6 |
Таблица А.3 – Расход лакокрасочных материалов и содержание летучих растворителей
| Материал | Способ покрытия | Расход материала, г/м2 | Содержание летучих компонентов, % |
| Бесцветный аэролак | Кистью | ||
| Нитрошпаклевка | Кистью | 100…180 | 35…10 |
| Нитроклей | Кистью | 80…5 | |
| Цветные аэролаки и эмаль | Распылением | ||
| Масляные лаки и эмаль | Распылением | 60…90 |
Таблица А.4 - Доля сухого остатка и время высыхания лакокрасочных материалов
| Лакокрасочные материалы | Доля сухого остатка | Время высыхания, ч |
| Грунтовки: | ||
| глифталевая ГФ-021 | 0,57 | |
| поливинилацетатная ВЛ-02, ВЛ-023 | 0,2…0,22 | 0,25 |
| сополимерполивинилхлоридная ХС-010 | 0,32…0,37 | |
| фенольная ФЛ-783 | 0,55…0,63 | |
| Лаки: | ||
| битумный БТ-783 | 0,5 | |
| пентафталевый ПФ-170 | 0,52 | |
| Эмали: | ||
| пентафталевая ПФ-115 | 0,57…0,68 | |
| перхлорвиниловая ХВ-16 | 0,24…0,29 | 1,5 |
| сополимерполивинилхлоридная ХС-510 | 0,305 | |
| сополимерполивинилхлоридная ХС-717 | 0,45…0,55 | |
| Шпаклевка эпоксидная ЭП-00-10 | 0,9 |
Таблица А.5 – Расчетные минимальные значения скоростей удаления вредных веществ в открытых проемах местной вытяжной вентиляции
| Вид вредности | Скорость удаления вредных веществ, v, м/с |
| Теплота, водяной пар | 0,3 |
| Бензин, масла технические и другие вредности с ПДК 100мг/м3 и выше | 0,5...0,7 |
| Вредные вещества с ПДК от 100 до 10мг/м3 | 0,7...1 |
| Пыли, аэрозоли, дымы, пары, туманы веществ с ПДК от 10 до 2 мг/м3 | 1,25 |
| Вещества с ПДК от 2 до 1 мг/м3 | 1,75 |
| Вещества с ПДК менее 1 мг/м3 | |
| Особо токсичные (ПДК < 0,01 мг/м3) и радиоактивные вещества | |
| Сварка металлов электрическая | 1,5 |
| Сварка газовая | 1,5...2 |
| Пайка | 0,7...1 |
| Плавление (свинец) | 1,5 |
| Эпоксидная смола | до З |
| Ртуть без нагрева | 0,7...1 |
| Ртуть с нагревом | 1...1,25 |
| Закалка в среде масла | 0,3…0,5 |
| Обезжиривание с использованием бензина или керосина | 0,5 |
| Травление с применением: | |
| азотной кислоты | 0,7…1 |
| соляной или серной кислот | 0,7 |
|
|
|
Таблица А.6 – Содержание токсичных веществ в сварочных электродах
| Токсичные вещества | Содержание токсичных веществ g, г в 1 кг электродов марки | ||||||
| УОНИ 13/45 | УОНИ 13/55 | СМ-11 | К-5 | ОЗС-2 | К-70, К-80 | ОММ-5, ЦМ-7 | |
| Марганец | 8,8 | 17,2 | 67,2 | ||||
| Хром | 1,1 | 1,1 | 1,1 | 1,2 | 1,1 | 1,2 | 1,1 |
| Соединение фтора | 49,5 | 47,5 | - |
Таблица А.7 – Значение коэффициента k2
| Скорость движения воздуха в помещении, vВ, м/с | Значение k2 при h/B | |||||
| 0,05 | 0,1 | 0,15 | 0,20 | 0,25 | 0,30 | |
| Для однобортового отсоса | ||||||
| 0,2 | - | - | 1,1 | 1,2 | 1,25 | 1,35 |
| 0,4 | - | 1,05 | 1,2 | 1,35 | 1,45 | 1,65 |
| 0,6 | 1,05 | 1,2 | 1,35 | 1,6 | 1,75 | 1,95 |
| 0,8 | 1,2 | 1,35 | 1,55 | 1,8 | 2,35 | |
| 1,3 | 1,55 | 1,8 | 2,15 | 2,35 | 2,8 | |
| Для двухбортового отсоса | ||||||
| 0,2 | - | 1,05 | 1,1 | 1,15 | 1,2 | 1,25 |
| 0,4 | 1,1 | 1,15 | 1,25 | 1,3 | 1,35 | 1,4 |
| 0,6 | 1,2 | 1,35 | 1,4 | 1,5 | 1,65 | 1,75 |
| 0,8 | 1,35 | 1,5 | 1,65 | 1,8 | 1,95 | 2,15 |
| 1,6 | 1,7 | 1,9 | 2,2 | 2,4 | 2,75 |
Таблица А.8 – Значения коэффициента запаса мощности КЗМ для вентилятора
| Мощность на валу электродвигателя Р, кВт | Значения КЗМ для вентилятора | |
| до 0,5 | 1,5 | 1,2 |
| 0,51…1 | 1,3 | 1,15 |
| 1,01…2 | 1,2 | 1,1 |
| 2,01…5 | 1,15 | 1,05 |
| более 5 | 1,1 | 1,05 |
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
(справочное)
При учете интенсивности труда все виды работ, исходя из общих энергозатрат организма, делятся на три категории:
- легкие;
- средней тяжести;
- тяжелые.
Характеристику производственных помещений по категории выполняемых в них работ устанавливают по категории работ, выполняемых половиной и более работающих в соответствующем помещении.
К легким работам (категория I) относятся работы, выполняемые сидя или стоя, не требующие систематического физического напряжения.
Работы категории Iа (затраты энергии до 139 Вт), выполняемые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим напряжением (ряд профессий точного приборо- и машиностроения, на часовом и швейном производствах, в сфере управления и т.п.).
Работы категории Iб (затраты энергии 140...174 Вт), выполняемые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением (ряд профессий в полиграфической промышленности, на предприятиях связи, контролеры, мастера в различных видах производств и т.п.).
К работам средней тяжести (категория II) относят работы с затратой энергии 175...232 (категория IIа) и 233...290 Вт (категория IIб).
В категорию IIа входят работы, связанные с постоянной ходьбой, перемещением мелких (до 1 кг) изделий или предметов в положении стоя или сидя и требующие определенного физического напряжения (ряд профессий в механосборочных цехах машиностроительных предприятий, в прядильно-ткацком производстве и т.п.).
Категорию IIб - работы, связанные с ходьбой, перемещением и переноской тяжестей до 10 кг и сопровождающиеся умеренным физическим напряжением (ряд профессий в механизированных литейных, прокатных, кузнечных, термических, сварочных цеха и т.п.).
К тяжелым работам (категория III) с затратой энергии более 290 Вт относят работы, связанные с постоянными передвижениями, перемещением и переноской значительных (свыше 10 кг) тяжестей и требующие больших физических усилий (ряд профессий в кузнечных цехах с ручной набивкой и заливкой опок машиностроительных и металлургических предприятий и т.п.).
|
|
|
