4.4. Расчет устройств местной вентиляции, устанавливаемых

на рабочих местах.

4.4.1. Воздушное душирование

Воздушное душирование следует применять, когда на работающего воздействует лучистая теплота с интенсивностью 350 вт/м² и более. Нормы температуры t, C и скорости движения воздуха в помещении V, м/с при воздушном душировании для работ средней тяжести приведены в табл. 12 (полные данные для всех категорий работ даны в ГОСТ 12.1.005-88 “Воздух рабочей зоны”).

Таблица 12

Нормы температур и скоростей движения воздуха при воздушном душировании для категории работ средней тяжести

	Период года
Тепловое облучение Вт/м2	Теплый (температура наружного воздуха +10С и выше)		Холодный и переходный (температура наружного воздуха ниже +10С )
	t, C	v, м/с	t, C	v, м/с
350700	1223	0,71,5	2122	0,71,0
7001400	2022	1,52,0	2021	1,01,5
14002100	1921	1,52,5	1920	1,52,0
21002800	1821	2,03,5	1921	2,02,5
более 2800	1819	3,03,5	1921	2,02,5

Воздух подается на рабочее место приточными патрубками. Конструкции патрубка типа ППД показана на рис. 4. Патрубки необходимо устанавливать на такой высоте, чтобы они создавали хорошее обдувание приточным воздухом верхней части туловища человека и не затрудняли нормальную эксплуатацию оборудования. На рабочее место воздух может подаваться или горизонтально, или сверху под углом 45. Расстояние от выходного патрубка до рабочего, обслуживающего устройства, должна быть не менее 1 м. Расчет душирующего патрубка ведется в соответствии со схемой, приведенной на рис. 5.

Вначале определяется отношение разности температур _т:

_т = ,

где t_р.з, t_р и t₀ – температура в рабочей зоне, нормируемая температура воздуха на рабочем месте и температура воздуха на выходе из душирующего патрубка.

При _т < 1 для достижения t_р достаточно адиабатного охлаждения воздуха, при _т > 1 требуется искусственное охлаждение.

В задачу расчета воздушного душа входит определение необходимой скорости воздуха v₀ на выходе из патрубка и площади выходного сечения патрубка F₀ .

При _т < 0,6 значение F₀ определяется по формуле:

,

где х – расстояние от душирующего патрубка до рабочего, м;

m – опытный коэффициент, характеризующий изменение температуры по оси струи (для патрубков типа ППД m=4,5).

При _т в пределах от 0,6 до 1 расчет F₀ ведут по формуле:

Скорость воздуха на выходе патрубка v₀ (м/с), определяется как:

где v_p – скорость воздуха на рабочем месте (нормируемая), м/с.

По значениям F₀ и v₀ определяется расход воздуха через патрубок, G, м³/ч:

G = 3600v₀F₀.

4.4.2. Воздушный зонт

Воздушный зонт представляет собой металлический колпак, расположенный над источником вредных выделений. Сечение всасывающего отверстия колпака должно иметь форму, геометрически подобную горизонтальной поверхности зеркала вредных выделений. Примерная схема вытяжного зонта показана на рис. 6.

Р азмер в каждой из сторон всасывающего сечения колпака определяется по формуле:

B = b₀ + 20,4h,

где b₀ – размер стороны (или диаметр) зеркала выделения вредностей, м; h – расстояние от поверхности источника выделений до приемного отверстия колпака, м.

Чем меньше значение h, тем эффективней работа зонта. Минимальное значение определяется удобством работы при конкретном технологическом процессе. Для равномерности всасывания угол раскрытия колпака надо принимать не менее 60.

Объем удаляемого воздуха G_зонт, м³/ч определяется по формуле:

G_зонт = 3600F_зонт  v_зонт,

где F_зонт – площадь приемного отверстия колпака; v_зонт – средняя скорость воздуха в приемном отверстии зонта, м/с (табл. 13).

Таблица 13

Рекомендуемые значения средних скоростей воздуха v_зонт

Число открытых сторон зонта	4	3	2	1
Скорость воздуха vзонт, м/с	1,051,25	0,91,05	0,750,9	0,50,7

Часто зонты устанавливают у загрузочных окон печей. В этом случае размер зонта у загрузочного отверстия печи должен соответствовать размерам вырывающейся свободной струи с учетом ее искривления под действием гравитационных сил.

Вылет зонта l_м рассчитывают по формуле:

l_м = ,

где H – высота загрузочного отверстия печи, м.

Ширину зонта необходимо принимать на 0,50,6 м больше ширины загрузочного отверстия. Зонт необходимо устанавливать на уровне верхней кромки окна. Для зонтов, расположенных над нагретыми поверхностями, объем воздуха в теплой струе, поднимающейся над источником, определяется по формуле:

G_{зонт.нагр} = 145 ,

где Q – количество тепла, удаляющегося за счет конвекции, Вт;

F – горизонтальная проекция источника тепловыделения, м;

h– расстояние от плоскости тепловыделения до приемного отверстия зонта, м.

4.4.3. Вытяжные шкафы.

Вытяжные шкафы создают укрытия источника вредных выделений со всех сторон. Для наблюдения за работой в шкафу имеются рабочие проемы, закрываемые подвижными створками.

Вытяжные шкафы с механической тягой устраивают:

- с верхним отсосом (при выделении тепла и газов легче воздуха);

- с нижним отсосом (при выделении тепла и газов тяжелее воздуха);

- комбинированные.

Схемы вытяжных шкафов различных типов приведены на рис. 7.

Объем отсасываемого из шкафа воздуха рассчитывается по формуле:

G_ш = 3600F_пшV_ш ,

где F_пш – площадь рабочих проемов шкафа, м² (рабочий проем - открытый проем одной дверцы на высоту не более 0,4 м при расчетном сечении не более 0,4 м²; каждые 2 м длины шкафа принимают одну открытую дверцу длиной 1 м);

V_ш – средняя скорость воздуха в рабочих проемах шкафа, м/с.

Рекомендуемые значения V_ш в зависимости от характера работ приведены в табл. 14.

При наличии в шкафу теплового источника (печи, горелки) объем удаляемого воздуха, м³/ч, определяется по формуле:

G_ш = 1750 , м³/ч

где H_пш – высота рабочих проемов шкафа, м;

Q_ш – количество тепла, выделяющегося внутри шкафа, Вт.

Таблица 14

_{Рекомендуемые значения Vш}

Характер технологического процесса	Средняя скорость воздуха в проеме вытяжного шкафа, м/с
Обезжиривание мелких деталей	0,7
Лужение	1
Растворение кислот, щелочей, солей: нагретые растворы холодные растворы (tp < 50C)	1 0,7
Кадмирование цианистое или серебрение	11,5
Свинцевание	0,30,5
Травление: азотной кислотой соляной кислотой	0,71 0,50,7
Хромирование	11,5
Пайка свинцом или третником	0,50,7
Лабораторные работы	0,30,5

4.4.4. Отсасывающие панели

Отсасывающие панели применяются для удаления вредных выделений, увлекаемых конвективными потоками, в том случае, когда зона вредных выделений относительно велика и более полное укрытие организовать трудно. Отсасывающие панели следует применять при сварке, пайке, выдувке стекла, при удалении нагретых газов и пыли. Наибольшее распространение получили односторонние панели и панели с экраном. Пример таких панелей представлено на рис. 8.

Отсасывающие панели следуют размещать вплотную к источнику тепловыделения или на расстоянии b, не превышающем ширину источника тепловыделения В. Нижнюю кромку всасывающих отверстий следует расположить на уровне верха источника тепла, а ширину панели А принимать равной 1,2а.

Расход воздуха через панель, G_п, м³/ч, вычисляется по формуле:

G_п = CQ_k^1/3 ( H + B )^5/3 ,

где C – коэффициент, зависящий от конструкции панели и ее расположения относительно источников тепла;

Q_k – конвективная составляющая источника тепла, Вт;

H – расстояние от верха плоскости источника до центра всасывающих отверстий панели, м;

B – ширина источника тепла, м.

Коэффициент С применяется равным для панелей:

– тип I (односторонняя панель) С = 228F[ l / ( H + B ) ]^2/3;

– тип II (панель с экраном) С = 228m[ l / ( H + B ) ]^1/2,

где l – максимальное удаление источника от панели, м;

F – площадь источника тепловыделения (детали, расплава припоя и т. д.), м²;

m – коэффициент, зависящий от относительного расстояния между источником тепловыделения и экраном (см. табл. 15).

Таблица 15

Коэффициент m в зависимости от отношения b₁/b

b1/b	0	0,3	1	1
m	1	1,5	1,8	2

4.4.5. Бортовые отсосы

Бортовой отсос является основным местным отсосом от ванн в гидравлических и травильных цехах и участках. В настоящее время распространение получили бортовые отсосы обычные и опрокинутые, каждый из которых может быть активирован поддувом воздуха (отсос с передувкой). Бортовые отсосы располагают с одной стороны ванны (однобортовые отсосы) и с двух ее сторон (двухбортовые отсосы) (рис. 9).

Количество воздуха, удаляемого через бортовой отсос, G_б.о, м³/ч, определяется по формуле

G_б.о = t^1/3l_вk_нk_v,

где  – расход воздуха, отнесенный к 1 м длины ванны (зависит от токсичности вредных веществ и высоты спектра вредных выделений h_c, мм, ширины зеркала ванны В, мм, и типа отсоса) (см.табл. 16);

Таблица 16

Относительный расход воздуха 

Тип отсоса	Высота спектра вредности hc, мм	Значение , м3/(чград)1/3, при ширине зеркала ванны В, мм
		500	600	700	800	900	1000	1100
Обычный однобор- товой	40 80 160	730 530 400	1000 800 600	1300 1000 800	– – –	– – –	– – –	– – –
Обычный двухбор- товой	40 80 160	375 285 220	450 350 260	525 400 300	600 455 350	675 520 380	750 575 430	825 680 480
Опрокину-тый однобортовой	40 80 160	680 500 400	900 700 530	1000 900 690	– – –	– – –	– – –	– – –
Опрокину-тый двухбортовой	40 80 160	400 300 240	490 375 300	575 455 350	670 540 410	750 600 470	900 680 520	940 750 580

t = t_p – t_pg – избыточная температура раствора в ванне принимается не ниже 10 С (t_p – температура раствора в ванне, С;

t_pg – температура рабочей зоны,С); l_в – длина ванны, м; k_н – поправочный коэффициент на глубину уровня раствора в ванне Н, мм.

Для обычного однобортового отсоса k_н = 1,120,0015 Н; для обычного двухбортового отсоса при Н = 80 мм k_н = 1, при Н > 80 мм k_н = (0,015* (В/Н)² – 0,305В/Н + 2,6); для опрокинутых отсосов k_н = 1,20,015 Н; k_v – поправочный коэффициент, учитывающий скорость движения воздуха в помещении.

Для гальванических и травильных цехов, относящимся к помещениям с незначительными теплоизбытками и категорией работ средней тяжести, скорость движения в рабочей зоне может быть принята 0,40,5 м/с.

Значения коэффициента k_v определяются по формулам:

- для однобортового обычного и опрокинутого отсосов

k_v = h_c^0,07(1- h_c^0,2t10^-3);

- для опрокинутого двухбортового отсоса

k_v = h_c^0,01(1– h_c^0,25t10^-3);

- для обычного двухбортового отсоса

k_v =

Высота спектра выделений:

– для очень токсичных выделений (травление в азотной и плавиковой кислотах, матирование меди в кислотах, свинцевание и осветление в холодных растворах, хромирование черных металлов при 4560 С, оксидирование черных металлов при t_p = 130155 С, снятие металлических покрытий в азотной кислоте t_p = 30 С) – 40 мм.

– для вредных выделений (холодные процессы декалирования меди в цианистом калии и стали в хромпиле, цианистое травление цветных металлов, цианистое меднение стали, серебрение и золочение цветных металлических покрытий соляной и серными кислотами, цианистое кадмирование, травление стали серной и соляными кислотами при t_p = 3060 С, лужение при t_p = 6070 С, железнение при 100 С) – 80 мм.

– для остальных технологических процессов гальванических и травильных цехов – 160 мм.

Количество воздуха необходимое для сдува в бортовых отсосах со сдувом G_сд, м³/ч, определяется по формуле:

G_сд = 300l_вВК_сд,

где К_сд – коэффициент, зависящий от температуры жидкости в ванне: от 0,5 (для t_p = 20 С) до 1 (для t_p = 7095 С).

Количество воздуха G_б.о, м³/ч, отбрасываемого бортовым отбросом, в этом случае равно 6G_сд.