9.3.2 Метеорологические условия. Вентиляция. Отопление

В сборочном процессе основным источником тепла являются сварочные аппараты. Количество выделившегося при сварке тепла [26]:

, (9.3)

где a – коэффициент теплоотдачи, Вт/(м²×К);

F – площадь поверхности дуги, м²;

t_д = 6000 °С – температура дуги;

t_в = 20 °С – температура воздуха;

n = 20 – количество сварочных аппаратов.

Коэффициент теплоотдачи определяется по формуле

a = a + b × t_Д, (9.4)

где a = 9,3, b = 0,058 – эмпирические коэффициенты.

a = 9,3 + 0,058 ^. 6000 = 357,3 Вт/(м²×К).

Площадь поверхности дуги определяется по формуле

F = p × D × L, (9.5)

где D = 2,5×10^–3 м – диаметр дуги;

L = 4×10^–3 м – длина дуги.

F = 3,14 × 2,5×10^–3 × 4×10^–3 = 3,14×10^–5 м².

Численные значения подставляются в формулу (9.3)

Q = 3,6 × 357,3 × 3,14×10^–5 (6000 – 20) × 20 = 4833 кДж/ч.

Избыток тепла определяется по формуле

q_изб = Q / V, (9.6)

где V – объем производственного помещения.

Объем производственного помещения определяется по формуле

V= a × b × c, (9.7)

где а – длина помещения, а = 583м;

b – ширина помещения, b = 24м;

с – высота помещения с = 12м.

Численные значения подставляются в формулу (9.7)

V = 583 × 24 × 12 = 168000 м³.

q_изб = 4833 / 168000 = 0,03 кДж/(м³×ч).

Рассчитается воздухообмен из условия выделения избыточного тепла

(9.8)

где Q – количество тепла, выделившегося при сварке тепла, кДж/ч ;

c_B – массовая теплоемкость приточного воздуха, кДж/(кг×К), принимается c_B=1 кДж/(кг×К) [2];

ρ – плотность приточного воздуха, кг/м³, принимается ρ = 1,2 кг/ м³ [2];

t_УД – температура удаляемая из цеха, принимается t_УД =25 ºС [2];

t_В – температура наружного воздуха (среднестатистическая температура в летний период).

м³/ч.

Категория работ – средней тяжести II-б. К категориям П–б относятся работы с интенсивностью затрат 201 – 250 ккал/ч (233 – 290 Вт), связанные с ходьбой, перемещением и переносом тяжести до 10кг, и сопровождающиеся умеренным физическим напряжением (ряд профессий в механизированных, литейных, прокатных, кузнечных, термических, сварочных цехах машиностроительных и металлургических предприятий).

Метеорологические параметры воздуха рабочей зоны приведены в таблице 9.3 [18].

Таблица 9.3 – Оптимальные и допустимые параметры метеорологических условий воздуха рабочей зоны для теплого и холодного периодов для работ категории II–б (средней тяжести)

Период года	Холодный
Параметры микроклимата	Оптимальный	Допустимый
Температура воздуха рабочей зоны, ºС	17 – 19	15 – 22
Скорость движения воздуха, м/с, не более	0,2	0,4
Относительная влажность, %	60 – 40	15 – 75
Период года	Теплый
Параметры микроклимата	Оптимальный	Допустимый
Температура воздуха рабочей зоны, ºС	19 – 21	16 – 27
Скорость движения воздуха, м/с, не более	0,3	0,2 – 0,5
		55 при 28 ºС
		60 при 27 ºС
Относительная влажность, %		65 при 26 ºС
		70 при 25 ºС
		75 при 24 ºС

При проведении сварочных работ вредные вещества выделяются в относительно малом количестве: МnO₂ – 0,003кг/ч, СrO₃ – 0,0009кг/ч, SiО₂ – 0,011 кг/ч, поэтому аварийная вентиляция в цехе не предусмотрена. Для обеспечения нормальных санитарно–гигиенических условий труда необходимо предусмотреть общеобменную вентиляцию [21]. Принимается механическая, приточно – вытяжная вентиляция, совместно с неорганизованной естественной.

Количество подаваемого воздуха определяется по формуле

, (9.9)

где G_i – количество выделившихся в воздух веществ, кг/ч;

С_о – количество вредных веществ в подаваемом воздухе, принимается С_о= 0;

С_пдк – ПДК веществ, С_пдк МnO₂ = 0,2 мг/м³; С_пдк СrO₃ = 0,01 мг/м³;

С_пдк SiО₂ =1 мг/м³.

Численные значения подставляются в формулу (9.9)

м³/ч;

м³/ч;

м³/ч.

Так как каждое вещество усиливает действие друг друга, то количество подаваемого воздуха принимается

, (9.10)

м³/ч.

Кратность воздухообмена определяется по формуле

, (9.11)

где V = 168000 м³ - объем цеха.

ч^-1.

По отраслевым правилам техники безопасности и промышленной санитарии кратность воздухообмена должна быть К_ав= 8 ч^-1. Рабочая система вентиляции не обеспечивает данную кратность воздухообмена, поэтому необходима установка аварийной системы.

Принимается кратность воздухообмена для общеобменной вентиляции

К_общ= 0,6 ч^-1; для аварийной вентиляции К_ав= 8 ч^-1.

Для обеспечения нормального температурного режима производственного помещения необходимо предусмотреть отопление. Отопление в производственном помещении при отсутствии значительного тепловыделения в холодный период принимается согласно [21].

Отопление, применяемое в сборочном цехе, центральное водяное с радиаторными и ребристыми трубами (t_т.н.= 80°С) и местное воздушное, обеспечиваемое вентиляторными установками (t_в.н = 45°С).