Лекция 10 Расчет местных отсосов (вытяжек) различного типа.

10.1. Вытяжные шкафы

Вытяжные шкафы представляют собой укрытия с рабочим проемом для наблюдения за технологическим процессом и для его проведения.

Вредные выделения вместе с воздухом могут удаляться из него естественной или механической вытяжкой. Для предотвращения выбивания вредных выделений из шкафа уровень нулевых давлений (нейтральная линия) в нем должен располагаться не ниже верхней кромки проема (рис.10.1).

Рис.10.1. Вытяжной шкаф с естественной вытяжкой.

1 – уровень нулевых давлений; 2 – эпюра распределения.

Для вытяжки из шкафа избытков тепла или других вредных выделений естественным путем необходимо наличие подъемной силы за счет разности температур Т₂ – Т₁ .

Кроме того, удаляемый поток должен иметь достаточный запас энергии для преодоления аэродинамического сопротивления на пути от входа в шкаф до места выброса в атмосферу.

Различают шкафы (рис.10.2.) с верхним (а), нижним (б) и комбинированным (в) удалением воздуха через компактные или щелевые воздухоприемные отверстия.

а) б) в)

Рис.10.2. Укрытия шкафного типа.

Шкафы с верхним отсосом применяются для улавливания восходящего потока (например теплового), обладающего значительной подъемной силой.

Шкафы с нижним отсосом применяются в случае выделения пыли и тяжелых газов без повышения температуры в шкафу.

Шкафы с комбинированным отсосом могут применяться при совместном выделении разнородных вредностей, например тепла и тяжелых газов или пыли.

Расход воздуха, удаляемого от шкафного укрытия при отсутствии в нем источника тепловыделений, определяют по формуле (10.2), при этом скорость всасывания принимается в пределах от 0,3 до 1,5 м/с, в зависимости от операции, выполняемой в укрытии.

При наличии в укрытии источника тепловыделений расход воздуха проверяется по формуле

, (10.1)

где, Н и F  высота, м, и площадь рабочего проема, м²; Q  тепловыделения в укрытии, идущее на нагревание воздуха в нем, Вт (принимается равным 50–70 % полной теплопроизводительности источника).

В расчет принимают большее значение L_отс.

Если величину открывания рабочего проема установить невозможно, то расход определяют по условным площадям проемов, принимаемых 0,2 м² на 1м длины вытяжного шкафа и скоростям:

ПДК > 10 мг/м³ = 0,5 м/с; ПДК = 0,1–10мг/м³ = 0,7 м/с;

ПДК < 0,1 мг/м³ = 1 м/с; при работе, связанной с выделением аэрозолей = 1,2–1,5 м/с.

Из нижней зоны следует отсасывать, как правило, 2/3 общего расхода воздуха, из верхней — 1/3.

Аэродинамический расчет вытяжных шкафов состоит в определении потерь давления, сечений втяжной трубы при удалении воздуха.

10.2. Боковые отсосы

Боковые отсосы (рис.10.3) используют в тех случаях, когда устройство зонтов невозможно из–за технологических ограничений или же нецелесообразно из–за большого расхода удаляемого воздуха. Они находят широкое применение на горячих процессах, например при выбивке опок, когда конвективная струя увлекает выделяющиеся газы, пары и высокодисперсную пыль и разносит их по помещению. В этих случаях для улавливания вредностей приходится улавливать конвективную струю. При выборе схемы отсоса предпочтение следует отдавать отсосам с меньшим углом несоосности , как наиболее экономичным по расходу удаляемого воздуха. Всасывающее отверстие выполняется прямоугольным. Длина его А равна длине (диаметру) источника, а высота В = (0,5–1)(х_о + в/2). Наличие по периметру всасывающего отверстия ограничивающей плоскости (или широкого фланца), улучшает условия работы отсоса. Если ширина фланца h_ф < B, то его влияние можно не учитывать.

Рис.10.3. Боковые отсосы.

а) отсос в стенке или с широким фланцем; б) отсос без фланцев;

в) отсос с экраном; г) наклонный отсос.

Расход воздуха определяется по формуле (10.1), значение коэффициента К_П для различных конструктивных схем отсосов вычисляются по формулам:

• отсос в стенке или с широким фланцем (см. рис.10.2, а)

) , (10.2)

где ; D и d  диаметры (эквивалентные) отсоса и источника, м;

s  параметр, имеющий размерность длины и вычисляемый по формуле:

; (10.3)

• отсос без фланца (см. рис. 10.3, б)

; (10.4)

• отсос с экраном (см. рис. 10.3, в)

; (10.5)

• наклонный отсос (см. рис. 10.3, г)

; (10.6)

Угол измеряется в радианах. Для отсосов круглой формы следует считать, что В/А = 1. Если наклонный отсос имеет фланец шириной более 0,5В, то значение К_П , вычисленное по формуле (5.6) следует уменьшить в 1,6 раза.

Для всех конструктивных схем боковых отсосов характерный расход L_o и К_в, входящие в уравнение (1), рассчитываются по формулам:

, (10.7)

. (10.8)

При производстве сварочных работ и при других технологических процессах применяются наклонные боковые отсосы в виде панелей равномерного всасывания. При сварке электродами с качественным покрытием расход воздуха на 1м² габаритного сечение панели составляет 3300м³/ч при расположении панели у стен и 5000–7000м³/ч при расположении вдали от стены.