Вопрос № 1. Объяснить состав и физические свойства воздуха.

Атмосферный воздух - это сравнительно постоянная смесь газов. В состав смеси входит (по объему): азота около 78%, кислорода 20,9%, аргона 0,9% и углекислого газа 0,03%. В состав воздуха входят также гелий, водород, криптон и другие газы, суммарное содержание которых не превышает 0,01%. Кроме указанных газов в составе воздуха всегда имеются пары воды (до 1% по объему)

Основными факторами, определяющими состояние воздушной среды, являются температура, влажность, плотность, удельный вес, вязкость, давление и степень подвижности.

Влажность воздуха - содержание в воздухе водяных паров.

Абсолютная влажность воздуха - содержание водяного пара (г) в 1 м3 воздуха

Относительная влажность воздуха - степень насыщения воздуха водяными парами в момент наблюдения (%). Определяется отношением абсолютной влажности к влажности, насыщающей воздух при данной температуре.

Дефицит насыщения - разность между максимальной и абсолютной влажностью. Подвижность воздуха характеризуется скоростью движения. 

Скорость движения воздуха - число метров, проходимых воздухом в секунду.

Атмосферное (барометрическое) давление - давление воздуха на поверхность земли. С увеличением высоты плотность и давление воздуха уменьшаются. Если на уровне моря 1 м3 воздуха весит 1293 г, то на высоте 20 км - 64 г, т. е. при одинаковом процентном содержании кислорода его весовая концентрация на высоте 20 км примерно в 20 раз меньше, чем на уровне моря.

Удельным весом воздуха называется его вес в единице объема.

Вязкость - свойство воздуха оказывать сопротивление касательным усилиям. Причиной вязкости является внутреннее трение.

Плотность сухого воздуха для практических расчетов систем вентиляции принимается равной 1,2 кг/м3. Это значение соответствует условиям: t=20°С и рб=105Па.

Вопрос № 2. Объяснить расчётные параметры наружного и внутреннего воздуха.

Параметры наружного воздуха, на которые выполняются все расчеты при проектировании вентиляции, называются расчетными параметрами наружного воздуха (РПНВ). РПНВ являются нормативными, так как их выбор оговорен в нормативных документах – соответствующих главах СНиП. В вентиляции основными расчетными параметрами наружного воздуха, задаваемыми в СНиП, являются температура, энтальпия и скорость наружного воздуха. Наружные параметры задаются для трех периодов:

холодного (ХП), переходного (ПП) и теплого (ТП).

Энтальпия (теплосодержание) влажного воздуха — это количество содержащейся в нем теплоты, отнесенное к 1 кг сухого воздуха (кДж/кг сух. возд.) ,

ПП является неким расчетным граничным состоянием воздуха между ТП и ХП. За расчетные параметры ПП принимается температура 8 °С и энтальпия22,5 кДж/кг. Среднесуточная температура 8°С выбрана в качестве расчетной для ПП не случайно, она соответствует моменту отключения систем отопления общественных зданий (производственные здания часто отключаются и раньше с целью экономии тепловой энергии) и переводу систем теплоснабжения на летний режим.

Под параметрами внутреннего воздуха понимают параметры воздуха в обслуживаемой или рабочей зоне помещения. В верхней зоне помещения, где обычно нет людей, параметры не нормируются.

Параметры внутреннего воздуха назначаются раздельно для теплого и холодного периодов года. Для переходного периода принимаются такие же параметры, как и для холодного.

С точки зрения экономии теплоты выгоднее принять за расчетное значение внутренней температуры нижнюю границу допускаемого диапазона, то есть 18 С. Это позволит уменьшить затраты теплоты на нагрев приточного воздуха.

Следует отметить, что температура 18 С действительно является нижним допустимым значением при условии, что люди находятся без верхней (уличной) одежды в спокойном состоянии. Такая температура не является оптимальной, и большинство людей при ней ощущают некоторую прохладу. Оптимальным значением является диапазон 20-22 °С.

Допустимые нормы параметров внутреннего воздуха

в обслуживаемой зоне жилых и общественных зданий

(для людей, находящихся в помещении более 2 ч непрерывно)

Период года	Температура, С	Относительная влажность, %, не более	Скорость воздуха, м/с, не более
Теплый	Не более чем на 3выше расчетной температуры наружного воздуха (параметры А) Не выше 28 С * для общественных и административно-бытовых помещений с постоянным пребыванием людей	65***	0,5
Холодный и переходный	18** – 22	65	0,2

Примечания:

* Для районов с t_н= 25С и выше следует принимать температуру не выше 33С.

** Для общественных зданий с пребыванием людей в уличной одежде следует принимать температуру 14 С.

Расчетные оптимальные значения относительной влажности принимают в пределах 60—30%, причем большие значения соответствуют меньшим температурам. Допустимая относительная влажность для холодного периода года не должна превышать 75%, а для теплого периода года принимается в зависимости от температуры внутреннего воздуха. Расчетную скорость движения воздуха в рабочей зоне на постоянных рабочих местах для холодного периода года принимают в пределах 0,2—0,3 м/с (оптимальная) и 0,3—0,5 м/с (допустимая), а для теплого периода года — соответственно 0,2—0,7 м/с и 0,3—1 м/с.

Для переходного периода года берут расчетные внутренние условия, принятые для холодного периода года.

Вопрос № 3. Охарактеризовать гигиенические и технологические задачи вентиляции.

Вентиляцией называется совокупность мероприятий и устройств, направленных на организацию такой воздушной среды в помещениях, которая обеспечивала бы нормальное пребывание в них людей и положительно влияла на технологический процесс производства.

Санитарно-гигиеническое назначение вентиляции заключается в удалении из помещений всех вредных выделений с доведением их величины и концентраций до утвержденных санитарных норм. При этом создаются благоприятные условия воздушной среды для людей.

Технологическое назначение вентиляции состоит в обеспечении надлежащей стабильной температуры, относительной влажности, подвижности и чистоты внутреннего воздуха.

Вопрос № 4. Охарактеризовать вредные выделения, загрязняющие воздух. Виды предельно-допустимых концентраций в воздухе помещений.

В основном существуют три основных источника загрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные, транспорт, наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство.

Источники загрязнений:

-теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ;

- металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух окислы азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка;

- химические и цементные заводы.

Вредные газы попадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов.

Атмосферные загрязнители разделяют на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения последних. Так, поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется до серного ангидрида, который взаимодействует с парами воды и образует капельки серной кислоты. При взаимодействии серного ангидрида с аммиаком образуются кристаллы сульфата аммония.

Основным источником пирогенного загрязнения на планете являются тепловые электростанции, металлургические и химические предприятия, котельные установки,

Предельно допустимая концентрация (ПДК) — утверждённый в законодательном порядке санитарно-гигиенический норматив. Под ПДК понимается такая концентрация химических элементов и их соединений в окружающей среде, которая при повседневном влиянии в течение длительного времени на организм человека не вызывает патологических изменений или заболеваний, устанавливаемых современными методами исследований в любые сроки жизни настоящего и последующего поколений.

Величины ПДК приведены в мг вещества на 1 м³ воздуха (мг/м³).

Виды ПДК Уровни ПДК одного и того же вещества различны для разных объектов внешней среды: ПДКсс — среднесуточное, ПДКж. з. — жилой зоны, ПДКр. з. — в рабочей зоне, ПДКмр — максимально-разовое значение в воздухе, ПДКпочв — в почве. Максимально-разовое значение ПДК устанавливается для предотвращения рефлекторных реакций человека при кратковременном действии примесей. Среднесуточное значение ПДК устанавливается для предупреждения общетоксического, канцерогенного, мутагенного и сенсибилизирующего действия вещества на организм человека.

Вопрос № 5. Пояснить тепловыделения, влаговыделения, газовыделение – их источники, определения количества.

Борьба с вредностями выделяющимися в процессе промышленных производств - главная задача промышленной вентиляции. Для каждого производственного участка характерны свои вредные выделения. Но основными из них являются - тепловыделения, влаговыделения, паро- и газовыделения (включая токсичные и коррозионноактивные вещества), пылевыделения и дымовыделения.

Газовыделения. Содержание газов, паров и пыли не должно превышать предельно допустимых концентраций (ПДК). Источниками газовыделения в производственных помещениях могут быть:

• Технологические процессы;

• Емкости и аппараты;

• Ванны;

• Утечки во фланцевых соединениях и сальниковых уплотнениях;

• Животные;

• Люди.

Для помещений, в которых не имеется производственных выделений газов (жилые, общественные), нормирование производится по двуокиси углерода. Предельно допустимые концентрации СО2, л/м3 , в воздухе помещений составляют: При постоянном пребывании людей (жилые комнаты) 1 При периодическом пребывании людей (учреждения) 1,25 При кратковременном пребывании людей (например, кинотеатры) 2 Детские учреждения и больницы 0,7 При расчете необходимого воздухообмена в помещении по выделяемой в них углекислоте количество углекислоты, выделяемой одним человеком, принимают по табл. 4. 1. Углекислота сама по себе не является вредной, но концентрация ее в воздухе свыше 2 л/м3 служит указанием о наличии недопустимого загрязнения воздуха сопутствующими ей газами, являющимися продуктом распада белковых веществ.

Тепловыделения. Выделяют две основные категории поступления тепла:

• Наружные нагрузки, возникающие вне помещения

• Внутренние нагрузки, возникающие в здании, тепловой баланс которого рассчитывается. Наружные нагрузки, возникающие вне помещения, делятся на несколько групп:

1. Теплопередача через стены, потолки, полы.

2. Поступление тепла от излучения солнца через застекленные проемы.

3. Теплопоступления от внешнего воздуха, проникающего в помещение.

Внутренние тепловые нагрузки, возникающие в помещении, зависят от назначения помещения. Они делятся на несколько типов:

1. Тепло, выделяемое людьми. Оно зависит от количества людей и рода их занятий, а также условий в помещении.

2. Тепло, выделяемое осветительными приборами: люминесцентными лампами и лампами накаливания. Эта величина зависит от мощности освещения, типа ламп и способа их расположения.

3. Тепло, выделяемое электроприборами:

4. Тепло, выделяемое горячими материалами и поверхностями (или поглощение−холодными)−(аппараты и реактора, трубопроводы, газопроводы и газоходы и т.д.).

5. Тепловыделения при процессах (сгорание веществ, химические реакции, сварка, плавка и т.д.) Влаговыделения. Большое количество влаги может выделиться в отдельных производственных помещениях от оборудования (кожевенная и пищевая промышленности, бани, сауны, бассейны, прачечные и т.д.).

Источниками влаговыделения в производственных помещениях могут быть:

• Технологические процессы;

• Емкости;

• Ванны;

• Утечки во фланцевых соединениях и сальниковых уплотнениях;

• Влажные материалы;

• Поверхности оборудования;

• Проникновение водяного пара с наружным воздухом.

Для жилых и общественных помещений, в которых не имеется производственных избыточных влаговыделений, нормирование производится по влаге, выделяемой организмом человека. Влага в помещении может не только выделяться, но и поглощаться (например, гигроскопическими материалами). Величина влагопоглощения определяется обычно опытным путем.

Необходимый для удаления вредных газов воздухообмен (количество воздуха в м3 на 1 ч) определяют по формуле Для определения воздухообмена по избыточному теплу необходимо знать количество поступающего в помещение тепла и количество тепла, расходуемого в нем на возмещение теплопотерь наружными ограждениями и пр. Разность количеств поступающего и расходуемого тепла и есть то тепло в ккал, которое должно учитываться при определении необходимого количества вентиляционного воздуха в помещении. Количество тепла, поступающего в помещение от солнечной радиации, в ккал/ч определяется следующими выражениями: Тепло от солнечной радиации учитывается в тепловом балансе помещения для переходного и летнего периода года при наружной температуре воздуха от +10°С и выше. количество избыточного тепла в ккал/ч, которое необходимо учитывать при определении объемов вентиляционного воздуха, можно выразить формулой Влаговыделение. Так, человек, занятый физическим трудом при температуре окружающего воздуха от 10 до 20°С, выделяет соответственно от 70 до 240 г/ч влаги, а человек, занятый умственным трудом, — от 30 до 70 г/ч. Количество воды в кг, испаряющейся с открытых поверхностей за 1 ч, определяется по формуле Дальтона При одновременном выделении в помещение избыточного тепла и влаги необходимый воздухообмен определяют по формуле

Вопрос № 6. Объяснить воздухообмен, способы создания и определения.

Воздухообменом называется частичная или полная замена воздуха, содержащего вредности, чистым атмосферным воздухом.

Воздухообмен L, м3 /ч, рассчитывают по формуле L = U/(K2 – K1 )

где U−количество вредных газов и паров, выделяющихся в помещении в течение 1 ч, мг/ч;

K2−предельно допустимая концентрация вредных выделении в воздухе помещения, мг/м3 ;

K1−концентрация вредных выделений в приточном воздухе, мг/м3 .

Количество воздуха, подаваемого или удаляемого за 1 час из помещения, отнесенное к его внутренней кубатуре, принято называть кратностью воздухообмена. При этом знаком (+) обозначается воздухообмен по притоку, а знаком (-) — по вытяжке.

Так, если говорят, что кратность воздухообмена равна «+2» и «-3», то это значит, что в это помещение за 1 час подается двукратное и удаляется из него трехкратное к объему помещения количество воздуха. Воздухообмен в помещениях жилых и общественных зданий обычно определяется по кратности воздухообмена или по установленной норме воздухообмена на одного человека.

Для жилых и общественных зданий определить воздухообмен, исходя из содержания в воздухе углекислого газа С02, не трудно, поскольку известно число людей, пребывающих в помещении.

Для определения воздухообмена (количества вентиляционного воздуха в единицу времени) необходимо знать количество выделяемых за 1 ч в помещении вредных выделений (избытков тепла и влаги, газов, паров и пыли), предельно допустимые количества вредных выделений в 1 м3 воздуха помещения и количество вредных выделений, содержащихся в 1 м3 приточного воздуха.

Таким образом, зная кубатуру помещения V и кратность обмена п, количество вентиляционного воздуха за единицу времени в м3/ч можно определить по формуле

В табл. XVI.3 приведены кратности воздухообмена, расчетные температуры воздуха, а также значения минимальной вытяжки для некоторых помещений жилых и общественных зданий (СНиП 1ПГ.7-62 и П-Л.1-62).

При определении количества вентиляционного воздуха в помещениях жилых и общественных зданий, где известно число пребывающих в них людей, можно исходить также из установленных для одного человека норм воздухообмена в зависимости от назначения помещения.

Иногда воздухообмен можно установить и по находящемуся в помещении оборудованию. Например, в кухнях с газовыми плитами в зависимости от числа конфорок воздухообмен колеблется от 60 до 90 м3/ч, а в ванных комнатах индивидуального пользования принимается равным 25 м3/ч (см. табл. XVI.3).

Воздухообмен в производственных помещениях объемом менее 20 м3 на одного человека должен составлять не менее 30 м6!ч. я объемом от 20 по 40 м3 — не менее 20 м3/ч.

Вопрос № 7. Объяснить устройство, применение, принцип действия естественной вентиляции, принцип работы. Дефлектор – его назначение, принцип работы, подбор.

Естественная вентиляция имеет три основных преимущества:

1. Циркуляция воздуха в помещениях обеспечивается безо всякого дополнительного оборудования — электродвигателей, вентиляторов, выключателей и т.д.

2. Устройство естественных систем вентиляции помещений — предельно простое мероприятие, в результате чего срок их безаварийной службы может исчисляться десятилетиями, а ремонтные работы по вентиляции обойдутся в минимальную цену.

3. Помимо таких достоинств, как дешевизна и надёжность, она совместима любыми другими системами принудительного воздухообмена — фильтрами, вентиляторами, сплит-системами, кондиционерами.

Естественная вентиляция при функционировании не использует электроэнергию, не требуется закупка специализированного оборудования. Данная система работает за счет таких переменных, как ветер, разность давления, аэрация, то есть они существенно ограничены при эксплуатации.

Циркуляция воздуха естественным путем осуществляется под действием напоров ветра и тепла. То есть, все виды естественной вентиляции происходят вследствие разности температур, перепадов давления и других факторов. При работе естественной системы вентиляции свежий воздух поступает в помещение по специальным каналам-воздуховодам (что и послужило появлению альтернативного названия – «канальная вентиляция»). В многоэтажных домах воздуховоды организовываются в стенах, эта конструкция предусматривается проектами. В помещениях, выделенных под производство, естественное вентилирование производится при помощи дефлекторов, присоединяемых к воздуховодной системе.

Основные виды естественной системы вентиляции выглядят следующим образом:

• организованная;

• неорганизованная.

Неорганизованная встречается в любых помещениях. Принцип ее работы заключается в воздухообмене, производимом за счет неплотности ограждающих конструкций, форточек, окон, дверей.

Организованным типом вентиляционной системы считается аэрация. В этом случае наличие воздуховодов не предусматривается, а их функции выполняются специальными отверстиями, оставляемых в строительных конструкциях. Такой вид вентилирования чаще всего применяется в производственных помещениях.

Дефлектор  представляет собой насадок, устанавливаемый в устье труб или вытяжных шахт, а также непосредственно над вытяжными отверстиями в крышах зданий.

Принцип действия дефлектора основан на использовании энергии потока воздуха — ветра. При обтекании воздухом в лобовой части дефлектора создается зона положительного давления, а в остальной части (примерно 5/7 периметра) — зона разрежения, что усиливает вытяжку воздуха из помещения. Наиболее часто применяют дефлекторы типа ЦАГИ круговой формы.

 Дефлекторы выполнены из коррозиестойкого металла и имеют вид цилиндров, чем больше диаметр - тем сильнее тяга

При выборе дефлектора руководствуются формулой:

u_д = 0,4·v_в , м/сек,

где u_д — скорость движения воздуха в трубе, создаваемая ветром, обдувающим дефлектор со скоростью v_в , м/сек.

1 — цилиндрическая обечайка; 2 - диффузор; 3 - патрубок; 4 — колпак для

защиты от попадания атмосферных осадков; 5 - конус для предотвращения

задувания ветром внутрь дефлектора

Вопрос № 8. Объясните устройство, применение, принцип работы технической вентиляции. Её преимущество по сравнению с естественной вентиляцией.

Одним из современных и наиболее эффективных способов организованного воздухообмена в помещении является механическая вентиляция. Она при помощи электродвигателей, вентиляторов, воздухонагревателей, фильтров, автоматики и т.д. позволяет транспортировать воздух на значительные расстояния.

Однако, в отличие от естественной вентиляции, механическая требует затрат электроэнергии, иногда довольно значительных. Данный вид систем позволяет осуществлять качественный воздухообмен в помещениях независимо от объемов удаляемого и приточного воздуха, кроме того, работа такой системы не зависит от погодных условий. Также к положительным моментам механической системы вентиляции можно отнести то, что она позволяет производить обработку приточного воздуха — подогрев или охлаждение, осушение воздуха или увлажнение воздуха, фильтрацию и т.д., что практические невозможно при естественном воздухообмене.

На практике часто используют смешанную вентиляцию — и механическую, и естественную. Каждый конкретный проект определяет необходимость в санитарно-гигиеническом отношении, техническом плане и экономической целесообразности какому типу воздухообмена отдать предпочтение.

Вопрос № 9. Объяснить устройство местной вентиляции (приточная и вытяжная), основные технические характеристики и область применения. Виды вентиляции.

В случае если приточный воздух подается на определенные места в помещении, или наоборот отработанный воздух отводится из таковых мест, то вентиляция называется местной. Различают местную приточную и местную вытяжную.

Местная приточная —В основном применяется в производственных помещениях, где необходим интенсивный воздухообмен (местные отсосы и приток) для обслуживания рабочих мест с целью снижения концентрации излишков влаги, теплоты, газов, вредных примесей, пыли и т. д. Как правило, применяется в совокупности с общеобменной.

Местная вытяжная — применяется в тех случаях, когда источники выделения вредных веществ, теплоты и других выделений в помещении локализованы, и нужно не допустить загрязнение воздуха во всем помещении. Она позволяет добиваться хорошего санитарно-гигиенического эффекта при небольших объемах удаляемого воздуха за счет того, что удаление вредных веществ происходит непосредственно из мест их образования или выделения и возможность их распространения в воздухе ограничивается.

При вытяжной вентиляции отработанный воздух удаляется из помещения вентилятором, а свежий воздух поступает в помещение через вентиляционные проемы за счет разрежения, создаваемого им.

Приточная вентиляция отличается от вытяжной тем, что чистый воздух в помещение нагнетается, вследствие чего в нем создается повышенное давление, под влиянием которого отработанный воздух через разного рода неплотности и вентиляционные проемы выходит наружу.

Приточно-вытяжная вентиляция устраивается для организованного (регулируемого) притока и удаления воздуха из помещений. В данном случае имеет место равенство количества поступающего и удаляемого воздуха.

Местная вытяжная вентиляция предназначается для улавливания вредностей в отдельных источниках образования во избежание их распространения по всему помещению. При этом на отдельных рабочих местах создаются условия воздушной среды, отличные от среды всего помещения.

Вся установка для местных отсосов воздуха, состоящая из вентиляторной установки, системы воздухопроводов и устройства для очистки воздуха, заборников (кожухов или зондов), называется системой аспирации.

При всем многообразии систем вентиляции, обусловленном назначением помещений, характером технологического процесса, видом вредных выделений и т. п., их можно классифицировать по следующим характерным признакам:

• По характеру выпуска загрязняющих веществ в атмосферу: сосредоточенная и рассредоточенная;

• По способу перемещения воздуха: естественная (гравитационная) или механическая (искусственная или принудительная) система вентиляции;

• По назначению: приточная, вытяжная, аварийная, противодымная, аспирационные системы вентиляции, воздушное отопление и пневмотранспорт;

• По зоне обслуживания: местная или общеобменная система вентиляции;

• По конструкции: наборная или моноблочная система вентиляции;

• По устройству: канальная или бесканальная;

• По степени свободы: стационарная и переносная;

• По типу зданий: промышленная вентиляция, вентиляция жилых, общественных, офисных, сельскохозяйственных и др. зданий;

• По механизму воздухообмена: вентиляция смешением, вытеснением и локальная подача или отсос воздуха.

Вопрос № 10. Объяснить устройство аэрации, её виды, принцип действия и область применения.

Аэрацией называют организованный естественный воздухообмен в помещении.

Ее осуществляют через специально предусмотренные регулируемые отверстия в наружных ограждениях с использованием естественных побудителей движения воздуха — гравитационных сил и ветра. Аэрация может обеспечивать весьма интенсивное проветривание помещений. В большинстве случаев аэрацию применяют совместно с механическими системами вентиляции, как правило, с местными вентиляционными установками.

Конструктивно просто решается аэрация для помещений, имеющих наружные ограждения.

Для современных промышленных зданий, представляющих собой блок цехов, применение аэрации возможно лишь в крайних пролетах.

Нельзя применять аэрацию в цехах, в которых имеются источники выделения газов и паров вредных веществ или пыли из-за опасности отравления окружающей среды. Кроме того, естественный приток в этих цехах способствует распространению вредных выделений по объему помещения. Не применяют аэрацию и в помещениях с искусственным климатом. В помещениях с большим числом работающих и постоянными  

рабочими местами, а также в помещениях со значительными влаговыделениями аэрацию устраивают лишь в теплый период года, т.е. при tн>10°С. В холодный период года в этих помещениях следует применять приточную вентиляцию с механическим побуждением движения воздуха и соответствующей его обработкой.

В помещениях со значительными тепловыделениями аэрацию можно осуществлять в течение всего года. При этом воздухообмен регулируют изменением площадей проемов для естественных притока и вытяжки.

Виды аэрации:

1. С тепловым побуждением. Основано на принципе движения воздуха в помещениях с отверстиями, расположенных на разных вертикальных расстояниях друг от друга.

2. С ветровым побуждением. Основано на обтекаемости здания ветром.

Вопрос № 11. Объяснить устройство аспирации, область применения, принцип работы.

Аспирация — один из видов вентиляции, когда вместе с вытяжным воздухом “засасываются” и удаляются твёрдые или каплеобразные частицы какого-либо вещества, обычно вредного для человека. Назначение аспирации – локализовать выделения вредностей, т.е. не допустить поступление вредностей от источника образованиях вредностей при технологическом процессе в воздух рабочих помещений.

Функционирование системы аспирации происходит благодаря воздействию транспортирующего газа, обычно воздуха, на частицы удаляемого вещества. Аспирационная система создаёт разрежение в местных воздухозаборных устройствах и укрытиях технологического оборудования. Обычно система аспирации транспортирует удаляемые частицы к специальному, улавливающему их оборудованию.

Основные задачи системы аспирации - эффективная и надёжная очистка воздуха в рабочей зоне, охрана атмосферы от загрязнений выбросами вредных веществ. Системы аспирации могут быть двух видов. В зависимости от расположения улавливающих устройств по отношению к побудителю движения воздуха (вентилятору) они бывают всасывающими или напорными.  Аспирация встречается в дробильных, размольных, литейных, химических и металлургических цехах. Отличительной особенностью аспирационной системы являются сильно наклонные воздуховоды. В менее пыльных производствах используется пылеудаляющая вентиляция (отличается отсутствием наклонных воздуховодов).   

 

Главный критерий эффективности аспирационной установки – степень невыбивания, т.е. отсутствия истечения вредных веществ из-под местных отсосов в воздух рабочих помещений. Т.е. чем более эффективна система аспирации, тем меньше вредностей поступает в помещения из местного отсоса.              

Существует два вида систем аспирации – это моноблочные и модульные.

Моноблочные системы аспирации. Достоинство этих агрегатов позволяет размещать их вблизи от источников выделения вредностей и обеспечивает их простотой подключения к магистралям центральных систем аспирации. Моноблочный агрегат состоит из вентилятора, сепаратора (фильтра) и емкости для отходов, и могут быть мобильного или стационарного исполнения.

Модульные системы аспирации

Классическая система аспирации имеет всего несколько ключевых элементов: 1. Местный отсос. Зонт, укрытие, бортовой отсос и т.п. - любое устройство, которое помогает уловить вредности.  2. Наклоныне воздуховоды из толстостенной стали, которые отводят воздух с пылью от местного отсоса до улицы. 3. Высоконапорный вентилятор. 4. С истема очистки выбросов. Фильтр, циклон и др. устройства, которые очищают вытяжной воздух перед выбросом на улицу (или возврата в цех).

Установки аспирации имеют следующие положительные качества: - конструктивно просты по своему устройству; - совместимы с практически любым технологическим оборудованием; - легко автоматизируются; - препятствуют загрязнению окружающей среды; - снижают риск возникновения пожаров; - улучшают условия труда на производствах; - не препятствуют технологическому процессу и работе операторов; - просты в эксплуатации и очистке.

Установки аспирации имеют недостатки: - высокий расход электроэнергии при типовых решениях с выбросом часто значительного количества воздуха наружу; - быстрый износ конструктивных элементов (воздуховодов, фасонных частей, вентиляторов и другого оборудования).

По максимальным величинам избыточного давления или разряжения системы аспирации бывают: - низкого напора до 7,5 кПа; - среднего напора от 7,5 до 30 кПа; - высокого напора – более 30 кПа.

Вопрос № 12. Объяснить устройство пневмотранспорта, область применения, принцип работы. Виды оборудования, применяемого в пневмотранспорте. Основные схемы пневмотранспорта. Основные расчёты пневмотранспорта.

Пневмотранспорт — техника транспортировки сыпучих и штучных (пневмопочта) грузов под действием сжатой или разрежённой газовой смеси (чаще воздушной).

Вариантами пневматической транспортировки сыпучих материалов являются:

Пневматические транспортные установки (рис. 1) могут быть всасывающими (вакуум-транспорт) и нагнетательными (пневмотранспорт).

В нагнетательных системах источник движущегося воздуха (вентилятор, воздуходувку или компрессор) располагают в нача­ле установки, а во всасывающих системах (вакуум-насос) - в конце, возле места выгрузки. В первом случае перепад давле­ний в системе может достигать 0,3 МПа, так как более плотный воздух лучше поддерживает перемешиваемый материал, что осо­бенно важно при большой длине трубопроводов. Во втором слу­чае максимальный перепад давлений не превышает 0,04- 0,05 МПа, поэтому такие системы применяют для транспортиро­вания сырья на небольшие расстояния.

Всасывающая пневмотранспортная установка (рис. 2, а) состоит из вакуум-насоса 7, приемного сопла 2 трубопровода 3, циклона-отделителя 4, фильтра 5 и шлюзовых затворов 8. Ва­куум-насос создает разрежение в системе. Под действием ат­мосферного давления сыпучий материал 1 вместе с воздухом засасывается через сопло 2 в трубопровод 3 и поступает в циклон-отделитель, в котором скорость воздушного потока резко снижается и происходит осаждение материала. Воздух, содер­жащий мелкую пыль, очищается в фильтре 5 и, пройдя через влагоотделитель б, поступает в вакуум-насос, откуда он выбра­сывается в атмосферу. Материал из циклона-отделителя и фильтра поступает через шлюзовые затворы 6, обеспечивающие достаточно надежную герметизацию системы, к секторным доза­торам 9.

 

 

Рис. 1. Схемы пневмотранспортных установок:

а - всасывающей; б - нагнетательной.

 

Нагнетательная пневмотранспортная установка (рис. 2, б) состоит из воздуходувки 1, калорифера 2, бункера-силоса 5, секторного дозатора 4, трубопровода 5, циклона-отделителя 6 и воздушного фильтра 7. Нагнетаемый воздуходувкой воздух про­ходит через калорифер 2 в трубопровод 5, в который из бунке­ра 3 сыпучий материал подается секторным питателем 4. Воз­душный поток подхватывает материал и транспортирует его по трубопроводу в циклон-отделитель 6, где и происходит его осаж­дение. Выгрузка материала из циклона 6 и воздушного фильт­ра 7 производится через шлюзовые затворы 8.

Рис.  Схемы пневмотранспортных установок: а - всасывающая; б-нагнетательная; в - всасывающе-нагнетательная; г - аэрационная; д - аэротранспортная.

1 - сопло; 2- всасывающий материалопровод; 3- осадитель (расходный бункер); 4-трубопровод; 5- пылеуловитель; б - по - будительтяги; 7-затвор осадителя; 8-Воздуходувная машина (компрессор); 9-масловлагоотделитель; 10-Воздухосборник; 11 - воздухопровод; 12-питатель. 13-нагнетательный трубопровод; 14-Вентилятор; 15-силос; 16-микропористая перегородка; 17-аэрожелоб; 18-Загрузочная станция; 19-Разгрузочная станция; 20-Контейнер.

Расчёт пневмотранспортной установки проводится с целью определения диаметра трубопровода, а так же выбора очистного оборудования и воздуходувной машины.

Прежде чем приступить к расчёту установки, необходимо определить следующие основные величины:

1) техническую производительность установки;

2) длину транспортирующего трубопровода;

3) коэффициент концентрации смеси;

4) надёжно транспортирующую скорость воздуха.

Вопрос № 13. Объяснить устройство воздуховодов и фасонных частей, их назначение.

   Изготавливают воздуховоды, из стальных листов, на заводах с применением специализированных станков, по замерным эскизам и заказным спецификациям. В производстве используют металл из черной, оцинкованной или нержавеющей стали.

     По геометрической структуре воздуховоды подразделяются на прямоугольного и круглого сечения. Круглые воздуховоды и круглые фасонные изделия наиболее простые в изготовлении, чем прямоугольные воздуховоды. Соединение воздуховодов, зависит от необходимости обеспечить воздухонепроницаемость всей системы, и может быть сделано на фланцах или соединительных ниппелях. Для объединения нескольких воздуховодов, или для поворота их под необходимым углом, используют фасонные части (стандартный круглый отвод, равносторонний тройник, переход, зонт и т.п.).

                 

   Прямоугольные воздуховоды используются обычно в системах вентиляции жилых помещений, офисов и т.п. Стандартная длина прямого прямоугольного воздуховода составляет 1,25 или 2,5 метров.  Если по системе воздуховодов будет проходить воздух нормальной влажности и температуры до 70оС, то для изготовления прямоугольных воздуховодов применяется кровельная или листовая сталь. В случае, если систему воздуховодов планируется размещать снаружи здания, или же по ним будет циркулировать воздух повышенной влажности, тогда воздуховоды изготавливаются из оцинкованной стали.  Когда необходимо создать разветвленную сеть прямоугольных воздуховодов, используются прямоугольные фасонные изделия (отводы, тройники и т.п.)

   Прямоугольные воздуховоды длиной менее метра относятся к фасонным изделиям.

 

   Круглые воздуховоды используются в основном в системах вентиляции промышленных предприятий и крупных объектов. Мы предоставляем услуги по производству прямошовных круглых воздуховодов. Прямошовные воздуховоды изготавливаются из одного листа стали, и соединяются двумя кромками на лежачем фальце. Стандартная длина прямого круглого прямошовного воздуховода составляет 1,25 или 2,5 метра.

   Круглые фасонные изделия

Стандартный круглый отвод 90 градусов изготавливается из оцинкованной стали толщиной 0,55-0,7-1мм и радиусом поворота равным диаметру отвода.

Переходы с круглого на прямоугольное сечение используются для стыковки круглых и прямоугольных воздуховодов. Производятся из оцинкованной стали толщиной 0,55 - 0,7 - 1 мм. 

Круглый отвод на 45 градусов изготавливается из оцинкованной стали толщиной 0,55 - 0,7 - 1 мм. В стандартном отводе радиус поворота равен диаметру отвода.

Круглые тройники используются для разветвления воздуховодов.

Переходы круглые с разных диаметров воздуховодов на ниппельном соединении. Применяется когда необходимо состыковать два круглых воздуховода разного сечения.

Круглая заглушка для воздуховодов. Возможно изготовление заглушки с измененными основными параметрами, такими как длина.

Вопрос № 14. Охарактеризовать сетевые детали: воздухоприёмное, воздухораздающее и регулирующее устройства, их конструкция и назначения. Устройства для выброса воздуха в атмосферу. Огнезадерживающие клапаны.

При работе приточной механической вентиляции наружный воздух через воздухоприемное устройство 1 поступает в приточную камеру 2, где проходит обработку и с помощью вентилятора через воздуховоды 3 раздается в помещения; в помещение воздух поступает через приточные отверстия 4 с решетками или специальные приточные насадки. Для изменения количества подаваемого воздуха в системе могут быть предусмотрены регулирующие устройства в виде дроссель клапанов или задвижек, устанавливаемых на ответвлениях воздуховодов и в каналах или в воздухоприемных устройствах.

 

 

Рис. 9.4. Схема приточной системы механической вентиляции.

Воздухозаборные устройства располагают таким образом, чтобы в них не попадал загрязненный воздух, поэтому при установке к ним предъявляется ряд требований:

а) воздухозаборные устройства должны быть удалены от мест загрязнения по горизонтали не менее, чем на 10 м, а по вертикали – не менее, чем на 6 м;

б) забор воздуха осуществляется на высоте не менее 2 м от уровня земли (в зеленой зоне – на высоте не менее 1-1.5 м);

в) при заборе воздуха выше кровли, воздухозаборные устройства располагают не ближе 10 м от вытяжных шахт, а если ближе, то обязательно ниже на 2.5 м.

Конструктивно воздухозаборные устройства могут быть выполнены в виде отдельно стоящей шахты рассоединенной со зданием воздухоприемным каналом (рис. 9.5. а), в виде приставной шахты (рис. 9.5. б), а если приточная камера расположена выше уровня земли, то его устраивают непосредственно в наружной стене здания (рис. 9.5. в). В некоторых случаях воздухозаборные устройства могут располагаться над крышей здания.

Для предохранения помещений от поступления в них через вентиляционные каналы при неработающей вентиляции холодного наружного воздуха воздухоприемные и воздуховыбросные устройства оборудуются многостворчатыми утепленными клапанами с ручным или механическим приводом. При низкой расчетной температуре наружного воздуха клапаны снабжаются системой электроподогрева в целях предохранения от промерзания их створок.

Электроподогрев включается на 10-15 мин перед пуском вентилятора.

Наружные стены вытяжных клапанов и шахт утепляются во избежание конденсации водяных паров из извлекаемого влажного воздуха и образования наледей.

Рис. 9.5. Конструкция воздухоприемных и воздуховыбросных устройств.

В зависимости от конструкции выделяют следующие виды ОЗК:

• Нормально закрытые клапаны: устройства, имеющие заслонку, которая в обычном режиме закрыта. Если происходит задымление, заслонка открывается, тем самым обеспечивая поток воздуха в лифтовые шахты и на лестничные пролеты. Такие противопожарные клапаны используются также после ликвидации пожара – в качестве системы дымоудаления;

• Нормально открытые клапаны: устройства, которые при возгорании автоматически перекрывают воздуховоды и препятствуют распространению огня. Устанавливаются в системах вентиляции.

В зависимости от типов крепления выделяют два вида противопожарных клапанов:

• Стеновые: устанавливаются фланцем в потолке или проеме стены;

• Канальные: устанавливаются непосредственно в воздуховод, имеют два фланца.

Установка противопожарных клапанов может осуществляться под любым углом, вплоть до заделки устройств в ограждающие конструкции. При этом заслонка противопожарного клапана при пожарной тревоге должна сработать надежно и четко. Именно поэтому особое внимание необходимо обратить на привод. Выделяют следующие типы приводов противопожарных клапанов:

• пружинные;

• электромеханические.

• электромагнитные;

Огнезадерживающий клапан (ОЗК )постоянно находится в открытом положении. При возникновении пожара к устройству своевременно поступает тревожный сигал. В результате этого устройство мгновенно закрывается. Это не позволяет огню дальше распространяться по внутреннему пространству помещения. После того, как пожар будет устранен, огнезадерживающий клапан КПС производит свое открытие.

Вопрос № 15. Объяснить устройство приточной камеры, их виды. Характеристика отдельных элементов. Вытяжная камера.

Вентиляционные камеры — изолированные помещения, в которых размещается оборудование приточных и вытяжных систем вентиляции. Вентиляционные камеры выполняют из несгораемых или трудносгораемых материалов. Размеры вентиляционных камер должны позволять проведение ремонта, монтажа и наблюдение за работой вентиляционных установок.

Приточные камеры систем механической вентиляции располагаются на чердаках или на технических этажах, а также в специальных помещениях подвалов и на этажах. Наружный воздух поступает через воздухозаборное отверстие с жалюзной решеткой, проходит через утепленный клапан и фильтр, подогревается в холодный период года в калорифере и вентилятором подается в приточную систему, предварительно пройдя через шумоглушитель.

Утепленный клапан снабжается ручным или механическим приводом, причем последний блокируется с пусковым приспособлением вентилятора. Когда установка не работает, утепленный клапан перекрывает доступ наружного воздуха в вентиляционную камеру.

Типовая приточная камера состоит из вентиляторного агрегата, соединительной, оросительной, калориферной и приемной секций, а также секции для очистки наружного воздуха от пыли. Приточные камеры бывают левого и правого исполнения. Левая камера обслуживается с левой стороны, если смотреть на камеру со стороны входа воздуха, а правая — с правой.

Вытяжные камеры в общественных зданиях размещают на чердаке, в подвалах, на этажах. В производственных зданиях вытяжные вентиляторы устанавливают в камерах на технических этажах, площадках и без камер на кровле зданий, кронштейнах, на полу производственных помещений.

Эффективное решение вентиляции помещений - это использование приточных вентиляционных установок. Приточная вентиляционная установка осуществляет фильтрацию свежего воздуха, при необходимости его нагрев (в холодное время года) и подачу в систему воздуховодов для раздачи по помещениям.  Приточные вентиляционные установки состоят из корпуса, в котором смонтированы следующие устройства:

• фильтр;

• калорифер (что необходимо в зимних условиях);

• вентилятор;

• система автоматики;

• звукоизоляционный материал (различной степени звукоизоляции).

Основные характеристики приточных вентиляционных установок:

• Производительность по воздуху (м³/ час). Изменяется от нескольких десятков до нескольких десятков тысяч м³/час.

• Мощность подогревателя (кВт). (Должна обеспечивать подогрев в зимнее время свежего воздуха от -26°C до температуры подачи в помещения 18-20°C.

• Напор или внешнее статическое давление (кПа).

• Уровень шума (дБ). 

Условно можно разделить приточные вентустановки на несколько типов:

• а) по типу нагревателя:

  • с электрическим калорифером;

  • с водяным калорифером.

• б) По расходу воздуха:

  • до 200-3000 м³/ч - миниприточные установки;

  • более 3000 м³/ч - центральные приточные установки.

• в) По различному исполнению:

  • для вертикального монтажа;

  • для горизонтального монтажа;

  • универсальные.

Вопрос № 16. Объяснить устройство вентиляторов, их классификация и основная характеристика. Схемы исполнения и установка вентиляторов. Направление вращения рабочего колеса. Осевые и крышные вентиляторы, устройство и применение. Аэродинамическая характеристика вентиляторов. Подбор вентиляторов. Марки вентиляторов.

В вентиляционных системах вентиляторы предназначены для транспортирования воздуха от источника забора до помещения. Это устройства для перемещения газов со степенью сжатия не более 1,5 (то есть разность давлений на входе и выходе должно быть не более 15 кПа). В случае, если подача воздуха происходит посредством воздуховодов, то они должны быть выбраны таким образом, чтобы поток подаваемого воздуха смог преодолеть сопротивление вентиляционной сети, которое создается за счет изгибов и поворотов воздуховодов, наличием решеток, фильтров и т.д

Осевые вентиляторы

Конструкция предусматривает движение входящего и выходящего воздушного потока вдоль оси двигателя.

Помимо решения вопросов вентиляции помещений, они находят широкое применение в вентиляции квартир, в охлаждении электроники, в приточных установках, используются в турбовентиляторных авиационных двигателях, монтируются в аэродинамические трубы и т.д.

Прохождение воздушного потока через осевой вентилятор.

Радиальные вентиляторы

Конструкция и производительность изначально предполагали его использование в промышленных целях. В первую очередь обусловлено это тем, что они способны создавать достаточно высокое общее давление за счет формы рабочего колеса и лопаток.

Всасываемый через заборное отверстие воздух под действием вращения ротора, за счет специальной формы лопаток также приобретает вращательное движение и посредством центробежной силы выбрасывается под прямым углом к заборному отверстию.

Диагональные вентиляторы

Являются синтезом радиальных и осевых. Воздух, проходя сквозь него, движется в осевом направлении, а затем в лопастном колесе отклоняется на 45 градусов. Радиальная крыльчатка за счет центробежной силы, действующей в радиальном направлении, увеличивает статическое давление. Достигаемая эффективность — до 80%.

Прохождение воздушного потока через диагональный вентилятор.

Диаметральные вентиляторы

Как правило, имеют форму продолговатого цилиндра и ротор в виде «беличьей клетки» — пустой в центре и лопатки вдоль периферии. Вместо стенок они имеют загнутые вперед лопасти. Забор воздуха происходит с фронтальной части. Воздух увлекается вращающимися лопатками, а затем благодаря диффузору приобретает ускорение в нужном направлении.

Они производят равномерный воздушный поток вдоль всей ширины ротора и имеют наиболее низкие шумовые характеристики. Несмотря на небольшой диаметр рабочего колеса, диаметральные тип способен подавать значительные объемы воздуха. Создаваемое ими давление сравнительно низкое, и тангенциальные вентиляторы, в основном, применяются в системах, где напор воздуха не важен — воздушные завесы, кондиционеры, фанкойлы и др.

Уровень их эффективности может достигать 65%.

Прохождение воздушного потока через диаметральный вентилятор.

В зависимости от конструктивного исполнения и назначения вентиляторы могут быть напольного, настольного, настенного, потолочного или канального исполнения, а также крышные.

В случае если воздух только удаляется из помещения, а замена его новым происходит естественным путем, вентиляция называется вытяжной. В противном случае, когда воздух при помощи вентиляционной системы принудительно подается в помещение, вентиляция называется приточной.

По исполнению вентиляторы делятся на многозональные, канальные и крышные.

Отличительной чертой многозональных является корпус, позволяющий подключить одновременно несколько воздуховодов. Многозональные вид незаменим на объектах, где вытяжку воздуха (или наоборот его подвод) необходимо делать из нескольких помещений сразу.

Канальные вентиляторы — наиболее распространенный вид оборудования для монтажа в вентиляционные каналы круглого и прямоугольного сечений. Они могут быть как осевого, так и радиального типа. Имея небольшие габариты, они могут монтироваться непосредственно в сечении воздуховодов.

Крышные, по определению, предназначены для установки на крышах зданий. В связи с более жесткими условиями эксплуатации (атмосферные осадки и постоянные ветровые нагрузки) их корпус изготавливается на усиленной раме из антикоррозионных материалов — оцинкованная или гальванизированная сталь, защитные эпоксидные покрытия и т.д.

Вентиляторы подбирают по аэродинамическим характеристикам, составленным на основе стендовых испытаний. Аэродинамическими характеристиками вентилятора называются графики, выражающие зависимость давления, развиваемого вентилятором, потребляемой мощности и коэффициента полезного действия от его подачи при постоянной частоте вращения рабочего колеса.

Аэродинамические характеристики вентиляторов бывают индивидуальные, характеризующие аэродинамические качества одного вентилятора определенного размера, и безразмерные, характеризующие аэродинамические качества вентиляторов одного типа, но разных размеров и с различной частотой вращения колеса. Индивидуальные аэродинамические характеристики бывают как для одного значения частоты вращения колеса, так и для всего применяемого диапазона частот. Строят эти характеристики в координатах: по оси абсцисс откладывают значения подачи вентилятора L (м3/ч), по оси ординат — давление Н (Па).

Безразмерные аэродинамические характеристики используют для сравнения аэродинамических качеств вентиляторов различных типов и при проектировании и испытании вентиляторов.

Вопрос № 17. Объяснить виды калориферов, их конструкция. Схемы присоединения калориферов к трубопроводам теплоснабжения и их установка по воздуху. Назначение обводного канала у калориферов. Подбор калориферов.

Калориферы для подогрева сравнительно небольших объемов воздуха при небольших гидравлических сопротивлениях могут выполняться в виде радиаторных секций (рис. XIX. 1) или гладких стальных труб, сваренных в коллекторные коробки (рис. XIX.2). Эти калориферы используются в системах вентиляции с естественным побуждением: в приточных системах — для подогрева наружного воздуха и в вытяжных системах — в качестве тепловых побудителей (с целью усиления вытяжки воздуха из помещений). Теплоносителем в этих калориферах может быть пар или горячая вода от системы центрального отопления.

Основным недостатком указанных калориферов являются их большие габаритные размеры при сравнительно небольших поверхностях нагрева.

Наибольшее распространение в практике получили стальные пластинчатые и спирально-навивные калориферы, имеющие при малых габаритных размерах большую поверхность нагрева и высокую производительность.

Коэффициент теплопередачи навивных калориферов несколько выше, чем пластинчатых, но в то же время первые создают повышенное сопротивление движению воздуха.

Пластинчатые калориферы (рис. XIX.3) состоят из стальных трубок, на которые для увеличения поверхности нагрева насажены стальные пластины толщиной 0,5 мм «а расстоянии 4 мм одна от другой. В спиральнонавивных калориферах (рис. XIX.4) на трубки взамен пластин навивается стальная лента толщиной 0,5 и шириной 10 мм.

Концы трубок у этих калориферов (пластинчатых и спирально-навивных) ввальцованы в трубные металлические решетки, связанные с распределительными коробками, которые имеют патрубки для входа и выхода теплоносителя.

Для лучшего контакта пластин или стальной ленты с трубками и в целях предохранения от коррозии эти калориферы оцинкованы.

Как пластинчатые, так и навивные калориферы подразделяются по движению теплоносителя на одноходовые и многоходовые.

В одноходовых калориферах теплоноситель движется по трубкам параллельно, а в многоходовых — последовательно из трубки в трубку.

В многоходовых калориферах в качестве теплоносителя лучше использовать не пар, а горячую воду, так как при обогреве паром в местах поворота трубок могут возникнуть гидравлические удары. В одноходовых калориферах в качестве теплоносителя применяют и пар, и горячую воду.

По отношению к проходящему через калориферы воздуху они могут устанавливаться параллельно или последовательно (рис. IX.5).

При нагревании больших объемов воздуха и небольшом перепаде температур наружного и нагреваемого воздуха лучше принимать параллельную установку. При большом перепаде указанных температур калориферы следует устанавливать последовательно, хотя при этом гидравлическое сопротивление по воздуху больше, чем при параллельной установке калориферов.

Для подбора калориферов необходимо знать количество подогреваемого воздуха, перепад температур воздуха при входе его в калорифер и при выходе из него, а также параметры теплоносителя.

Подбор калориферов производится с помощью приложений, принимая запас на поверхность их нагрева 10—15%.

Конструкция и принцип работы калориферов.

Калориферы, в зависимости от того, какой источник тепла в них используется, подразделяются на водяные, паровые, и электрические. Принцип действия схемы основан на том, что теплоноситель, как правило, имеет больший коэффициент теплоотдачи по отношению к воздушным потокам.

Виды калориферов.

• паровой (КПСк) калорифер. Источником тепловой энергии в таком калорифере является перегретый водяной пар. Значительный минус такого калорифера - необходимость наличия парогенерирующих устройств, поэтому наиболее оправдана установка такого устройства в промышленных корпусах, оборудованных промышленными паропроводами для непрерывной подачи пара в калорифер.

• Электрический калорифер оборудован ТЭНами для более эффективного теплообмена с окружающим воздухом. Использование электрического калорифера оправдано только в том случае, если площадь вентилируемого помещения не превышает 100-150 квадратных метров или 100м3 в час, иначе расход электроэнергии сводит на нет экономию на установке электрического калорифера.

• Водяной калорифер. Температура поды в таком калорифере может достигать 180 ºС.

По воздуху калориферы могут устанавливаться последовательно (рис.а) и параллельно (рис. б).

1 – калориферы

2 – обводной канал с клапаном 3 для пропуска некоторого количества воздуха минуя калорифер, и регулируя тем самым температуру воздуха после калорифера.

4 – опорная конструкция, на которой устанавливается калорифер приточной камеры.

При теплоносителе установка обводного клапана является обязательным, так как пар не поддается качественному регулированию, а количественное регулирование при его применение затруднительно, так как при небольшом расходе калориферы быстро отдают теплоту и конденсат может замерзнуть.

При теплоносителе воде установка обводного клапана является желательной. Сечение обводного клапана при его полном открытии должно составлять не менее 70 % от живого сечения калорифера.

Регулирование же с помощью обводного канала - довольно простой и надежный способ. Корректируя соотношение воздуха, пропущенного через теплообменник КПСк и в обход его, мы добиваемся смеси температур нужного нам значения.

Расчет и подбор водяных калориферов КСк осуществляется в следующей последовательности:    1. подсчет тепловой мощности для нагрева воздуха,   2. расчет фронтального сечения для прохода воздуха и подбор подходящих калориферов,   3. нахождение массовой скорости,   4. определение расхода теплоносителя,   5. подсчет скорости горячей воды в теплообменнике,   6. вычисление коэффициента теплопередачи,   7. определение среднего температурного напора,   8. нахождение теплопроизводительности калорифера или установки,   9. установление запаса по тепловой мощности,   10. расчет аэродинамического сопротивления,   11. определение гидравлического сопротивления по теплоносителю.

Вопрос № 18. Характеристика оборудования для очистки воздуха от пыли – его виды и конструкция.

Очистка воздуха от пыли может быть грубой, средней и тонкой. При грубой очистке воздуха задерживается крупная пыль (размером частиц > 100 мкм). Такую очистку можно использовать, например, как предварительную для сильно запыленного воздуха при многоступенчатой очистке. При средней очистке задерживается пыль с размером частиц до 100 мкм, а ее конечное содержание не должно быть более 100 мг/м3. Тонкой является такая очистка, при которой задерживается очень мелкая пыль (до 10 мкм) с конечным содержанием в воздухе приточных и рециркуляционных систем до 1 мг/м3.

Пылеуловители — это устройства, действие которых основано на использовании для осаждения частиц пыли сил тяжести или инерционных сил, отделяющих пыль от воздушного потока при изменении скорости (в пылеосадочных камерах) и направления его движения (одиночные и батарейные циклоны, инерционные и ротационные пылеуловители).

Пылеосадочные камеры. Эти камеры применяют для осаждения крупной и тяжелой пыли с размером частиц более 100 мкм.

Инерционные пылеуловители. Такой пылеуловитель (рис. 11, в) представляет собой набор усеченных конусов 1, установленных после довательно таким образом, что между ними образуются щели 2. Пыльный воздух поступает через отверстие 5. Пылеотделение основано на изменении направления движения пыльного воздуха, при этом взвешенные частицы пыли, имеющие значительно большую силу инерции, чем чистый воздух, продолжают двигаться в прежнем осевом направлении к узкому отверстию 4, а чистый воздух выходит через щели 2.

Циклоны. Их применяют для грубой и средней очистки от сухой неволокнистой и неслипающейся пыли. Пылеотделение в циклонах основано на принципе центробежной сепарации. Попадая в циклон по касательной через входной патрубок 1 (рис. 11, г), воздушный поток приобретает вращательное движение по спирали и, опустившись до дна конической части 2, выходит наружу через центральную трубу 3. Под действием центробежных сил частицы пыли отбрасываются к стенке циклона и, увлекаемые воздушным потоком, опускаются на дно циклона, а оттуда удаляются в пылесборник. Эффективность очистки увеличивается (до 90%) при уменьшении размеров циклона, поскольку величина центробежной силы обратно пропорциональна расстоянию частиц пыли от оси циклона. Поэтому вместо одного циклона большого размера ставят параллельно два или более циклонов меньших размеров — так называемые батарейные циклоны.

Из-за возможного возгорания и взрывов пыли в циклонах их устанавливают вне производственных помещений.

Для очистки воздуха с большим содержанием пыли используют циклоны с водяной пленкой, создаваемой на его внутренней поверхности.

Ротационные пылеуловители (ротоклоны). Эти пылеуловители представляют собой центробежный вентилятор (рис. 11, д), который одновременно с перемещением воздуха очищает его от крупных частиц пыли (> 10 мкм) благодаря силам инерции, возникающим при вращении рабочего колеса.

Пыльный воздух поступает во всасывающее отверстие 1. При вращении колеса 2 пылевоздушная смесь движется по межлопаточным каналам колеса, при этом частицы пыли под действием центробежных сил и сил Кориолиса прижимаются к поверхности диска колеса и к набегающим сторонам лопаток колеса. Пыль с очень небольшим количеством воздуха (3—5%) поступает через зазор 8 между колесом 2 и диском колеса в кольцеобразный приемник 5, а очищенный воздух — в улитку 4 и выходной патрубок 9. Обогащенная пылью смесь через патрубок 5 поступает в бункер б, в котором пыль оседает, а освободившийся от нее воздух через отверстие 7 снова возвращается в пылеприемник 3. В бункере 6 пыль увлажняется.

Рис. 11. Пылеотделители: а, б — пылеосадочные камеры; в — жалюзийный пылеотделитель; г — циклон; д — ротоклон

Фильтры — это устройства, в которых запыленный воздух пропускается через пористые, сетчатые материалы, а также через конструкции, способные задерживать или осаждать пыль.

В качестве фильтрующих материалов применяют стекловату, гравий, кокс, металлическую стружку, пористую бумагу или ткань, тонкую металлическую сетку, фарфоровые или металлические полые кольца. В зависимости от применяемого материала фильтры имеют соответствующее название — матерчатые, бумажные и т. п.

Бумажные фильтры. Фильтрующим материалом в них является гофрированная, пористая бумага (целлюлозная вата) или так называемая шел ковка (шелковистая пористая бумага), сложенная в 4— 10 листов и закладываемая в специальные кассеты.

Матерчатые фильтры. На рис. 12, а показан рукавный самовстряхивающийся фильтр типа ФВ с обратной продувкой. Он состоит из нескольких секций, в каждой из которых размещены 18 рукавов диаметром 135 мм.

Фильтр работает следующим образом: запыленный воздух через патрубок 1 поступает в корпус 2, общий для всех рукавов, откуда попадает в рукава 3, и, проходя через ткань последних, на ее поверхности оставляет пыль. Очищенный воздух через клапанные коробки 4 выходит из фильтра.

Периодическое встряхивание рукавов фильтра производится механизмом 7, а обратная продувка — переменной положения клапана 8. Пыль удаляется в пылесборник 5 с выпускным клапаном 6 при помощи шнека 9. Для тонкой и практически полной очистки воздуха (99,9%) в ряде производств используются фильтры из ткани ФПП.

Масляные фильтры. Такие фильтры применяют для очистки воздуха, подаваемого в помещение при малых концентрациях пыли (до 20 мг/м3).

Ряд конструкций представляет собой кассету, обтянутую сеткой и заполненную фарфоровыми или медными кольцами, гофрированными сетками (рис. 12, б). Эта кассета перед установкой в сеть опускается в веретенное или вазелиновое масло.

Частицы пыли, проходя с воздухом через лабиринт отверстий, образуемых кольцами или сетками, задерживается на их смоченной поверхности. Эффективность очистки достигает 95—98%.

Рис. 12. Фильтры:

а — матерчатый рукавный самовстряхивающийся; б — кассетный масляный; в — самоочищающийся масляный

В настоящее время широкое распространение получили самоочищающие масляные фильтры (рис. 12, в), в которых фильтрация осуществляется двумя непрерывно движущимися полотнами 2 из металлической сетки. Нижняя часть полотна на 150 мм погружена в масло, находящееся в ванне 1.

При загрязнении масляных фильтров кольца и сетки промывают в содовом растворе.

Электрические фильтры. Фильтры применяют для очистки воздуха и газа от мелкодисперсной пыли. Работа электрофильтров основана на создании сильного электрического поля при помощи выпрямленного тока высокого напряжения (50— 100 кВ), подводимого к коронирующим электродам (рис. 13, а). При прохождении пыльного газа или воздуха через фильтр происходит ионизация частиц пыли, т. е. образование положительных и отрицательных ионов. Пыль, получившая заряд от отрицательного коронирующего электрода, стремится осесть на положительном электроде, которым являются заземленные стенки фильтра и специальные осадительные электроды. Ультразвуковой фильтр. В таких фильтрах (рис. 13, б), применяемых для тонкой очистки, под влиянием ультразвука высокой интенсивности происходит коагуляция мельчайших частиц пыли. Образующиеся крупные частицы затем осаждаются в обычных пылеуловителях, например в циклонах.

Рис. 13. Фильтры:

а — электрический; б — ультразвуковой; 1 — изолятор; 2 — стенки фильтра; 3 — коронирующий электрод; 4 — заземление; 5 — генератор ультразвука; 6 — циклон

Вопрос № 19. Объяснить устройство по утилизации тепла из воздуха выбрасываемого в атмосферу.