From Max / воздухообмен

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ЭБЖ

ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ

Расчет потребного воздухообмена

ВАРИАНТ №2

Выполнил:

студент гр. 8А21

Ефимов С.В.

Проверил:

доцент

Дашковский А.Г.

2005 г

В цехе размерами 30х12х8 установлено однотипное оборудование. Рабочая смена -30 человек, два из них заняты окраской, пайкой деталей. Оборудование имеет электропривод, 123 кВт. В помещении 16 оконных проемов площадью 3,9 м² Освещение в цехе - люминисцентными светильниками. Окраска производится нитроэмалями (для разбавления используются растворители).

Рассчитать потребный воздухообмен и кратность воздухообмена в помещении цеха, учтя все вредности (избыток тепла, выделяющиеся вредные вещества)

Растворитель для краски – бензол, вид окраски – ручной., температура воздуха: удаляемого – 23, приточного – 15.

Данные к расчету:

Мощность электрооборудования, Р, кВт	123
Растворитель для краски	бензол
Вид окраски	ручная
Температура воздуха: Со
удаляемого	23
приточного	15

Размеры помещения, м	30х12х8
Площадь окна, м2	3,9
Кол. Шт. ,К	16
Смена, N,чел.	30

РАСЧЕТ ПОТРЕБНОГО ВОЗДУХООБМЕНА

Воздухообмен в производственных помещениях необходим для очистки воздуха от вредностей: для удаления вредных веществ (выделяющихся вредных газов, паров и пыли); для удаления излишних водяных паров; для удаления избыточного тепла.

1.РАСЧЕТ ВОЗДУХООБМЕНА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА

Потребный воздухообмен определяется по формуле:

, м³/ч (1)

где: L, м³/ч - потребный воздухообмен;

G, г/ч - количество вредных веществ, выделяющихся в воздух помещения;

x_в, мг/м³ - предельно допустимая концентрация вредности в воздухе рабочей

зоны помещения, согласно ГОСТ 12.1.005-88 по [1];

x_н, мг/м³ - максимально возможная концентрация той же вредности в воздухе

населенных мест по таблице 1, согласно СН-3086-84.

Кратность воздухообмена определяется по формуле

, ч ^–1

где: V_п – внутренний объем помещения, м³.

Согласно СН 245 – 71, кратность воздухообмена n 10 недопустимо.

Рассмотрим отдельные характерные случаи выделения вредных веществ в воздух помещения и определения потребного воздухообмена.

1. Определение воздухообмена при испарении растворителей и лаков.

Используем формулу:

, г/ч

где: a, м²/ч – средняя производительность по окраске одного рабочего составляющая при покраске в ручную составляет 12 м²/ч.

A, г/м² – расход лакокрасочных материалов;

m, % - процент летучих растворителей, содержащихся в лакокрасочных материалах;

n – число рабочих, одновременно занятых на покраске.

А=200 г/м², m = 92 % (по таблице 3)

г/ч

Определяем потребный воздухообмен в помещении:

- для бензола находим из таблиц 1 и 2, Приложения :

Xв=15 мг/м³, Xн=1,5 мг/м³

м³/ч

1.2. Определение потребного воздухообмена при пайке электронных схем

Пайка осуществляется свинцово-оловянным припоем ПОС-60, который содержит С = 0,4 доли объема свинца и 60 % олова. Наиболее ядовиты аэрозоли (пары) свинца.

В процессе пайки из припоя испаряется до B = 0,1% свинца, а на 1 пайку расходуется 10 мг припоя. При числе паек - N, количество выделяемых паров свинца определяется как:

, мг/ч

G = 0,6  0,00110  100 2 = 1,2 мг/час.

Определяем потребный воздухообмен:

- для свинца и его соединений находим из таблиц 1 и 2, Приложения:

Х_в=0,01 мг/м³;

Х_н=0,001 мг/м³;

L = 1,2 / (0,01 - 0,001) = 133,3 м³/час

1.3. Определение воздухообмена в жилых и общественных помещениях

Определим потребную кратность воздухообмена в помещении, где работают 30 человек.

Содержание CO₂ для больших городов – 0,5 л/м³

По таблице 4 определяем количество CO₂, выделяемое одним человеком при физической работе g = 45 л/ч.

Определяем допустимую концентрацию CO₂, Xв = 1 л/м³ и содержание CO₂ в наружном воздухе для больших городов принимаем Xн= 0,5 л/м³.

Определяем потребный воздухообмен:

м³/ч

Вывод: В воздух помещения одновременно могут выделяться несколько вредных веществ, которые по действию на организм человека могут быть однонаправленными и разнонаправленными. Для однонаправленных веществ расчетные значения потребного воздухообмена суммируются, а для разнонаправленных веществ выбирается наибольшее из имеющихся значений потребного воздухообмена.

Вредные вещества в рассмотренных примерах относятся к веществам разнонаправленного действия, поэтому выбираем максимальное из полученных значений, т.е. L = 327111 м³/ч (потребный воздухообмен для паров растворителей при окраске).

Для проверки соответствия требованиям устройства вентиляции, согласно выражения (2), определим кратность воздухообмена:

ч^-1.

Данное значение превышает установленную величину – 10 ч^-1, поэтому необходимо принять дополнительное решение по устройству вентиляции в помещении. Например, таким решением может быть исключение распространения от двух мест окраски растворителей по всему помещению за счет применения местной вытяжной вентиляции.

Расчет объема воздуха удаляемого местной вентиляцией определяется по формуле:

где, F – площадь сечения всасывающих отверстий, м²;

v – скорость воздуха в сечении вытяжной вентиляции, м/с. Рекомендуется принимать значение скорости в интервале 0,8 – 1,5 м/с.

Подберем подходящую площадь сечения всасывающих отверстий при максимально возможной рекомендуемой скорости воздуха в сечении вытяжной вентиляции.

Вывод: установив в цеху местную вытяжную вентиляцию с полученными размерами высасывающих отверстий на местах покраски, можно предотвратить распространение вредных веществ по помещению.

РАСЧЕТ ПОТРЕБНОГО ВОЗДУХООБМЕНА ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ИЗБЫТОЧНОГО ТЕПЛА

Расчет потребного воздухообмена для удаления избыточного тепла производится по формуле:

, м³/ч

где: L, м³/ч – потребный воздухообмен;

Q _изб, ккал/ч – избыточное тепло;

y_в = 1,206 кг/м³ – удельная масса приточного воздуха;

C_в = 0,24 ккал/кг*град – теплоемкость воздуха;

∆t = t _вых – t_пр, ⁰С

где: t _вых, ⁰С – температура удаляемого воздуха;

t_пр, ⁰С – температура приточного воздуха;

Q_н = Q_изб / V_н, ккал/м³*ч

где: V_н, м³ – внутренний объем помещения.

Q _изб = Q_об + Q _осв+ Q_л + Q _р – Q_отд, ккал/ч

где: Q_об - тепло, выделяемое оборудованием;

Q_осв – тепло, выделяемое системой освещения;

Q_л – тепло, выделяемое людьми в помещении;

Q_р – тепло, вносимое за счет солнечной радиации;

Q_отд – теплоотдача естественным путем.

Определяем количество тепла, выделяемого оборудованием

Q_об = 860·P_об·Y₁ , ккал/ч

где: Y₁ – коэффициент перехода тепла в помещение, зависящий от вида оборудования;

P_об, кВт – мощность, потребляемая оборудованием;

P_об = P_ном ·Y₂·Y₃·Y₄

Y₁·Y₂·Y₃·Y₄=0,25

Q_об = 860·123·0,25 = 26445 ккал/ч

Определяем количество тепла, выделяемого системой освещения

Q_осв = 860 ·P_осв · α · b· cos (φ), ккал/ч

где: α – коэф.перевода электрической энергии в тепловую,

люминесцентные лампы α = 0,46 – 0,48;

b – коэф. одновременности работы (b=1);

cos (φ) = 0,7 – 0,8 – коэф. мощности;

P_осв – мощность осветительной установки.

Q_осв = 860·80·0,48·1·0,77 = 25428 ккал/ч

Определяем количество тепла, выделяемого находящимися

в помещении людьми

Q_л = N·q_л, ккал/ч

где: N – количество людей в помещении;

q_л - тепловыделения одного человека (табл №6);

Q_л = 30·70= 2100 ккал/ч

Определяем количество тепла, вносимого за счет солнечной радиации

Q_р = m · S · q_ост , ккал/ч

где: m – количество окон;

S, м² – площадь одного окна;

q_ост, ккал/ч – солнечная радиация через остекленную поверхность (табл №7).

Q_р = 16·3,9·125= 7800 ккал/ч

Q_отд = 0

Q_изб = 26445+25428+2100+7800 = 61773ккал/ч.

L = 61773 / 1,206*0,24*(23-15)= 26679 м³/ч

n = 26679 / 2880 = 9.26

Значения n не превышает установленную величину – 10 ч^-1

Вывод: установив в цеху местную вытяжную вентиляцию с полученными ранее размерами высасывающих отверстий на местах покраски, можно предотвратить распространение вредных веществ по помещению, а также обеспечить необходимый теплоотвод.

7