книги из ГПНТБ / Канунников В.Ф. Вентиляция заводов производства строительных материалов

Г Л А В А IV

ВЕНТИЛЯЦИЯ ПЫЛЕВЫДЕЛЯЮЩИХ ПОМЕЩЕНИЙ

I. РАСПРОСТРАНЕНИЕ ВРЕДНОСТЕЙ ПО ПОМЕЩЕНИЮ И СПОСОБЫ ВЕНТИЛИРОВАНИЯ

[■Тзвестно, что вентиляция [предназначена для удале­ ния вредных выделений из рабочих помещений и пода­ чи в них свежего воздуха.

Характер распространения вредных примесей по по­ мещению зависит от их удельного веса, а также от ин­ тенсивности и направления воздушных потоков. Вреднос­ ти более легкие, чем воздух, устремляются в верхнюю

мещения находится в непрерывном движении. Если в по­

122

вании или охлаждении внутренних поверхностей наруж­ ных ограждений помещения.

Причиной возникновения воздушных потоков являет­ ся и инфильтрация (проникновение наружного воздуха в помещение) и эксфильтрация (выход внутреннего возду­ ха из помещения) воздуха через неплотности притворов

•окон, фонарей, ворот й дверей.

Кроме того, потоки воздуха в помещении появляют­ ся от работающего механического оборудования, дви­ жущихся людей и транспорта.

В результате совместного действия всех этих фак­ торов в помещении создается весьма слоясная картина распределения воздушных потоков. Поэтому и ^нцентрация вредностей, разносимых воздушными струями, в различных точках помещения неодинакова, но всегда бу­ дет наибольшей у места выделения пыли.

Места выделения вредностей, как правило, обору­ дуются укрытиями, однако, эти вредности иногда из-за несовершенное™ технологического процесса прорывают­ ся через неплотности оборудования и попадают в воз­ душную среду помещения. Характер распространения

рудование, а также выделяются пыль и газы, то с наг­ ретым воздухом эти вредности будут увлекаться вверх, поэтому в этом случае правильной схемой воздухообме­ на следует считать „снизу — вверх", т. е. приток в ра­ бочую зону, а вытяжка из верхней зоны.

Загрязненный воздух при общеобменной вентиляции необходимо удалять из тех мест,, где наблюдаются наи­

123

отсутствии же теплоизбытков, как правило, в верхнюю

ся ее компактность и дальнобойность*. Приточная струя по пути своего движения вовлекает в циркуляцию,больт шое количество окружающего воздуха, поэтому, основ­

ную роль в направлении и распределнии. воздушных потоков игает приток.

Вследствие этого в помещениях с пылевыделеннями приток свежего воздуха осуществляется в верхнюю зону помещения. В противном случае при подаче воздуха в рабо­ чую зону появляется опасность возникновения вторичногопылеобразования, т. е. сдувка осевшей пыли. В этом случае при помощи струй воздух следует подавать парал­ лельно перекрытию, с таким расчетом, чтобы скорость его затухала при подходе к противоположной торцевой стенке помещения.

В помещениях с пылевыделеннями, наиболее’ безопас­ ным способом подачи приточного воздуха является его приток при помощи перфорированного воздуховода. Ука-\ занный воздуховод прокладывается под перекрытием помещения, а воздух направляется вниз, в рабочую зону. Благодаря перфорации, при .такой подаче, скорость воз­ духа быстро затухает, что предотвращает взмучиваенме. пыли и опасность образования вторичного пылеобразования.

124

В-'отличие от факела приточной струи, скорость воз­

совокупность которых называется спектром скоростей всасывания. Максимальный радиус этого спектра немно­ го больше' диаметра всасывающего отверстия.

Такое быстрое затухание скорости всасывания возду­ ха объясняется тем, что к вытяжному отверстию (в от­ личие от приточного) воздух подтекает со всех сторон.

Характер изменения скоростей у квадратных от­ верстий почти не отличается от спектра всасывания у круглых отверстий.

Таким образом, местные отсосы будут давать эффект лишь в том случае, если они установлены в непосредст­ венной близости от места выделения вредностей. При установке местного отсоса у пылевыделяющего обору­ дования его эффективность будет также зависеть от физико-химических свойств пыли и наличия укрытий у этого оборудования.

2. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПЫЛИ

Пыль возникает в результатеизмельчения твердого вещества. На заводах строительных материалов большое количество пыли образуется при размалывании, дробле­ нии, просеивании, пересыпке, сортировке и транспорти­ ровании сыпучих материалов.

. Пыль классифицируют по степени измельчения, по роду вещества, из которого состоят частицы, по смачи­ ваемости, по вредности пыли для организма человека и по взрывоопасности.'

125

Размер частицй пыли характеризуется величной по­ перечного сечения, измеряемого в микронах, и соответст­ венно подразделяется на пыль: очень мелкую (0,1 —1 мк),. практически не оседающую, мелкую (2—10 мк), долго, витающую в воздухе, среднюю (20—60 мк) и крупную, (более 60 мк), быстро оседащщую. ч

Строительными нормами и правилами (СН и П—1 1\ 5 —62) предусматриваются следующие классификацион­

группе на основании ее фракционного состава,т. е. про­

Процентное содержание различных фракций пыли обычно определяется ситовым анализом.

Скорость'оседания мелких частиц пыли, происходя­ щего под действием силы тяжести, очень нёзначйтельна.

Пыль, находящаяся в воздухе во взвешенном .состоя­ нии, называется аэрозолью. Пыль, осевшая из воздуха и образовавшая пылевой налет, носит название аэрогель.

126

Аэрозоли с одинаковыми размерами пылинок практически не встречаются. Как правило, они содержат пыль различ­ ных размеров. Такая пыль называется полидисперснрй.

Большинство аэрозолей неустойчиво, т. е. со,времет нем изменяется число пылинок и масса их в единице объема воздуха. Объясняется это тем, что мелкие .пы­ линки. движутся не только в результате поступательно­ го движения воздуха, но и под действием броуновского движения, т. е. под действием ударов молекул и вих­ рей, образующихея при турбулентном движении воздуш­ ного потока. При этом пылинки будут двигаться не па­ раллельно воздушному потоку и не параллельно одна относительно другой. Они будут сталкиваться друг с другом и слипаться. Процесс столкновения 'мелких пы­ линок и, образования сравнительно крупных пылинок, на­ зывается коагуляцией. Укрупненные частицы, благодаря увеличению своего веса, быстрее выпадают из воздуш­ ного потока.

• В спокойном воздухе частицы минеральной пыли раз­ мером в 1,0 мк оседают со ^скоростью около 25 см1ч. В воздухе же промышленного помещения, где неизбежны потоки воздуха, частицы пыли размером 2,0 мк и более могут относительно долго витать (в дробильных цехах пылинки размером 2,0—3,0 мк почти не оседают). В момент образованияаэрозоли пылинки могут приобре­ тать электрические заряды. Часто это происходит при трении пылинок о металл, при этом, аэрозоль заряжае­ тся положительно. Необходимо ответить, что наличие электрических зарядов на частицах аэрозоли может нес­ колько повлиять на их коагуляцию. Когда большинство частиц аэрозоли заряжено одинаковым зарядом, коагуля-

. 127

цтг'затруднена и, наоборот, когда часть частиц заряже­ на1' положительно, а другая отрицательно, то это _спрсоб'Ствует коагуляции.

УДёлйный вес пыли зависит от вещества, из котбро го состоят частицы. Минеральная пыль имеет удельный вес в:-среднем 2,0 г1см3, а-органическая 1,2—1,8 г!см?. Объемный1 все пыли также различен. Насыпь осевЩей пылЩ'пройдзана межчастичными пространствами, а м'елкй&'пЫлевые частйфы окружены молекулами воздуха. Вследствие этого, объемный вес пыли на заводах строи­ тельный материалов колеблется от.0,5 до 2,0 г!см3 (mtk3).

Поверхность пыли, отнесенная к единице массы, весь- ма-велика. Так, например, твердое тело объемом 1 сМ? при1'раздроблении его на мельчайшие кубы с длиной 'реб­ ра 1 0 '.« а- увеличивает свою поверхность в 1000 раз. Такое резкое увеличение поверхности раздробленного вещества повышает химическую -активность пыли, спо­ собствует ускорению окислительного процесса. Если вещество способно к горению, то горение тонко из­ мельченной пыли начинается при относительно низкой температуре. Это свойство пыли (при необходимости) на- . до особо учитывать и принимать необходимые противо­ пожарные мероприятия.

Необходимо отметить, что_не всякая пыль хорошо смачивается. Существуют понятия гидрофильное™ — для хорошо смачиваемой пыли и гидрофобности — для плохо смачиваемой пыли. Под смачиваемостью понимают поверх­ ностное абсорбирование влаги твердым телом. Условием смачиваемости пылевых частиц является Образование на их поверхности слоя жидкости, из которого влага про­ никает внутрь пылевой частицы. Процесс смачивания требует' удаления слоя воздуха, абсорбированного пы­ левой частице. Большое влияние на смачиваемость ока­ зывает величина пылинки. При большом измельчении поверхность пыли возрастает, а следовательно, увеличи­ вается абсорбирование газа, что значительно снижает

128 •

смачиваемость. В процессе смачиваемости пыли боль­ шую роль также играют и межмолекулярные силы. Для увеличения способности к смачиванию в воду часто вводят специальные средства (детергенты), уничтожаю­ щие или уменьшающие ш>вер<ностное напряжение меж­ ду твердым телом и жидкостью и облегчающие увлаж­ нение. На смачиваемость влияет и форма пылинок. Пылинки'сферической формы, даже самые мелкие, легче увлажняются, чем пылинкинеправильной острой формы.

классам крупности или дисперсного состава, очень важ­ но, в первую очередь, для правильного выбора пылеу­ ловителя. Эффективность пылеуловителя (степень улав­ ливания пыли) определяется отношением массы задер­ жанной части пыли к общей массе пыли, поступающей с очищаемым воздухом.

Г1| и движении запыленного потока по воз луховодам

на пылинки действуют различные факторы: сила тяжес­ ти, пол, в зиянием которой пылинки могут падать вниз; воздушный поток; вихри в - том случае, если воздух движется турбулентно (вследствие этого действия рас­

кой-то части (стенке) воздуховода Чем мельче пылинки, тем меньше па них влияют силы

тяже тн и инерционные силы, тем более сильные дей­ ствия оказывает турбулнзация.

Опыт показывает, что в большинстве случаев, ког­ да воздух движется турбулентно и содержит пылинки ме ъче 5 мк, поле запыленности почти равномерное, т. е. концентрация пыли в воздухе в различных точках сечения воздушного потока почти одинаковая.

Чем крупнее пылинки, тем более неравномерное поле запыленности может быть в горизонтальных воздухово­

может оказаться близкой к среднему ее значению длявсею воздушного потока.

Учитывая сказанное, обычно при определении запы­ ленности воздушного потока поступают следующим об­

зультатах можно в дальнейшем определять запыленность

130

в одной какой-либо точке сечения воздуховода, напри­ мер, в центре. Если предварительные измерения - пока­ жут, что в разшчных точках сечения.воздуховода кон­

жая на него.

Для определения общего количества пыли, содер­ жащейся в воздухе, поступающем в пылеуловитель иливыбрасываемом в атмосферу, нужно величину запылен­ ности воздуха умножить на его объем;

3. ОБЕСПЫЛИВАЮЩАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ

На промышленных предприятиях с выделением пы­ ли, независимо от рода пгбизводства, схемы решения систем вентиляции характеризуются большой аналогией.

гВсе оборудование, при работе которого выделяется пыль, снабжают местными отсосами, подключенными к одной или нескольким системам Met тной вытяжной вен­ тиляции. Иногда при значительном количестве пыли сис­ темы предназначают не только для локализации пылевыделений, но и для пневматического транспорта отходов. Удаляемый воздух перец выпуском его в атмосфе­ ру подвергается очистке в пылеуловителях или фильт­ рах. К местным вытяжным системам иногда подключают дополнительные отростки сети от вытяжных па.трубков, удаляющих небольшие объемы воздуха изверхней зоны помещения.

131