Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Романенко П.Н. Пожарная профилактика систем отопления и вентиляции учебник

.pdf
Скачиваний:
52
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
16.6 Mб
Скачать

Величина критической скорости принимается больше скорости диффузии вредных или горючих газов. В зависимости от темпера­

туры и

токсичности

вредностей критическая скорость устанавли ­

вается

в пределах

0,15—0,5

м/сек.

 

 

Однобортовые отсосы применяются при ширине о б с л у ж и в а е м ы х

ванн до 0,8 м. Двухбортовые

отсосы по производительности

возду­

ха

и эффективности

у л а в л и в а н и я вредности наиболее экономичны

при

ширине ванны от 0,5 м. Предельной для двустороннего

отсоса

считается ширина ванны 1,6 м. Опрокинутые бортовые отсосы ста­

новятся

эффективнее

обычных

только тогда,

когда

уровень ж и д ­

кости в ванне

относительно

низок и находится от верхней

кромки

ванны

на

расстоянии

 

не

менее

150—300

мм.

 

 

Р а с х о д воздуха, удаляемого бортовыми

отсосами

от ванн, опре­

деляется, по эмпирической

формуле:

 

 

 

 

 

 

 

 

L=a-j/ts

з,

tn

xsl,M3j4,

 

 

 

(13.13)

 

 

 

 

 

 

 

где а — коэффициент,

который зависит от ширины ванны В и сте­

 

пени

токсичности

вредных

выделений;

 

 

tB—температура

жидкости

 

в ванне,

° С;

 

 

 

tn — температура

воздуха

в

помещении,

° С;

 

 

X — поправочный

коэффициент, учитывающий глубину

жидкос ­

 

ти

в

ванне;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s — поправочный

 

коэффициент,

учитывающий

подвижность

 

воздуха в помещении и степень токсичности вредных вы­

 

делений;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ — длина

ванны,

м.

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициенты а, X и s

определяются по т а б л и ц а м [34], состав­

ленным

на основании

экспериментальных

исследований.

 

Степень

токсичности

вредных

выделений учитывается так назы ­

ваемой границей или высотой спектра вредностей гі с . По д высотой спектра вредностей можно понимать такой слой над уровнем ж и д ­ кости, выше которого концентрация вредностей находится в преде­

лах

допустимой по санитарным

нормам .

 

 

 

 

В настоящее время при расчетах принимают три высоты

спект­

ра вредностей: дл я очень вредных ванн

40 мм,

дл я вредных

ванн

80 мм,

д л я всех остальных

ванн 160 мм. Д л я

бензина,

например,

величина hc

принимается

равной

160

мм.

 

 

 

 

Отдельные величины коэффициента

ос в зависимости

от

шири­

ны

з е р к а л а

ванны В и высоты спектра

вредностей hc приведены в

табл .

13.1.

 

 

 

 

 

 

 

300

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 13.1

 

 

 

Высота

о при ширине

зеркала ванны

В, мм

Тип отсоса

 

спектра

 

 

 

 

 

 

вредностей

500

700

900

1100

1300

 

 

 

 

 

 

Лс , мм

 

 

 

 

 

Обычный

односто­

40

730

1300

 

 

 

80

530

1000

 

ронний

 

 

 

 

 

160

400

800

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обычный

двусто­

40

375

525

675

825

970

80

285

400

520

680

750

ронний

 

 

 

 

160

220

300

380

480

570

 

 

 

Опрокинутый

 

40

680

1100

 

 

 

односторонний

 

80

500

900

 

 

 

160

400

690

 

 

 

Опрокинутый

 

40

400

575

750

940

1100

 

80

300

455

600

750

900

двусторонний

 

 

160

240

350

470

580

700

 

 

 

Н е к о т о р ые

значения коэффициента s при подвижности

воздуха

в помещении ш п = 0,2 и 0,4 м/сек, а т а к ж е Д£ = 20—80° С приведены

в табл .

13.2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 13.2

Высота

спектра

 

Величина коэффициента *

при

одностороннем

двустороннем

двустороннем

вредностей, мм

обычном

и опро­

опрокинутом от­

 

 

кинутом

отсосе

обычном

отсосе

сосе

 

 

 

 

 

При

подвижности

воздуха в

помещении wn =0,2

м/сек

40

 

1,01—1,07

1,12—1,40

1,00—1,08

80

 

1,03—1,1

1,16—1,53

1,03—1,12

160

 

1,05—1,14

1,23—1,65

1,04—1,16

 

При

подвижности

воздуха в

помещении

дап=0,4

м/сек

40

 

1,07 —1,19

1,30—1,80

1,06—1,23

80

 

1,10 —1,25

1,40—2,15

1,12—1,36

160

 

1,145—1,32

1,57—2,55

1,20—1,53

С увеличением разности температур Д^=^ а 1 „ коэффициент s уменьшается. Д л я ванн с температурой, равной или меньшей темпе­

ратуры помещения,

коэффициент

s при минимальной величине

принимается 20° С,

а в подкоренном выражени и формулы (13.13)

величина (tB1„)

принимается

10° С.

301

Д л я некоторых значений —

(где

Я — в ы с о т а

от уровня

щели

всасывания до уровня раствора;

b

высота щели

бортового

отсо­

са) величина поправочного коэффициента х, учитывающего глубину

жидкости в ванне,

приводится в

табл . 13.3.

 

 

 

 

 

 

 

Таблица

13.3

H

Величин а

коэффициента

х при

 

обычном дву­

опрокинутом

обычном одно­

b

стороннем от­

 

стороннем

от­

отсосе

 

 

сосе

 

сосе

 

 

 

 

 

1,0

1,0

1,0

 

1.0

 

1,5

1,3

0,9

 

0,95

 

2,0

1,7

0,8

 

0,9

 

2,5

2,5

0,7

 

0,85

 

Активированные местные отсосы. Двусторонние бортовые от­ сосы при малой подвижности воздуха в помещении могут устраи­ ваться д л я ванн шириной до 2 м. При большей ширине ванны или повышенной подвижности воздуха у л а в л и в а н и е выделяющихся из жидкости вредностей осуществляется односторонним отсосом со сдувом вредностей к нему с противоположной стороны ванны.

Рис. 13.7. Активированный бортовой отсос

На рис. 13.7 показан бортовой отсос, который активируется плоской приточной струей *, вытекающей из щели. В этом случае плоская приточная струя настилается на поверхность жидкости .

* Закономерности приточных струй в данной работе не приводятся. Они рас­ смотрены в специальной литературе [20].

302

 

М о ж е т

т а к ж е применяться сдувка

вредностей приточной струей,

которая не ограничена

поверхностями, в в ы т я ж н ы е

отверстия,

рас ­

положенные

выше

борта

ванны. Н а

рис. 13.8 в качестве примера

показан вытяжной зонт, активиро­

 

 

 

ванный поддувом по периметру

бор­

 

 

 

та

ванны.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Эффективность

и

устойчивость

 

 

 

работы

активированных

местных

 

 

 

отсосов

достигается

необходимой

 

 

 

величиной скорости на оси воздуш­

 

 

 

ного потока в «критическом сече­

 

 

 

нии»,

в котором влияние

приточной

 

 

 

струи

уж е

ослаблено, а

действие

 

 

 

местного

отсоса

еще

мало . При

 

 

 

проектировании эту скорость при­

 

 

 

нимают в пределах 1—2

м/оек,

но

 

 

 

не

менее

скорости

д в и ж е н и я

вред­

 

 

 

ностей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Конструктивно ширину щели ме­

 

 

 

стного отсоса

предусматривают не

 

 

 

менее 50 мм, а ширину

приточной

 

 

 

щели — не менее 5 мм. При движе ­

 

 

 

нии приточной струи вдоль поверх­

 

 

 

ности

жидкости во избежание

обра­

 

 

 

зования волн скорость выхода воз­

 

 

 

духа

из щели

принимают

не более

 

 

 

10

 

м/сек.

 

устройства

активиро­

Рис. 13.8.

Вытяжной

зонт,

 

В случае

 

активированный поддувалом

ванного

местного

отсоса, показан ­

 

 

 

ного на рис. 13.7, расстояние от приточного отверстия до «критиче­ ского сечения» определяется по формуле:

 

 

*крит =

0,875 В ,

м,

 

 

(13.14)

где В — расстояние

м е ж д у

приточными

и в ы т я ж н ы м и щелями, м.

Ширина

приточной щели может

быть найдена из в ы р а ж е н и я :

 

 

Ьі = 0,066 В

 

 

 

(13.15)

где да „„и скорость

на оси потока в критическом

сечении,

м/сек;

Wi — средняя

скорость воздуха

в приточной

щели,

м/сек.

Ширина

всасывающей

щели может

быть определена

по фор­

муле:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6, =

0,101 5 -

-,

М,

 

(13.16)

 

 

 

да,

 

 

 

где и>2 — средняя скорость воздуха во всасывающей щели,

м/сек.

303

Р а с х о д воздуха через приточную щель определяется по формуле:

U

= 236 ВI

м*]ч,

'13.17)

где I — длина щели

(ванны),

м.

 

Количество отсасываемого воздуха может быть определено по

формуле:

 

Ьг-ШВ1и\ит, м3/ч.

(13.18)

Расчетные формулы дл я других видов активированных

местных

отсосов могут быть найдены в справочниках по отоплению и венти­

ляции [34].

 

Н а д е ж н а я работа активированных местных отсосов может

быть

обеспечена в том случае, если над поверхностью жидкости в

ванне

нет выступающих деталей . Местные отсосы следует применять для ванн, в которых детали полностью погружаются в жидкость . Во время погрузки и выгрузки деталей иногда целесообразно отклю­ чать подачу приточного воздуха.

Местные

отсосы

от сальников насосов. При перекачке

горючих

и легковоспламеняющихся жидкостей

или с ж и ж е н н ы х газов через

обычные сальники в помещение поступает сравнительно

большое

количество

горючих

паров и газов.

 

 

Д л я предотвращения поступления

вредных выделений

в воздух

помещений насосных необходимо прежде всего применять бессаль­

никовые

насосы или насосы

с герметизированными сальниками (с

торцовыми

уплотнениями,

с противодавлением в сальниках или

д р . ) . При отсутствии таких

насосов используются встроенные мест­

ные

отсосы.

 

Одним

из наиболее эффективных местных отсосов от сальников

насосов

являются отсосы

эжекционного типа.

В

настоящее время дл я местных отсосов от сальников центро­

бежных насосов, перекачивающих нефтепродукты, которые не вски­

пают при понижении давления до 0,5 бар,

применяются

гндроин-

жекторы

(рис.

13.9).

 

 

 

 

 

Д л я

работы

инжектора

небольшая часть

перекачиваемого

неф­

тепродукта от нагнетательного патрубка насоса

подается

в

сопло

и возвращается

н а прием

насоса. Смесительная

камера

гидроин­

жектора, в которой поддерживается разрежение, достигающее 0,7— 0,8 бар, своим всасывающим патрубком соединяется с кольцевой выточкой в сальниковой коробке центробежного насоса. Кольцевая

внутренняя выточка в сальниковой коробке устраивается

м е ж д у

зонами

лабиринтного и мягкого уплотнения. Жидкость,

просачи­

в а ю щ а я с я

через

лабиринтные уплотнения, отсасывается

гидроин­

жектором .

М я г к а я набивка

сальника

предназначена

дл я

предот­

в р а щ е н и я присоса наружного воздуха в инжектор .

 

 

При проведении испытаний сальниковых уплотнений

подсасыва­

ние отдельных пузырьков воздуха через

мягкую набивку наблюда ­

лось только при совершенно незатянутых

сальниковых

болтах. При

з а т я ж к е

болтов

поступление

воздуха

полностью исключалось.

304

Рис. 13.9. Гидроипжектор для местного отсоса из сальников центробежного насоса

/ — с о п л о ; 2—диффузор;

3—крышка

задняя;

•/—крышка передняя; 5—кор­

пус смесительной камеры; 6, 7, 9, 12—гайки;

S, // — ниппели; 10,13—муф­

ты; 14 — асбестовый

шнур;

15—прокладка

20 Зак. 31

305

Рис. 13.10. Схема обвязки гндроинжекторов, об­ служивающих местные отсосы от сальников цен­ тробежных насосов (при работе с резервом)

/ — насосы; 2—запорные

-задвижки; 3— пробочные'сальнн-

ковые краны;

4—гидроинжекторы

7/2"

 

JTÎÏL

Доа слол металл, сетки w 1,0*1,0 и прокладка

В целях уменьше­ ния расхода паразит­ ной циркуляции жид­ кости через инжектор диаметр сопла реко­ мендуется принимать в пределах 5—9 мм. Под­ бор диаметров сопел гидроинжекторов и определение требуемых расходов циркулирующейся жидкости может производиться по ме­ тодике, изложенной в литературе [28].

Схема обвязки гн­ дроинжекторов, обслу­ ж и в а ю щ и х местные от­ сосы от сальников центробежных насосов, показана на рис. 13.10.

Применяются встро­ енные местные отсосы от сальников центро­ бежных насосов с пароэжекторным побуж­ дением (рис. 13.11). Пи-

Рис. 13.II. Паровой эжектор к встроенным местным отсосам

/ — сборный коллектор; 2 — смесительная труба; 3 — всасывающий патрубок; -/—сопло; 5—пробка для очистки сопла; ff—паровой фильтр

306

тание эжектора может осуществляться паром или с ж а т ы м возду­ хом от заводских сетей. Всасывающий патрубок э ж е к т о р а соеди­ няется с сальником такой ж е конструкции, как и в предыдущем случае. Смесь воздуха или водяного пара с отсасывающими про­ дуктами от эжектора отводится в общий коллектор.

Если насосами перекачиваются горючие жидкости, то в коллек­ тор через форсунки вводится водяное орошение. Вода с продуктом направляется в отстойник, где происходит их разделение. З а т е м во­ да из отстойника сливается в промышленную канализацию, а про­

дукт

утилизируется.

Несконденсировавшиеся

пары

и

воздух вы­

брасываются

в

атмосферу.

 

 

 

 

 

 

 

При перекачке насосами сжиженных газов отсасываемые про­

дукты

не орошаются,

а через свечу отводятся в

атмосферу.

 

Р а з м е р ы

парового

эжектора (см. рис. 13.11)

соответствуют ди­

аметру вала до 60 мм. При давлении пара около 3 бар такой

эжек ­

тор развивает разрежение на уровне сопла

около 3000

н/м2.

Про ­

тиводавление

в

коллекторе

принимается

равным

100—200

н/м2.

Р а з р е ж е н и е у штуцера

местного отсоса должно

быть

1000

н/м2.

Расход воздуха или пара, подаваемого

к эжектору,

составляет

около

10—12 кг/ч

на

один

сальник.

 

 

 

 

 

 

При подборе размеров э ж е к т о р а дл я диаметров вала больших,

чем 60 мм, необходимый расход воздуха

или

пара

принимается

пропорционально

 

диаметру .

Коэффициент

эжекцпп

(отношение

объемного расхода

инжектируемой жидкости к объемному

расходу

жидкости через сопло) принимается равным приблизительно 0,8,

отношение площадей поперечных

сечений смесительной трубы и

сопла — около 50, скорость пара

при выходе из сопла — 450 м/сек.

Рис. 13.12. Установка внутренних местных отсосов у центробежного насоса

/—кольцевая выточка; 2—штуцер отсоса; 3—гнбкніі^шланг; 4—паровой

эжектор; 5—коллектор

Установка внутренних местных отсосов у центробежного насоса показана на рис. 13.12. Достоинством 'местного отсоса такой конст-

20"

307

рукцни является

высокая эффективность улавливания

вредностей

и возможность

его

использования

для насосов, перекачивающих

различные жидкости

и с ж и ж е н н ы е

газы. Недостаток

заключается

в частичном или полном выбросе отсасываемых вредностей в атмос­ феру.

 

Широко применяются местные отсосы от обычных

сальников

насосов

в виде фасонных укрытий различной формы. Они эффектив­

ны

менее вышеупомянутых, требуют

большего

расхода возду­

ха,

а отсасываемый воздух с парами

просачивающейся

жидкости

во

всех

случаях без очистки выбрасывается в атмосферу.

 

Д л я

повышения эффективности

улавливания выделяющихся

паров фасонное укрытие д о л ж н о как можно

полнее

закрывать

сальники насосов и поверхности просачивающейся жидкости. Ско­

рости д в и ж е н и я воздуха в открытых

проемах

укрытия должны

быть не менее 1—1,5 м/сек. Требуемый

расход

отсасываемого воз­

духа в этом случае определяется как произведение площади сече­ ния открытых проемов на расчетную скорость, т. е. по формуле (13.11).

§ 13.2. Д в и ж е н и е твердых тел в потоке воздуха

Изучение вопросов аспирации и пневмотранспорта требует зна­

ния причин

и характера

движения твердых

тел

в

потоке воздуха.

Рассмотрим

особенности

движения твердых

тел

в

вертикальных п

ю р и з о н т а л ь н ы х трубах,

когда размеры твердых

тел по сравнению

сдиаметром труб ничтожно малы .

При движении твердых тел в вертикальных трубах наибольший интерес представляет случай, когда воздушный поток направлен

снизу вверх. На тело, помещенное в вертикальный

поток

воздуха

со скоростью движения ад, будет действовать сила

тяжести

G, на­

правленная вниз, H сила

воздушного-потока, или

аэродинамическая

сила

Р, направленная

вверх. Распределение

сил

показано на

рис.

13.13.

 

 

 

 

Р

иРис. 13.13. Схема распределе­ ния сил при движении тела в вертикальной трубе

308

Если масса тела больше силы воздушного потока, то тело будет опускаться и выпадать из воздушного потока. Если сила воздуш­

ного потока будет равна массе тела, то тело

перемещаться

не бу­

дет, оно как бы повиснет в воздухе, т. е. будет

витать в нем.

 

Скорость движения воздуха, при котором

тело повиснет

в по­

токе воздуха или будет совершать колебательное движение на

одном

уровне,

называется скоростью

витания.

 

 

 

Д л я

тел произвольной формы скорость

витания

обычно

опреде­

ляют опытным

путем. В табл .

13.4 приведены

данные по

скорости

витания для наиболее

характерных материалов .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 13.4

 

 

Скорости

витания

некоторых

материалов

 

 

 

 

Материал

 

Плотность

мате­

Скорость

вита­

 

 

риала,

кг/м3

ния ws

,

м/сек

 

 

 

 

Опнлки

буковые

 

 

 

800

 

6,5— 7

Стружка

буковая

 

 

 

800

 

14,0—15,0

Пшеница

 

 

 

 

1260

 

9,5—10,0

Хлопок-сырец

 

 

 

1500

 

8

—10,0

Льняная

костра

 

 

 

 

 

 

6,5— 7,0

Разрыхленные куски 10-г

волокон:

 

 

 

 

1,25

 

хлопок

 

 

 

 

 

 

 

вискоза

 

 

 

 

1,08

 

лавсан

 

 

 

 

1,4

 

шерсть

 

 

 

 

 

 

1,3

 

отдельные волокна хлопка

 

 

0,05

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Когда аэродинамическая сила больше силы тяжести, тело будет двигаться вверх. Скорость движения тела вверх будет меньше ско­

рости

потока воздуха на величину, п р е в ы ш а ю щ у ю скорость

вита­

ния, так как тело, у д а р я я с ь о стенки трубопровода, теряет

часть

своей

кинетической энергии.

 

иг

Рис. 13.14. Схема распределения сил, дей­ ствующих на тело, находящееся на дне горизонтальной трубы

Характер движения тел в горизонтальной трубе существенно от­

личается

от движения их в вертикальной трубе. Рассмотрим

тело,

л е ж а щ е е

на дне трубы, которое обдувается потоком воздуха

(рис.

13.14).

 

 

309

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ