
книги из ГПНТБ / Романенко П.Н. Пожарная профилактика систем отопления и вентиляции учебник
.pdfВеличина 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 (tB—1„) |
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