Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Безопасность жизнедеятельности. В 2-х частях. Ч.2. Общие сведения. Учебное пособие
.pdf
• соединением на эластичной муфте;
• клиноременной передачей;
• регулирующей бесступенчатой передачей.
Рис. 6.13. Аэродинамические схемы вентиляторов:
а – осевой вентилятор: 1 – входное отверстие; 2 – цилиндрический
кожух; 3 – лопаточное колесо; 4 – диффузор; 5 – выходное отверстие;
б – центробежный вентилятор: 1 – передний диск; 2 – входное
(всасывающее) отверстие; 3 – задний диск; 4 – вал; 5 – ступица;
6 – рабочее колесо с лопатками; 7 – спиральный кожух; 8 – выходное
(нагнетательное) отверстие; в – диаметральный: 1 – входное
отверстие; 2 – рабочее колесо с лопатками; 3 – коленообразный кожух;
4 – выходное отверстие
По месту установки вентиляторы делят на три вида:
1) обычные, устанавливаемые на специальной опоре (раме, фунда-
менте и т.д.);
2) канальные, устанавливаемые непосредственно в воздуховоде;
3) крышные, размещаемые на кровле.
151
Основными характеристиками вентиляторов являются следующие
параметры:
• расход воздуха, м
3
/ч;
• полное, статическое давление, Па;
-1
• частота вращения, мин
;
• потребляемая мощность, затрачиваемая на привод вентилятора,
кВт;
• КПД – коэффициент полезного действия вентилятора, учитывающий механические потери мощности на различные виды трения
в рабочих органах вентилятора, объемные потери в результате утечек
через уплотнения и аэродинамические потери в проточной части вентилятора;
• уровень звукового давления, дБ.
Вентилятор состоит из трех основных частей: рабочего колеса с ло-
пастями (иногда называемого ротором), кожуха и станины с валом.
В центробежном вентиляторе воздух поступает в осевом направлении в кожух и выходит из него в направлении, перпендикулярном оси. Колесо вентилятора должно вращаться всегда по ходу разворота спирального (улиткообразного) кожуха, так как при обратном
вращении колеса производительность вентилятора резко (примерно
на 70...80%) уменьшается, но реверсирование, т.е. изменение направления движения воздуха, не происходит.
Вентилятору присваивается номер, соответствующий диаметру колеса, выраженному в дециметрах. Например, вентилятор № 5
имеет наружный диаметр рабочего колеса 5 дм (500 мм), № 3 – 3 дм
(300 мм) и т.д. до № 20.
Осевые вентиляторы создают движение воздуха, направленное
вдоль оси, что и определяет их название.
Диаметральный вентилятор представляет собой ротор с колесом
центробежного типа большого размера с загнутыми вперед лопатками, частично заключенным в коленообразный кожух. При вращении
колеса образуется вихревое несимметричное поле, вызывающее течение в направлении диаметра. При этом поток двукратно проходит
через вращающуюся решетку колеса.
Диаметральные вентиляторы имеют большую по сравнению
с центробежными и осевыми производительность, а ввиду двукратно
получаемого от лопаток импульса более высокое давление.
Вентилятор любого типа – центробежный, осевой или диаметральный, расположенный на вертикальной оси и приспособленный для
152
отсасывания или подачи воздуха через отверстие в кровле, – получил
название крышного вентилятора. Крышные вентиляторы предназначаются главным образом для систем вытяжной – бессетевой вентиляции производственных и общественных зданий.
Центробежные вентиляторы предпочтительно применять для подачи воздуха при значительных давлениях, а осевые – для подачи относительно больших объемов воздуха при невысоких давлениях.
По сравнению с центробежными вентиляторами осевые имеют
следующие преимущества конструктивного характера: меньшая масса, компактность, возможность непосредственного включения в сеть
воздухопроводов и реверсивность.
Следует заметить, что работа вентиляторов всегда сопровождается шумом. По этим соображениям в жилых помещениях, школах,
больницах, театрах и т.д. не рекомендуется применять вентиляторы
при окружных скоростях более 25 м/с. В этом случае центробежные
вентиляторы обычного типа должны развивать давление не более
300... 1000 Н/м
2
, а осевые – не более 100...150 Н/м2. Уменьшить шум
работающих вентиляторов можно путем тщательной балансировки
колес, применением скользящих подшипников, тщательной затяжкой
креплений, установкой глушителей шума.
Характеристики вентиляторов
Факторами, характеризующими вентиляторы, являются диаметр
колеса D, м, угловая скорость ω, рад/с; частота вращения п, мин
–1
и
окружная скорость на конце лопаток колеса υk, м/с.
Характеристика вентилятора графически выражает связь между
основными параметрами его работы. Полная характеристика вентилятора при постоянной угловой скорости (ω = const; υk= const) выражает зависимость между производительностью L, с одной стороны,
давлением Р, мощностью N и КПД η, с другой стороны.
Все упомянутые зависимости (Р–L, N–L и ηL) обычно строятся на
одном графике в соответствующих масштабах, причем L откладывается по оси абсцисс, а Р, N, ω, υk и η – по оси ординат. Наиболее
важна кривая зависимости между давлением и производительностью
Р–L – так называемая характеристика давления вентилятора (напорная характеристика). Полные характеристики вентилятора наглядно
отражают особенности их работы и позволяют подобрать для данного
воздухопровода наиболее экономичный вентилятор.
153
Получить расчетным путем достаточно точную характеристику
1
РТ
2
р
L
0
вентилятора затруднительно и поэтому характеристики строятся на
основе данных испытаний, производимых в лабораторных условиях.
Характеристики вентиляторов приводятся в специальных каталогах.
Анализ характеристик вентиляторов позволяет заключить, что
один и тот же вентилятор при одной и той же частоте вращения может
иметь самые различные производительности и развивать различные
давления. Величины производительности вентилятора и развиваемые
им давления зависят от того, на какую сеть (общее аэродинамическое
сопротивление) работает данный вентилятор.
Как уже отмечено, зависимость, связывающая потери давления на
преодоление сопротивлений сети воздухопроводов с расходом перемещаемого воздуха, представляет собой характеристику сети. Для
обычных случаев практики характеристика сети является квадратичной параболой. Важно иметь в виду, что характеристика сети строится в той же системе координат, что и важнейшая (напорная) характеристика вентилятора.
Рис. 6.13. Наложение характеристики сети на характеристику
вентилятора: 1 – характеристика вентилятора; 2 – характеристика
сети; РТ – рабочая точка вентиляционного режима работ
Если на напорную характеристику вентилятора наложить характеристику сети, построенную в тех же координатах и в том же масшта-
154
бе, то получится точка пересечения, которая и определит параметры
работы вентилятора в условиях данной сети. Эта точка носит название рабочей точки РТ (рис. 6.13). Имея полную характеристику вентилятора, по рабочей точке можно найти все параметры вентилятора
при работе на данную сеть.
6.8. Контроль эффективности работы
вентиляционных систем
В соответствии с должностными обязанностями, регламентируемыми тарифно-квалификационными справочниками, работники
служб охраны труда обязаны осуществлять контроль эффективности
работы вентиляционных систем.
Необходимость обследований состояния воздушной среды на объекте возникает в связи с изменениями производственной мощности
предприятия (цеха) и технологического процесса, уменьшением (увеличением) количества работающих, изменением вида и количества
вредных выделений, тепло- и влаговыделений, увеличением (уменьшением) количества применяемого оборудования, его вида, расстановки и т.д.
Обследование производится в целях определения обеспеченности
помещений и рабочих мест воздухом надлежащего качества. Контроль предусматривает разные операции, определяется специальным
регламентом, отражающим специфические условия конкретного производства и в общем может быть представлен описанными ниже действиями.
В процессе работы в заранее намеченных местах (точках) производятся измерения атмосферного давления, температуры, скорости
движения воздушных потоков, влажности воздуха, давления в сети
воздухопроводов и др.
Для контроля необходимы следующие приборы и принадлежности: анемометры крыльчатые и чашечные, термоанемометры, психрометры, барометры-анероиды, воздухомерные трубки, микроманометры, секундомеры, рулетки, шланги и др.
При обследовании вентиляционных систем ос новные измерения
связаны с определением давле ния и скорости движения воздуха.
В воздушных потоках, как указывалось выше, действуют статическое, динамическое (скоростное) и полное давления. Статическое
давление Рст действует на все поверхности в потоке воздуха, распо-
155
ложенные как параллельно потоку, так и под углом к нему (стенки
воздухопроводов, поверхности тел, находящихся в потоке). Динамическое давление P
действует только на поверхности, на ко торые про-
д
исходит набегание воздуха, т.е. распо ложенные под углом к потоку и
обращенные навстречу ему. На поверхности, параллельные потоку,
скоростное давление не действует. Величина динамического давления
в различных точках попе речного сечения потока неодинакова и зависит от скорости движения воздуха в этих точках. Полное давление
равно алгебраической сумме статического и динамического давления,
= Рст + Р.
т.е. Р
п
В качестве приемника указанных видов давления используются
воздухомерные трубки (трубки Пито). Эти трубки помещаются в поток воздуха, а к ним присоединяются приборы для измерения давления (депрессии). Не допускается продувать трубку Пито ртом в связи с возможностью образования конденсата и капель воды в каналах
трубки, что нарушает передачу давления регистрирующему прибору.
Статическое давление можно измерить через отверстие в стенке
трубопровода. Ось отверстия должна быть перпендикулярна стенке,
поверхность стенки должна быть гладкой, без заусениц. Диаметр отверстия не меньше 0,2 мм и не более 1,0 мм.
Воздухомерные трубки применяются для измерения динамических давлений при скоростях движения воздуха υ > 5 м/с. При
υ < 50 м/с для измерения скоростей движения воздуха используются
анемометры.
6.9. Защита от шума вентиляционных систем
Нормализуя воздушную среду, вентиляционные установки могут
создавать повышенные уровни шума, если не будут предусмотрены
соответствующие меры защиты.
Борьбу с шумом систем вентиляции следует начинать в процессе
проектирования объекта. С помощью рациональных объемно-планировочных решений, подбора и компоновки оборудования удается
создавать условия, способствующие снижению шума при эксплуатации систем. Правильному и экономичному решению этой проблемы
способствует комплексный подход и совместная работа различных
специалистов (инженеров-строителей, акустиков и специалистов по
вентиляции). Полностью ликвидировать шум, возникающий при эксплуатации систем вентиляции, крайне затруднительно. Поэтому задача сводится к максимальному уменьшению его уровня.
156
К источникам шума в системах вентиляции относятся вентиляторы и электродвигатели. Кроме того, шум образуется при движении
воздуха в воздухопроводах, а также при истечении его через приточные отверстия и при поступлении в вытяжные.
Возникающий при работе различных установок шум может распространяться в объекте через воздух помещений и воздух, находящийся в воздухопроводах, а в виде вибраций – передаваться по строительным конструкциям и различным коммуникациям (по стенкам
труб, воздухопроводов и т.д.).
Различают механический и аэродинамический шум. Аэродина-
мический шум вентилятора, по своему уровню обычно значительно
превосходя щий механический, вызывается колебаниями (пульсациями) скорости и давления в потоке воздуха, протекающем через вентилятор. Уровень его зависит от аэродинамических и конструктив ных
особенностей вентилятора, числа оборотов его рабочего колеса и режима работы.
Борьба с аэродинамическим шумом вентиляторов заключается
прежде всего в проведении мероприятий, способствующих снижению этого шума в самом источнике, и, кроме того, в применении различных шумоглушащих устройств в сети воздухопроводов. Отметим,
что аэродинамический шум вентилятора распространяется по воздухопроводам независимо от направления движения в них воздуха.
Уменьшить этот шум в самом источнике можно путем правильного
выбора типа вентилятора и режима его работы. Наименьший шум
создают центробежные вентиляторы с лопатками, загнутыми назад, а
для одного и того же типа вентиляторов уровень создаваемого ими
звукового давления тем ниже, чем меньше диаметр и число оборотов
рабочего колеса.
Для уменьшения шума, передающегося от вентилятора по воздухопроводам, используются глушители шума различных конструкций
(пластинчатые, сотовые и др.).
6.10. Заметки о перспективах развития,
моделирования и совершенствования
вентиляции
Вентиляция в течение длительного времени является основным
средством обеспечения аэрологической безопасности бытовых и производственных помещений различного назначения и создания ус-
157
ловий для комфортных условий жизнедеятельности. Альтернативы
вентиляции как средства коллективной защиты в настоящее время
не существует и в ближайшие десятилетия она будет использоваться
в качестве основного средства обеспечения безопасности и комфорта
производственной и бытовой воздушной среды. При этом более актуальными становятся технические задачи по снижению выделения
вредностей в воздушную атмосферу, обусловливающие необходимость вентиляции.
В инженерной и исследовательской практике все большее применение находят компьютерные системы моделирования вентиляции,
течения различных сред и теплообмена, которые позволяют с высокой
достоверностью производить оценку отдельных эффектов, связанных
с движением текучей среды, теплообменом, другими особенностями моделируемых процессов. Примерами подобных CFD (Computer
Fluid Dynamics) систем могут служить Flow Vision, FloEFD, ANSYS
и др.
При этом между задачами вентиляции и моделирования течений
имеются общие и отличительные черты. Общим является рассмотрение движения среды в некоторых определенных условиях. Основное
отличие заключается в том, что задачи вентиляции сводятся прежде
всего к обеспечению подачи необходимого количества свежего воздуха и удаления загрязненного без детального рассмотрения сопутствующих эффектов, в то время как задачи течения концентрируются именно на детальном учете и рассмотрении отдельных эффектов
в местах потребления воздуха, вызванных течением среды или сопровождающих течение.
Значимость вентиляции как средства обеспечения безопасности
может изменяться в широких диапазонах. Для бытовых помещений,
в которых не происходит ощутимое выделение вредных веществ
(газов), вентиляция может не иметь существенного значения, а для
производственных помещений с наличием в атмосфере большого количества высокотоксичных веществ, для подземных сооружений, например угольных шахт, вентиляция является первоочередным средством обеспечения их безопасности.
Наиболее тяжелыми негативными последствиями, вызванными
недостаточной вентилляцией, следует считать случаи массового отравления людей токсичными соединениями, например в случае пожаров в транспортных тоннелях, метрополитенах, других подземных
сооружениях, гибели работников угольных шахт при взрывах мета-
158
новоздушных смесей и взрывоопасных пылей. Известны подобные
аварии, в которых число погибших одновременно исчислялось десятками, сотнями и даже превышало тысячу человек. Наименее значительными последствиями недостаточной вентиляции могут считаться
отклонения от оптимальных условий труда, вызывающие ощущение
дискомфорта и неудобства. Последствия подобных ситуаций в производственных условиях – снижение производительности труда и в случае интеллектуального труда – снижение качества получаемых решений. Однако экономическая оценка подобных ситуаций в настоящее
время не выполняется в виду отсутствия надежной и достоверной информации о связи результатов интеллектуального и физического труда с аэрологическими условиями труда. Ситуаций, при которых существует относительно небольшая недостаточность вентиляции весьма
много, но общая оценка влияния этого на организм в настоящее время
практически нне изучена.
В настоящее время всеобщей монеторизации отсутствие указанных зависимостей и основанных на их применении экономических
оценок последствий недостаточной вентиляции тормозит ее совершенствование. В подобных условиях руководители разных уровней,
решая вопросы улучшения вентиляции, вынуждены опираться не на
точные экономические оценки вариантов решения стоящих перед
ними задач, а на свое интуитивное их понимание.
Также необходимо обратить внимание на следующую негативную тенденцию отражения требований вентиляции в нормативных
документах. Официально утвержденный в настоящее время порядок
аттестации рабочих мест по условиям труда полностью игно рирует
коллективные средства защиты, каковым является вентиляция, и
предлага ет использовать СИЗ для улучшения условий труда. Вентиляция производственных помещений является именно коллективным
средством защиты. Парадоксальность такой ситуации состоит в том,
что весь цивилизованный мир, а также отечественная научная школа
специалистов по вопросам безопасности труда признают приоритет
коллективных средств защиты и вспомогательную роль СИЗ. Игнорирование этого обстоятельства противоречит политике безопасности
труда и наносит вред здоровью людей.
159
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Гуревич К.М. Перспективы развития психологической диагно-
стики // Психологическая диагностика. 2003. № 1. С. 11–22.
2. Изард, Кэррол Эллис. Страх и тревога // Психология эмоций
(The Psychology of Emotions). СПб.: Питер, 2007. С. 292.
3. Горянина В.А. Психология общения: Учеб. пособие М.: Изда-
тельский центр «Академия», 2002. 416 с.
4. The Human Amygdala and the Induction and Experience of Fear //
Current Biology, December 16, 2010.
5. Joseph le Doux. The Emotional Brain, London: Weideneld &
Nicholson Ltd., 1998.
6. Психологическая безопасность: Учеб. пособие / В.П. Соломин,
О.В. Шатровой., Л.А. Михайлов и др. М.: Дрофа, 2008.
7. Китаев-Смык Л.А. Психология стресса. М.: Наука, 1983. С. 368
8. Оптимум мотивации // Экспериментальная психология / Под
ред. П. Фресса и Ж. Пиаже. М.: Прогресс, 1975. Вып. 5. С. 119–125.
9. Леонтьев А.Н. Избранные психологические произведения / Под
ред. В.В. Давыдова и др. В 2 т. М.: Педагогика, 1983. Т. 2. 391с.
10. Кашавкина О.И. Эмоции – механизмы регуляции психической
деятельности и поведения в осуществлении конструктивного влияния в коммуникативной деятельности / Междунар. науч.-практ. конф.
«Современное профессиональное образование: теоретические основы и прикладные аспекты».
11. Sigelman С.К., Shaffer D.R. Life-span human development // 2nd
Grove, California Brooks: Cole Publishing Company Pacic. 1989.
12. Бодров В.А. Психология профессиональной пригодности:
Учеб. пособие для вузов. М.: ПЕР СЭ, 2001. 511 с.
13. Боронова Г.Х., Прусова Н.В. Психология труда: Конспект лекций. М., 2008. 160 с.
14. Государственные требования к минимуму содержания и уровню требований к специалистам для получения дополнительной квалификации «Специалист по проведению инструментальных психофизиологических опросов». М., 2001.
15. Холодный Ю.И. Криминалистическая полиграфология и ее
применение в правоохранительной практике / Информационный бюллетень № 21 по материалам криминалистических чтений «Запросы
практики – движущая сила развития криминалистики и судебной экспертизы». Академия управления МВД России. 2003. С. 14–19.
160
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]