Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Методы обеспечения комфортных условий труда. Учебное пособие
.pdf
эффективности улавливания или о допустимом
пр
р
пр
сПДК
GG
L
)1(
неулавливании. При решении этой задачи отсос следует
рассматривать как элемент сложной вентиляционно-
технологической системы, включающей также
общеобменные приток и вытяжку и рассредоточенные
источники вредных выделений, не снабженные местными
отсосами.
Рассмотрим отсос, которым снабжен теплоисточник,
выделяющий также и газовую примесь в количестве G. В
помещении функционирует общеобменная вытяжка,
производительность которой в расчете на один отсос равна
L
; имеются также рассредоточенные источники примеси,
B
выделения от которых в единицу времени в расчете на один
отсос составляют Gp.
Если отсос при расходе воздуха L
улавливает примеси с
отс
некоторой эффективностью , то количество примеси,
поступающей в помещение, будет Gp+(1—)G. Объем
приточного воздуха, необходимый для разбавления этих
примесей до ПДК, составит
. (7.1)
В предположении, что плотности приточного и
удаляемого воздуха одинаковы, условие балансового
равенства будет имет ь вид
Lпр = L
+ Lв (7.2)
отс
или
(Gр /(ПДК–спр))+(1—])(G/ПДК– спр) = L
+ Lв. (7.3)
отс
61
Разделив обе части последнего выражения на предельную
прсПДКотспротспрпр
р
L
G
LсПДК
G
G
G
....
1
отспр
в
отспр
отс
L
L
L
L
..
,
G
G
G
p
p
;
)(
. пр
прпр ед
протспр
пр ед
сПДК
сс
сПДКL
G
c
,/
.отспротс
LLk
отспрв
в
LLL
.
/
пред
в
предр
ckLсG )1(
пред
ckM )1(
в
предp
LcGM
производительность отсоса, умножив и разделив первое
слагаемое в левой части на G
. (7.4)
Введены следующие обозначения:
,
где с
пред
= (G/L
np.отс
) + с
– некоторая характерная концентрация
пр
примеси в воздухе, удаляемом отсосом, соответствующая
режиму предельного улавливания.
В результате получается:
или
, (7.5)
где
.
Связь между величинами и k устанавливается
приближенной зависимостью
62
kе52,21
.
52,2
k
пред
eCKM
пр ед
c
1
k
используя которую, находим
(7.6)
График, построенный по уравнениям (7.5), (7.6),
приведен на рисунке 7.2. Таким образом, если известны
значения безразмерного комплекса М и относительной
избыточной предельной концентрации
, по графику
определяется оптимальная эффективность действия отсоса и
соответствующее значение k.
Может получиться так, что рассчитанное значение k
окажется меньше единицы. Это будет означать, что для
отсоса допустима производительность ниже предельной. В
такой ситуации возможно образование зон с
повышенными концентрациями в непосредственной близости
от источников, что делает необходимым увеличение объема
отсасываемого воздуха. Поэтому всегда рекомендуется
соблюдать условие
, (7.7)
Если источник выделяет только конвективную теплоту,
то следует принимать k = 1.
Формула (7.6) получена из теоретической зависимости
для улавливания примеси от точечного диффузионного
источника. При использовании ее для источников конечного
размера, будут получаться преувеличенные значения
опт.
Это
обстоятельство дополнительно подчеркивает необходимость
введения ограничения (7.7).
63
Требуемая производительность отсоса, улавливающего
гвпг
FТTkQ
3/4
)(3,1
ввпв
FТТkQ
3/4
)(
Т
п
,К
283
353
453
553
653
753
853
1253
k
1,67
1,6
1,53
1,47
1,41
1,36
1,33
1,19
конвективную струю, зависит от конвективной
теплоотдачи источника. В случае, если задана температура
поверхности источника, его конвективная теплоотдача
вычисляется по формулам:
для горизонтальной поверхности
, (7.8)
для вертикальной поверхности
, (7.9)
где Fг и Fв — соответственно площади горизонтальных и
вертикальных теплоотдающих поверхностей; k —
коэффициент, который зависит от абсолютных значений и
разности температур Т
и Тв. При Тв = 293 К k может быть
п
найден из табл. 7.1 .
Таблица 7.1. Значения коэффициента k
64
Рис. 7.2. График для определения
(оптимальная
опт
эффективность действия отсоса) и k в зависимости от
относительной предельной избыточной концентрации С
пред
и безразмерного комплекса М
1 – С
4 – С
7 – С
10 –
= 50; 2 – С
пред
= 20; 5 – С
пред
= 10; 8 – С
пред
С
= 4; 11 –
пред
= 40; 3 – С
пред
= 16; 6 – С
пред
= 8; 9 –
пред
С
= 2
пред
= 30;
пред
= 12;
пред
С
= 6;
пред
При расчете отсосов от объемных источников
используется суммарная теплоотдача Q = Qг + Qв.
Конвективная струя считается компактной, если она
образуется над теплоисточником, имеющим в плане
круглую форму или форму прямоугольника с соотношением
сторон а/b 2. Если теплоисточник вытянутый (a/b > 2), то
образующуюся над ним конвективную струю следует
65
считать плоской. Компактной считается приточная струя,
ababr
э
128,1/4
истекающая из отверстия круглой или квадратной формы;
плоской — струя, истекающая из щелевидного отверстия.
Методика и примеры расчета отсосов, расположенных
соосно с источником
Отсосы (вытяжные зонты) следует располагать на оси
(плоскости) симметрии источника на минимально возможной
высоте l. Изложенная методика предназначена для расчета
отсосов, улавливающих конвективные струи в пределах
разгонного участка: компактная струя l 4r или l 4rэ;
плоская струя l4b; и для расчета отсосов, улавливающих
приточные струи в пределах основного участка:
компактная и плоская струи l12r(rэ) или l12b, где rэ —
эквивалентный по площади радиус прямоугольного
источника, вычисляемый по формуле
. (7.10)
По расхо д у воздуха наиболее выгодны отсосы с
размерами в плане: для улавливания кон в ективных
струй R = 1,2r или В =1,2b ; для улавливания
приточных струй R = r + 0,24l. или В = b + 0,24l. Длинную
сторону приемного отверстия отсоса рекомендуется принимать
2А = 2(а + 0,24 l).
Этот метод дает возможность рассчитывать отсосы
любых размеров, в том числе и меньших по размеру в плане,
чем источник. Если над источником формируется устойчивое
струйное течение, то рекомендуется применять зонт,
конструкция которого приведена на рис. 7.1.
Внутри корпуса зонта закреплена коническая вставка, а
по периметру корпуса устроен кольцевой уступ. Коническая
вставка обеспечивает неравномерность всасывания,
66
качественно соответствующую неравномерности профиля
скоростей в подтекающей струе. Действие всасывающего
факела при этом сосредоточивается в центре течения, что
увеличивает устойчивость струи по отношению к
неорганизованным потокам в помещении. Наличие
кольцевого уступа позволяет при любом угле раскрытия
зонта достичь эффективного всасывания практически по
всей его площади, так как вихревые зоны локализуются в
уступах.
Рекомендуются следующие соотношения размеров
зонта: Rl = 0,80,85R; R2 = 0,550,6R; R4 = 0,7R3; h =
1,21,4(R2–R1). Размеры R, R3, H назначаются из
конструктивных соображений.
Исходными данными для расчета являются: размеры
источника вредных выделений r или 2а2b; конвективная
теплопроизводительность источника Q или скорость
истечения загрязненной приточной струи u
движения воздуха в помещении w
; высота расположения
0
; скорость
0
отсоса l; его размеры R или 2A2В; производительность
источника по газовым примесям G; приходящееся на один
отсос количество газовой примеси, выделяющейся в единицу
времени от рассредоточенных источников, не снабженных
местными отсосами G
, и приходящийся на один отсос расход
p
воздуха, удаляемого из помещения общеобменной вытяжкой
LB.
Порядок расчета требуемой производительности отсоса
следующий:
1. По формулам, приведенным в табл. 7.2, вычисляют
осевую скорость и расход в струе на уровне всасывания и
,L
.Если компактный источник имеет прямоугольную
стрl
тl
форму, то при расчете вместо r используют эквивалентный
по площади радиус rэ, вычисляемый по формуле (7.10).
2. Определяют значение поправочного коэффициента,
67
учитывающего подвижность воздуха в помещении:
)/)(23(1
mlвп
uwFk
F
F
отспрL.
R
R
(7.11)
где
— отношение площади всасывающего отверстия к
площади сечения затопленной струи на уровне отсоса,
равное F/F
стр
;
wв – скорость движения воздуха в помещении, м/с.
При вычислении F
следует иметь в виду, что на
стр
разгонном участке конвективной струи площадь ее
сечения равна площади источника в плане; угол
расширения границ затопленной приточной струи = 13,5°.
Если по расчету значение Fполучается меньше единицы, то
следует принять
1.
3. В зависимости от относительного размера отсоса по
рис. 7.3, 7.4 находят относительную предельную
производительность отсоса
. В качестве относительных
размеров используются: при расчете улавливания
конвективной струи
= R/r,B= B/b;
при расчете улавливания приточной струи
= R/l, B= B/l.
68
Таблица 7.2. Уравнения для расчета скоростей и
№ схемы
Расход
Скорость
1,2
3,4
5,6
7,8
l0,205uL
mlстр
l
(1)
2
mlстр
l0,042uLl
(3)
ml
2
стр
/3)u(L
l
r
(5)
mlстр
uL
l
b
(7)
lbmuu
ml
/2
0
(2)
lfmuu
ml
/
0
(4)
3/13/1
)/()/(0425,0 rlrQuml
(6)
38,03/1
)/(03,0 blQuml
(8)
№схемы
отсоса
Конструктивная характеристика схемы отсоса
1
2
3
4
5
6
7
Плоская приточная струя:
щелевой отсос в стенке
щелевой отсос в виде свободно расположенного
патрубка
Осесимметричная приточная струя:
круглый отсос в стенке
отсос в виде свободно расположенного круглого
патрубка
Осесимметричная конвективная струя (разгонный
участок):
круглый отсос в стенке
круглый отсос в виде свободно расположенного
патрубка
Плоская конвективная струя (разгонный участок)
щелевой отсос в стенке
схема 5
L
Пр.от с
= 3-2(R/r)2;
2
схема 6
L
Пр.от с
= 3,4-2,4(R/r)2
1
схема 7
L
Пр.от с
= 3,1-2,1(B/b).
3
расходов в струях.
Таблица 7.3. Виды конструктивных схем.
Таблица 7.4. Расчетные формулы для отсосов,
улавливающих конвективные потоки:
69
Рис. 7.3. Изменение предельной производительности
отсоса в зависимости от его размера:
а – плоская приточная струя-щелевой отсос;
б – осесимметричная приточная струя – круглый
отсос;
1 – № схемы 2; 2 – № схемы 1; 3 – № схемы 4; 4 – №
схемы 3.
70
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]