Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Методы обеспечения комфортных условий труда. Учебное пособие
.pdf
...отспр
стрпо тспр
LLkL
l
отспрпрпредпред
LGссс
.
/
пр
пр ед
пр ед
сПДК
с
с
Рис. 7.4. Изменение предельной производительности
отсоса, улавливающего конвективную струю (разгонный
участок), в зависимости от его размера:
/ — расчет по формуле (2); 2 — по формуле (1); 3 — по
формуле (3) из таблицы 7.4.
4. Вычисляют предельную производительность отсоса:
(7.12)
5. Находят предельную избыточную концентрацию
газовой примеси в воздухе, удаляемом отсосом, а также
относительную предельную избыточную концентрацию:
(7.13)
. (7.14)
71
6. Вычисляют значение комплекса М:
..
/)/(
отспрв
пред
p
LLcGGМ
.
..
kLL
отспро тс
.
opt
GG
у
;/98,06,0/144080425,0
3
2
смu
ml
./37,098,0)3/6,014,3(
2
смL
l
стр
F
(7.15)
7. По рис. 7.2 определяют оптимальное значение
эффективности улавливания
и соответствующее
опт
значение k. Расчетное значение k не может быть
принято меньшим единицы.
8.Подсчитывают требуемую производительность отсоса
(7.16)
9. В случае необходимости определяют количество
уловленных вредных выделений
(7.17)
Пример 1.
Определить требуемую производительность круглого
зонта (R = 0,6 м), улавливающего теплоту от круглого
конвективного источника (r = 0,6 м, Q = 4408 Вт),
заделанного заподлицо с ограничивающей плоскостью. Зонт
установлен на высоте l=1м над источником. Скорость
движения воздуха в помещении wв = 0,3 м/с.
1. По формулам (5), (6) табл. 7.2 определяем осевую
скорость и расход в конвективной струе на уровне
всасывания
2. Поскольку улавливается разгонный участок струи, то
=1. Воспользовавшись формулой (7.11), найдем поправку
на подвижность воздуха в помещении k= 1 + (3—21)
(0,3/0,98) = 1,3
72
3. При значении
R
отспрL.
4
3
вп
ТТ
3
4
293413
относительный предельный расход отсоса
=R/r = 0,6/0,6 = 1 по рис. 7.4 находим
= 1.
4. Определим по формуле (7.12) предельную
производительность отсоса L
= 1,30,371 = 0,481 м3/с.
пр .отс
5. Поскольку источник выделяет только теплоту,
газовыделения отсутствуют, то k=1.
6. Требуемая производительность отсоса будет L
k,L
= 10,481 = 0,481 м
пр.отс
3
/с=1730 м
3
/ч.
oтс
=
Пример 2.
Определить треб уемую производительность зонта
длиной 2А = 1,4 м и шириной 2В=0,4 м, установленного на
высоте l = 0,9 м над источником (2а2b = 1,40,6 м),
заделанным заподлицо в ограничивающую плоскость.
Температура на поверхности источника Тп = 413К,
температура в помещении Тв=293К. Вместе с теплотой
источник выделяет окись азота (ПДК= =5 мг/м3) в
количестве G = 40 мг/с. Кроме того, имеются
рассредоточенные источники, выделяющие окись азота в
количестве Gp = 4мг/с на один отсос. В помещении
действует общеобменная вытяжка производительностью
LB = 500 м
3
/ч = 0,139 м3/с на один отсос. Скорость движения
воздуха в помещении wв = 0,4 м/с, спр = 0.
1.Определяем конвективную теплопроизводитель-ность
источника по формуле (7.8). Коэффициент k находим из
табл. 7.1.
Qг=l,3*kFг*
=1,31,541, 4 0,6
1000 Вт.
2. Поскольку а/в >2, то струя, образующаяся над
источником, плоская. По формулам (7), (8) табл. 7.2
определяем осевую скорость и расход в струе на уровне
всасывания
73
=
смu
ml
/455,03,0/9,0100003,0
38,0
3/1
;
./191,0455,03,04,12
3
смabuL
mlстр
l
В
L
;/6,6561,0/40
3
ммгс
пред
.1,13)05/(6,65
пред
с
3. По формуле (7.11) вычислим поправку на подвижность
воздуха в помещении kп = 1 + (3—21) (0,4/0,455) = 1,88.
4. При
= 0,2/0,3=0,666 по рис. 7.4 определяем
относительную предельную производительность отсоса
= 1,7 и далее, используя формулу (7.12), находим L
пр.отс
np.отс
= 1,880,191 1,7 = 0,61 м3/с.
5. Вычислим избыточную предельную и относительную
избыточную предельную концентрации по формулам (7.13),
(7.14)
6. Определим значение безразмерного комплекса М по
формуле (7.15): М= (4/40) • 13,1—0,139/0,61 = 1,08.
7. По рис. 7.2 находим
= 0,973; k =1,44.
опт
8. Требуемая производительность зонта
L
= 0,611,44=0,878м
отс
3
/с==3160 м
ч
/ч.
Методика и примеры расчета боковых отсосов
Боковые, угловые и наклонные отсосы (рис. 7.5)
используют, когда применение зонтов невозможно по
гигиеническим, конструктивным, технологическим или
эстетическим требованиям или когда установка зонта
может быть осуществлена, но на значи тельном удалении от
источника, в результате чего требуемая производительность
зонта чрезмерно высока. Изложенный ниже метод расчета
предназначен для проектирования отсосов, улавливающих
загрязненные конвективные потоки от источников круглой
или прямоугольной формы с соотношением сторон l ≤ a/b
≤ 2.
74
Для улавливания вредных выделений от прямоугольных
)(5,0
2
0
2
000
yxyxs
]24,0)2/[( rsRR
источников следует применять прямоугольные отсосы,
длина которых, как правило, принимается равной длине
источника (А = а). Высота отсоса 2 В назначается из
конструктивных соображений; при этом надо помнить, что с
уменьшением высоты несколько увеличивается потребная
производительность отсоса. Наличие фланца по периметру
всасывающего отверстия улучшает условия улавливания.
При ширине фланца h ≥ В отсос следует считать располо-
женным в стенке. При меньшей ширине фланца его влияние
можно не учитывать. При выборе конструктивной схемы
отсоса предпочтение следует отдавать отсосам с малым
углом несоосности φ, как наиболее выгодным по
количеству удаляемого воздуха.
Исходными данными для расчета являются размеры
источника 2а х 2b или r, производительность источника по
теплоте Q и газовым примесям G, подвижность воздуха в
помещении wв, конструкция отсоса и его размеры 2Ах2В
или R, расстояния; по вертикали и горизонтали между
центрами источника и отсоса у0, х
, угол несоосности φ, а
0
также количество примеси, выделяющейся от
рассредоточенных источников G
, и объем общеобменной
p
вытяжки LB.
Расчет ведется в такой последовательности.
1. Определяют характерные размеры s и R:
; (7.18)
. (7.19)
Если источник и отсос прямоугольные, то вместо R и r
подставляют Rэ и rэ.
75
3
0
2
/331 Qyrwk
вп
Рис. 7.5. Конструктивные схемы боковых отсосов: а –
отсос в стенке; б – свободно расположенный отсос; в – отсос с
экраном;
г – угловой отсос; д – наклонный отсос
2. Вычисляют коэффициент kn, учитывающий влияние
подвижности воздуха на требуемую производительность
отсоса:
. (7.20)
3. В зависимости от выбранной конструктивной схемы
76
по одной из приведенных в табл. 7.5 формул вычисляется
отспрL.
п
отспр
отспр
kLrsQL
.
3/53/1
.
)2(086,0
Схема расположения отсоса
отспрL.
Отсос в стенке (рис. 7.5, а)
)25,01(217,0
2
R
Боковой отсос, свободно
расположенный (рис. 7.5, б)
)25,01()/(06,032,0
2
3/7
RAB
Боковой отсос с экраном (рис.7.5., в)
)25,01()/(25,02,0
2
3/7
RAB
Угловой отсос (рис. 7.5, г)
)25,01()/(027,021,0
2
3/8
RAB
Наклонный отсос (рис. 7.5, д)
2
2
)318,01(1)0426,015,0( R
Угол φ измеряется в радианах
относительная предельная производительность отсоса.
Формула для расчета относительной предельной
производительности наклонного отсоса справедлива для
отсоса, расположенного в стенке или же снабженного
фланцем, ширина которого более В. Если же отсос
свободно расположен в пространстве или ограничивающий
фланец имеет ширину меньше В, то найденное значение
должно быть умножено на 1,6.
4. Находят предельную производительность отсоса
. (7.21)
Дальнейший расчет ведется в том же порядке и по тем
же формулам, что и для отсосов, соосно располож енных с
источником.
Таблица 7.5.
77
8. Примеры расчета и конструктивного устройства
вытяжных зонтов.
Практически нет предприятия, где бы не использовались
вытяжные зонты в качестве местного отсоса от оборудования,
выделяющего вредные вещества. Вытяжные зонты
устанавливаются обычно над оборудованием с устойчивым
конвективным потоком, однако они применяются и над
пылящим и газовыделяющим оборудованием, иногда очень
успешно. В целом эффективность их работы весьма низка изза следующих причин:
- низкие скорости и неравномерный спектр всасывания в
рабочем сечении;
- неправильный выбор параметров вытяжного зонта и
взаимное расположение его рабочего сечения относительно
источника выделения вредных веществ;
- расположение рабочего сечения вытяжного зонта на
разных уровнях (высоте) путем установки вставок;
- недостаточный учет внешних факторов, а именно,
влияние подвижности воздуха производственных помещений,
наличие газовой составляющей в конвективном потоке и др.;
- отсутствие оптимального метода расчета количества
удаляемого воздуха.
Проведенные исследования позволили разработать метод
расчета количества удаляемого воздуха от тепло-
газовыделяющего оборудования, а также предложить
конструкции вытяжных зонтов различных модификаций,
которые обеспечивают значительное повышение надежности
их работы, более полный учет технологических требований.
Метод расчета количества удаляемого воздуха базируется
на закономерностях развития конвективных потоков в виде
конвективных струй над источником и спектрах всасывания в
рабочем сечении зонта.
78
Увеличение площади рабочего сечения вытяжного зонта
не всегда соответствует повышению эффективности его
работы, так как скорость в рабочем сечении уменьшается при
одном и том же расходе обратно пропорционально площади
этого сечения, а уменьшение скорости спектра всасывания в
рабочем сечении отрицательно влияет на его работу.
Известно, что на расстоянии, равном диаметру
всасывающего отверстия (рабочего сечения) вытяжного зонта,
скорость составляет только 5 % осевой скорости, т.е. 0,05 V0,
где V0 – осевая скорость, по краям вытяжного зонта она
составляет 50 %, т.е. 0,5 V
, что практически соответствует
0
подвижности воздуха в помещении.
Степень улавливания восходящей конвективной струи (с
соответствующими вредными выделениями) уменьшается
более интенсивно при наличии подвижности воздуха в
производственном помещении и по мере удаления рабочего
сечения вытяжного зонта от источника. Наличие газовой
составляющей в конвективной струе требует внесения
корректив и поправочных коэффициентов, что и было сделано
в процессе исследования.
Основным носителем вредных веществ в атмосферу
производственных помещений являются конвективные потоки,
поэтому предлагаемый метод расчета удаляемого воздуха
основан на физических закономерностях взаимодействия и
развития конвективных потоков. Количество удаляемого
воздуха равно объему восходящей конвективной струи.
Оптимальной формулой расчета количества удаляемого
воздуха от тепло-газоисточников является
L = (43 H/D + 65) Q
1/3 D5/3
kV kG (8.1)
Учет влияния поправочного коэффициента на
подвижность воздуха помещений (kV) в конвективном потоке
обусловлен тем, что при дебалансе воздухообмена
79
производственных помещений скорость подвижности воздуха
помещения выше скорости воздуха в конвективном потоке,
при этом вблизи источников тепло-газовыделений она
увеличивается из-за подвижности технологического
оборудования.
Особенно характерно это влияние в зимний период, когда
в целях экономии тепла приточная вентиляция работает на
рециркуляцию, а вытяжная вентиляция на удаление воздуха из
помещения. В данном случае ситуация ухудшается тем, что в
помещении наблюдается разрежение воздуха, а из
технологического оборудования, которое всегда находится под
избыточным давлением, выделяется дополнительное
количество вредных веществ. При этом единственно
правильным решением является локализация выделившихся
вредных веществ в источнике их образования. В данном
случае необходимо и целесообразно рабочее сечение
вытяжного зонта выполнить на двух уровнях: на одном
уровне, расположенном ближе к источнику, улавливается ядро
конвективной струи, на другом – остальная ее часть.
Проведенные исследования показали, что оптимальная
высота расположения рабочего сечения обратного конуса
находится в пределах 0,2D H 0,8D. В данном случае не
нарушается режим подтекания (подпитки) конвективной
струи, т.е. формирование струи над теплоисточником, при
этом до высоты 0,8D струя более устойчива и менее всего
подвергается размыву. На этом участке удачно сочетается
энергия струи и энергия местного отсоса, т.е. скорость спектра
всасывания в рабочем сечении местного отсоса.
Внесение поправочного коэффициента на наличие газовой
составляющей (kG) обусловлено тем, что, несмотря на то, что,
в основе расчета лежит тепловой фактор, основным вредным
фактором являются газы, возгоны металлов, дымы,
металлическая пыль, особенно это характерно для Урала и
80
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]