- •Часть II
- •§ 2 Основные виды вредных выделений и их воздействие на организм человека
- •Санитарно-гигиенические и технологические
- •§ I. Требования, предъявляемые к вентиляции
- •§ 2. Основные виды вредных выделений и их воздействие на организм человека
- •§ 2. Основные виды вредных выделений и их воздействие на организм человека
- •§ 3. Расчетные параметры внутреннего . И наружного воздуха
- •§ 5. Воздушный режим здания.
- •Глава III
- •§ 8 Изображение в /-d-диаграмме процесса
- •§ 9. Изменение тепловлажностного
- •§ 10. Процесс нагрева и охлаждения воздуха
- •§ 11. Процесс адиабатического увлажнения воздуха
- •§ 12. Процесс изотермического
- •§ 13. Политропическии процесс тепло- и влагообмена воздуха
- •§ 14. Процесс смешения воздуха
- •§ 15. Изображение процесса тепло-
- •Глава IV уравнение баланса воздуха в помещении. Уравнения балансов вредных выделении в помещении
- •§ 16. Общие положения
- •§ 76. Общие положения
- •§ 17. Уравнения балансов воздуха
- •Глава V
- •§ 18. Тепловой баланс помещения
- •§ 19. Теплопоступления от людей
- •§ 20. Теплопоступления от освещения
- •§ 22. Теплопоступления от нагретого оборудования
- •§ 23. Теплопоступления с продуктами сгорания
- •§ 24. Теплопоступления от остывающего
- •§ 25. Передача тепла через
- •§ 26. Составление приближенного теплового баланса помещения и здания по укрупненным показателям
- •§ 27. Меры теплозащиты
- •§ 28. Общая последовательность полного расчета
- •Глава VI
- •§ 29. Тепло- и влагообмен на свободной
- •§ 30. Поступления тепла и влаги в помещение с поверхности воды и с водяным паром
- •§ 31. Тепло- и влагообмен в аппаратах
- •Глава VII
- •§ 32. Краткая характеристика свойств
- •§ 33 .Определение количества газов и паров,
- •§ 34. Взрывоопасность газов и паров
- •Глава VIII
- •§ 35. Определение требуемой производительности
- •I. Один приток, одна вытяжка
- •2 Один приток, две вытяжки
- •§ 36. Параметры воздуха в вентиляционном процессе.
- •§ 37. Нестационарный режим вентилируемого помещения.
- •Глава IX аэродинамические основы организации воздухообмена в помещении
- •§ 38. Общие положения
- •§ 39. Свободные изотермические струи
- •§ 40. Свободные неизотермические струи
- •4С я Ср V Рокр V j о
- •0,6 Я sinAx 0,6я
- •§ 41. Струи, вытекающие через решетки
- •§ 42. Струи, настилающиеся на плоскость
- •§ 43. Свободные конвективные потоки,
- •§ 44. Струи, истекающие в ограниченное пространство
- •§ 45. Движение воздуха около
- •§ 46. Схемы движения воздуха
- •§ 47. Принципиальные схемы решения
- •§ 49. Устройства для забора воздуха
- •§ 51. Вентиляционные камеры
- •§5/ Вентигяци-онные камеры1 — вентиляционный агрегат, 2 — соединительная секция, 3 — ороси тельная секция, 4 — калориферная секция, 5 — приемная секция
- •§ 52. Вентиляционные каналы и воздуховоды
- •Глава XI
- •§ 63. Основные понятия
- •§ 54. Распределение давлении
- •§ 56. Расчет вытяжных систем вентиляции
- •§ 56 Расчет вытяжных систем вентиляции по статическому давлению
- •§ 57. Воздуховоды равномерной раздачи
- •2 Статическое давление в конце воздуховода по формуле (XI.78):
- •4. Определяем 6* по формуле (х1.94), результаты расчетов также заносим в табл. XI.6.
- •3. Максимальная скорость в щели
- •Глава XII
- •§ 59 Устройство калориферов
- •§ 60. Установка калориферов
- •§ 61 Расчет калориферов
- •§ 62. Защита калориферов от замерзания
- •§ 63. Общие сведения
- •§ 64 Классификация обеспыливающих устройств
- •§ 65. Классификация пылеуловителей
- •§ 66. Сухие пылеуловители
- •§ 67. Мокрые пылеуловители
- •§ 68. Тканевые пылеуловители
- •§ 69 Электрические пылеуловители
- •§ 70. Классификация воздушных фильтров
- •§ 71. Сухие пористые фильтры
- •§ 72. Смоченные пористые фильтры
- •§ 73. Фильтрующий материал фп
- •§ 74. Фильтры для тонкой и сверхтонкой очистки воздуха от пыли, микроорганизмов и частиц радиоактивных аэрозолей
- •§ 75. Индивидуальный агрегат для очистки воздуха от пыли
- •Глава XIV
- •§ 77. Местная вытяжная вентиляция
- •§ 78. Вытяжные шкафы
- •§ 79. Бортовые и кольцевые отсосы
§ 37. Нестационарный режим вентилируемого помещения.
аварийная вентиляция
В общем случае поступление вредных выделений в помещение непостоянно во времени. Это приводит к колебаниям параметров внутреннего воздуха. Теплопоступления от солнечной радиации, от нагретого металла при его термической обработке и многие другие нестационарны и лишь в упрощенных вариантах расчетов принимаются постоянными во времени (расчеты по максимуму поступлений). Подробно вопрос о неустановившемся тепловом режиме вентилируемых помещений рассмотрен в главах VII и VIII «Строительной теплофизики» [10].
Ниже рассмотрены сравнительно простые задачи—изменение во времени концентрации вредных веществ в помещении. Подобные расчеты, хотя и проводятся с большими оговорками и допущениями, позволяют в некоторых случаях снизить расчетный воздухообмен, определить время загрязнения помещения до заданного уровня, рассчитать воздухообмен системы аварийной вентиляции.
(VIII.26)
мвр dT — Vn0M — 0,
где Упом — объем помещения, м3
Это уравнение написано при допущении, что вредные вещества распределяются по всему объему помещения равномерно Искомая концентрация вредных веществ — средняя по объему величина.
х
С
(VIII.27)
Решив уравнение (VI11.27) относительно текущей концентрации С, получим:
пом
(VIII. 28)
Последнее выражение представляет концентрацию в любой момент времени как линейную функцию от т. Темп увеличения концентрации определяется величиной отношения интенсивности выделения вредных веществ к объему помещения.
Формулой (VII 1.28) можно воспользоваться для определения необходимости устройства вентиляции в помещениях большого объема при сравнительно малом выделении вредных веществ. На рис. VIII.3 показан ход увеличения концентрации вредных веществ в воздухе помещения при разной величине отношения Мвр/ЕПОм. Для случая, когда содержание вредных веществ в помещении достигает ПДК при т<;1 ч (линия /), вентиляция обязательна. В случае изменения концентрации их по линии 2 (8 ч>т>1 ч) вентиляцию можно включать через некоторое время после начала работы. Если содержание вредных веществ не достигает ПДК в течение рабочего времени (линия 3), вентиляцию можно не устраивать, ограничиваясь неорганизованным воздухообменом.
Изменение
концентрации вредных веществ в помещении
при заданном воздухообмене. Пусть
в начальный момент концентрация вредных
веществ в любой точке помещения равна
С0.
Примем, что в этот момент в помещении
начинает действовать источник выделения
вредных веществ с интенсивностью
„Мир и включается система общеобмеи-
m
Рис.
VIII.3.
Изменение
во времени концентрации вредных
выдалений в помещении без вентиляции
/
и 2
— ПДК достигается в течение рабочего
времени; 3
— ПДК не достигается в течение рабочею
времени
ной вентиляции. Если пренебречь распределением температуры по помещению, т. е. рассматривать изотермические условия, то объемная производительность приточной и вытяжной систем будет одинакова: Ln=Ly. Обозначим концентрацию вредных веществ в приточном воздухе Сп, а в удаляемом Су. Примем допущение, что вредные вещества
распределяются по объему помещения равномерно и, следовательно, в любой момент С—Су.
Уравнение баланса вредных веществ в помещении в дифференциальной форме
Мвр dx + Ln СП dx — LyCdx — Fn0M dC = 0. (VIII .29)
Разделив переменные и представив дифференциал dC в виде
dC
——
d
(—С)
=— d
f 4-cn
—
С I
, (VIII.30)
проинтегрируем уравнение (VIII.29):
I -j^ + Cn-C
М
ВР
Ф
Сп
—С0
Ly
Последнее выражение можно преобразовать в зависимости от назначения расчета. При расчете периода изменения концентрации в заданных пределах
Мй0
Сп-С0 + -^
T=_j70Mln ГГ—. (VIII.32)
1У гг’ JHsE
bfl Of ,
У
При расчете изменения концентраци
иСледует
заметить, что учет ус-ловия
рп¥=ру при получении зави-симостей
(VI 11.32) и (VIII.33) при-водит
к появлению у величины Самножителя
ру/рп.
Аварийная
вентиляция. Напредприятиях
химической промыш-ленности
и подобных им в резуль-тате
нарушения герметичности обо-рудования
возможны внезапныепоступления
вредных веществ впомещения.
Для разбавления вне-запно
выделившихся вредных ве-ществ
предусматривается аварий-ная
вентиляция — система уст-ройств,
включающихся при ава-рии.
Как правило, аварийная вен-тиляция—
это вытяжка с меха-ническим
побуждением движениявоздуха.
Возмещение воздуха, уда-ляемого
вытяжной системой ава-рийной
вентиляции, должно осуще-ствляться
преимущественно путемиспользования
наружного воздуха.
Воздухообмен,
создаваемый системой аварийной
вентиляции, обычнорассчитывают
по ведомственным техническим
указаниям. Если извест-но
количество выделяющихся вредных
веществ и производительностьсистемы
общеобменной вентиляции, то, используя
формулы нестацио-нарного
режима помещения, можно рассчитать
требуемый воздухообменаварийной
вентиляции либо продолжительность
периодов эвакуации ипроветривания.
Рассмотрим
несколько случаев применения уравнений
(VIII.32) и(VIII.33)
для расчета аварийной вентиляции
Проанализируем
уравнение (VIII.33),
представив
его в виде двухслагаемых:
С=СА+СБ, (VIII. 34)
Рис.
VIII.4. Изменение во времени концент-
рации вредных выделений в помещении
с вентиляцией
а
— при начальной концентрации, равной
нулю: б — при наличии начальной
концентрации, но без добавления
вредных выделений: в
— при заданном воздухообмене,
произвольном значении начальной
концентрации и заданном количестве
добавления вредних выделений; г
—при аварийном режиме; д
— при воздухообмене в помещении
меньше расчетного
где
С
а
и С
Б
—отдельные составляющие искомой
величины.
Очевидно,
что
с„
= (т* + с„) О-*-*”)
*
С г,
|
3 |
|
|
L
время
эбакуации
(VIII.
35)
—Km
(VIII.
36)
Здесь Кр — L-yl Vпом-
Если начальная концентрация С0=0, то и Св =0- Величина С в этом случае равна СА и изменяется во времени, как показано на рис. VIII.4,а (линия 1). Пределом величины СЛ является M^[Ly-\-Cn. Этот предел достигается при т=оо. Если увеличить воздухообмен, изменятся и предел концентрации, и характер кривой (линия 2). Величина СА соответствует изменению концентрации в помещении при С0=0 при заданном воздухообмене [эта величина по смыслу соответствует величине С из формулы (VIII.28), но при Ly>0J.
Если принять С=Спдк и ввести поправку ру/рп, то формула (VIII.35) легко преобразуется в формулу (VIII. 12"') табл. VIII. 1.
Если Со>0, а МВр=0, то С=СБ. В этом случае концентрация в помещении будет снижаться (см. рис. VIII 4,6) линия /), стремясь к нулю. Чем больше кратность воздухообмена, тем, естественно, интенсивнее снижается концентрация вредных веществ в помещении (линия 2). Этот случай соответствует вентиляции помещения с известной начальной концентрацией вредных веществ.
Если источник выделения вредных веществ продолжает действовать, а начальная концентрация вредных веществ в воздухе Со>0, то изменение концентрации во времени может иметь вид, показанный на рис. VIII.4, в (линия 1 при C0>MBp/Ly+Cn, линия 2 при С0<МПр/£у+ 4-Сп). Если Co=MBP/Ly4-C,n, то изменения концентрации в помещении не будет, так как сумма СА и Св дает в этом случае постоянную величину. Линия 3 соответствует случаю, когда Ly равно величине, определенной по формуле (VIII. 12'").
При проектировании может встретиться необходимость в определении кратности воздухообмена для проветривания помещения, загрязненного единовременным выбросом вредных веществ. Если заданы С0, Спдк и время проветривания т, то можно определить кратность требуемого воздухообмена из формулы (VIII.36):
(Кр) = — In тЯ*— . (VIII.37)
т спдк
Эту формулу можно использовать для расчета воздухообмена при единовременных аварийных выбросах паров и газов вредных веществ в помещение.
Для определения времени эвакуации людей из помещения, в котором начался аварийный выброс вредных веществ, т. е. времени, в течение которого концентрация вредных веществ увеличится до допусти- могопредела (рис. VIII.4, г), можно воспользоваться формулой (VIII.32). При этом начальное содержание вредных веществ С0 может быть при- • нято равным ПДК в рабочее время или рассчитано по формуле (VIII.33) в зависимости от момента включения аварийной вентиляции и производительности системы общеобменной вентиляции в цехе. При значительных поступлениях ядовитых вредных веществ по формуле (VIII.32) можно определить продолжительность промежутка времени, в течение которого рабочие должны принять меры по защите себя от отравления (надеть противогаз, удалиться в специальное помещение и др.). Более сложная задача — расчет воздухообмена, создаваемого аварийной вентиляцией, если задано время проветривания т, начальная концентрация Со и интенсивность выделения вредных веществ МВр.
Прямое решение уравнения (VIII.31) относительно Ly невозможно из-за его трансцендентности. Инженерное номографирование решения уравнения (VI 11.31) осложнено большим числом переменных. Однако, введя безразмерные параметры процесса:
С
= -—— , т = ^2 и 1 = —М*р
, (VIII.38)
Со — Сп VnoM (С0 — Сп) Су (С0—Сп)
можно преобразовать уравнение (VIII.32):
_ C—L
т —— L In — . (VIII.39)
1 — L
Три безразмерных параметра, входящих в последнее уравнение, позволили составить номограмму (автор инж. А. Ф. Маурер) для опре-
деления требуемого значения Ly. Номограмма (рис. VIII 5) применима для расчетов, связанных с понижением концентрации вредных веществ в помещении, т. е. С<.С0.
Пример VII 1.3. Определить производительность вытяжной системы аварийной вентиляции, если 1/Пом = 50 м3, Со = 200 мг/м3 (СО), С=20 мг/м3 (ПДК Для СО), Мвр = = 6000 мг/ч, время проветривания т=15 мин (0,25 ч), Сп = 0,5 мг/м3
Решение. 1. Вычисляем параметры процесса по формулам (VIII 38):По номограмме рис. VIII.5 находим L = 0,05 Следовательно,
6000
Ly = = 600 м3/ч,
у 0,05(200 — 0,5)
„ 600 т. е. Кр= ——~ = 12 ч-1.
50
Уравнение (VII 1.39) можно применять для расчета не только аварийной вентиляции, но и воздухообмена в больших помещениях. Используя емкость помещения при меньшем воздухообмене, можно добиться того, что содержание вредных веществ не достигнет ПДК (см. рис. VIII.4, д) в течение рабочего времени.