Пример 19.
Исходные данные:
Определить параметры душирующего патрубка, обслуживающего рабочую зону шириной В = 4 м и длиной А = 25 м; tр.з = 25 0С; интенсивность облучения 1– 3 ккал/(см2·мин), m = 0,7.
Решение:
По номограмме (Рис. 13) находим Vmin= 3,3 м/с, Vmax = 5 м/с;
n = 3,3 : 5 = 0,66;
угол установки насадка 400; t =15 0С.
Принимаем конструкцию душирующего патрубка с поджатием струи
( = 0,07).
Горизонтальное расстояние от приточного насадка до начала душируемого участка:
Высота расположения приточного потрубка:
h = 0,8 · 0,66 · (2 · 8,1 + 22,5) · (0,07 + 0,3 · 0,842) = 5,8м.
Общая высота размешения патрубка над полом: 5,8+1,5 =7,3м.
Cкорость воздуха на выходе из насадка:
V0 max = 3,3 · [1 + 0,95 · (1 – 0,66)] =12,5м/с.
Диаметр выходного сечения насадка:
d0 = 5 · 5,8 · 5 / 3,3 · (1 + 0,842 / 3,4 · 0,07)2 = 12,5м/с.
Количество воздуха, подаваемое одним насадком:
L = 0,785 · 12,5 · 2,1 · 3600 = 156 000м3/ч.
Минимальная температура в рабочей зоне:
Tmin = 26,5 – 5 / [12,5 – 15)] = 22 0С.
Устройство одного патрубка для душирования зоны длиной 25м неэкономично; целесообразнее установить два или три душирующих патрубка.
Приведенный расчет скорости движения воздуха и температуры его справедлив или подвижность и кратко временном пребывании рабочего в зоне теплового облучения. При облучении рабочего тепловым потоком интенсивностью 1 кал/(см2·мин) и более воздушный душ без дополнительных мероприятий малоэффективен.
Пример 20.
Исходные данные:
Определить параметры воздушного душа для желобщиков доменной печи, подвергающихся тепловому облучению интенсивностью около
10 кал/(см2·мин) = 6000 ккал/(м2· ч).
Скорость воздушного факела, омывающего рабочего,4м/с; температура воздуха на рабочем месте, поступающего из кондиционера, 150С; время облучения 10 c=1/360ч. Периоды облучения и пауз чередуются, при этом пауза равна 20 c.
Решение:
Определим повышение температуры кожи без учета охлаждения:
t
= 0,886 · (1/ 9) · (1 – 0,2) · 6000 ·
=
24 0С.
Тогда температура кожи, подверженной облучению, будет равна:
34 + 24 = 58 оС, где 34 – температура кожи, не подверженной облучению.
Определим, насколько уменьшится теплопоступление при отводе тепла подвижным воздухом:
Qохл = 30 · (59 – 15) = 1320 ккал/(м2· ч);
Qисп=1 · 620=620 ккал/(м2 · ч),
где 620 – расход тепла на испарение 1 кг воды при температуре 55 оС, ккал/(м2·ч).
Суммарный отвод тепла составит 1940 ккал/(м2·ч), что соответствует примерно 33% теплопоступлений при непрерывном облучении. В действительности в период паузы охлаждающий эффект воздушного душа и испарения будет продолжаться. Поэтому до следующего периода облучения отвод тепла составит примерно 66%.
Как видно из примера, при кратковременном интенсивном облучении, чередующемся с паузами, душирование воздухом с заданными параметрами обеспечивает полный отвод тепла с тела рабочего.
В примере установлено, что при непрерывном облучении душирование охлажденным воздухом обеспечит отвод только 1/3 тепла. Для полного отвода тепла необходимо с поверхности тела и одежды человека испарять воду:
Q = (6000–1940):620 = 6,5 л/(м2 · ч).
При скорости воздушного потока 4 м/с и площади тела рабочего 1,2м2 содержание влаги в воздухе 6500 (4 · 1,2 · 3600) = 0,43 г/м3.
При интенсивности облучения 8 кал/(см2 · мин) и скорости движения душирующего воздуха 4м/с снижение температуры одежды достигает примерно 8–9 оС, а при подаче воды с удельным расходом 0,3–1,0 г/м3 температура снижается на 17–18 оС.
Для приближенных расчетов можно принимать температуру тела работающего, подвергающегося кратковременному облучению интенсивностью до 10 кал/(см2·мин) – 60 оС, длительному той же интенсивности 70 оС; кратковременному интенсивностью более 10 кал/(см2·мин) – 80 оС.