Промышленная вентиляция

Борьба с пылью с помощью  общеобменной вентиляции эффекта не дает, пыль должна улавливаться в месте  ее образования при помощи местных  отсосов.

 

2. Метеорологические условия в помещениях промышленных зданий

 

В рабочей зоне производственных помещений  метеорологические условия устанавливают  согласно указаниям ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оптимальные и  допустимые нормы температуры, относительной  влажности и скорости движения воздуха  в рабочей зоне производственных помещений

 

		Температура, °С					Относительная влажность, %		Скорость движения, м/с
		оптимальная	допустимая				оптимальная	допустимая на	оптимальная,	допустимая на
Период года	Категория работ		верхняя граница		нижняя граница			рабочих местах	не более	рабочих
			на рабочих местах					постоянных и		местах
			постоянных	непостоянных	постоянных	непостоянных		непостоянных, не более		постоянных и непостоянных*
Холодный	Легкая - Iа	22-24	25	26	21	18	40-60	75	0,1	Не более 0,1
	Легкая - Iб	21-23	24	25	20	17	40-60	75	0,1	Не более 0,2
	Средней тяжести - IIа	18-20	23	24	17	15	40-60	75	0,2	Не более 0,3
	Средней тяжести - IIб	17-19	21	23	15	13	40-60	75	0,2	Не более 0,4
	Тяжелая - III	16-18	19	20	13	12	40-60	75	0,3	Не более 0,5
Теплый	Легкая - Iа	23-25	28	30	22	20	40-60	55 (при 28°С)	0,1	0,1-0,2
	Легкая - Iб	22-24	28	30	21	19	40-60	60 (при 27°С)	0,2	0,1-0,3
	Средней тяжести - IIа	21-23	27	29	18	17	40-60	65 (при 26°С)	0,3	0,2-0,4
	Средней тяжести - IIб	20-22	27	29	16	15	40-60	70 (при 25°С)	0,3	0,2-0,5
	Тяжелая - III	18-20	26	28	15	13	40-60	75 (при 24°С)	0,4	0,2-0,6
* Большая скорость движения  воздуха в теплый период года  соответствует максимальной температуре воздуха, меньшая - минимальной температуре воздуха. Для промежуточных величин температуры воздуха скорость его движения допускается определять интерполяцией; при минимальной температуре воздуха скорость его движения может приниматься также ниже 0,1 м/с - при легкой работе и ниже 0,2 м/с - при работе средней тяжести и тяжелой.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Принципиальные схемы вентилирования  производственных помещений

Общеобменной вентиляцией  эффективно и экономично удаляются  только избыточные тепло- и влаговыделения при отсутствии иных вредностей. Другие вещества, выделяющиеся совместно или порознь с теплом и влагой, обычно требуют устройства смешанной вентиляции, т.е. совмещение местной и общеобменной вентиляции. Такая вентиляция наиболее распространена в промышленности.

Даже при полном укрытии  очагов выделений вредных веществ  местными отсосами, часть их прорывается  в помещение, поэтому предусматривают  общеобменную вентиляцию. В цехах  с выделением газовых вредностей, кроме устройства местных отсосов от оборудования необходимо предусматривать общеобменную вытяжку не менее чем в однократном объеме помещения.

В помещении все вредности  переносятся воздухом, движение которого определяется струйными течениями. При наличии в помещении нагретых поверхностей оборудования воздух, соприкасаясь с ним, нагревается, его плотность становится меньше плотности окружающих масс воздуха и он вытесняется вверх. Так образуются тепловые (конвективные) струи.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. Характер свободного движения воздуха около вертикальной нагретой поверхности

В нижней части воздух стремится  по поверхности утолщающим слоем. Здесь  наблюдается ламинарное движение. Выше появляются завитки, бегущие вдоль  поверхности – локонообразное движение. В верхней части локоны отрываются от поверхности и в виде вихрей распространяются в окружающей среде – турбулентное движение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок – Схема конвективной струи в неограниченном пространстве.

I – пограничный слой, состоящий из ламинарного подслоя, расположен непосредственно у поверхности нагретой пластины и основного пограничного слоя;

II – разгонный участок;

III – переходный участок;

IY – основной участок.

В ламинарном подслое  движение воздуха происходит вдоль  поверхности, вертикальная составляющая скорости ничтожна, тепло передается от нагретой пластины путем теплопроводности.

Движение воздуха в  основном пограничном слое может  быть либо ламинарным, либо турбулентным. Нагретый воздух пограничного слоя поднимается  отдельными струйками. В разгонном  слое проявляются архимедовы силы и  под их действием скорость движения воздуха возрастает, статическое давление снижается, это приводит к сокращению сечения струи. В конце участка II струя имеет минимальное сечение.

Максимальная осевая скорость струи наблюдается несколько  выше разгонного участка. Во всей последующей части струи происходит подмешивание к ней окружающего воздуха, оказывающего тормозящее действие. Угол бокового раскрытия конвективной струи = 12⁰ 25^/.

Этими струями уносится большая часть вредностей вверх  к перекрытию цеха. Если эти «грязные» потоки сразу же удаляются интенсивной вытяжкой, расположенной над местом наибольшей концентрации вредностей в струе, то дальнейшее растекание их практически исключается. Если же удалить полностью восходящий поток не удается, и он будет разбит приточными струями, то картина распространения вредностей усложняется. Возникают горизонтальные и вертикальные возвратные потоки (за счет охлаждения у холодной кровли), возвращающие вредности в рабочую зону, из которой они были удалены восходящим потоком. Таким образом, можно сказать, что при наличии тепловыделений наибольшие концентрации вредностей будут в верхней зоне, а наименьшие – в рабочей. Отсюда напрашивается следующая схема: подача воздуха в рабочую зону, удаление – с верхней зоны.

Подача приточного воздуха системами механической вентиляции в производственных помещениях должна, как правило, производиться:

а) в рабочую зону в  цехах с совместным выделением тепла  и газов при устройстве общеобменной вентиляции;

 б) в рабочую  зону в цехах с пыле- и тепловыделениями при устройстве вытяжки из зоны с максимальными концентрациями пыли выше рабочей зоны (сварочные цехи);

в) в верхнюю зону помещений  с пыле- и газовыделениями, удаляемыми местными отсосами, при отсутствии значительных избытков явного тепла;

г) в верхнюю зону помещений – при нижней вытяжке в помещениях с выделениям паров летучих растворителей или пыли;

Выбор зоны вытяжки воздуха  при общеобменной вентиляции в цехах  с выделениями вредных газов  или паров должен производиться  с учетом их удельного веса и температуры:

а) если происходит выделение  газов с большим удельным весом, чем удельный вес воздуха, то воздух должен удаляться из нижней зоны помещения;

б) если удельный вес газов  меньше, чем у воздуха, или газы нагреты, то воздух должен удаляться  из верхней зоны помещения;

в) если в помещение  выделяется смесь газов, удельный вес, которых и больше и меньше веса воздуха, то удаление воздуха из помещения  предусматривается из двух зон –  верхней и нижней.

Факельный выброс загрязненного воздуха

Во избежание загрязнения воздушного бассейна вблизи предприятия при выбросе воздуха, загрязненного вредными веществами, его обычно отводят в возможно более высокие слои атмосферы.

Устройство для каждой системы вентиляции отводящих труб высотой 40-60м нереально, т.к. количество выбросов на современных предприятиях достигает нескольких сотен.

Удаление загрязненного  воздуха в верхние слои атмосферы  осуществляется с помощью факельного выброса.

Идея факельного выброса основана на использовании дальнобойности струи, выходящей из насадка. Выхлопная труба вместо зонта снабжается плавным конфузором и заканчивается цилиндрическим насадком. За счет уменьшения сечения скорость выхода воздуха повышается, что позволяет создать дальнобойную струю.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок – Эскиз факельного выброса. D_о – диаметр насадка, D₁ – диаметр трубы, b - угол сужения.

Чем выше скорость выхода, тем эффективнее факельный выброс. Низшим пределом скорости выхода считают V₀ = 15-20 м/с. Верхний предел скорости – 40 м/с.

Потеря давления на факельный  выброс складывается из динамического давления на выходе и из потери давления в конфузоре. Общий коэффициент сопротивления факельного выброса z=1,15.

 

 

Таблица – Потеря давления на факельный выброс

V0, м/с	DR, Па	V0, м/с	DR, Па	V0, м/с	DR, Па	V0, м/с	DR, Па
15	160	22	340	29	590	35	860
17	200	24	410	30	630	37	960
19	250	25	440	32	720	39	1070
20	280	27	510	34	810	40	1130

Факельный выброс обладает и иными положительными качествами. Благодаря отсутствию «парусности» (что характерно при наличии зонта) и относительно небольшому весу, легко устанавливается на кровле и крепится двумя комплектами растяжек (труба высотой 20м и диаметром 500мм при толщине стенок 3 мм весит около 800кг).

При факельном выбросе  обязательно устройство для отвода влаги из кожуха вентилятора.

Высоту подъема вредностей над устьем насадка рассчитывают при рекомендуемой для таких расчетов скорости ветра равной 2,5 м/с (средняя скорость для большинства местностей).

Вентиляция  цехов машиностроительных предприятий

 

1.Гальванические цехи

 

В гальванических цехах производится нанесение металл на поверхность  различных изделий для предохранения  от коррозии, улучшения внешнего вида или придания их поверхности большей  прочности.

Основное оборудование - гальванические, промывочные и вспомогательные ванны. Процессы, протекающие в гальванических ваннах, подразделяются в зависимости от химического состава растворов на кислые, щелочные и цианистые и сопровождаются выделением в воздух цеха цианистого водорода, паров кислот, щелочей, тепла и влаги.

Выделение вредных веществ происходит различным образом: выделение водорода при электролизе; вынос растворов  пузырьками водорода, кислорода и  других газов, образующихся в процессе обработки металла; выделение газов, образующихся при химических реакциях; испарение составных частей раствора; выделение пыли при сухой обработке деталей.

Физическая сущность процесса, в  результате которого происходит выделение  аэрозольных частиц раствора, состоит  в следующем. Пузырьки водорода, кислорода  и других газов, выделяющихся из раствора при электрохимических и химических процессах, всплывают на поверхность, где разрываются. При разрыве пузырьков происходит фонтанирование частиц раствора в воздух над ванной, откуда они захватываются вытяжным воздухом местных отсосов, а при отсутствии таковых или их неэффективности загрязняют воздушную среду цеха содержащимися в них вредными веществами, которые  негативно влияют, прежде всего, на работающих людей.

По степени воздействия на организм человека вредные вещества подразделяют на 4 класса: 1 – чрезвычайно опасные ; 2 – высокоопасные; 3 – умеренно опасные; 4 – малоопасные. В гальванических цехах в основном выделяются вещества 1-го и 2-го классов опасности.

Категория работ – средней тяжести  IIа.

Рекомендации по проектированию систем вентиляции:

1. Для уменьшения поступления вредных выделений в воздух цеха применяют бортовые отсосы, как правило, с щелью всасывания в горизонтальной плоскости (опрокинутые) (если позволяет конструкция ванн):

без передувки – двубортовые;

с передувкой – двубортовые и однобортовые.

Ванны шириной В<600мм могут быть оснащены однобортовыми отсосами без передувки. Отсосы следует располагать по длинному борту ванны. На ванны шириной более 1200 мм следует устанавливать несколько секций отсосов.