Исследование метеоусловий на работе

 

 

где ψ = 0,32...0,65 — коэффициент, учитывающий сопротивление движению воздуха в вытяжной трубе; в расчетах принимают ψ = 0,5.

 

V_д=4,43*0,5*(4*(1,3-1,19)/1,3)^1/2=1,3 м/с

 

По найденному значению V_д вычисляют суммарную площадь сечения вытяжных труб, м²,

 

S_r = L/(3600 V_д),

где L — требуемый воздухообмен, м³/ч.

 

S_r=2168,6/(3600*1,3)=0,5

 

Число вытяжных шахт определяют, исходя из конструктивных размеров шахты:

 

n = S_r/S,

 

где S — площадь поперечного сечения шахты, м².

 

n=0,5/0,25=2

 

Для увеличения пропускной способности  вытяжных шахт за счет использования  энергии ветра на их верхних концах в некоторых случаях устанавливают  дефлекторы (рис. 3). Дефлекторы устроены таким образом, что при обдувании их ветром площадь сечения участка,работа ющего на вытяжку, значительно больше, чем участка, работающего на приток

 

 

Рис. 3. Дефлекторы:

А - ЦАГИ: 1-колпак, 2-обечайка, 3-конус, 4 -диффузор, 5 - шахта; б -остроугольный: 1-фланец, 2-диффузор, 3- колпак, 4- корпус, 5 -лапка; в -звездообразный: 1- колпак, 2 -корпус, 3 -косынка для крепления корпуса к трубе

 

Рис. 4. Схема работы дефлекторов:

а — звездообразного (горизонтальный разрез); б— ЦАГИ (вертикальный разрез); + — зоны повышенного давления;-- -зоны разрежения

 

В результате разность давлений на концах вытяжной трубы увеличивается, поэтому  воздухообмен также возрастает. Дефлектор  подбирают по диаметру, м, вычисляемому по формуле

 

 

где L_д — пропускная способность дефлектора, м³/ч; k_э — коэффициент эффективности: для цилиндрического дефлектора ЦАГИ k_э = 0,4, для звездообразного k_э, = 0,42; V_B — скорость обдувающего дефлектор воздуха, м/с.

 

Рис. 5 Принципиальная схема вентиляции для выбора соотношения объемов приточного и удаляемого воздуха:

 

а – L_в>L_пр,p₁<p₂; б – L_в<L_пр,p₁>p₂

 

Рис. 6 Схемы организации воздухообмена  при общеобменной вентиляции

 

Расчет искусственной общеобменной вентиляции

В производственных помещениях широко применяют системы вентиляции с искусственным побуждением воздуха. Несмотря на повышенные затраты на их устройство и эксплуатацию, такие системы обладают следующими преимуществами: подача воздуха в любую точку помещения; обработка приточного воздуха посредством его нагрева, увлажнения и очистки от нежелательных примесей; улавливание вредностей непосредственно в местах их выделения; очистка удаляемого воздуха и использование его теплоты для нагрева подаваемого в помещение наружного воздуха.

В состав системы вентиляции входят: воздухозаборники в виде отверстий в конструкциях ограждений или шахт, оснащенных жалюзийными решетками; устройства для регулировки количества поступающего воздуха (клапаны, заслонки, шиберы); вентилятор, воздуховоды, фильтры, воздухораспределительные устройства и пр.

Для побуждения воздуха в системах вентиляции применяют центробежные и осевые вентиляторы. По создаваемому давлению центробежные вентиляторы  делят на три группы: низкого давления — до 1000 Па, среднего давления —  от 1000 до 3000 Па и высокого давления — свыше 3000 Па. Давление, создаваемое осевыми вентиляторами, как правило, не превышает 350 Па. Существуют крышные вентиляторы, устанавливаемые на кровлях зданий, которые могут быть как центробежными, так и осевыми.

В зависимости от состава перемещаемой среды вентиляторы изготовляют:

обычного исполнения — для перемещения  неагрессивных сред с температурой менее 423 К, не содержащих липких веществ, при концентрации пыли и других твердых  примесей менее 150 мг/м³;

антикоррозийного исполнения —  для перемещения агрессивных сред;

взрывобезопасного исполнения — для  перемещения взрывоопасных смесей;

пылевые — для перемещения воздуха  с содержанием пыли более 150мг/м³.

Проектирование и расчет системы  искусственной (механической) вентиляции выполняют в следующем порядке. Выбирают конфигурацию вентиляционной сети в зависимости от формы помещения и размещения в нем оборудования, разбивают ее на участки. Зная требуемый расход воздуха на отдельных участках сети и задавая скорость движения воздуха (для участков, находящихся рядом с вентилятором, 8...12 м/с, а для отдаленных участков сети 1...4м/с), определяют диаметр воздуховодов, а также материал для их изготовления. Затем рассчитывают общие потери напора в сети, Па,

 

н_с = н_м + н_п ,

Н_с=1,28+0,12=1,4 Па

 

где Н_м — местные потери; Н_п — потери на прямых участках воздуховодов.

Местные потери напора, Па, определяют по формуле

 

Н_м=0,5*0,5*2²*1,28=1,28 Па

где ψ_м — коэффициент местных потерь напора: для жалюзи на входе 0,5, для внезапного сужения 0,2...0,3, для колена под углом 90° 1,1, колена под углом 120° 0,5, колена под углом 150° 0,2 и т. д.; v — скорость воздуха на соответствующем участке вентиляционной сети, м/с; р — плотность движущегося в сети воздуха, кг/м³.

Потери напора на прямых участках вентиляционной сети, Па, находят по формуле

 

Н_п=0,5*0,02*10*4*0,3=0,12 Па

 

Где ψ_T — коэффициент сопротивления движению воздуха в трубе, зависящий от материала, из которого она изготовлена: для железных труб 0,02, для труб из полиэтилена 0,01; l_T — длина трубы соответствующего участка сети, м; v_cp — средняя скорость движения воздуха на расчетном участке вентиляционной сети, м/с; d_T, — принятый диаметр трубы на расчетном участке, м.

Зная требуемый воздухообмен, рассчитывают производительность вентиляторов, м³/ч, с учетом потерь или подсосов воздуха в вентиляционной сети:

 

 

где k_л — поправочный коэффициент на расчетное количество воздуха: при использовании стальных, пластмассовых и асбоцементных воздуховодов из труб длиной до 50 м k_п = 1,1, в остальных случаях k_п = 1,15.

 

L_в=1,1*1000=11000 м³/ч

 

 

На основе известных величин  L_B и Н_с по номограммам (рис. 7) выбирают марку вентилятора с наибольшим значением коэффициента полезного действия (КПД) и в зависимости от состава воздушной среды определяют конструктивное исполнение вентилятора.

 

Рис. 7. Номограмма для выбора вентиляторов серии Ц 4-70

 

Центробежные вентиляторы с  колесами диаметром 0,5 м и более  должны иметь следующий КПД: при лопастях, загнутых назад, >0,8; при лопастях, загнутых вперед, >0,6; при лопастях, оканчивающихся радиально, >0,65.

КПД пылевых вентиляторов должен быть не менее 0,55, осевых вентиляторов с  колесами диаметром 0,5 м и более  — не менее 0,6.

Мощность электродвигателя, кВт, для  принятого вентилятора рассчитывают по формуле

 

 

Где k_з= 1,05...1,5— коэффициент запаса; η_в — КПД вентилятора: для центробежных вентиляторов η|_в = 0,4. .0,8; η_п — КПД передачи: для плоскоременной передачи 0,9, клиноременной 0,95, при соединении электродвигателя с вентилятором с помощью муфты 0,98, при непосредственной насадке вентилятора на вал электродвигателя 1.

Для снижения аэродинамического шума вентиляторов необходимо добиваться выполнения следующего условия:

 

 

где D — диаметр рабочего колеса вентилятора, м; n —частота вращения вентилятора, мин^-1: n = A/(60N); А — безразмерный параметр, определяемый по номограммам при выборе вентилятора; N— номер вентилятора (диаметр его рабочего колеса в дециметрах).

Расчет местной вентиляции

Расчет производительности вытяжного  зонта. Над оборудованием, являющимся источником выделения загрязненного вредными веществами нагретого воздуха (кузнечные горны, горячие ванны или печи и т. п.), чаще всего устанавливают вытяжные зонты. Преимущество такого вида местной вентиляции заключается в том, что нагретый воздух при движении вверх увлекает выделяющиеся пары, газы и аэрозоли, приближая их к зоне всасывания. Площадь зонта должна перекрывать поверхность выделения вредностей, а его рабочий проем - быть максимально приближен к источнику. Скорость движения воздуха в рабочем проеме зонта принимают в пределах 0,15...1,25 м/с, причем большие ее значения при большей токсичности выделяющихся веществ и меньшей площади перекрытия источника. Объем воздуха, отсасываемого зонтом за единицу времени (производительность), м³/ч, находят из выражения

 

L = 3600a6v,

 

где а,6 — размеры рабочего проема (приемной части) зонта, м; v — скорость движения воздуха в приемной части зонта, м/с.

 

L=3600*0,4*0,6*0,2=173 м³/ч

 

Расчет местной вентиляции наплавочных  установок. Выделяющиеся при полуавтоматической и автоматической сварках и наплавке под слоем флюса пыль и вредные газы удаляются через воронкообразные отсосы или отсосы щелевидной формы длиной 250...350 мм. В этом случае производительность местной вытяжной вентиляции, м³/ч, рассчитывают по формуле

 

 

где k₀ — коэффициент, зависящий от вида отсоса: для щелевого 12, для воронкообразного 13,2; I—сварочный ток, А.

 

L=12*(1000)^1/3=120 м³/ч

 

Рис. 8. Вытяжная вентиляция на рабочем месте сварщика: 1 — вентилятор; 2 — вытяжная труба; 3 — стол сварщика; 4 — стена

Рис. 9. Схема вытяжной вентиляции заточного станка

 

Расчет местной вентиляции обдирочно-заточных станков. Источником образования пыли часто служат точильные, шлифовальные и полировочные круги. Их закрывают кожухами (рис.9), которые через воздуховоды соединяют с вытяжным вентилятором, причем вытяжной воздуховод должен быть направлен в сторону центробежного перемещения пылевых частиц. Эффективность кожуха зависит от количества удаляемого через него воздуха и возрастает при наличии специального козырька в передней части кожуха. Производительность вентиляции, м³/ч, заточных, шлифовальных и аналогичных станков зависит от диаметра установленных в них абразивных кругов:

 

L=1000DA,

 

где D — диаметр абразивного круга, м; А — коэффициент, зависящий от диаметра круга: 2 при D<0,25м, 1,8 при D= 0,25...0,6м и 1,6 при D>0,6m.

 

L=1000*0.3*1.8=540 м³/ч

 

6.2.2 Кондиционирование воздуха

Кондиционирование — это процесс  поддержания температуры, влажности и чистоты воздуха в соответствии с санитарно-гигиеническими требованиями, предъявляемыми к производственным помещениям. Одно из основных требований к системе кондиционирования воздуха — регулирование определенных соотношений между четырьмя переменными величинами: температурой воздуха; средневзвешенным значением температуры внутренних поверхностей ограждений (стены, пол, потолок); влажностью воздуха; средней скоростью и равномерностью движения воздуха внутри помещения.

Кроме того, системой кондиционирования воздуха должна регулироваться концентрация газов, паров и пыли в помещении. Если система предназначена для создания комфортных условий людям, то она должна также уменьшать запахи, выделяемые человеческим телом.

Кондиционером называют техническое устройство (рис.10), которое с помощью приборов автоматического регулирования поддерживает в помещении заданные параметры воздушной среды. В зависимости от предъявляемых требований по обеспечению необходимого состояния воздуха помещений кондиционеры бывают двух типов: полного кондиционирования (обеспечивают постоянными температуру, относительную влажность, скорость движения и чистоту воздуха) и неполного кондиционирования (поддерживают постоянными только часть параметров или один из них - чаще всего температуру).

По способу холодоснабжения различают автономные и неавтономные кондиционеры. В автономные кондиционеры для охлаждения воздуха встроены холодильные агрегаты, а неавтономные снабжают холодоносителем централизованно.

По способу подготовки и распределения воздуха кондиционеры делят на центральные и местные.

Конструкция центральных кондиционеров  предполагает приготовление воздуха  вне пределов обслуживаемых помещений  и распределение его по системам воздуховодов. Их применяют в помещениях большого объема, так как производительность таких кондиционеров по воздуху сравнительно высока и составляет 30...250 тыс. м³/ч.

Местные кондиционеры подготавливают воздух непосредственно в обслуживаемых помещениях и подают его сосредоточенно в определенную зону. Их применяют в сравнительно небольших помещениях (объемом до 500 м³). Производительность таких кондиционеров по воздуху 1,5...20 тыс. м³/ч.

Кондиционирование воздуха по сравнению с вентиляцией требует больших капитальных вложений и эксплуатационных затрат, но вложенные денежные средства окупаются за счет повышения производительности труда и качества выпускаемой продукции, снижения заболеваемости работающих и процента бракованных изделий.

 

 

 

Рис. 10. Схема кондиционера:

1- заборный воздуховод; 2- фильтр; 3- соединительный воздуховод; 4- калорифер; 5- форсунки увлажнителя воздуха; 6- каплеуловитель; 7- калорифер второй ступени; 8- вентилятор; 9- отводной воздуховод.

 

6.2.3 Отопление производственных помещений

Отопление предназначено для поддержания  нормируемой температуры воздуха в производственных помещениях в холодное время года. Кроме того, оно способствует лучшей сохранности зданий и оборудования, так как одновременно позволяет регулировать и влажность воздуха. С этой целью сооружают различные системы отопления.

В холодный и переходный периоды  года следует отапливать все здания и сооружения, в которых время  пребывания людей превышает 2 ч, а также помещения, в которых поддержание температуры необходимо по технологическим условиям. Это требование не распространяется на помещения, где работа по условиям труда приравнивается к работе вне зданий или постоянное пребывание людей необязательно (например, склады, кладовые и т. п.). В последней ситуации следует предусмотреть специальные устройства на рабочих местах или дополнительные помещения для обогревания работающих.