<< Пред.           стр. 4 (из 8)           След. >>

Список литературы по разделу

 
 
 
 
 
  # Механические системы вентиляции
 
  Механическая вентиляция является более совершенной. Это вентиляции, при которых воздух подается и удаляется из помещения по системе вентиляционных каналов при помощи вентиляторов.
  Механическая вентиляция может быть:
  - приточной;
  - вытяжной;
  - приточно-вытяжной.
  По зоне действия механическая вентиляция подразделяется на :
  - общеобменную;
  - местную;
  - комбинированную.
  Про общеобменную вентиляцию говорили раньше. Добавим, что в промышленных зданиях наиболее часто используют приточно-вытяжную общеобменную вентиляцию. В общем случае различают : приточную, вытяжную и приточно-вытяжную общеобменные вентиляции.
  Рассмотрим местную вентиляцию.
  Местная вентиляция служит для создания требуемого состояния воздушной среды в ограниченной зоне производственного помещения.
  Местная вентиляция бывает:
  - приточной;
  - вытяжной (нашла наиболее широкое применение).
  К местной приточной вентиляции относят: воздушные души (в горячих цехах на рабочих местах) и оазисы, воздушные и воздушно-тепловые завесы. Например, воздушный душ представляет собой поток воздуха, направленный на рабочего (скорость обдува составляет 1-3,5 м/сек). Завесы устраиваются, в основном, у ворот или проемов, при этом создается дополнительное сопротивление проходу холодного воздуха через ворота, проемы.
  Местная вытяжная вентиляция основана на улавливании и удалении вредных веществ непосредственно у источника их образования.
  Устройства местной вытяжной вентиляции выполняют в виде укрытий, откосов, камер, кожухов, зонтов, вытяжных шкафов и т.д.
  В производственных помещениях, в которых выделяются одновременно вредные газы и теплота или только вредные газы, кроме местной вытяжной вентиляции обязательно делают общеобменную вытяжку из верхней или нижней зоны помещения, т.к. возможно поступление вредных веществ в воздух помещения.
  Рассмотрим механические системы вентиляции.
 1. приточная вентиляция.
 
 
  Состоит из:
 1. воздухозаборника;
 2. вентиляционного канала;
 3. фильтра (очищает воздух от пыли и вредных веществ);
 4. обогревателя (калорифера), где воздух нагревается;
 5. вентилятора;
 6. насадок, приточных отверстий.
 Фильтр, калорифер и вентилятор обычно устанавливают в одном помещении (в вентиляционной камере)
 
 
 
 2. вытяжная вентиляция.
 
 
 Состоит из:
 7. вытяжных насадок, отверстий;
 8. вытяжной шахты.
  Остальные элементы приведены ранее.
 3. приточно-вытяжная вентиляция
  В этой системе воздух подается в помещение приточной вентиляцией, а удаляется вытяжной. При этом приточные и вытяжные системы должны быть правильно размещены. Свежий воздух необходимо подавать в те части помещения, где количество вредных веществ минимально, а удалять, где выделения максимальны.
 
  Очистка воздуха
  Очистка воздуха осуществляется как при подаче его в помещение. Так и при его удалении из помещения. В первом случае - защита работающих в помещении, во втором - защита окружающей атмосферы.
  Для очистки воздуха применяют:
  - для очистки от пыли - пылеуловители;
  - для очистки от аэрозолей и смесей применяют фильтры (для более полной очистки воздуха).
  Качество очистки определяется показателем, который называется эффективностью очистки:
 
  где К1 и К2 - концентрация вредных веществ на входе и выходе пылеулавливателя или фильтра.
  Эффективность пылеуловителя и фильтров должна быть 0,90,95 и более, например, электрофильтр улавливает частицы менее 0,1 и более 1мкм с эффективностью 0,998.
 
 
 
 
  Вентиляторы
  Вентилятор - воздуходувная машина, создающая определенное давление, и служащая для перемещения воздуха.
  Их оценивают по следующим параметрам или характеристикам:
 1. Производительность вентилятора Q(м/час) - количество воздуха, которое прогоняет вентилятор через рабочее сечение.
 2. Н - аэродинамический напор (кг/м) - давление, которое создает вентилятор на входе рабочего сечения.
 3. КПД () - отношение производительности к мощности, должен быть не менее 55%.
 4. Число оборотов в минуту n, от 8001500 об/мин.
 5. Окружная скорость , выбирается не более 80м/с (из-за шума) - вращение лопастей.
  Применяют два вида вентиляторов (наиболее распространены):
 1. осевые;
 2. центробежные.
  Преимущество осевых - простота конструкций, универсальность, высокая производительность.
  Недостатки - высокий шум, небольшой аэродинамический напор.
  Преимущества центробежного - малый шум, делятся на вентиляторы низкого, среднего, высокого давления.
  Недостатки - они не универсальны, требуют дополнительный привод.
 
  # Определение необходимого воздухообмена в помещении
 
  В соответствии с нормативными документами (СН) все производственные помещения должны иметь системы вентиляции. Необходимое количество воздуха при этом может быть определенно различными методами в зависимости от назначения помещения и вида вредных выделений.
 
 I. В помещении выделяются вредные пары и газы.
 
  При определении необходимого воздухообмена для разбавления веществ до ПДК составляют уравнения (условия) материального баланса вредных выделений в помещении за время t(c):
 
  где Мв - масса вредных выделений в помещении, обусловленных работой технологического оборудования за время t, мг;
  Мп - масса вредных выделений, поступающих в помещение вместе с приточным воздухом за время t, мг;
  Му - масса вредных выделений, удаляемых из помещения вместе с воздухом за время t, мг;
  Мн - масса вредных выделений (паров или газов), накопившихся в помещении за время t, мг.
  Если вентиляция работает эффективно, то вредные вещества не накапливаются, Мн=0.
 
 II. При определении необходимого воздухообмена для борьбы с теплоизбытками составляют баланс явной теплоты помещения:
 
  Qизб = Qп-Qу,
  где Qизб - избытки явной теплоты всего помещения, кВт;
  Qп - количество поступающей явной теплоты в помещение, кВт;
  Qу - количество уходящей из помещения теплоты, кВт.
 
 III. Необходимый воздухообмен для удаления избыточной влаги определяют из условия материального баланса по влаге в помещении.
 
  Аналогично I случаю составляют уравнение материального баланса по влаге в помещении.
  Ранее говорили, что по месту действия системы вентиляции подразделяют на общеобменную и местную; для этих систем вентиляции напишем формулы определения воздухообмена для трех вышерассмотренных случаев.
 
 Определение воздухообмена при общеобменной вентиляции
 
 1. Необходимый воздухообмен для удаления вредных веществ (паров, газов).
 Объем (количество) воздуха, подаваемый в помещение, определяется по формуле:
 
 где - количество (масса) вредных веществ, выделяемых в помещении (в рабочей зоне), ;
  - концентрация вредных веществ в подаваемом воздухе,
 
  Если в помещении одновременно выделяются несколько вредных веществ, то для определения общего воздухообмена нужно смотреть на направленность действия данных веществ.
 1). Если вещества разнонаправленные (щелочь, окись углерода), тогда общий воздухообмен принимается по тому веществу, для которого требуется наибольший объем воздуха.
 2). При одновременном выделении нескольких вредных веществ однонаправленного действия (например, различные кислоты, щелочи, спирты) количество необходимого воздуха для вентиляции ( общеобменной) определяется путем суммирования количеств воздуха, необходимого для разбавления каждого вещества до его предельно допустимой концентрации при совместном действии вредных веществ . Эти концентрации меньше нормируемых . Такими предельно допустимыми считаются концентрации , отвечающие требованию:
 
 где i = 1,2...n - вещества
  - ПДК 1-го вещества и т.д.
 2. Необходимый воздухообмен для удаления избыточного тепла.
 Количество приточного воздуха:
 где - избыточная теплота в помещении, дж/с (или ВТ);
  - удельная теплоемкость воздуха, дж/кг*град;
  - плотность приточного воздуха, ; ;
  - температура удаляемого из помещения воздуха, ;
  - температура подаваемого в помещение воздуха, .
 
 где - температура в рабочий зоне; ,
  - допустимая по нормали температура, ;
  - температурный градиент по высоте помещения,
 ;
  H - расстояние от пола до центра вытяжных проемов, м;
  2 - высота рабочей зоны, м.
 Температура приточного воздуха при наличии избытка явной теплоты должна быть: , где 5/8 .
 3. Необходимый воздухообмен для удаления избыточной влаги.
  Необходимый воздухообмен для удаления избыточной влаги (т.е. количество приточного воздуха) определяется:
 
 где G - избыточная влага (масса водяных паров, выделяющихся в помещении), г/ч;
  - плотность приточного воздуха, ;
  - содержание влаги (водяных паров) в воздухе, удаляемого из помещения и в приточном (по отношению к сухому воздуху) соответственно, г/кг.
  Значения и принимаются по таблицам физической характеристики воздуха (i - d - диаграммы) в зависимости от значений нормируемой относительной влажности воздуха и температуры помещения.
  При одновременном выделении в помещении вредных веществ, теплоты и влаги принимают наибольшее количество воздуха, полученное в расчетах для каждого вида производственных выделений.
 4. Для ориентировочных расчетов необходимого количества воздуха, а также для оценки интенсивности вентиляции используют показатель "кратности воздухообмена" .
 Количество воздуха: , где V - объем помещения, , величина k обычно составляет 1/10(1/ч) /ч.
  Определение необходимого количества воздуха при местной вентиляции.
  Количество воздуха, который необходимо удалить этой вентиляцией, определяют по формуле: , где S - площадь отсоса, ; V - скорость всасывания, м/с, V=3/10 м/с.
  Необходимый воздухообмен для удаления вредных веществ из рабочей зоны (чтобы фактическая концентрация вредных веществ в рабочей зоне была бы меньше ) может быть определен по формуле 1.
 
  Расчет системы вентиляции
  Расчет вентиляции производится следующим образом:
 1. Выбирают конфигурацию сети в зависимости от размещения установок и оборудования, в зависимости от особенностей производства.
 2. Выбирают тип вентиляции ( общеобменная, местная, комбинированная и т.д.)
 3. Определяют величину воздухообмена (L) для каждого вида вредных выделений.
 4. Определяют производительность вентилятора: Q = L+(0,1/0,15)L, (/ч)
 5. Определяют величину аэродинамического напора: , где - суммарные потери давления в вентиляционной сети.
  ,
 где - потери на трение (за счет шероховатостей поверхностей воздуховодов),
  - потери давления на местных участках; зависит от конфигурации и размера воздуховода (повороты, фильтры и т.д.).
 При расчете используют соответствующие справочники.
 6. По аэродинамическим характеристикам (по Q и H) выбирают тип вентилятора. Основные параметры: к.п.д. 55%, n = 800-1500 об/мин, (окружная скорость вращения лопастей) 80 м/с.
 7. Определение мощности двигателя N (кВт).
 Для выбора типа вентилятора, двигателя используются каталоги.
 
 
 
  #20. Кондиционирование воздуха
 
  Это создание и автоматическое поддержание заданных параметров воздушной среды независимо от наружных условий и режима работы оборудования. Поддерживаются температура, влажность, чистота и скорость движения воздуха.
  Для этого применяются установки кондиционирования воздуха (УКВ). Кондиционирование воздуха применяют либо для создания комфортных (оптимальных) микроклиматических условий, создание которых обычной вентиляцией невозможно, либо как составную часть технологического процесса (в точном машиностроении, приборостроении, оптической промышленности и т.д.).
  Система кондиционирования могут работать круглый год или только в летнее время.
  Кондиционеры бывают двух типов: полные и неполные.
 Полные - поддерживают все параметры воздушной среды.
 Неполные - поддерживают не все параметры.
  Кондиционеры подразделяются на два класса (по способу приготовления и раздачи воздуха):
  - центральные;
  - местные (в небольших помещениях).
  Центральный кондиционер обслуживает отдельное, иногда несколько помещений.
 Кондиционер - вентиляционная установка, которая имеет систему автоматического регулирования. Основным элементом системы являются датчики, которые устанавливают либо в помещении, либо на выходе кондиционера.
 
  Рассмотрим схему центрального кондиционера.
 
 Воздух из помещения КОР
 
 наружный теплоноситель холодная вода теплоноситель в помещение
 воздух
 
  горячая вода пар
 
 
  Состоит из:
 КС - камеры смешения;
 Ф - фильтра;
 К - калорифера (обогреватель);
 КОР - камера орошения, где увлажняется воздух;
 КО - каплеотделитель;
 У - увлажнитель;
 В - вентилятор.
  Центральные кондиционеры предусматривают приготовление воздуха вне обслуживаемых помещений и его раздачу по системе воздуховодов.
  Местные - приготовление воздуха происходит в обслуживаемых помещениях. Воздух раздается без воздуховодов. Их производительность значительно ниже центральных.
  Центральные кондиционеры обладают следующими достоинствами:
  - большая производительность ;
  - удобство центрального обслуживания;
  - эффективное регулирование параметров воздушной среды.
  Недостатки:
  - сложность установки из-за необходимости прокладки воздуховодов большого сечения;
  - сложность обеспечения шумоизоляции и виброизоляции в перекрытых зданий;
  - высокая стоимость.
  Как правило, системы кондиционирования (центральные) выбирают по полной производительности, которую определяют:
  ,
  где - коэффициент, учитывающий потери в воздуховодах (определяют по СН и П). При установке кондиционера вне обслуживаемого помещения для воздуховодов из металла и пластмасс ;
  L - полезная производительность системы, .(определяют по максимальной избыточной теплоте в помещении в теплый период года, по явному теплу ).
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  #21. Отопление. Определение потерь теплоты в помещении. Системы отопления
 
  Поддержание допустимых значений температуры в производственном помещении в холодный период года осуществляет отоплением. Система отопления должна компенсировать потери теплоты через строительные ограждения, а так же идти на нагрев воздуха, проникающего в помещение, поступающих материалов и транспорта.
  Потери теплоты в помещении определяются по формуле:
  ,
  где - полные потери, которые должна компенсировать система отопления (Вт);
  - потери теплоты через строительные ограждения (окна, стены, и т.д.)(Вт);
  - количество теплоты, необходимое для нагрева воздуха, проникающего в помещение;
  - количество теплоты, необходимое для нагрева поступающих материалов.
  Из этих составляющих основными являются потери теплоты (~60%) через строительные конструкции или ограждения (стены, потолки, окна и т.д.). Они определяются по формуле:
  ,
  где - площадь поверхности ограждения, ;
  - расчетная температура наружного воздуха;
  - температура воздуха в помещении;
  - сопротивление теплопередаче конструкции, Вт/* (или ккал/)
  Количество теплоты, идущее на нагрев холодного воздуха, () составляет 20-30% потерь , количество теплоты, необходимое для нагрева извне материалов () - 5-10% потерь .
  На основании данных расчета тепловых потерь и выделений теплоты составляют балансы теплоты производственного помещения и определяют мощности отопительных установок.
  В зависимости от теплоносителя системы отопления могут быть водяные, паровые, воздушные и комбинированные.
  В санитарно-гигиеническом отношении системы водяного отопления наиболее эффективны. Системы парового отопления применяют в основном в помещениях, в которых пар используется для технологических целей.
  При воздушной системе отопления подаваемый воздух предварительно нагревается в калориферах (водяных, паровых, электрокалориферах). Системы воздушного отопления бывают центральными и местными.
  Таким образом, к основным техническим мероприятиям по оздоровлению воздушной среды производственного помещения следует отнести системы вентиляции кондиционирования и отопления.
 
  Производственное освещение. Количественные и качественные показатели освещения.
  В производственных условиях на рабочего оказывает воздействие широкий спектр электромагнитного излучения.
  Видимая область (воспринимаемая как свет) - длинна волны 380 - 780 нанометров ().
  Видимая область (наиболее важная часть спектра) обеспечивает зрительное восприятие, дающее около 90% информации об окружающей среде, влияет на нервную систему, обмен веществ в организме, его иммунные и аллергические реакции, на работоспособность и самочувствие человека.
  В соответствии с ГОСТ 12.0.003-74 ССБТ "Опасные и вредные производственные факторы. Классификация." выделены следующие факторы производственной среды, связанные с освещением производственных помещений:
  - отсутствие или недостаток естественного света;
  - недостаточная освещенность рабочей зоны;
  - повышенная яркость света;
  - пониженная контрастность;
  - прямая и отраженная блесткость;
  - повышенная пульсация светового потока.
 
  Основные светотехнические понятия, показатели.
 1. Понятия, формирующие световую среду (количественные показатели):
 1.1. Световой поток (Ф) - часть лучистого потока (энергия электромагнитного поля), который воспринимается зрением как свет; измеряется в люменах (лм).
  Это видимая энергия оценивается по световому ощущению. Световой поток определяется как величина не только физическая, но и физиологическая, т.к. измерение этой величины основывается на зрительном восприятии.
  Все источники света излучают световой поток в пространство неравномерно.
 1.2. Сила света (I) - отношение светового потока (Ф), исходящего от источника и распространяющегося равномерно внутри телесного угла .
  I = Ф/, где , r - радиус сферы. Телесный угол - отношение площади поверхности сферы (шарового сегмента) к квадрату радиуса сферы. За единицу силы света принята кандела (кд).
  Кандела является основной светотехнической единицей, устанавливаемой по специальному эталону. Об освещении помещения судят по величине освещенности, которая определяется поверхностной плотностью светового потока.
  1.3. Освещенность - отношение светового потока (Ф), падающего на участок поверхности к площади этого участка (поверхности). E = Ф/S. За единицу освещенности принимают люкс (лк).
  Освещенность не зависит от свойств освещаемой поверхности: ее формы, цвета и т.п.
  Так как уровень ощущения света органами зрения зависит от плотности светового потока (освещенности) на сетчатке глаза, то основное значение для зрения имеет не освещенность какой-то поверхности, а световой поток, отраженный от этой поверхности попадающий на зрачок. В связи с этим введено понятие "яркости".
  Человек различает окружающие предметы благодаря тому, что они имеют разную яркость.
 1.4. Яркость поверхности в направлении: L = I/(S cos), яркость измеряется в кд*.
  1.5. Коэффициент отражения () - характеризует способность поверхности отражать падающий на нее световой поток. , где Фотр, Фпад - отраженный от поверхности световой поток и падающий на поверхность световой поток дм.
  За счет отражения светового потока от различных предметов и восприятия части его глазом человека эти предметы становятся видимыми.
 2. Качественные показатели систем производственного освещения, которые определяют условия зрительной работы (рассматриваются комплексно):
 2.1. Объект различения - наименьший размер рассматриваемого предмета или его часть, которую различают в процессе выполнения работы.
 2.2. Фон - поверхность, прилегающая к объекту различения. Он определяется коэффициентом отражения - .
 Светлый >0,4
 Средний = 0,2-0,4
 Темный <0,2
 2.3. Контраст (К) - соотношение яркости рассматриваемого объекта и фона к яркости фона.
 К = (Lo-Lф)/Lф, где Lo и Lф - яркости объекта и фона соответственно.
 К<0,2 - контраст малый;
 К = 0,2-0,5 - контраст средний;
 К>0,5 - большой.
  2.4. Видимость (V) - характеризует способность глаза воспринимать объект. Зависит от освещенности, размера объекта различения, его яркости, контраста объекта с фоном и т.д. Видимость определяется числом пороговых контрастов в контрасте объекта с фоном.
 V = Kд/Kпор, где Кд - действительный контраст объекта с фоном;
  Кпор - пороговый контраст.
  Пороговый контраст - наименьший различимый глазом контраст, при небольшом уменьшении которого объект становится неразличимым.
 
 Классификация освещения
  При освещении производственных помещений используют три вида освещения:
  1. Естественное (создаваемое прямыми солнечными лучами и светом небосвода). По конструктивному исполнению естественное освещение подразделяют на:
  1.1. Боковое освещение
  1.1.1. Одностороннее
  1.1.2. Двустороннее
  Осуществляется через световые проемы в наружных стенах.
 1.2. Верхнее освещение
  Осуществляется через световые проемы в кровле и перекрытиях (через верхние световые фонари).
 1.3. Комбинированное освещение (сочетание верхнего и бокового)
 2. Искусственное, осуществляемое искусственными источниками (электрическими лампами). По конструктивному исполнению искусственное освещение может быть:
  2.1. Общее освещение
  Применяются в помещениях, где по всей площади выполняются однотипные работы (литейные, сварочные и т.д. цехи), а также в административных, конторских и других помещениях.
 2.1.1. Равномерное общее

<< Пред.           стр. 4 (из 8)           След. >>

Список литературы по разделу