Безпека життєдіяльності
Мета: Ознайомитися на практиці з методикою розрахунку потрібної кратності повітрообміну для проектування загальнообмінної вентиляції у виробничих приміщеннях.
З метою підтримки в цехах оптимальних умов мікроклімату і запобігання надзвичайним ситуаціям, (масові отруєння, вибухи), для видалення шкідливих газів, пилу і вологи встановлюється вентиляція. Вентиляцією називається організований регульований повітрообмін, що забезпечує видалення з приміщення забрудненого повітря і подачу на його місце свіжого. Залежно від способу руху повітря вентиляція може бути природна і механічна.
Природна - вентиляція, переміщення повітряних мас в якій здійснюється завдяки виникає різниці тиску зовні і всередині будівлі.
Механічна - вентиляція, за допомогою якої повітря подається в виробниче приміщення або видаляється з нього по системі вентиляційних каналів за рахунок роботи вентилятора. Вона дозволяє підтримувати в робочих приміщеннях постійну температуру і вологість.
Залежно від способу організації повітрообміну вентиляція підрозділяється на місцеву, загальнообмінну, змішану і аварійну.
Загально обмінна вентіляція- призначена для видалення надлишкової теплоти, вологи і шкідливих речовин у всьому обсязі робочої зони приміщень. Вона створює умови повітряного середовища, однакові по всьому об'єму вентильованого приміщення, і застосовується в тому випадку, якщо шкідливі виділення надходять безпосередньо в повітря приміщення, робочі місця не фіксовані, а розташовуються по всьому приміщенню.
Залежно від вимог виробництва і санітарно - гігієнічних правил припливне повітря можна нагріти, охолодити, зволожити, а видаляється з приміщень повітря очистити від пилу і газу. Зазвичай обсяг повітря Lпр. подається в приміщення при загальнообмінної вентиляції, дорівнює обсягу повітря L в. видаляється з приміщення.
Істотний вплив на параметри повітряного середовища в робочій зоні надають правильна організація і пристрій припливних і витяжних систем.
Методика розрахунку потрібного повітрообміну при загальнообмінної вентиляції.
При загальнообмінної вентиляції потреба повітрообмін визначається з умов відведення надлишкового тепла, видалення надлишкової вологи, видалення отруйних і шкідливих газів, а також пилу.
При нормальному мікрокліматі і відсутності шкідливих виділень кількість повітря при загальнообмінної вентиляції приймають в залежності від об'єму приміщення, що припадає на одного працюючого. Відсутністю шкідливих виділень вважається таке їх кількостей в технологічному обладнанні, при одночасному виділенні яких в повітрі приміщення концентрація шкідливих речовин не перевищить гранично допустиму. При цьому гранично допустимі концентрації шкідливих і отруйних речовин в повітрі робочої зони повинні відповідати ГОСТ 12.1.005 - 91. [2]
Якщо у виробничому приміщенні обсяг повітря на кожного працюючого становить Vпр i <20м 3. то расход воздуха L i должен быть не менее 30м 3 на каждого работающего. Если Vпр i = 20 … 40м 3. то L i ≥ 20м 3 / ч. В помещениях с Vпр i> 40м 3 і при наявності природної вентиляції повітрообмін не розраховують. При відсутності природної вентиляції витрата повітря на одного працюючого повинен бути не менше 60м 3 / год.
Для якісної оцінки ефективності повітрообміну приймають поняття кратності повітрообміну К - відношення об'єму повітря, що надходить в приміщення в одиницю часу L (м 3 / год), до вільного об'єму вентильованого приміщення V з (м 3). При правильній організації вентиляції кратність повітрообміну повинна бути значно більше одиниці.
Необхідний повітрообмін для всього виробничого приміщення в цілому:
Де n - число працюючих в даному приміщенні.
У даній практичній роботі розрахуємо потрібну кратність повітрообміну для випадків відведення надлишкового тепла і видалення шкідливих газів.
а. Необхідний повітрообмін для відводу надлишкового тепла.
Де L1 - повітрообмін, необхідний для відводу надлишкового тепла (м 2 / год);
Q - надмірна кількість тепла, (кДж / год);
с - теплоємність повітря, (Дж / (кг · 0 С), з = 1кДж / кг · К;
ρ - щільність повітря, (кг / м 3);
Де tпр - температура припливного повітря, (0 С); Вона залежить від географічного розташування заводу. Для Москви - приймається рівною 22,3 0 С.
T ух - температура повітря, що минає з приміщення, приймається рівною температурі повітря в робочій зоні, (0 С), яка приймається на 3 - 5 0 С вище розрахункової температури зовнішнього повітря.
Надмірна кількість тепла, що підлягає видаленню з виробничого приміщення, визначається за тепловим балансом:
Де Σ Qпр - тепло, яке надходить до приміщення від різних джерел, (кДж / год);
Σ Qрасх - тепло, що витрачається стінами будівлі і йдуть з нагрітими матеріалами, (кДж / год), розраховується відповідно до методики, викладеної в СНіП 2.04.05 - 86.
Так як перепад температур повітря усередині будівлі і зовні в теплий період року невеликий (3 - 5), то при розрахунку повітрообміну по надлишку тепловиділень, втрати тепла через конструкції будівель можна не враховувати. А кілька збільшився повітрообмін сприятливо вплине на мікроклімат робочого приміщення в найбільш спекотні дні.
Основними джерелами тепловиділення в виробничих приміщеннях є:
Гарячі поверхні (печі, сушильні камери, системи опалення і т.д.);
Остигнули маси (метал, масла, вода і т.д.);
Спорядження з приводом від електродвигунів;
Персонал працює в приміщенні.
Для спрощення розрахунків в даній практичній роботі надмірна кількість тепла визначається тільки з урахуванням тепловиділень електрообладнання і працюючого персоналу.
Таким чином: Q = ΣQ ін; (5) [4]
Де Q Е.О. - тепло, що виділяється при роботі обладнання з приводом від електродвигунів, (кДж / год);
Q р - тепло, що виділяється працюючим персоналом, (кДж / год).
Де β - коефіцієнт, що враховує завантаження обладнання, одночасність його роботи, режим роботи. Приймається рівним 0,25 ... 0,35;
N - загальна настановна потужність електродвигунів, (кВт);
300 кДж / год - при легкій роботі;
400 кДж / год - при роботі пор. тяжкості;
500 кДж / год - при важкій роботі.
Де n - число працюючого персоналу, (чол);
q р - тепло, що виділяється одним
людиною, (кДж / год);
б. Необхідний повітрообмін для підтримки концентрації шкідливих речовин в заданих межах.
При роботі вентиляції, коли існує рівність мас припливного і повітря, що видаляється можна прийняти, що шкідливі речовини не накопичуються в виробничому приміщенні. Отже, концентрація шкідливих речовин в повітрі, що видаляється з приміщення повітрі qуд не повинна перевищувати ГДК.
Витрата припливного повітря, м 3 ч, необхідний для підтримки концентрації шкідливих речовин в заданих межах розраховується за формулою:
де G - кількість шкідливих речовин,, мг / год, qуд - концентрація шкідливих речовин в повітрі, що видаляється, яка не повинна перевищувати гранично допустиму, мг / м 3. тобто qуд qпдк; qпр - концентрація шкідливих речовин в припливно повітрі, мг / м 3. Концентрація шкідливих речовин в припливно повітрі не повинна перевищувати 30% ГДК, тобто qпр 0,3qуд.
в. Визначення потрібної кратності повітрообміну.
Величина, що показує у скільки разів потреба повітрообмін більше обсягу повітря, що знаходиться в виробничому приміщенні (визначальна кратність зміни повітря), називається потрібної кратністю повітрообміну. Вона обчислюється за формулою:
Де К - потрібна кратність повітрообміну;
L - потреба повітрообмін, (м 3 / год). Визначаєтьсяпорівнянням величин L 1 і L 2 і вибором найбільшою з них;
Vс - внутрішній вільний об'єм приміщення, (м 3). Він визначається, як різниця між обсягом приміщення і об'ємом, займаним виробничим обладнанням. Якщо вільний об'єм приміщення визначити неможливо, то його допускається приймати умовно рівним 80% геометричного об'єму приміщення.
Кратність повітрообміну виробничих приміщень зазвичай становить від 1 до 10 (великі значення для приміщень із значними виділеннями теплоти, шкідливих речовин або невеликих за обсягом). Для цехів ливарних, ковальсько-пресових, термічних, зварювальних, хімічних виробництв кратність повітрообміну становить 2-10, для цехів машинобудування і приладобудування - 1-3.