Розрахунок потрібного повітрообміну

Укладачі: доц. канд. техн. наук А.Г. Дашковский

доц. канд. техн. наук М.Е. Гусельников

Рецензент доц. канд. техн. наук А.М. Плахов

Методичні вказівки розглянуті і рекомендовані до видання методичною семінаром кафедри екології та безпеки життєдіяльності

Зав. кафедрою проф. д-р техн. наук _______________ В.Ф. Панін

Схвалено методичною комісією ІЕФ.

Представлення. метод. комісії

доц. канд. техн. наук _________________ А.Г. Дашковский

РОЗРАХУНОК ПОТРІБНОГО ВОЗДУХООБМЕНА

Обмін повітря в виробничих приміщеннях необхідний для очищення повітря від шкідливих умов: для видалення шкідливих речовин (виділяються шкідливих газів, парів і пилу); для видалення зайвих водяної пари; для видалення надлишкового тепла.

У даних методичних вказівках розглядається розрахунок потрібного повітрообміну (L м 3 / ч), для очищення повітря від шкідливих газів і парів та для видалення надлишкового тепла за допомогою механічної загальнообмінної вентиляції.

1.Расчет ВОЗДУХООБМЕНА ДЛЯ ОЧИСТКИ ПОВІТРЯ

Потрібних повітрообмін визначається за формулою:

де: L, м 3 / год - потреба повітрообмін;

G, г / ч - кількість шкідливих речовин, що виділяються в повітря приміщення;

xв. мг / м 3 - гранично допустима концентрація шкідливості в повітрі робочої зони приміщення, відповідно до ГОСТ 12.1.005-88 за [1];

xн. мг / м 3 - максимально можлива концентрація тієї ж шкідливості в повітрі населених місць по таблиці 1, згідно СН-3086-84.

Застосовується також поняття кратності повітрообміну (n), яка показує скільки разів протягом однієї години повітря повністю змінюється в приміщенні. Значення n   може бути досягнуто природним повітрообміном без пристрою механічної вентиляції.

Кратність повітрообміну визначається за формулою:

де: Vп - внутрішній об'єм приміщення, м 3.

Згідно СН 245-71, кратність повітрообміну n 10 неприпустимо.

Так як xн визначається по таблиці 1 (див. Додаток), а xв по таблиці 2; то для розрахунку потрібного повітрообміну необхідно в кожному випадку визначати кількість шкідливих речовин, що виділяються в повітря приміщення.

Розглянемо окремі характерні випадки виділення шкідливих речовин в повітря приміщення і визначення потрібного повітрообміну.

1.1.Определение повітрообміну при випаровуванні розчинників і лаків

Випаровування розчинників і лаків зазвичай відбувається при фарбуванні різних виробів. Кількість летких розчинників, що виділяються в повітрі приміщень можна визначити за такою формулою:

де: а. м 2 / год - середня продуктивність по фарбуванню одного робітника, складова при ручному фарбуванні пензлем, а = 12 м 2 / год; пульверизатором; а = 50 м 2 / год

А. г / м 2 - витрата лакофарбових матеріалів;

m. % - відсоток летючих розчинників, що містяться в лакофарбових матеріалах;

n - число робітників, одночасно зайнятих на фарбування.

Чисельні значення величин А і m визначаються по таблиці 3. Додатки

Визначити кількість що виділяються в повітря приміщення летючих розчинників.

По таблиці 3 для кольорового аеролака при фарбуванні розпиленням:

А = 180 г / м 2. m = 75%

G = 50180752 / 100 = 13500 г / ч

Визначаємо потреба повітрообмін в приміщенні по (4):

- для ацетону знаходимо з таблиць 1 і 2, Додатки.

L = 13500 * 1000 / (200 - 0.35) = 67500 м 3 / год

Про т в е т. L = 67500 м 3 / год.

1.2. Визначення потрібного повітрообміну при пайку електронних схем

Пайка здійснюється свинцево-олов'яним припоєм ПОС-60, який містить С = 0,4 частки обсягу свинцю і 60% олова. Найбільш отруйні аерозолі (пари) свинцю.

В процесі пайки з припою випаровується до B = 0,1% свинцю, а на 1 пайку витрачається 10 мг припою. При числі пайок - N. кількість виділяютьсяпарів свинцю визначається як:

У приміщенні об'ємом Vп = 1050 м 3 три людини здійснюють пайку припоєм ПОС-40 з продуктивністю по 100 контактів на годину. Знайти необхідну кратність повітрообміну.

По (5) визначаємо кількість аерозолів свинцю, що виділяються в повітря:

G = 0,6  0,00110  100 3 = 1,8 мг / год

Визначаємо потреба повітрообмін:

- для свинцю та його сполук знаходимо з таблиць 1 і 2, Додатки:

L = 1,8 / (0,01 - 0,001) = 200,0 м 3 / год,

Про т в е т: L = 185,5 м 3 / год,

1.3. Визначення повітрообміну в житлових і громадських приміщеннях

У житлових і громадських приміщеннях постійним шкідливим виділенням є видихуваному людьми вуглекислота (СО2).

Визначення потрібного повітрообміну проводиться за кількістю вуглекислоти, що виділяється людиною і по допустимій її концентрації.

Кількість вуглекислоти в залежності від віку людини і виконуваної роботи а також допустимі концентрації вуглекислоти для різних приміщень наведені в таблицях 4 і 5.

для сільських населених пунктів - 0,33 л / м 3

для малих міст (до 300 тис. жителів) - 0,4 л / м 3

для великих міст (понад 300 тис. жителів) - 0,5 л / м 3

Визначити потрібну кратність повітрообміну в приміщенні, де працюють три людини

1.За таблиці 3 визначаємо кількість СО2, що виділяється одним чоло

Визначаємо потреба повітрообмін:

L = 23 * 3 / (1 - 0.5) = 138 м 3 / год

Про т в е т: L = 138 м 3 / год

1.4. Визначення потрібного повітрообміну при виділенні газів (парів) через нещільність апаратури, що знаходиться під тиском

Виробнича апаратура, що працює під тиском, як правило, не є цілком герметичній. Ступінь герметичності апаратури зменшується в міру її зносу.

Вважаючи, просочування газів через нещільності підпорядковується тим же законам, що і витікання через невеликі отвори, і припускаючи, що закінчення відбувається адіабатично, кількість газів просачівшіхся через нещільності можна визначити за формулою:

де, k - коефіцієнт, що враховує підвищення витоку від зносу обладнання (k = 1-2);

c - коефіцієнт, що враховує вплив тиск газу в апараті:

v - внутрішній обсяг апаратури і трубопроводів, що знаходяться під тиском, м 3;

М - молекулярна маса газів, що знаходяться в апаратурі;

Т - абсолютна температура газів в апаратурі, про К.

Система, що складається з апаратів і трубопроводів, заповнена сірководнем. Робочий тиск в апаратурі ра = 3 ата, а в які проводять трубопроводах ра = 4 ата.

Внутрішній об'єм апаратури Vа = 5 м 3. обсяг трубопроводів, Vтр = 1,2 м 3. Температура газу в апаратурі - tтр = 120 о С, в трубопроводі - tтр = 25 о С.

Визначити потреба повітрообмін в приміщенні.

Визначаємо величини витоків сірководню (H2 S) з апаратури і трубопроводів.

Приймаємо k = 1,5;

з = 0,169 (за таблицею);

Витік газу з апаратури становить:

Витік газу з трубопроводів становить:

= 0,372 + 0,104 = 0,476 кг / год = 476 г / год

Використовуючи дані таблиці 1 додатка, знаходимо:

- для сірководню знаходимо. Хв = 10 мг / м 3; Хн = 0,008 мг / м 3;

L = 4761000 / (10 - 0,008) = 47638,1 м 3 / год

Про т в е т: L = 47638,1 м 3 / год

Висновок: В повітря приміщення одночасно можуть виділятися кілька шкідливих речовин, які за дією на організм людини можуть бути односпрямованим і різноспрямованими. Для односпрямованих речовин розрахункові значення потрібного повітрообміну підсумовуються, а для різноспрямованих речовин вибирається найбільше значення потрібного повітрообміну.

Для першої шкідливості в повітрі робочої зони - шкідливих (токсичні) речовин в розглянутих прикладах всі вони відносяться до речовин різноспрямованої дії, тому приймаємо до подальшого розрахунку максимальне з отриманих значень, тобто L = = 67500 м 3 / год (потреба повітрообмін для парів розчинників при фарбуванні).

Для перевірки відповідності вимогам пристрою вентиляції визначимо кратність повітрообміну,

n = 67500/4800 = 14,1 ч -1.

Дане значення перевищує встановлену величину - 10 год -1. тому необхідно прийняти додаткове рішення з вентиляції в приміщенні. Наприклад, таким рішенням може бути виключення поширення від двох місць забарвлення розчинників по всьому приміщенню за рахунок застосування місцевої витяжної вентиляції.

Розрахунок обсягу повітря, що видаляється місцевою вентиляцією визначається за формулою:

де, F - площа перетину всмоктувальних отворів, м 2;

v - швидкість повітря в перерізі витяжної вентиляції, м / с. Рекомендується приймати значення швидкості в інтервалі 0,8 - 1,5 м / с.

Таким чином, потреба повітрообмін для решти шкідливих речовин приймаємо для виділень сірководню:

L = = 47638,1 м 3 / год;

n = 47638,1 / 4800 = 9,9 год -1.

2. РОЗРАХУНОК ПОТРІБНОГО ВОЗДУХООБМЕНА ДЛЯ ВИДАЛЕННЯ НАДЛИШКОВОГО ТЕПЛА

Розрахунок потрібного повітрообміну для видалення надлишкового тепла

здійснюється за формулою:

де. L, м 3 / год - потреба повітрообмін;

Qизб. ккал / ч - надлишкове тепло;

в = 1.206 кг / м 3 - питома маса припливного повітря;

c в = 0,24 ккал / кг.град - теплоємність повітря;

де. t вих. o C - температура приділяється повітря;

t пр. o C - температура припливного повітря;

Величина t при розрахунках вибирається залежно від теплонапряженности повітря - Qн:

при Qн  20 ккал / (м 3 * год)  t = 6 o C;

при Qн> 20 ккал / (м 3 * год)  t = 8 o C;

де Vп. м 3 - внутрішній об'єм приміщення.

Таким чином, для визначення потрібного повітрообміну необхідно визначити кількість надлишкового тепла за формулою:

де: Qоб. ккал / ч - тепло, що виділяється обладнанням;

Qосв. ккал / ч - тепло, що виділяється системою освітлення;

Qл. ккал / ч - тепло, що виділяється людьми в приміщенні;

Qр. ккал / ч - тепло, що вноситься за рахунок сонячної радіації;

Qотд. ккал / ч - тепловіддача природним шляхом.

Визначаємо кількість тепла, що виділяється обладнанням

де: Y1 - коефіцієнт переходу тепла в приміщення, що залежить від виду обладнання;

Роб. кВт - потужність, споживана обладнанням;

де: Рном. кВт - номінальна (встановлена) потужність електрообладнання приміщення;

Y2 - коефіцієнт використання встановленої потужності, що враховує перевищення номінальної потужності над фактично необхідної;

Y3 - коефіцієнт завантаження, тобто відношення величини середнього споживання потужності (в часі) до максимально необхідної;

Y4 - коефіцієнт одночасності роботи обладнання.

При орієнтовних розрахунках твір всіх чотирьох коефіцієнтів можна приймати рівним

Визначаємо кількість тепла, що виділяється системою освітлення

де.  - коеф.перевода електричної енергії в теплову,

лампи розжарювання  = 0,92 - 0,97,

люмінесцентні лампи  = 0,46 - 0,48;

b - коефіцієнт одночасності роботи (при роботі всіх світильників b = 1);

сos () = 0,7 - 0,8 - коефіцієнт потужності;

Росв. кВт - потужність освітлювальної установки.

Визначаємо кількість тепла, що виділяється знаходяться в приміщенні людьми

де. N - кількість людей в приміщенні

qл. ккал / ч - тепловиділення однієї людини (таблиця 6)

Визначаємо кількість тепла, внесеного за рахунок сонячної радіації

де. m - кількість вікон

S, м 2 - площа одного вікна

qост. ккал / ч - сонячна радіація через засклену поверхню (табл.7)

Визначаємо тепловіддачу, яка відбувається природним шляхом

Якщо немає додаткових умов, то можна вважати орієнтовно,

що Qотд = Qр для холодного і перехідного періодів року (середньодобова температура зовнішнього повітря нижче +10 o C).

Для теплого періоду року (середньодобова температура повітря вище +10 o C) приймаємо Qотд = 0.

Серед отриманих розрахункових значень потрібного повітрообміну для шкідливих речовин і видалення надлишкового тепла вибирається найбільше значення потрібного повітрообміну.

Схожі статті