5.3. Порядок укрупненного расчета механической вентиляции

1. Для расчета необходимы следующие исходные данные: назначение помещения и его размеры, характер загрязнений, назначение и количество оборудования, материалов, выделяю­щих вредные вещества, теплоизлучения, характеристика загряз­нений по пожароопасности, пожарная опасность помещений, предельно допустимая концентрация вредных веществ в помеще­нии, предельно допустимая концентрация загрязнений по ПУЭ.

2. Определить способ устранения и предупреждения обра­зования токсических, пожаро- и взрывоопасных концентраций и назначить системы вентиляции.

1. Разработать схему общеобменной системы вентиляции.

2. Разработать схемы местных систем вентиляции.

3. Определить количество выделяемых загрязнений в тече­ние 1 ч:

для малярного участка

где G — количество паров, выделяющихся с покрываемой поверхности, мг/ч; а — производительность одного рабочего, м /ч (при окраске вручную 12 м /ч, при окраске пульверизатором 50 м /ч); А — расход лакокрасочных материалов на еди­ницу площади изделия, г/м (при распылении А = 60...90 г/м , при нанесении кистью А = 100...180 г/м ); m —летучая часть в краске, % (зависит от типа кра­сок, табл. 24 приложения 1); п — численность рабочих;

в местах горения топлива

где К_г — коэффициент, учитывающий количество воздуха, необходимого для сгорания 1 кг топлива, см. далее;

Угли:

антрацит 7,81

бурый 3,41...5,94

газовый 6,89...8,90

длиннопламенный 6,10...7,16

жирный 6,94...7,95

слабоспекающийся 5,71...8,43

тощий 8,31...8,83

Сланцы горючие:

энергетический 3,22

крупный, средний, мелкий 3,25

Торф фрезерный 3,08

Дрова 3,63

Мазут:

малосернистый 13,73

сернистый 13,51

высокосернистый 13,19

Природные газы 12,19...12,93

Попутные газы 13,14...16,03

m_т — масса топлива, сжигаемого в печах и горнах, кг/ч; при работе двигателей внутреннего сгорания:

карбюраторных

дизелей

где G_Гi, — количество вредных веществ (окиси углерода, окислов азота, альдеги­дов), выделяющихся при работе двигателя, мг/ч; V_Ц — рабочий объем цилиндров двигателя, л; ρ₀ — объемная часть вредных веществ в отработавших газах; для карбюраторных двигателей — окиси углерода 2...6 %, для дизелей — окиси угле­рода 0,05...0,07 %, окислов азота 0,007...0,009, альдегидов 0,02...0,05 %; t - время работы двигателя, мин.

5.3.6. Определить объем воздуха, который необходимо подать в помещение с целью уменьшения количества вредных веществ до ПДК, устранения избыточной теплоты, а также объем, кото­рый необходимо удалить за 1 ч, м³/ч:

для разбавления концентрации вредных веществ (пыли, газа, пара, аэрозоля) до ПДК

где G — количество вредных веществ выделяемых в помещении, мг/ч; g_ПР — предельно допустимая концентрация вредных веществ, мг/м ; grip — концентра­ция вредных веществ в приточном воздухе, мг/м³;

для удаления избыточной теплоты

где Q_изг - суммарное количество избыточной теплоты, кДж/ч; с —удельная теплоемкость сухого воздуха, равная 0,99 кДж/(кг^.К); ρ_вн — плотность приточного воздуха, кг/м³; Т_вв — температура воздуха в помещении, К; Т_вн.р — расчетная температура наружного воздуха, К.

5.3.7. Рассчитать объем воздуха, удаляемого местной вытяж­ной вентиляцией (вытяжной зонд, вытяжная панель), м³/ч,

где F— площадь рабочего проема местного отсоса, м²; ν_ОПТ — оптимальная ско­рость отсоса выделяемых вредных веществ, м/с (табл. 25 приложения 1); К₃ — коэффициент запаса, учитывающий износ оборудования; К₃ = 1,1...1,5.

Для обдирочно-заточных станков

где А — коэффициент; D_КР диаметр абразивного круга, м; при D_КР < 0,25 м А = 2; при D_КР = 0,25 ... 0,6 м А = 1,8; при D_КР > 0,6 м А = 1,6.

Для сварочного поста

где G —- масса израсходованных электродов, кг/ч; g — содержание вредных ком­понентов в электродах, г/кг (табл. 26 приложения 1); К—содержание выделяю­щихся токсичных веществ, % от g (при ручной дуговой сварке марганца 3 %, хрома 0,4, фтористых соединений 3,4 %); g_ПДК — предельно допустимая концент­рация вредного вещества в воздухе рабочей зоны, мг/м³ (см. табл. 23 приложения 1); g_H — концентрация вредного вещества в наружном воздухе, мг/м .

Для наплавочной установки

где К—коэффициент (при щелевом отсосе К = 12, при воронкообразном - К = 13,2); I—сила сварочного тока, А.

Для гальванических установок

где l и b — соответственно длина и ширина щели, м; b > 0,1 ширины ванны В, но не менее 50 мм; ν_B — скорость движения воздуха в щели, м/с (см. табл. 25 прило­жения 1); k₁ —коэффициент, учитывающий сопротивление движению воздуха от зеркала ванны к щели: при отсутствии штанг для подвески деталей k₁=1, при наличии штанг k₁=1,7; k₂ — коэффициент, учитывающий подвижность воздуха в помещении (табл. 27 приложения 1); п — количество щелей (в однобортовых отсосах n = 1, в двухбортовых п = 2).

Пользуясь таблицей 27 приложения 1, следует иметь в виду, что скорость движения воздуха в помещении нужно принимать равной 0,8 м/с при ПДК паров ниже 1 мг/м³ и 0,5 м/с при ПДК паров более 1 мг/м³.

Высота поднятия паров h над уровнем зеркала ванны при ПДК паров ниже 1 мг/м³ должна быть меньше 0,1 ширины ванны В. При ПДК паров от 1 до 10 мг/м³ h < 0,15 В. В случае использования неядовитых растворов принимают h = (0,2... ...0,25)5.

8. Определить общее количество воздуха, удаляемого сис­темами местной вентиляции, м /ч,

8. Определить общее количество воздуха, удаляемого об­щеобменной вентиляцией и местными отсосами, м³/ч,

5.3.10. Определить общее количество приточного воздуха, м³/ч,

5.3.11. Вычертить схему систем вентиляции производственных помещений, на которой указать местные отсосы, места подачи и вытяжки воздуха общеобменной вентиляции, выделить на схеме расчетные участки.

Длину воздуховодов выбирают из конструктивных соображе­ний. Принимают скорость движения воздуха в сетях и определяют диаметр воздуховода. Диаметры воздуховодов стандартизированы.

5.3.12. Рассчитать гидравлическую сеть отдельно для приточ­ной и вытяжной вентиляции. На отдельном участке сопротивле­ние, Па,

где р — плотность воздуха, кг/м³ (см. n.5.2.4); ν —скорость движения воздуха в воздуховоде, м/с, см. ниже:

Наличие материалов в движущемся Скорость движения воздуха, воздухе м/с

Легкая сухая пыль (древесная, 8... 10

табачная, мучная и т. п.)

Текстильная, зерновая пыль, пыль 10...12

красок

Минеральная пыль 12...14

Тяжелая минеральная пыль 14... 16

(наждачная)

λ- коэффициент сопротивления движению воздуха в участке воздуховода (для металлических труб λ = 0,02, для труб из полиэтилена λ = 0,01); l — длина участка, м; d — диаметр воздуховода, м, ; L - производительность вентиляции, м³/ч; - коэффициент местных потерь напора (см. ниже).

Местное сопротивление Коэффициент е_м

Колено:

о = 90° 1,1

а = 120° 0,5

о = 150° 0,2

Внезапное сужение 0,2...0,3

Внезапное расширение 0,2...0,8 Жалюзи на входе 0,5

Жалюзи на выходе 3,0

13. Определить общее сопротивление воздуховодов сети, Па,

13. По необходимой производительности и полному рас­четному давлению выбрать вентиляторы для общеобменной и местной систем вентиляции. Установить тип, номер и техничес­кие характеристики вентиляторов, а также их исполнения.

Вентиляторы подбирают по аэродинамическим характеристи­кам (рис. 8). По известной величине суммарных потерь напора в вентиляторной сети Н₀ выбирают номер вентилятора N, КПД вентилятора η_В и безразмерный параметр А. При этом следует обеспечить воздухообмен с наибольшим КПД.

Частота вращения вентилятора, мин^-1,

С целью уменьшения шума вентиляционной установки следу­ет добиваться выполнения нижеприведенного условия:

где D_В — диаметр рабочего колеса вентилятора, м.

5.3.15. Определить мощность электродвигателей для местной вытяжной и общеобменной вентиляции, кВт,

где L — требуемая производительность вентилятора, м/ч; Н—давление, созда­ваемое вентилятором, Па (численно равно Н₀); η_В — КПД вентилятора; ); η_П — КПД передачи (колесо вентилятора на валу электродвигателя — η_П = 1,0, соединительная муфта — η_П= 0,98, клиноре-менная передача — η_П = 0,95, плоско­ременная передача — η_П = 0,90).

5.3.16. Определить тип электродвигателя для общеоб­менной и местной вытяжной систем вентиляции - взрыво-безопасного или нормального исполнения в зависимости от удаляемых загрязнений, а для приточной - нормального ис­полнения.

5.3.17. Определить установ­ленную мощность и тип электродвигателей для вытяжной, приточной и местной систем вентиляции, кВт,

,

где К—коэффициент запаса мощности (табл. 28 приложения 1).

Рис. 8. Номограмма для выбора вентиляторов

5.3.18. Определить площадь открываемых фрамуг (при отсутствии приточной системы),

где _- требуемый объем подачи воздуха, м /ч; ν_pc — расчетная скорость в проеме фрамуги (v_pc = 1,0 м/с).

5.3.19. При необходимости выбрать способ очистки удаляемого воздуха, установить устройства для защиты от статического электричества, снижения шума и вибрации.