Очистка вентиляционного воздуха.

Многие технологические процессы в приборостроении предъявляют повышенные требования к воздуху, поступающему в рабочую зону и выбрасываемому в атмосферу. Т.о. очистка -неотъемлемая часть технологического процесса (см. сх. вентиляции).

Для очистки воздуха от вредных газов применяются следующие физико-химические методы:

1) промывка газов растворами реагентов, связывающих примеси химически (химическая абсорбация);

2) промывка газов растворителями - поглощение вредных веществ (физическая абсорбция);

3) поглощение газов твердыми веществами (сорбентами) -адсорция;

4) физическое разделение газов - конденсация компонентов;

5) термический метод очистки (прямое или каталитическое сжигание).

Для очистки воздуха от пыли применяются пылеосадительные камеры (гравитационный тип пылеулавителей); циклоны (инерционный тип пылеулавливателей); рукавные фильтры (тканевый тип пылеулавливателей); электрофильтры (электрический тип пылеулавливателей).

Скорость движения - 0,2 м/с; удаляет частицы до 20 мкм; класс очистки - V.

Циклоны:

Класс очистки -II-V; удаляет частицы размером (2- 20) мкм; КПД = 95%. При применении мокрой очистки эффективность повышается (до II класса очистки).

Рукавные фильтры (как в пылесосе):

Ионизация воздуха.

Это процесс превращения нейтральных частиц в заряженные частицы.

Ионизация может быть:

* естественная

* технологическая

* искусственная.

Естественная - проходит повсеместно и постоянно во времени за счет воздействия на воздушную среду космических излучений и частиц, выбрасываемых радиоактивными веществами при распаде.

Технологическая - происходит под воздействием на воздух рабочей зоны радиоактивного, рентгеновского, ультрафиолетового излучений, при термоэмиссии, фотоэффекте. Имеет место в машинных залах ЭВМ, в помещениях для дисплеев,

электроустановок, возле электровыпрямителей, высоковольтных линиях электропередач, при кондиционировании воздуха и др.

Искусственная - осуществляется специальными устройствами - ионизаторами, которые обеспечивают в ограниченном объеме воздушной среды заданную концентрацию ионов необходимой полярности.

Ионы характеризуются подвижностью и зарядом.

В зависимости от подвижности ионы различают: легкие, тяжелые, Лонжевена и сверхтяжелые.

Процесс образования ионов сопровождается одновременно и их исчезновением.

В зависимости от соотношения ионизации и деионизации устанавливается определённая степень ионизованности воздуха. В соответствии с ГОСТ 12.0.003 - 74 ССБТ как избыток, так и недостаток как положительных, так и отрицательных ионов относится к вредным производственным факторам.

Степень ионизованности воздуха - определяется количеством ионов обеих полярностей в одном см³ воздуха и показателем полярности: , где П⁺ , П^- - количество "+" и "-" ионов.

Количество ионов в рабочей зоне нормируется СН 2152 - 80.

Устанавливается нормированное число ионов:

показатель	количество ионов в 1 см3 воздуха уха		показатель полярности
	П+	П-
минимально-необходимые	400	600	.0,2
оптимальные	1500-3000	3000-5000	-0,5-0
максимально-допустимые	50000	50000	-0,05-0,05

Для нормализации ионного состава воздуха применяется:

* приточно-вытяжная вентиляция;

* удаление рабочих мест из зон образования ионов;

* автоматическое регулирование ионного состава;

* групповые или индивидуальные ионизаторы. Согласно ОСТ 11.296.019 - 76 компенсация ионной

недостаточности осуществляется искусственной ионизацией за счет

применения аэроионизаторов:

Схема искусственного ионизатора:

1 - воздухораспределитель;

2 - воздуховод;

3 - управляющий электрод;

4 - изолятор;

5 - коронирующий электрод.

Питается от высоковольтного источника: 5000 В и выше I₌ при совмещении в одну систему двух униполярных аэроионизаторов образуется биполярный регулируемый аэроионизатор, который обеспечивает нормированный уровень ионизации. Для измерения ионов применяются счетчики аэроионов типа САИ - ТГУ или АСИ.

Испытания и наладку систем вентиляции и кондиционирования воздуха осуществляет при их приемке и в процессе эксплуатации. При приемке испытание проводят после окончания строительно-монтажных работ до установки технологического оборудования или при его частичной загрузке.

В соответствии с проектом проверяют:

производительность и полное давление вентилятора; объемный расход воздуха, проходящего через отдельные воздухоприемные и воздуховыпускные устройства, теплопроизводительность калориферных установок, режим работы насосов оросительных камер; параметры воздуха, поступающего в помещение.

Для оценки эффективности вентиляции в процессе эксплуатации системы проводят техническое и санитарно-гигиеническое испытание установки.

При техническом испытании вентиляционной установки определяет:

а) производительность и полное давление вентилятора, а также частоту вращения колеса вентилятора и ротора электродвигателя;

б) расходы удаляемого и подаваемого воздуха, скорости движения воздуха в вентиляционных каналах, выпуска его из приточных насадок и отверстий, всасывания в сечениях вытяжных отверстий, а также распределение, расхода воздуха по отдельным участкам вентиляционной сети;

в) температуру приточного и удаляемого воздуха, сопротивление и теплопроиэводительность калориферов;

г) пропускную способность и сопротивление пылеулавливателей и фильтров;

д) охлаждающую мощность воздухоохладителей и холодильных установок;

е) характер работы оросительных камер (расход и температуру воды, количество испаряющейся и конденсирующейся влаги);

ж) наличие подсосов или утечек воздуха по отдельным элементам системы (воздуховоды, фланцы, камеры, фильтры и кондиционеры).

При санитарно-гигиеническом испытании вентиляционных систем определяют обеспечивает ли вентиляционная система:

а) заданные значения температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха как в рабочей зоне помещения, так и на рабочих местах;

б) требуемую чистоту воздуха как в отношении содержания пыли, так и газов, паров вредных веществ и влаги;

в) необходимую чистоту, температуру и относительную влажность поступающего в помещение воздуха;

г) заданные значения температуры, относительной влажности и допустимой запыленности и загазованности воздуха удаляемого из помещения в атмосферу.

Эффективность санитарно-гигиенической вентиляции следует определять в теплое и в холодное времена года, так как она зависит от наружных метеорологических условий.

В данной работе санитарно-гигиенические испытания не предусмотрены.

. Аппаратура для технического контроля за работой вентиляционных систем

Согласно ГОСТ 12.3.018-79 "Системы вентиляционные. Методы аэродинамических испытаний" для измерения давлений и скоростей движения воздуха в воздуховодах (каналах) должны быть выбраны участки с расположением мерных сечений на расстояниях не менее шести гидравлических диаметров (D_h , м) за местом возмущения потока (отводы, шиберы, диафрагмы и т.п.) и не менее двух гидравлических диаметров перед ним.

При отсутствии прямолинейных участков необходимой длины допускается располагать мерное сечение в месте, делящем выбранный для измерения участок в отношении 3:1 в направлении движения воздуха. Гидравлический диаметр определяется по формуле

где F- площадь, м², П — периметр сечения, м.

Допускается размещать мерное сечение непосредственно в месте внезапного расширения или сужения потока. Его размер в этом случае принимают соответствующим наименьшему размеру канала.

Координаты точек измерений давлений и скоростей, а также количество точек определяются формой и размерами мерного сечения по рис.1. Максимальное отклонение координат точек измерений от указанных на чертеже не должно превышать ±10%.

Рис.1 Координаты точек измерений давлений и скоростей в воздуховодах цилиндрического сечения при 100< D >300 мм

Количество измерений в каждой точке должно быть не менее трех.

При использовании анемометров время измерения в каждой точке должно быть не менее 10 с.

Для аэродинамических испытаний вентиляционных систем применяется следующая аппаратура:

а) комбинированный приемник давления - для измерения динамических давлений потока при скоростях движения воздуха более 5 м/с и статических давлений в установившихся потоках (рис.2);

Комбинированный приемник давления (пневмометрическая трубка Пито-Прандтля)

б) дифференциальные манометры класса точности от 0,5 до 1,0 по ГОСТ 11161-71, ГОСТ 18140-77 и тягомеры по ГОСТ 2648-78 - для регистрации перепадов давлений;

в) анемометры по ГОСТ 6376-74 и термоанемометры - для измерения скоростей воздуха не менее 5 м/с;

г) барометры класса точности не ниже 1,0 - для измерения давления в окружающей среде;

д) ртутные термометры класса точности не ниже 1,0 по ГОСТ 13646-68 и термопары - для измерения температуры воздуха;

е) психрометры класса точности не ниже 1,0 по ГОСТ 112-78 - для измерения влажности воздуха.

Трубка Пито-Прандтля состоит из двух трубок, вставленных одна в другую: внутренняя - соединена с полушаровой головкой, имеющей отверстие на конце, предназначена для измерения полного давления; наружная - имеет на согнутом участке два отверстия для измерения статического давления.

При проведении измерений трубку вставляют внутрь через измерительные лючки в стенках воздуховодов. Трубка устанавливается перпендикулярно к оси воздуховода так, чтобы наконечник ее был направлен против потока воздуха, а ось наконечника была бы параллельна потоку воздуха (см. плакат на стенде).

Используемый в работе U -образный водяной манометр позволяет измерять давление в кгс/м². Для получения давления в Па измеренное значение давления следует умножить на 9,81 м/с². На рис.3 показана схема измерения полного, статического и динамического давлений с помощью трубки Пито-Прандтля и трех водяных U -образных манометров.

При скоростях воздуха в воздуховодах менее 5 м/с используются микроманометры. Схема присоединения трубки Пито-Прандтля к микроманометрам показаны на рис 4.

В левой части рис.4 показана схема присоединения шлангов приемника давления к микроманометру при измерении давлений на всасывающей стороне вентиляционной установки. Так как при этом внутри воздуховода давление меньше атмосферного, то нижний манометр, соединенный шлангом с концом трубки статического давления, покажет статическое давление в миллиметрах водяного столба (или в килограмм-силах на квадратный метр), и столбик жидкости в нем будет поднят атмосферным давлением на уровень пониженного давления в воздуховоде. На всасывающей стороне вентилятора статическое давление P_s будет максимальным, но с отрицательным знаком.

Рис.3. Схема измерения полного, статического и динамического давлений

с помощью трубки Пито-Прандтля

Рис.4. Схема соединения трубок Пито-Прандтля с микроманометрами

Динамическое давление P_d (независимо от того, при каком избыточном статическом давлении движется воздух - положительном или отрицательном) всегда положительно. Поэтому полное давление, равное алгебраической сумме статического и динамического давлений, по показа­нию левого манометра будет по абсолютному значению меньше статического и по знаку отрицательно.

Правый манометр присоединен к двум концам приемников давления и показывает разность полного и статического давлений:

P_d = -P – (-P_s) = P_s – P = P_d,

Тем самым подтверждается, что P_d положительно.

В правой части рис.4 показано распределение давления в вентиляци­онной сети за вентилятором, где в воздуховоде давление воздуха больше атмосферного. Согласно этому условию максимальная разность высот уровней жидкости будет при измерении полного давления на левом манометре, так как

Р = P_s+ P_d.

При положительном знаке P_s эта сумма увеличивается, показываемое правым манометром P_s больше атмосферного.

Частота вращения колеса вентилятора и вала электродвигателя определяется с помощью тахометра и счетчика оборотов.

Согласно ГОСТ 12.3.018-79 испытания следует проводить не ранее чем через 15 мин после пуска вентиляционного агрегата,

При испытаниях измеряют:

барометрическое давление окружающей воздушной среды В_а , Па(кгс/м²);

температуру перемещаемого воздуха сухим и влажным термометрами соответственно t и tφ , °С;

температуру воздуха в рабочей зоне помещения t_a , °С;

динамическое давление потока воздуха в точке мерного сечения P_di , Па(кгс/м²) ;

статическое давление воздуха в точке мерного сечзния P_s , Па(кгс/м²);

полное давление воздуха в точке мерного сечения P_i , Па (кгс/ м²);

время перемещения анемометра по площади мерного сечения, τ ,с;

число делений счетного механизма оборотов механического анемометра за время τ обвода сечения n_a;

число оборотов n колеса вентилятора и вала электродвигателя, рад(об/мин).