Задание № 1 Вариант 5

В производственном помещении размещены 2 отдельных технологических установки, состоящих из аппаратов и трубопроводов, работающих под избыточным внутренним давлением.

В процессе эксплуатации выделяются 2 вредных вещества в количестве G₁ (из 1-й установки) и G₂ (из 2-й установки), а также избыточное тепло от нагретых поверхностей оборудования и трубопроводов, наружная температура которых составляет t_н = 45 °С.

Требуется рассчитать необходимый воздухообмен при общеобменной вентиляции помещения.

Исходные данные	Вариант
	5
Помещение: -длина, м -ширина, м -высота, м	24 18 3,6
Вредные вещества*: Вв1 Вв2	6 (кислота серная, ПДК = 1 мг/м3, М = 98) 24 (циклогексанол, ПДК = 10 мг/м3, М = 98,15)
Количество аппаратов: N1 N2	6 2
Рабочий объем 1 аппарата, м3 V1 V2	4 6
Поверхность 1 аппарата, м2 f1 f2	45 50
Избыточное давление, кПа P1 P2	250 300
Рабочая температура, °С t1 t2	160 110
Диаметры трубопроводов, мм d1 d1	75 100
Длина трубопроводов, м l1 l2	300 100
Мощность 1 электродвигателя, кВт** ω1 ω2	7 -
Освещенность и тип лампы*** Е, лк	75 Н
Количество работающих, nраб	30
Категория выполняемой работы	IIа

Решение

Требуемое количество воздуха для общеобменной вентиляции при выделении вредных веществ определим по формуле:

, м³/ч,

где G_i - количество выделяющегося i-го вредного вещества, мг/ч;

C_ПДК - предельно допустимая концентрация i-го вредного вещества, мг/м³;

C_пр - концентрация i-го вредного вещества в приточном воздухе мг/м³; она не должна превышать 30% ПДК, т.е. C_пр ≤ 0,3 C_ПДК.

Количество вредного вещества G_i, выделяющегося из аппарата или трубопровода, работающих под внутреннем избыточным давлением, рассчитаем по формуле:

, кг/ч,

где n - коэффициент запаса, учитывающий возможное ухудшение герметичности оборудования и трубопроводов в период эксплуатации (n = 1,5÷2);

m - коэффициент негерметичности оборудования и трубопроводов; принимаем по табл. 5. При выполнении задания считаем, что рассматриваются новое оборудование и цеховые трубопроводы;

p – избыточное давление в аппарате или трубопроводе, кПа;

V – объем оборудования или трубопровода, занимаемый газовой (паровой) фазой, м³ ;

Т – абсолютная рабочая температура газа или пара в аппарате или трубопроводе, К;

М – молярная масса газа (пара), кг/моль.

Определим количества вредных веществ, выделяющихся из оборудования:

кг/ч

кг/ч

Рассчитаем G_i для трубопроводов:

кг/ч

кг/ч

кг/ч

кг/ч

После этого находим величины L_ВВ1 и L_ВВ2 , т.е. требуемые расходы воздуха для устранения вредного воздействия каждого из выделяющихся вредных веществ:

м³/ч;

м³/ч.

При выполнении задания принимаем, что вредные вещества относятся к веществам аддитивного (однонаправленного) действия. В этом случае расчетный расход воздуха составит:

м³ /ч.

При выделении избыточного тепла требуемый объем воздуха равен:

, м³/ч,

где Q _изб - количество избыточного тепла в помещении, кДж/ч;

c - удельная теплоемкость воздуха; с = 1,01 кДж/(кг·К);

 - плотность приточного воздуха,  = 1,24 кг/м³ ;

t _уд - температура воздуха, удаляемого из помещения, °С;

t _пр - температура воздуха, подаваемого в помещение, °С.

Температуру удаляемого воздуха определим по формуле:

,

где t _р.з - температура воздуха в рабочей зоне (°С). которая должна соответствовать допустимой по норме температуре (табл.6):

	Диапазон ниже оптимальных величин	Диапазон выше оптимальных величин
Холодный период года	17.0 – 18.9	21.1 – 23.0
Теплый период года	18.0 – 19.9	22.1 – 27.0

Будем считать ее выше диапазона оптимальных величин, период года будем считать теплый, и возьмем для определенности 25°С.

∆t - температурный градиент по высоте помещения, ∆t = 0,5÷1,5 °С/м;:

Н - расстояние от пола до центра вытяжных отверстий общеобъемной вентиляции, м ; можно принимать это расстояние равным высоте помещения;

2 - высота рабочей зоны, м.

Температура приточного воздуха t _пр при наличии избыточного тепла должна быть на 5÷8 °С ниже t _р.з..

Будем считать, что °С

Общее количество избыточного тепла Q_изб можно представить в виде следующей суммы:

,

где Q_об и Q_тр - тепловыделения от нагретых поверхностей аппаратов и трубопроводов с известной температурой на наружной поверхности t_н=45°С;

Q_эл - тепловыделения от используемых электродвигателей;

Q_осв - тепловыделения от источников искусственного освещения;

Q_раб - тепловыделения от работающих.

Величина Q_об определяется по формуле:

, Вт,

Вт.

Вт.

где α – коэффициент теплоотдачи, Вт/ (м²·К); Вт/(м²·К); ω – допустимая скорость движения воздуха в рабочей зоне, м/с (определяется по табл. 6), возьмем максимальную величину – 0.4 м/с; F_ап – площадь нагретой поверхности аппаратов, м²;

Для определения Q_тр используем аналогичную формулу:

, Вт,

, Вт,

Вт.

где F_тр – поверхность нагретых трубопроводов, м²;

м²

м²

где d_тр и l_тр соответственно диаметр и длина нагретых трубопроводов, м.

Тепловыделения от электродвигателей рассчитываем по формуле:

, Вт,

где W_эл – общая мощность используемых электродвигателей, кВт;

k – коэффициент загрузки, учитывающий долю перехода механической энергии в тепловую (k = 0,25);

Тепловыделения от источников искусственного освещения определяются в зависимости от типа источников:

- для ламп накаливания

, Вт,

где E – нормированная освещенность, лк;

F – площадь освещения, м² (принимаем равной площади помещения);

q_н – удельное тепловыделение от ламп накаливания, Вт/м²·лк; q_н = 2,75·q_л (величину q_л определяем в зависимости от площади и высоты помещения, типа светильника и распределения потока света по табл. 7, считаем свет преимущественно прямого света, и берем значение для высоты потолка 4.2 м, т.к. для значения 3.6 нет табличных данных, q_л = 0,071);

Величина Q_раб может быть рассчитана по зависимости:

, кДж/ч

где n_раб – максимальное количество работающих в одну смену;

q_раб – выделения тепла 1 работающим (кДж/ч), зависящее от категории выполняемой работы и температуры воздуха в рабочей зоне помещения (определяется по табл. 8), категория выполняемой работы – IIа, т.е. средней тяжести, значит, q_раб = 714 кДж/ч.

После определения всех слагаемых, значения, полученные в Вт, переводим в кДж/ч, используя соотношение 1Вт = 3,6 кДж/ч.

Подсчитав Q_изб, находим величину L_Т.

м³/ч.

L_ВВ > L_Т, поэтому в качестве расчетного значения требуемого расхода воздуха L (м³/ч) принимается величина L_BB = м³/ч.

Ответ: необходимый воздухообмен при общеобменной вентиляции помещения равен м³/ч.

Задача 5 вариант 5

Дизель-генератор массой m кг установлен на резинометаллических амортизаторах с суммарной жесткостью К_в Н/м; количество амортизаторов - . Частота вращения вала установки составляет об./мин.

Требуется сравнить параметры вибрации с допустимыми по ГОСТ 12.1.012-90 или СН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий».

Исходные данные задачи выбираются по табл. 12.

Масса генератора m = 1830 кг;

Частота вращения вала генератора об/мин.;

Суммарной жесткость амортизаторов Н/м;

Количество амортизаторов .

Решение

Определяется круговая частота вынужденных колебании:

,

.

Рассчитывается статическая осадка амортизаторов установки рассчитывается по формуле:

м,

м,

Круговая частота собственных колебаний установки на амортизаторах составит:

Определяется максимальная амплитуда колебаний при

м,

м.

Определяется частота вынужденных колебаний

Гц;

Гц.

Определяется ближайшая к найденной частоте стандартная среднегеометрическая частота (по ГОСТ 12.1.012-90 или СН 2.2.4/2.1.8.566-96)

Составляет Гц.

Для выбранной октавной полосы определяются нижняя и верхняя граничные частоты и находятся их значения.

Гц;

Фактическая частота Гц входит в найденный диапазон

Определяется значение виброскорости по формуле:

м/с

Уровень виброскорости составит

, дБ.

, дБ.

м/с - пороговое (нулевое) значение виброскорости, м/с;

Найденное значение уровня виброскорости сравнивается с допустимым значением уровня виброскорости для выбранной ранее октавной полосы (, с. 200, табл. 8.2, Глебова Е.В, Производственная санитария и гигиена труда: учебное пособие для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Высш. шк., 2007.).

дБ.

Таким образом, уровень виброскорости для данного случая , дБ. в октавной частоте 16 Гц, значительно превышает допустимый уровень виброскорости для этой частоты дБ.

Для снижения вибраций наиболее предпочтительным является использование в качестве конструктивных материалов: пластмассы, дерева, резины. Так, в редукторах используют шестерни из капрона, текстолита. В некоторых случаях оказывается возможным также использовать шесгерни ич твердой резины. В результате происходит снижение вибраций оснований н фундаментов машин, а, следовательно, снижается вибрация рабочих мест.