1.7 Полые капли

Полые капли – выделение в воздух помещения из жидкой среды пузырьков газа, покрытых тонкой пленкой жидкости.

Классическим примером выделения полых капель служит электролиз в водных растворах. Пузырьки газа обволакиваются пленкой жидкости и поступают в воздух в виде миниатюрных воздушных шариков. В дальнейшем пузырьки лопаются, образуя мельчайшие брызги жидкости – туман. Так, в помещениях для зарядки аккумуляторов при отсутствии вентиляции можно наблюдать туман серной кислоты, образовавшийся из полых капель.

При выделении газов и паров, аэрозолей и полых капель, влаги и водяного тумана, общеобменная вентиляция в отдельных случаях является единственным приемлемым решением. Эти частные случаи характерны невозможностью устройства местных отсосов по условиям технологии.

Содержащиеся в ваннах растворы, испаряясь, разносятся по помещению и тем самым загрязняют в нем воздух. Вредности из производственных ванн могут выделяться в виде паров, газов и полых капель, представляющих собой частицы газа, заключенные в жидкую оболочку. Эти капли, поднимаясь вверх, выносятся из ванны и, лопаясь, смешиваются с воздухом помещения.

Если пленка с высокой скоростью входит в газовую среду, вихревое движение газовой фазы заставляет ее колебаться. В результате в ней возникают большие напряжения, которые могут привести к отрыву частиц жидкости или заставить пленку свернуться в полые струи, которые нестабильны и распадаются на полые капли.

2 Методы локализации вредных образований

Общеобменной вентиляцией эффективно и экономично удаляются только теплообразования при отсутствии иных вредных образований. Одновременное наличие влаги, препятствующее аэрации в холодное время года, значительно снижает экономичность общеобменной вентиляции.

Другие вредные образования (газы, пары, пыль), выделяющиеся порознь или совместно с теплом и влагой, обычно требуют устройства комбинированной вентиляции.

Теплообразования в чистом виде редко встречаются на обогатительных фабриках. Обычно они сопровождаются влагообразованиями, или газами и парами, или пылью, или несколькими из перечисленных вредных образований вместе. В этих случаях в помощь общеобменной вентиляции часто устраиваются местные отсосы. Такая смешанная вентиляция, т. е. комбинирование местных отсосов с общеобменной вытяжкой, наиболее распространена на обогатительных фабриках. Общеобменная вентиляция в чистом виде или вентиляция только с местными отсосами встречаются реже.

Общеобменная вентиляция применяется в особых случаях – при всех видах вредных образований, за исключением пылеобразований. Лишь крайне редко при незначительном и рассеянном пылеобразовании общеобменная вентиляция применяется и для борьбы с пылью (например, в типографиях, на картонажных фабриках, в складах сыпучих материалов и т. и.). В этих случаях вентиляция проектируется с механической вытяжкой из определенных зон помещения.

При выделении газов и паров, аэрозолей и полых капель, влаги и водяного тумана общеобменная вентиляция в отдельных случаях является единственным приемлемым решением. Эти частные случаи характерны невозможностью устройства местных отсосов по условиям технологии.

Однако и при возможности укрытия очагов вредных образований с устройством местных отсосов все же приходится иметь смешанную вентиляцию. Дело в том, что даже при полной капсюляции полностью удалить вредные образования не удается – часть их прорывается в помещение. Вот почему и приходится пользоваться общеобменной вытяжкой.

Нужно оговориться, что общеобменная вытяжка в однократном объеме помещения приемлема только для помещений большого объёма (2000 м³ и выше). Для небольших помещений кратности обмена принимаются равными двум-трем. Объем общеобменной вытяжки можно также принимать в 10 – 15% от суммарного объема воздуха, удаляемого местными отсосами.

Наибольшую роль в этом играют конвективные потоки, вызывающие вертикальные, горизонтальные и возвратные струи. Конвективные потоки уносят вверх не только газы и пары независимо от их удельного веса, но и мелкую пыль. Таким образом, при наличии в помещении мощных теплоисточников большая часть вредных образований выносится струями к перекрытию цеха.

При выделении пыли (особенно крупной), тяжелых газов и паров, при отсутствии конвективных токов «грязной» зоной будет нижняя, у самого пола. При наличии же тепловых потоков зоной наибольшей концентрации вредных образований, как правило, бывает верхняя. Если мощность тепловыделений недостаточна, такой зоной может оказаться средняя (в сварочных цехах).

При местной вытяжке ее зона определяется местоположением укрытий, от которых отсасывается воздух. При зональной вытяжке, являющейся промежуточной ступенью между местными отсосами и общеобменной вентиляцией, расположение приемников загрязненного воздуха диктуется в основном размещением очагов вредных образований.

Зональная вытяжка пока еще распространена сравнительно мало. Тем не менее, при неорганизованном выделении токсических газов (случайные прорывы) или при незначительных пылевыделениях в определенных точках, когда укрытие невозможно, применение зональной вытяжки вполне оправдано. Приемниками вредных выделений в этом случае обычно служат воронки и щелевидные отсосы – прямые и изогнутые.

Для удаления газообразных вредных выделений, а также паров, туманов и аэрозолей или незначительного количества пыли наиболее эффективны местные отсосы с полным или частичным укрытием очага образований.

Во всех этих случаях следует стремиться к полному укрытию (капсюляции) машин или аппаратов, выделяющих образования. Капсюляция – наиболее совершенный и экономичный способ локализации промышленных вредных образований. Кожух, шкаф, разборное укрытие для сложной или громоздкой машины, наконец, заключение машины или аппарата полностью в кабину (без присутствия в ней людей) – лучший способ предотвращения попадания вредных образований в помещение.

Рисунок 1 – Неправильная локализация вредных образований местным отсосом

Если укрытие аппарата (чана, ванны, печи) невозможно и рабочий должен наклоняться над источником вредных образований, то здесь могут быть решения: или бортовой отсос, или всасывающая панель, расположенная напротив рабочего и отклоняющая от него поток вредных образований. В некоторых случаях возможна комбинация того и другого. Правильная схема местного отсоса для данного случая показана на рисунке 2.

Рисунок 2 – Схема удаления вредных образований «от рабочего»

1 – бортовой отсос; 2 – всасывающая панель