Лабораторная работа 2 исследование эффективности механической вентиляции

Цель работы. Научиться оценивать эффективность действия вентиляционных установок. Опыт оценки необходим при проектировании, улучшении и контроле работы вентиляции в производственных условиях.

Задание. 1. Определить производительность вентиляционной установки с помощью анемометра. 2. Найти коэффициент воздухообмена для вытяжного шкафа и помещения, сравнить его с нормативным и дать заключение о том, какие производства может обслуживать вентиляционная установка.

Базовый теоретический материал. Вентиляция бывает естественной и искусственной (механической). Она предназначена для улучшения воздушной среды путем подачи чистого и свежего воздуха. Производительность естественной вентиляции зависит от размеров вытяжных каналов, разности температур воздуха внутри и снаружи помещения и высоты вытяжных каналов:

; (2.1)

(2.2)

где W_е – производительность естественной вентиляции;

υ_cp – средняя скорость движения воздуха в канале, м/с;

S_K – площадь сечения канала, м²;

h – высота канала, м;

t_в и t_п – температура внутри и снаружи помещения.

Если определить среднюю скорость движения воздуха с помощью приборов, то можно найти фактическую производительность вентиляции и оценить ее эффективность.

Вентилятор подбирается исходя из необходимого воздухообмена, который предусматривает разбавление загрязненного пылью, газами, парами и теплом воздуха до отвечающего требованиям санитарных норм:

; (2.3)

; (2.4)

(2.5)

, (2.6)

где W₁, W₂, W₃, W₄ – необходимый воздухообмен (без вредностей, при вредных газах, при избытке влажности и избытке тепла), м³/ч;

W₀ – нормы притока воздуха на одного потребителя, м³/ч;

N – число потребителей воздуха, чел.;

G₂ – количество вредных газов, мг/ч;

G_пдк – предельно допустимая концентрация газа, мг/м²;

G_вл – избыток влаги, г/ч;

– плотность воздуха, кг/м³;

d_выт, d_прит – влагосодержание вытяжного и приточного воздуха, г/м³;

Q_изб – избыток тепла, ккал/ч;

С – теплоёмкость сухого воздуха, Дж/(кг·кал).

Производительность вентилятора:

(2.7)

где К_з – коэффициент запаса;

W_i – необходимый воздухообмен из i-го условия.

При подборе вентилятора учитываются, кроме необходимой производительности, потери напора на преодоление сопротивлений сети. Поэтому, определяя производительность вентиляции по фактической скорости в данном сечении, следует учитывать ее значение в другом сечении.

При оценке эффективности вентиляции по коэффициенту кратности воздухообмена требуется учитывать время достижения требуемой кратности.

Основным показателем оценки эффективности действия вентиляции является кратность воздухообмена с учетом чистоты и других показателей воздуха по ГОСТ 12.1.005-99 «Воздух рабочей зоны»:

, (2.8)

где К – коэффициент кратности воздухообмена;

L – объём удаляемого воздуха, м³/ч;

V – объём помещения, м³.

Для помещений соответствующих производств (станочное, сварочное, ремонтное и т.п.) значения кратности воздухообмена нормированы.

Производительность вентиляции L или количество удаляемого воздуха определяется по следующей зависимости:

L = 3600 υ · F, (2.9)

где υ – скорость воздушного потока в сечении, м/с ;

F – сечение воздуховода, м².

Площадь сечения воздуховода определяется непосредственным измерением. Скорость воздушного потока измеряется приборами, в основном анемометрами (МС-13, АСО-3).

При определении скорости воздушного потока с помощью анемометра снимают показания его счетчика в момент начала отсчета времени (при установившемся вращении рабочего колеса) и в конце опыта. Через 60–100 с находят число делений в одну секунду и по тарировочному графику определяют искомую скорость. Замеры производят не менее чем в трех точках сечения, как показано на рисунке 2.1. Действительную скорость при определенном h находят как среднюю из нескольких замеров. Площадь сечения в квадратных метрах определяют как F = b·h. По найденной скорости воздушного потока и площади сечения находят количество удаляемого воздуха в единицу времени, кратность воздухообмена по отношению к вытяжному шкафу, а затем к помещению, в котором он установлен.

Рис. 2.1 Схема вытяжного шкафа: h₁, h₂ – высота открытия шибера; b – ширина шибера

Санитарно-гигиеническая оценка эффективности вентиляционной системы заключается в определении чистоты, температуры и влажности воздуха и сравнении их с нормируемыми показателями. При оценке местной вентиляции учитывают температуру и скорость движения воздуха, которые не должны превышать норм, рекомендуемых СН-245-71 (20–24 °С и 1,0–2,0 м/с).