Производственная вентиляция

где — соответственно массы (г) водяного пара и сухого воздуха. Необходимо иметь в виду, что значения и принимаются по таблицам физической характеристики воздуха в зависимости от значения нормируемой относительной влажности вытяжного воздуха.

Для определения объема вентиляционного воздуха по избыточному теплу необходимо знать количество тепла, поступающего в помещение от различных источников (приход тепла), , и количество тепла, расходуемого на возмещение потерь через ограждения здания и другие цели, , разность и выражает количество тепла, которое идет на нагревание воздуха в помещении и которое должно учитываться при расчете воздухообмена.

Воздухообмен, необходимый для удаления избыточного тепла, вычисляют по формуле:

,

где — избыточное количество тепла, Дж/с, —температура удаляемого воздуха, ° К; —температура приточного воздуха, ° К; С — удельная теплоемкость воздуха, Дж/(кг×К); r — плотность воздуха при 293° К, кг/м3.

Местная вентиляция бывает вытяжная и приточная? Вытяжную вентиляцию устраивают, когда загрязнения можно улавливать непосредственно у мест их возникновения. Для этого применяют вытяжные шкафы, зонты, завесы, бортовые отсосы у ванн, кожухи, отсосы у станков и т.д. К приточной вентиляции относятся воздушные души, завесы, оазисы.

Вытяжные шкафы работают с естественной или механической вытяжкой. Для удаления из шкафа избытков тепла или вредных примесей естественным путем необходимо наличие подъемной силы, которая возникает, когда температура воздуха в шкафу превышает температуру воздуха в помещении. Удаляемый воздух должен иметь достаточный запас энергии для преодоления аэродинамического сопротивления на пути от входа в шкаф до места выброса в атмосферу.

Объемный расход воздуха, удаляемого из вытяжного шкафа при естественной вытяжке (рис. 4.5), (м3/ч)

.

где h — высота открытого проема шкафа, м; Q — количество тепла, выделяемого в шкафу, ккал/ч; F — площадь открытого (рабочего) проема шкафа, м2.

Рис. 4.5. Схема вытяжного шкафа с естественной вытяжкой: 1 — уровень нулевых давлений; 2 — эпюра распределения давлений в рабочем отверстии; Т1 — температура воздуха в помещении; T2 — температура газов внутри шкафа

Необходимая высота вытяжной трубы (м)

,

где — сумма всех сопротивлений прямой трубы на пути движения воздуха; d — диаметр прямой трубы, м (предварительно задается).

При механической вытяжке

,

где v — средняя скорость всасывания в сечениях открытого проема, м/с.

Бортовые отсосы устраивают у производственных ванн для шкафа удаления вредных паров и газов, которые выделяются из растворов ванн. При ширине ванны до 0,7 м устанавливают однобортовые отсосы с одной из продольных ее сторон. При ширине ванны более 0,7 м (до 1 м) применяют двухбортовые отсосы (рис. 4.6).

Объемный расход воздуха, отсасываемого от горячих ванн одно- и двухбортовыми отсосами, находят по формуле:

,

где L — объемный расход воздуха, м3/ч, k3 — коэффициент запаса, равный 1,5 .1,75, для ванн с особо вредными растворами 1,75 .2; kТ — коэффициент для учета подсоса воздуха с торцов ванны, зависящий от отношения ширины ванны В к ее длине l; для однобортового простого отсоса ; для двухбортового — ; С — безразмерная характеристика, равная для однобортового отсоса 0,35, для двухбортового — 0,5; j —угол между границами всасывающего (рис. 4.7); (в расчетах имеет значение 3,14); Тв и Тп — абсолютные температуры, соответственно, в ванне и воздуха в помещении, °К; g=9,81 м/с2.

Вытяжные зонты применяют, когда выделяющиеся вредные пары и газы легче окружающего воздуха при незначительной его подвижности в помещении. Зонты могут быть как с естественной, так и с механической вытяжкой.

Рис. 4.6. Двухбортовой отсос от ванны

При естественной вытяжке начальный объемный расход воздуха в тепловой струе, поднимающейся над источником, определяют по формуле:

,

где Q — количество конвективного тепла, Вт; F — площадь горизонтальной проекции поверхности источника тепловыделений, м2; Н — расстояние от источника тепловыделений до кромки зонта, м.

При механической вытяжке аэродинамическая характеристика зонта включает скорость по оси зонта, которая зависит от угла его раскрытия; с увеличением угла раскрытия увеличивается осевая скорость по сравнению со средней. При угле раскрытия 90° скорость по оси составляет l,65v (v — средняя скорость, м/с), при угле раскрытия 60° скорость по оси и по всему сечению равна v.

В общем случае расход воздуха, удаляемого зонтом,

,

где v — средняя скорость движения воздуха в приемном отверстии зонта, м/с; при удалении тепла и влаги скорость может быть принята 0,15 .0,25 м/с; F — площадь расчетного сечения зонта, м2.

Приемное отверстие зонта располагают над тепловым источником; оно должно соответствовать конфигурации зонта, а размеры принимают несколько большими, чем размеры теплового источника в плане. Зонты устанавливают на высоте 1,7 .1,9 м над полом.

Для удаления пыли от различных станков применяют пылеприемные устройства в виде защитно-обеспыливающих кожухов, воронок и т.д.

Рис. 4.7. Угол между границами всасывающего факела при различном расположении ванны: а — у стены (); б — рядом с ванной без отсоса (); в — отдельно (); 1 — ванна с отсосом; 2 — ванна без отсоса.