Требуемый воздухообмен

Санитарными нормами и системой стандартов безопасности труда предусмотрены ПДК вредных веществ и нормы на влажность и температуру воздуха в помещении. Превышение этих норм и ПДК приводит к заболеваниям, отравлениям, плохому самочувствию человека, снижению производительности труда. Горючие газы при определенных концентрациях могут взрываться. Довести концентрацию указанных веществ и выделений (назовем их условно "вредности") до нормативных значений можно таким коллективным средством защиты, как вентиляция.

Расчет вентиляции начинают с определения необходимого воздухообмена (L) исходя из санитарных или других требований.

Расчет воздухообмена для удаления избыточной влаги

Для вентилирования помещений для удаления избыточной влаги воздухообмен находят исходя из санитарных требований:

(2.1)

где: G_вл – количество влаги, выделяющейся в помещении в единицу времени, г/ч;

q и q_max – максимально возможное содержание паров в воздухе при комнатной и наружной приточной температуре, (г/кг);

φ_н и φ – относительная влажность воздуха соответственно по норме в помещении и в приточном воздухе, %.

В приложении 1 приводится максимальное содержание паров (q _max) при заданной температуре.

Количество влаги, выделяющейся в помещении в единицу времени определяется по формуле:

(2.2)

где G₁, G₂, G_n – количество влаги, выделяющейся от людей, с открытых поверхностей воды и т.д., г/ч. (приложение 9).

Влагопоступления с открытой поверхности воды (Gв) находят по формуле:

Gв = 45,6∙C∙F∙B^-1∙(P₁ – P₂), кг/ч, (2.3)

где: С – коэффициент испарения (С = 0,86 при скорости движения воздуха V = 1,57 м/с; С = 0,71 при V = 1,13 м/с; С = 0,55 при V = 0,58 м/с);

Р₁ – максимальная упругость, мм рт. ст., водяных паров в воздухе при температуре воды (приложение 50);

Р₂ – упругость водяных паров в воздухе, окружающем поверхность воды, мм рт. ст.;

В – барометрическое давление воздуха, мм рт. ст.;

F – площадь водяного зеркала, м².

Пример. В отделении мойки ремонтного завода установлены две моечных машины ОМ-3600 ГОСНИТИ для выварки загрязненных деталей. Через неплотности машины в помещение поступает 5 кг/ч водяного пара. Температура помещения +25С°, температура наружного воздуха +15С°. Относительная влажность наружного воздуха, измеренная с помощью психрометра, оказалась равной 85 %. Согласно санитарным нормам относительная влажность в помещении не должна превышать 60 %. Требуется определить необходимый воздухообмен, обеспечивающий влажность 60 % внутри помещения.

Решение. Количество воздуха для обеспечения требуемой влажности воздуха определяется по формуле:

.

По таблице q_max=19,5 г/кг (при t_ух = +25°С) и q_max= 10,5 г/кг (при t_пр = + 15°С), тогда:

Расчет воздухообмена для удаления избыточного тепла

Воздухообмен для удаления избыточного тепла рассчитывают по следующей формуле:

, (2.4)

где N – количество избыточного тепла в помещении, Вт;

С – теплоемкость воздуха, Дж/кг´К, С=1,05 Дж/кг´К;

ρ_уд и ρ_пр – плотность воздуха при температуре t_уд и t_пр, кг/м³;

t_уд и t_пр – температура соответственно удаляемого и приточного воздуха, ^оС.

Плотность воздуха определяется по формуле:

, (2.5)

где t – температура воздуха, ^оС;

α – коэффициент объемного расширения воздуха, α =1/273;

Количество избыточного тепла в помещении определяется по следующей формуле:

, Вт (2.6)

где N_люд, N_осв, N_эл, N_об, N_в – теплопоступления соответственно от людей, освещения, электрооборудования, нагретого оборудования и с поверхности воды.

Теплопоступления от людей можно рассчитать по следующему выражению:

N_явн = b_нb_од (2,5 + 10,3 )(35 – t_П), Вт, (2.7)

где b _н – коэффициент, учитывающий интенсивность работы: легкая работа – b _н = 1; работа средней тяжести – b _н = 1,07; тяжелая работа – b _н = 1,15;

b_од – коэффициент, учитывающий теплоизоляционные свойства одежды: одежда легкая – b_од = 1; обычная – b_од = 0,65; утепленная – b_од = 0,4;

Vв – скорость движения воздуха в помещении, м/с;

t_П – температура в помещении, °С.

Теплопоступления от освещения (N_осв):

N_осв = Е F q_освh_осв, Вт, (2.8)

где Е – освещенность, лк;

F – площадь помещения, м²;

q_осв – удельные тепловыделения, Вт/м² (для ламп люминесцентных – q_осв = 0,05…0,13; накаливания – q_осв = 0,13…0,25);

h_осв – доля тепловой энергии от общих затрат: для ламп люминесцентных – h_осв = 0,55; накаливания – h_осв = 0,85).

Теплопоступления от электродвигателей и приводимого ими оборудования (N_эл):

N_эл = N_уст К_исп К_заг К_одн (1 – h + К_Тh), Вт, (2.9)

где N – установочная мощность, Вт;

К_уст, К_заг, К_одн – соответственно коэффициенты использования мощности (0,7…0,9), загрузки оборудования (0,5…0,8), одновременности работы (0,5…1);

h – КПД электродвигателя (0,7…0,92);

К_Т – коэффициент перехода механической энергии в тепловую (0,1…1,0).

Теплопоступления от нагретого оборудования (N_об):

N_об = a_пов (t_пов – t_в) F_пов, Вт, (2.10)

где a_пов – коэффициент лучистоконвективного теплообмена, Вт/м² (приложение 2);

t_пов, t_в – температура нагретой поверхности и воздуха, °С;

F_пов – площадь нагретой поверхности, м².

Теплопоступления с поверхности воды (N_В):

N_В = (5,71 + 4,06 V_В) (t_пов – t_в)F_пов, Вт, (2.11)

где V_В – скорость воздуха, м/с.

Расчет воздухообмена для удаления вредных пылей и газов

Основой для расчета требуемого воздухообмена для удаления вредных пылей и газов является зависимость:

_{n.г= ,} (2.12)

где G – поступление вредных газов и пылей в помещении, г/ч;

ПДК – предельно допустимая концентрация вредных веществ, г/м³;

Х – содержание вредных веществ в приточном воздухе, г/м³.

В приложении 4 приводятся ПДК некоторых пылей и газов.

Рассмотрим некоторые виды расчетов по определению поступления вредных пылей и газов.

1. Содержание токсичных газов (угарный газ, окись азота и др.) в отработавших газах двигателей внутреннего сгорания, проникших в помещение диагностики (обкатки) через неплотности газоотводящего тракта за один час, может быть рассчитано по формуле:

G_Т = 0,01 К n N q h (La + 1)10^-3, г/ч, (2.13)

где К – процент отработавших газов, прорвавшихся в помещение;

n – процент содержания токсичного газа в отработавших газах (приложение 5);

N – мощность диагностируемого двигателя, кВт;

q – удельный расход топлива для данного двигателя, г/кВт ч;

h – коэффициент загрузки двигателя (следует принимать равным 0,7…0,8);

L = 15 – количество воздуха, необходимое для сжигания 1 кг топлива, кг/кг;

a – коэффициент избытка воздуха.

2. Выделение водорода при зарядке кислотных аккумуляторов рассчитывается по формуле:

, м/ч, (2.14)

где V^В – средний объемный выход водорода, м³/ч;

Т – температура воздуха, К;

В – барометрическое давление, МПа;

J – максимальная сила зарядного тока для каждой из батарей, А;

n – число элементов в батареях;

S – знак суммирования.

Нижний предел взрываемости водорода в смеси с воздухом по объему – 4,1 %, по массе – 3,362 мг/л. Масса 1 л водорода при нормальных условиях – 0,089 г.

Пример. В отделении зарядки одновременно на зарядке находится 10 аккумуляторных батарей 6СТ182. Объем помещения U_п = 35 м³. В процессе зарядки произошел отказ вентиляции. Определить через сколько времени в помещении создастся взрывоопасная концентрация. Температура в помещении t = 25°C. Барометрическое давление 0,1 МПа. Зарядный ток 18А.

Решение.

1) Определим количество водорода, выделяющееся при зарядке:

2. Определим, при каком объеме выделившегося водорода возникает в помещении взрывоопасная концентрация:

м³

3) Время в течение, которого в помещении возникает взрывоопасная концентрация, определяется из выражения:

Ответ: через 3 часа в помещении возникает взрывоопасная концентрация.

Взрывоопасная концентрация в верхней зоне помещения наступит значительно раньше.

3. Выход паров растворителей, выделяющихся при окраске (G), определяют по выражению:

G = 0,01∙q∙F∙m, г/ч, (2.15)

где q – расход лакокрасочных материалов, г/м²;

m – процент содержания летучих веществ в лакокрасочном покрытии;

F – площадь поверхности, окрашиваемой за 1 ч, м²/ч.

В расчетах следует принимать расход нитрокраски или эмали 180 г/м², а содержание летучих веществ – от 60 до 70 %.

Поиск по сайту: