2781 Методичні вказівки до дипломного проекту «Розрахунок загальнообмінної вентиляції»

Назва	2781 Методичні вказівки до дипломного проекту «Розрахунок загальнообмінної вентиляції»
Дата	29.06.2012
Розмір	210.92 Kb.
Тип	Диплом

Зміст

1 Теоретична частина
Визначення необхідного повітрообміну
Принцип улаштування і розрахунок природної вентиляції
Принцип улаштування і розрахунок механічної вентиляції
2. Практична частина

Міністерство освіти і науки України

Сумський державний університет

2781 Методичні вказівки

до дипломного проекту

« Розрахунок загальнообмінної вентиляції»

з розділу «Охорона праці»

для студентів факультету ТеСЕТ

денної та заочної форм навчання

Суми

Видавництво СумДУ

2010

Методичні вказівки до дипломного проекту «Розрахунок загальнообмінної вентиляції» з розділу «Охорона праці» /Укладачі: Л.О.Гурець, О.П.Будьоний.– Суми: Видавництво СумДУ, 2010. – 23с.

Кафедра „Прикладна екологія”

^ 1 Теоретична частина

Класифікація систем вентиляції

Задачею вентиляції є забезпечення чистоти повітря і заданих параметрів метеорологічних умов у виробничих приміщеннях шляхом видалення забрудненого або нагрітого повітря з приміщення і подачі в нього свіжого повітря.

Системи вентиляції можна класифікувати таким чином:

1. За способом переміщення повітря вентиляція буває природною і механічною. Можливе також поєднання природної і механічної вентиляції (змішана вентиляція) в різних варіантах.

2. За призначенням залежно від того, для чого служить система вентиляції, для подачі – припливна, для видалення – витяжна, для того і іншого одночасно - припливно-витяжна.

3. За місцем дії вентиляція буває загальнообмінною і місцевою.

4. За часом дії вентиляція буває робоча при нормальному режимі роботи і аварійна, включається вручну або автоматично від датчиків концентрації.

Дія загальнообмінної вентиляції базується на розбавленні свіжим повітрям повітря робочого приміщення до досягнення гранично-допустимих концентрацій шкідливих речовин.

Місцева вентиляція застосовується для видалення шкідливих речовин у місцях їх утворення, або місцевої подачі свіжого або охолодженого повітря на робочі місця.

^ Визначення необхідного повітрообміну

Для розрахунку загальнообмінної вентиляції необхідно визначити необхідний повітрообмін, виходячи з призначення приміщення та технологічного процесу, який у ньому проходить.

1 При нормальному мікрокліматі і відсутності шкідливих речовин необхідний повітрообмін визначається за формулою

, м³/год, (1)

де

– число працюючих у найчисленнішій зміні;

– витрата повітря на одного працівника за годину, що береться залежно від об'єму приміщення, що доводиться на кожного працюючого (при об'ємі на одного працюючого менше 20 м³

= 30 м³/год; при об'ємі на одного працюючого більше 20 м³

= 20 м³/год; при об'ємі більше 40 м³ на одного працюючого і наявності вікон і дверей повітрообмін не розраховується).

2. При виділенні пари або газів у приміщенні необхідний повітрообмін визначається виходячи з умови розбавлення їх до гранично допустимих концентрацій

, м³/год, (2)

де

– кількість пари, газів або пилу, що виділяється, мг/год;

– концентрація шкідливих речовин у повітрі, що видаляється, мг/м³– не повинна перевищувати ГДК;

– концентрація шкідливих речовин у повітрі, що подається в приміщення, мг/м³- не повинна перевищувати 0,3 ГДК;

Дані з виділення деяких шкідливих речовин на машинобудівних підприємствах подані в додатках 1 -3.

3. При боротьбі з надмірним теплом необхідний повітрообмін визначається з умов асиміляції теплових надлишків об'ємом повітря, що подається, м³/год

, (3)

де

- надлишкові тепловиділення, Вт;

– теплоємність сухого повітря, в розрахунках беремо 1,01 Дж/(кг*К);

- густина припливного повітря, в розрахунках беремо 1,2 кг/м³;

- температура повітря, яке видаляється з приміщення, ⁰К;

- температура повітря, яке подається в приміщення, ⁰К.

Інтенсивність тепловиділення при роботі в гарячих цехах машинобудівних підприємств наведені в додатку 4.

4. При виділенні вологи необхідний повітрообмін визначається за формулою

, м³/год, (4)

де

– маса водяної пари, що виділяється в приміщенні, г/год;

– вологоємність повітря, що йде з приміщення, г/м³;

– вологоємність зовнішнього повітря, г/м³.

Для успішної роботи системи вентиляції важливо, щоб ще на стадії проектування були виконані такі санітарно-гігієнічні і технічні вимоги:

1. Об'єм припливу повітря в приміщення повинен відповідати об'єму витяжки; різниця між цими об'ємами не повинна перевищувати 10-15%.

2. Свіже повітря необхідно подавати в ті частини приміщення, де кількість шкідливих виділень мінімальна (чи їх взагалі немає), а видаляти, де виділення максимальні.

^ Принцип улаштування і розрахунок природної вентиляції

У природній вентиляції повітрообмін здійснюється внаслідок різної об'ємної ваги повітря всередині і зовні приміщення.

Природна вентиляція може бути:

а) неорганізованою, що здійснюється через нещільності в будівельних конструкціях;

б) організованою (канальною або безканальною).

При аерації природний обмін повітря в будівлях здійснюється за рахунок теплового тиску. Розглянемо як він утворюється.

Зобразимо розріз виробничого приміщення, що має нижні і верхні прорізи.

Температура повітря усередині цеху

внаслідок виділення надлишків явної теплоти буває, як правило, вище за температуру зовнішнього повітря

. Отже, об'ємна вага зовнішнього повітря більше об'ємної ваги повітря всередині цеху. Це обумовлює наявність різниці тиску зовнішнього і внутрішнього повітря.

Рисунок 1 - Схема утворення теплового тиску

П.Р.Т. – площина рівних тисків;

- площа кватирки, м²;

- площа дверей, м²_,- відстань від площини рівних тисків до середини дверей, м; - відстань від площини рівних тисків до середини кватирки, м.

Об'ємну вагу повітря знаходимо за формулою

(5)

де

– барометричний тиск в мм рт. ст., в розрахунках береться Р_б = 750 мм рт.ст.;

– абсолютна температура повітря, К.

На певній висоті приміщення, знаходиться площина рівного тиску. Тут тиск повітря всередині і зовні приміщення рівні (див.рис.1).

Нижче за площину рівного тиску існує розрідження, яке обумовлює надходження зовнішнього повітря через двері

, (6)

де

– об'ємна вага повітря в приміщенні, кг/м³,що відповідає температурі повітря в приміщенні;

– об'ємна вага повітря зовні приміщення, кг/м³,що відповідає температурі повітря зовні приміщення.

Вище за площину рівних тисків існує надмірний тиск, який на рівні центру верхніх отворів (кватирки) складає

. (7)

Цей тиск направлений назовні приміщення та викликає витяжку. Загальна величина гравітаційного тиску, під впливом якого відбувається повітрообмін у приміщенні, дорівнює сумі тиску на рівні нижніх і верхніх прорізів

. (8)

Величина

– сума тиску на рівні нижніх і верхніх прорізів називається тепловим тиском. Він залежить від відстані між нижніми і верхніми прорізами

і різниці об’ємної ваги повітря зовні і всередині будівлі.

Оцінка ефективності природної вентиляції робочого приміщення здійснюється порівнянням необхідного повітрообміну з фактичним.

Фактичний повітрообмін

, м³/год, обчислюється за формулою

, (9)

де

- площа кватирки або аераційного отвору, через який буде здійснюватися видалення та надходження повітря, м²;

- швидкість виходу повітря через кватирку або отвір, м/с. Її можна розрахувати за формулою

. (10)

Величина

визначається з такого співвідношення

. (11)

З геометричних розмірів приміщення

,

де

– висота між центрами нижніх та верхніх прорізів.

Таким чином, з системи двох рівнянь з двома невідомими знаходимо

.

Температура повітря всередині приміщення визначається за ДСН 3.3.6.042-99 «Санітарні норми мікроклімату виробничих приміщень» залежно від категорії робіт по важкості та періоду року.

Для повітря зовні приміщення температура визначається за СНиП 2.04.05-91. Для Сумської області:

для теплого періоду:

= 24˚С, T = 297 К;

для холодного періоду:

= -11˚С, T = 262 К.

Визначивши фактичний повітрообмін і порівнявши його з необхідним, роблять висновок про ефективність природної вентиляції у приміщенні. Якщо виявиться, що вона не ефективна, тобто

, або

набагато більше

, необхідно дати рекомендації з поліпшення вентиляції і перевірити їх дієвість розрахунками. Зокрема, якщо у холодному періоді року фактичний повітрообмін набагато перевищує необхідний, що може викликати переохолодження працюючих, можна рекомендувати скорочення часу провітрювання приміщення пропорційно перевищенню фактичного повітрообміну над необхідним.

^ Принцип улаштування і розрахунок механічної вентиляції

Механічна вентиляція здійснюється примусово за рахунок механічної тяги осьовими або відцентровими вентиляторами, а також ежекторними установками, що переміщають повітря по спеціальних каналах (повітроводах) та застосовуються у вибухонебезпечних і пожежо небезпечних виробництвах, де іскріння неприпустимо.

Основними елементами механічної вентиляції є:

1) повітрозабірник;

2) повітроводи;

3) вентилятори;

4) циклони;

5)фільтри (очисники повітря);

6) калорифери;

7) зволожувачі;

8) насадки.

Залежно від призначення приміщення повітря, що подається туди, піддається підготовці:

1 Очищенню.

2 Нагріванню, охолоджуванню, сушці або зволоженню.

3 Озонуванню.

Деякі гази мають неприємний запах. У результаті окислення газів озоном запах зникає. Проте тривале перебування людини в атмосфері з високою концентрацією озону супроводжується головними болями і подразненням дихальних шляхів.

4 Іонізації.

Для штучної іонізації повітря використовують іонізуючу здатність альфа-променів, що випромінюються радіоактивними речовинами. Легкі іони кисню в повітрі додають йому позитивну гігієнічну властивість (так зване живе повітря). При нагріванні, охолодженні і фільтрації різко зменшується вміст іонів у повітрі.

Ультрафіолетова радіація створюється за допомогою спеціальних ртутних бактерицидних електричних ламп. Ці лампи ставлять усередині повітропроводів.

5 Дезинфекції.

Для очищення повітря від бактерій застосовують наповнені масляні фільтри, в яких до масла додають речовини з бактерицидними властивостями.

Повітря, що видаляється з приміщень або подається в приміщення, очищають у пристроях різних конструкцій.

Важливим показником роботи такого устаткування є ступінь очищення повітря, який визначають за формулою

?=(q₁-q₂)/q₁, (12)

де q₁ і q₂ – вміст домішок відповідно до і після очищення, мг/м³.

Розрахунок механічної вентиляції перш за все зводиться до визначення необхідного повітрообміну

за формулами (1 - 4)та порівняння його з фактичним

. Фактичний повітрообмін визначається як максимальний із проведених розрахунків за виділенням тепла, шкідливих речовин та вологи. На максимальний обсяг повітря, яке потрібно видалити (подати) в приміщення вибирається за довідковими даними вентилятор.

^ 2. Практична частина

Приклад розрахунку вентиляції

Вихідні дані

Розміри цеху 50х70х7 м.

Стіни цеху цегляні, перекриття – залізобетонне.

У цеху 20 вікон розміром 3х2 м з подвійним склом та двоє воріт розмірами 3,5х3 м, аераційні ліхтарі площею 245 м².

У цеху встановлено 20 шліфувальних, 17 токарних та фрезерних верстатів загальною потужністю 120 кВт/год.

Потужність світильників загального освітлення 15 кВт/год.

У цеху одночасно працює 250 чол.

У цех надходить ззовні 2400 кг/год.

Температура зовнішнього повітря для холодного періоду

= -14^оС; для теплого періоду

= + 25^оС.

1. Розрахунок за надлишковим тепловиділенням

Повітрообмін для видалення надлишкового тепла визначається за формулою (3)

.

Визначення надлишкового тепловиділення

,

де Q – загальна кількість тепла, що надходить до приміщення;

Q_вих– загальна кількість тепла, що відводиться з приміщення.

,

де

- виділення тепла від електродвигунів верстатів;

- виділення тепла від освітлюваних приладів;

- виділення тепла від сонячної радіації;

- виділення тепла від працюючих людей.

,

де

- втрати тепла на нагрів повітря, яке надходить у приміщення;

- втрати тепла через конструкції цеху.

1.1.

, кКал/год ,

де

- сумарна потужність двигунів;

860 – теплоелектричний еквівалент,

- середній ККД електродвигунів;

- коефіцієнт використання двигунів;

- коефіцієнт одночасності роботи двигунів;

- коефіцієнт, який характеризує перехід механічної енергії в теплову.

При роботі обладнання без спеціального охолодження

0,25.

При роботі обладнання з охолодженням

0,1.

кКал/год.

1.2.

кКал/год.

1.3.

,

де

- надходження тепла через засклені отвори;

- надходження тепла через перекриття цеху;

- величини радіації;

- площі засклених поверхонь та перекриття відповідно, м²;

- коефіцієнт, який враховує вид засклених отворів,

для вікон = 1,15;

для ліхтарів = 0,8;

- коефіцієнт теплопередачі перекриття.

кКал/год.

кКал/год.

1.4.

кКал/год.

1.5. Сумарне надходження тепла:

- для холодного періоду

кКал/год;

- для теплого періоду

кКал/год.

1.6. Втрати тепла на нагрів повітря, яке надходить у приміщення

кКал/год

1.7 Втрати тепла через конструкції цеху.

,

де

- площа поверхні конструкцій цеху, м²;

=0,6 – коефіцієнт;

- коефіцієнт тепловіддачі конструкцій.

Втрати тепла через конструкції цеху розраховуємо тільки для холодного періоду року.

Для засклених отворів

кКал/год.

Для воріт

кКал/год.

Для підлоги

кКал/год.

Для стін

кКал/год.

Для стелі

кКал/год.

Сумарні втрати

кКал/год.

1.8. Розрахунок надлишкової кількості тепла

- для холодного періоду року

кКал/год

- для теплого періоду

кКал/год.

1.9. Визначення необхідного повітрообміну при виділенні тепла

м³/год,

де

кг/м³;

;

- температура повітря в робочій зоні, ^оС;

С/м– температурний градієнт;

- висота приміщення.

2. Розрахунок за забруднюючими речовинами

Розрахунок необхідного повітрообміну для видалення забруднюючих речовин проводиться за формулами (1) та (2).

2.1.Знайдемо об’єм приміщення, який припадає на одного працюючого

м³/люд.

Таким чином, розрахунок за формулою (1)

не проводимо.

2.2. Розрахунок по пилу чавуну проводимо за формулою

м³/год.

Дані по виділенню пилу беремо з додатку А. При наявності місцевих пиловідсмоктувачів у розрахунку візьмемо 10% від табличних даних.

2.3. Розрахунок по аерозолю емульсола

м³/год.

2.4. Сумарний повітрообмін по забруднюючим речовинам

= 46135 м³/год.

Таким чином, вибір вентилятора для механічної вентиляції виконуємо з розрахунку видалення надлишкового тепла

м³/год.

Додаток А

(обов’язковий)

Виділення пилу при механічній обробці

Тип верстата	Виділення пилу, г/год	Тип верстата	Виділення пилу, г/год
Обробка чавуна		Обробка кольорових металів
Токарний	20-40	Токарний	8-10
Фрезерний	15-25	Фрезерний	6-8
Свердлувальний	3-5	Свердлувальний	12-16
Розточний	6-10	Розточний	2-2,8
Шліфувальний	120-310	Шліфувальний	120-310
Обробка текстоліту
Токарний	50-80
Фрезерний	100-120

Додаток Б

(обов’язковий)

Склад та концентрація пилу в процесі абразивної обробки металів

Відділення	Обсяг по-вітря, яке видаляєть-ся, 10³ м³/год	Вид пилу	Концен-рація пилу в повітрі, г/м³
Механічний цех
Обдирочне	5-14	Ливарна суміш+ металічний+ абразивний	0,1 – 0,5
Заточувальне	2-7	Металічний+ горілої суміші+ окалина	0,1-0,4
Шліфувальне	3-7	Абразивний+металічний	0,5 -1
Полірувальне	9-10	Абразивний+ текстиль-ний+полірувальна паста	0,9 -1,1
Гальванічний цех
Шліфувальне	0,5-3	Абразивний+металічний	0,3-0,8
Полірувальне	0,7-2,5	Текстильний+ полірувальна паста	0,1 – 0,3

Додаток В

(обов’язковий)

Виділення аерозолів охолоджуючих рідин при обробці металів різанням

Тип верстата	Установочна потужність, кВт	Аерозоль масла, г/год	Аерозоль емульсола, мг/год
1	2	3	4
Токарні малих та середніх розмірів	0,65- 14	0,1 – 2,8	4 – 88
Токарні великих розмірів	10 - 200	2-4	63 -1260
Токарно-револьверні	2,8-14	0,6 – 2,8	17 – 88
Токарно-карусельні	20-150	4-30	126 -945
Багатошпиндельні токарні напівавтомати	14-28	2,8 – 5,6	88 – 176
Багаторізцеві токарні напівавтомати	4,5 -40	0,9-8	28-252
Вертикально-свердлувальні	1-10	0,2 – 20	60-63
Радіально-свердлувальні	1,7 - 14	0,3 – 2,8	11-88
Горизонтально-розточувальні	4,5 - 59	0,9-1,2	28 – 372
Координатно- розточувальні	0,7 – 4,5	0,1 – 0,9	4 -28
Поздовжньо-фрезерні	7 - 4	1,4 – 8	40 – 252

Продовження додатку В

1	2	3		4
Карусельно-фрезерні	14	2,8		88
Барабанно-фрезерні	10-20	2 – 4		63 – 126
Поперечно-сругальні	0,5 - 10	0,1 – 2		3 – 63
Поздовжньо-стругальні	40-180		8-36	252-1134
Протяжні	10-55		2 – 11	63-346
Різенакатувальні	0,6 - 14		0,1 – 2,8	4 – 88
Зубофрезерні	0,6 - 10		1 – 4	4 - 126
Фрезерні	2,8 - 14		0,6 – 2,8	17 – 88
Круглошліфувальні	0,7 -10 7 - 28		21 – 300 210 - 870	115 – 1650 1155 – 4785
Плоскошліфувальні	1,7 - 28		51 – 840	280 – 4620
Зубошліфувальні	3,1 – 10		93 – 300	511 - 1650

Додаток Г

(обов’язковий)

Інтенсивність теплового випромінювання на робочих місцях у гарячих цехах машинобудівних виробництв

Характеристика робочого місця	Інтенсивність теплового випромінювання, кВт/м²
Ливарний цех
Робота кранівника на колошниковому майданчику	0,5 – 1,05
Завантаження вагранки вручну	0,5 – 2,1
Робота вагранника	0,21-2,1
Робота заливальника біля вагранки	0,56-1,05
Робота заливальника на конвеєрі	0,42 – 1,4
Робочі місця біля електричних печей	0,42 – 1,05 при закритих дверцятах; 1,05 – 3,15 при відкритих дверцятах
Робота біля електропечі при випуску сталі	7 – 8,4
Робота біля відкритого вікна мартенівської печі на відстані 1 – 2 м	9,1 – 11,2
Робота вибивальника біля великих решіток	0,14 – 1,35
Робота вибивальника біля вибивних решіток на конвеєрах	0,28 -0,7
Робота вибивальника на вібраторі для вибивання стрижнів	0,7 – 1,05
Робочі місця кочегарів біля топок сушарок	0,14 – 1,05

Продовження додатка Г

Ковальсько – пресовий цех
Робота біля нагрівальних печей, пресів та молотів	1,4 – 2,1
Робочі місця біля місць складування заготовок, пульта управління, кабіни кранівників	1,1-1,95
Робочі місця при нагріві металу на високочастотних установках	0,24 -0,3
Робочі місця біля місць складування виробів після кування	0,5 – 1
Термічний цех
Загартовувально-відпускний агрегат (завантаження)	1,11 – 1,74
Загартовувально-відпускний агрегат (розвантаження)	0,35 – 0,49
Вертикальна загартовувальна піч	2,1 – 3,13
Ванни з електродно-соляним підігрівом при Т = 1550 К	1,39 –2,1
Тигельні печі-ванни з газовим підігрівом	0,7 – 1,35
Масляні загартовувальні, селітрові та лужні ванни з газовим підігрівом	0,35 – 0,7
Камерні газові печі з висувним подом	0,35 – 0,7

Список література

1.Курсовое и дипломное проектирование по вентиляции гражданських и промышленных зданий: учебное пособие для ВУЗов/ В.П.Титов и др. – М.: Стройиздат, 1985. – 208 с.

2.Катренко Л.А., Кіт Ю.В., Пістун І.П. Охорона праці. Курс лекцій. Практикум: навчальний посібник. – Суми: ВТД «Університетська книга», 2003. – 496 с.

3. Охрана труда в машиностроении под ред. Юдина Е.Я.,
Белова С.В. - М.:Машиностроение, 1983.

4 Средства защиты в машиностроении. Справочник под ред. Белова С.В. - М.: Машиностроение, 1989.

Схожі:

	Методичні вказівки до дипломного проекту «Розрахунок загальнообмінної вентиляції» Методичні вказівки до дипломного проекту «Розрахунок загальнообмінної вентиляції» з розділу «Охорона праці» /Укладачі: Л. О. Гурець,...		Методичні вказівки до курсового І дипломного проектування на тему Розрахунок параметрів повітряних Методичні вказівки до курсового і дипломного проектування на тему “Розрахунок параметрів повітряних холодильних машин, які працюють...
	Міністерство освіти І науки України Харківська національна академія міського господарства Методичні вказівки до дипломного проекту з містобудування Методичні вказівки до дипломного проекту з містобудування (для студентів 5 курсу денної І 6 курсу заочної форм навчання спеціальності...		Методичні вказівки до виконання економічної частини дипломного проекту з розробки електромережних об’єктів Методичні вказівки до виконання економічної частини дипломного проекту з розробки електромережних об’єктів (для студентів денної...
	Методичні вказівки з курсового І дипломного проектування " Розрахунок пластинчасто-ребристих теплообмінників з повітряним охолодженням" Методичні вказівки з курсового і дипломного проектування “Розрахунок пластинчасто-ребристих теплообмінників з повітряним охолодженням”...		Методичні вказівки щодо виконання розділу " охорона праці" дипломного проекту для студентів Методичні вказівки щодо виконання розділу “Охорона праці” дипломного проекту для студентів денної та заочної форм навчання за напрямами:...
	Методичні вказівки Методичні вказівки з курсового І дипломного проектування “Розрахунок пластинчасто-ребристих теплообмінників з повітряним охолодженням”...		Методичні вказівки до виконання курсового проекту на тему „розрахунок замкнутої електричної мережі Методичні вказівки до виконання курсового проекту на тему „Розрахунок замкнутої електричної мережі” з курсу „Електричні системи та...
	Методичні вказівки до виконання курсового проекту «Розрахунок люмінесцентних ламп» Методичні вказівки до виконання курсового проекту з курсу «Розрахунок люмінесцентних ламп». «Газорозрядні джерела світла» (для студентів...		Г. В. Стадник методичні вказівки для виконання курсового проекту "Розрахунок та конструювання високоінтенсивних джерел світла" Методичні вказівки до виконання курсового проекту”Розрахунок та конструювання високоінтенсивних джерел світла”(для студентів 5 курсу...

Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи

База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації