Главная страница

Д.з. вентиляция. Методические указания к практическому занятию по курсу Безопасность труда для студентов всех форм обучения всех специальностей


Скачать 173 Kb.
НазваниеМетодические указания к практическому занятию по курсу Безопасность труда для студентов всех форм обучения всех специальностей
АнкорД.з. вентиляция.doc
Дата22.12.2017
Размер173 Kb.
Формат файлаdoc
Имя файлаД.з. вентиляция.doc
ТипМетодические указания
#12477


Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ

имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»

РАСЧЕТ ОБЩЕОБМЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ

ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

(работа № 6)
Методические указания к практическому занятию

по курсу «Безопасность труда»

для студентов всех форм обучения всех специальностей

Екатеринбург

2009

УДК 697.911:725.4
Составители А.А.Вершинин, И.Н.Фетисов, Б.А.Правдин, В.В.Сидоров

РАСЧЕТ ОБЩЕОБМЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ: Методические указания к практическому занятию по курсу «Безопасность труда»/ А.А.Вершинин, И.Н.Фетисов, Б.А.Правдин, В.В.Сидоров. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2006. 12 с.
В методических указаниях приведены общие сведения об общеобменной вентиляции и методе ее расчета.

Библогр.: 2 назв. Табл. 5

Подготовлено кафедрой «Безопасность жизнедеятельности»

ГОУ ВПО Уральский государственный технический университет –УПИ, 2006

ВВЕДЕНИЕ
В условиях современных производств в воздушную среду цехов, производственных помещений выделяются значительные количества различных загрязняющих веществ в виде аэрозолей, паров, газовых примесей. Номенклатура этих веществ с каждым годом расширяется. Достаточно сказать, что в основном нормативном документе, регламентирующем величины ПДК (предельно допустимых концентраций) в воздухе рабочих помещений (ГОСТ 12.1.005-88), содержится более 1300 наименований веществ. Такие выделения ухудшают качество воздуха и оказывают вредное воздействие на жизнедеятельность человека.

Основным способом поддержания требуемой чистоты воздуха в производственных помещениях и необходимых параметров микроклимата является вентиляция. Если есть возможность локализовать источники выделения вредных соединений с помощью различного рода устройств (вытяжной зонт, вытяжной шкаф, бортовой отсос и т.п.), применяется местная вентиляция, которая позволяет локализовать распространение вредных веществ, не позволяя им распространится по всему помещению.

В случае если вредные вещества выделяются в разных местах рабочего помещения, цеха, в сравнительно малых количествах, применяют общеобменную вентиляцию. При такой вентиляции обеспечивается поддержание необходимых параметров воздушной среды во всем объеме помещения.

В производственных помещениях, в которых возможно внезапное поступление в воздух рабочей зоны большого количества вредных веществ, наряду с общеобменной предусматривается устройство аварийной вентиляции.

При расчете общеобменной вентиляции искомое количество (объем) приточного воздуха при наличии в воздушной среде паров или газов при установившемся режиме воздухообмена определяется из баланса поступающих в помещение и удаляемых из него вредных веществ
(1)
где Gколичество поступающих вредных веществ, мг/ч;

Lпр., Lуд. – количество приточного или удаляемого воздуха, соответственно, м3/ч;

qпр., qуд.– концентрация вредных веществ в приточном и удаляемом воздухе, мг/м3.

Исходя из условия неразрывности очевидно, что количество приточного воздуха Lпр. должно быть равно количеству удаляемогоLуд. Тогда искомое количество воздуха для разбавления вредных веществ до санитарных норм (ПДК) находится по формуле

, м3/ч. (2)

Чтобы не было нарушения санитарных норм, концентрация qуд не должна превышать предельно допустимую концентрацию, т.е. qудqПДК. В расчетах принимаем qуд равным ПДК. Концентрация qпр. должна быть по возможности минимальной (по санитарным нормам qпр.≤ 0,3 ПДК).

При одновременном выделении в воздух рабочей зоны нескольких вредных веществ однонаправленного действия, близких по химическому строению и характеру биологического воздействия на организм человека (табл. 1), расчет общеобменной вентиляции выполняется путем суммирования количеств воздуха, необходимых для разбавления каждого веществ действия до его предельно допустимой концентрации. При этом должно выполняться условие

, (3)

где q1, q2,…qn– фактическиеконцентрации вредных веществ в воздухе;

ПДК1, ПДК2, …ПДКn – предельно допустимые концентрации этих веществ в воздухе.

При одновременном выделении в воздух рабочей зоны нескольких вредных веществ, не обладающих однонаправленным действием, количество воздуха допускается принимать по тому вредному веществу, для которого требуется подача чистого воздуха в наибольшем количестве.

Для ориентировочных расчетов, особенно при разработке новых технологических процессов, когда неизвестно точное количество и виды выделяющихся вредных веществ, расчет необходимого количества воздуха принимают по кратности воздухообмена
Lпр. = КрV(4)
где Кр – кратность воздухообмена;

V – объем помещения, м3.

Кратность воздухообмена показывает, сколько раз в течение часа меняется воздух в помещении.

Величина Кр обычно составляет 1 – 10. Бóльшие величины принимают для помещений небольшого объема.

Общеобменная вентиляция может быть использована и для удаления избыточной явной теплоты.

явная теплота – теплота, поступающая в рабочее помещение от оборудования, отопительных приборов, нагретых материалов и других источников тепла.

Величину избытка явной теплоты Qизб определяют на основании баланса теплоты в помещении по формуле
Qизб. = ΣQ - ΣQух., (5)
где ΣQ – суммарное количество выделяемой в помещении явной теплоты;

ΣQух – суммарное количество уходящей из помещения теплоты (за счет теплопотерь ограждениями, нагрева поступающих в помещение материалов, воздуха и т.п.).

При выделении избыточной явной теплоты объем подаваемого в помещение воздуха, необходимого для удаления избыточного тепла и поддержания в помещении требуемой температуры, регламентируемой ГОСТ 12.1.005-88, определяют по формуле

, (6)

Qизб. – избыточное тепло, ккал/ч.;

Ср – удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении, равная 0,241 ккал/кг ∙град;

 - плотность воздуха в зависимости от давления и температуры приточного воздуха, кг/м3 (определяется по таблице 2)

tуд. – температура удаляемого воздуха,С (определяется по формуле 7);

tпр. – температура воздуха, подаваемого в помещение,С (принимается по таблице 4 в соответствии с вариантом)

таблица 1

Примеры сочетания веществ однонаправленного действия

(по Р 2.2.2006 – 05).


  1. Фтористый водород и соли фтороводородной кислоты,

  2. Сернистый и серный ангидриды,

  3. Формальдегид и соляная кислота,

  4. Различные хлорированные углеводороды,

  5. Различные бромированные углеводороды,

  6. Различные спирты,

  7. Различные кислоты,

  8. Различные щелочи,

  9. Различные ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилол),

  10. Различные аминосоединения,

  11. Различные нитросоединения

  12. Амино- и нитросоединения,

  13. Тиофос и карбофос,

  14. Сероводород и сероуглерод,

  15. Окись углерода и аминосоединения,

  16. Окись углерода и нитросоединения,

  17. Бромистый метил и сероуглерод.

Температуру воздуха, удаляемого из помещения, определяют по формуле
tуд.= tр.з. + Δt(H–2), (7)
где tр.з. – температура в рабочей зоне, которая не должна превышать допустимую по нормам;

Δt – температурный градиент по высоте помещения, Δt = 0,5 – 1,5 ºС/м;

Н – расстояние от пола до центра вытяжных проемов, м;

2 – высота рабочей зоны, м.

Температура воздуха и давление задается преподавателем. Зависимость плотности воздуха от давления и температуры представлена в табл. 2.
Таблица 2

Плотность воздуха ρ (кг/м3) в зависимости от давления и температуры


t,C

Р, кПа

96

97

98

99

100

101

101,3

102

103

10

1,181

1,193

1,206

1,218

1,230

1,243

1,247

1,255

1,267

12

1,173

1,185

1,197

1,210

1,222

1,234

1,238

1,246

1,258

14

1,165

1,177

1,189

1,201

1,213

1,225

1,229

1,238

1,250

16

1,157

1,169

1,181

1,193

1,205

1,217

1,221

1,229

1,241

18

1,149

1,161

1,173

1,185

1,200

1,209

1,212

1,221

1,232

20

1,141

1,153

1,165

1,177

1,188

1,200

1,204

1,212

1,224

22

1,133

1,145

1,157

1,169

1,180

1,192

1,196

1,204

1,216

24

1,126

1,137

1,149

1,161

1,172

1,184

1,188

1,196

1,208

26

1,118

1,130

1,141

1,153

1,165

1,176

1,180

1,188

1,200

28

1,111

1,122

1,134

1,145

1,157

1,168

1,172

1,180

1,192

30

1,103

1,115

1,126

1,138

1,149

1,161

1,164

1,172

1,184



При выделении влаги количество приточного воздуха определяют по формуле

, (8)

где Gвл. – масса водяных паров, выделяющихся в помещении, г/ч;

ρпр.- плотностьвоздуха, кг/м3;

dуд. – содержание влаги в воздухе, удаляемом из помещения, г/кг;

dпр. содержание влаги в приточном воздухе, г/кг.

Санитарными нормами не предусматривается допустимое влагосодержание, а указывается только относительная влажность воздуха и температура помещения, на основании которых и определяют dуд. с помощью i – d диаграммы.

При одновременном выделении в помещении вредных веществ, теплоты и влаги принимают наибольшее количество воздуха, полученное в расчетах для каждого вида производственных выделений.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Определить требуемый воздухообмен и его кратность для веществ, приведенных в табл. , в помещении длиной 200 м, шириной 6 м и высотой 6 м, в котором выполняется тяжелая физическая работа в теплый период года. В соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 допустимая температура в рабочей зоне (tр.з.) на постоянных рабочих местах должна быть не более 26 °С. Отсос воздуха осуществляется в верхней зоне помещения. Температурный градиент по высоте здания составляет 1,0 С/м. исходные данные по ПДК приведены в табл. 3.

Проанализировать полученные данные и сделать соответствующие выводы (требуемый воздухообмен и его кратность, особенности состава воздушной среды).

Порядок выполнения работы


  1. Ознакомиться с методикой расчета общеобменной вентиляции при одновременном выделении в помещении вредных веществ, теплоты и влаги.

  2. Выписать из таблицы 4 исходные данные, согласно выданному варианту, и занести их в таблицу 5 (вариант задания выдает преподаватель).

  3. Выбрать предельно допустимые концентрации (ПДК) и особенности действия на организм человека для загрязняющих веществ из таблицы 3 и учитывать их при расчете общеобменной вентиляции.

  4. Определить количество приточного воздуха, необходимое для разбавления вредных веществ до санитарных норм (ПДК). Для расчета использовать формулу (2). Результаты расчета занести в таблицу 5.

  5. Определить какие из загрязняющих веществ являются веществами однонаправленного действия и определить для них количество приточного воздуха, необходимое для разбавления.

  6. Определить количество подаваемого в помещение воздуха, необходимого для удаления избыточного тепла и поддержания в помещении требуемой температуры. Для расчета использовать формулу (6). Результаты расчета занести в таблицу 5.

  7. Определить итоговое количество воздуха при одновременном выделении в помещении явного тепла и вредных веществ (в том числе и однонаправленного действия).

  8. Определить кратность воздухообмена по формуле (4) и сопоставить с

  9. Проанализировать полученные данные и сделать выводы по требуемому воздухообмену и его кратности, а также по особенности состава воздушной среды.



Таблица 3

Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе

рабочей зоны (извлечения из ГОСТ 12.1.005-88)


Вещества

ПДК

мг/м3

Класс

опас-

ности

Агрегат-

ное со-

стояние

Особенности

действия на

организм

1

2

3

4

5

1.Азота оксиды (в пересчете

на NO2)

Акролеин

Аммиак


5,0

0,2

20,0


III

II

IV


п

п

п


о

к, ф

о

Анилин

Ацетон

Ангидрид сернистый

0,1

200,

10,0

II

IV

III

п

п

п

+

О

+

Ангидрид серный

Ангидрид хромовый

Бензол

1,0

0,01

15,0

III

I

II

а

а

п

+

+

+

Бенз(а)пирен

Водород фтористый

Кислота азотная

0,00015

0,5

2,0

I

I

III

а

п

а

К

О

+

Кислота муравьиная

Кислота серная

Марганец (в сварочных

аэрозолях)

1,0

1,0
0,2

II

II
II

п

а
а

+

+
К, Ф

Медь

Никель и его соединения

нитробензол

1,0

0,05

3,0

II

I

II

а

а

п+а

Ф, К

К, А

+

Нитроформ

Ртуть металлическая

Электрокорунд

0,5

0,01

6,0

II

I

IV

п

п

а

+

Ф, К

Ф

Сероуглерод

Сероводород

Бутанол

1,0

10,0

10,0

III

II

III

п

п

п

О

О

+

Метанол

Этанол

Фенол

5,0

1000

0,3

III

IV

II

п

п

а

+

+

Ф

Углерода оксид

Этиленгликоль

20,0

5,0

IV

III

п

а+п

О

А


Условные обозначения к табл. 4 : П – пары или газы; А – аэрозоль;

А+П – смесь паров и аэрозоля; + требуется защита кожи и глаз;

К- канцерогены; Ф – аэрозоли преимущественно фиброгенного действия;

О – вещества с остронаправленным действием, требующие автоматичес-

кого контроля за их содержанием в воздухе.

Таблица 4

Варианты для расчета общеобменной вентиляции

производственных помещений


Вещества

Интенсивность выделения вредных веществ,

мг/ч

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13




Вариант




1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Сероводород H2S







3102



















3102







Водород фтористый HF
















3103

4103
















Ангидрид серный SO3













4103







1103




1102







Кислота серная H2SO4

2104




























5102




Электрокорунд Al2O3
















3102

2103
















Углерода оксид CO




4105




























5105

Бутанол C4H9OH










2104













3104










Ангидрид сернистый SO2













3102







2104













Аммиак NH3




6105




























5105

Кислота муравьиная HCOOH

3103




























1104




Нитроформ CH(NO2)3




1102




























2103

Сероуглерод CS2







3103



















2103







Метанол CH3OH










1104













2104










Марганец Mn













6102







8102













Этиленгликоль CH2OH-CH2OH
















2104

8101
















Кислота азотная HNO3

5102




























2103




Нитробензол C6H5NO2




6103




























5103

Анилин C6H5NH2







3102













2102













Продолжение табл. 4



1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13




Вариант




1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Этанол C2H5OH










1104










2106













Бензол C6H6













3104










2104










Фенол C6H5OH
















5102

3102
















Ацетон (CH3)2CO







3105



















4105







Акролеин CH2=CH-CHO




1102




























2102

Азота оксид (в пересчете на NO2)

6103




























5102




Ртуть металлическая Hg







2102



















1102







Бенз(а)пирен C20H12










2,3










4,0













Медь Cu
















3103

4103
















Никель Ni

1102










2102






















Ангидрид хромовый CrO3































20




Избыточное тепло, ккал/ч

9104

1105

2105

1,5105

1104

9103

6103

1,8105

2,3104

4104

5105

7104

Атмосферное давление, кПа

96

97

98

99

100

101,3

102

103

96

97

98

99

Температура приточного воздуха, °С

23

24

25

26

27

28

27

26

25

24

23

22

Таблица 5
Результаты расчета




п/п

Наименование загрязнителей

воздушной среды помещения

Интенсивность

выделения вредных

веществ, мг/ч



ПДК,

мг/м3

Особенности

действия

на организм


Вещества

однона-

правленного

действия

(*)

Расчетное

количество

приточного

воздуха,

м3

1



















2



















3



















4



















5



















6

Избыточное тепло, ккал/ч

















*) отметить звездочкой

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ


  1. В каких случаях применяют общеобменную вентиляцию?

  2. В каких случаях предусматривают аварийную вентиляцию?

  3. Ограничивается ли концентрация вредных веществ при общеобменной вентиляции в удаляемом и приточном воздухе?

  4. Какими соображениями руководствуются при расчете требуемого воздухообмена в помещении при наличии в нем нескольких вредных веществ однонаправленного действия?

  5. Что такое кратность воздухообмена?

  6. Как определяют необходимый воздухообмен при одновременном выделении в помещение вредных веществ, теплоты и влаги?

  7. Какие факторы принимают во внимание при определении параметров микроклимата?

  8. В каком нормативном документе регулируются величины предельно допустимых концентраций вредных веществ в воздухе рабочих помещений?



ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.

Дроздов В.Ф. Отопление и вентиляция. Ч.2 Вентиляция. М.: Высшая школа,

1984, 263 с.: ил.

РАСЧЕТ ОБЩЕОБМЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ

ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ
Составители Вершинин Анатолий Алексеевич

Фетисов Иван Николаевич

Правдин Борис Александрович

Сидоров Виктор Викторович
Редактор Н.П.Кубыщенко



Подписано в печать «___»_________ 200_г. Формат 60х84 1/16

Бумага типографская Плоская печать Усл.п.л. 0,93

Уч.-изд.л. 0,83 Тираж 100 Заказ ________ Цена «С»




Редакционно-издательский отдел ГОУ ВПО УГТУ-УПИ

620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19, ГОУ ВПО УГТУ-УПИ

ротапринт УГТУ-УПИ, Екатеринбург, ул. Мира,19



написать администратору сайта