ПР расчет потребного воздухообмена. ПР Расчет потребного воздухообмена Вар.2. Расчёт потребного воздухообмена при общеобменной вентиляции

• Название: Расчёт потребного воздухообмена при общеобменной вентиляции
• Анкор: ПР расчет потребного воздухообмена
• Дата: 01.03.2022
• Размер: 180 Kb.
• Имя файла: ПР Расчет потребного воздухообмена Вар.2.doc
• Тип: Занятие; #378395

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 3

Тема

«РАСЧЁТ ПОТРЕБНОГО ВОЗДУХООБМЕНА ПРИ ОБЩЕОБМЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ»

Цель: Ознакомиться на практике с методикой расчёта потребной кратности воздухообмена для проектирования общеобменной вентиляции в производственных помещениях.

1. 
   Общие сведения
   

В целях поддержания в помещениях оптимальных условий микроклимата и предотвращения чрезвычайных ситуаций, (массовые отравления, взрывы), для удаления вредных газов, пыли и влаги устанавливается вентиляция.

Вентиляцией называется организованный регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление из помещения загрязнённого воздуха и подачу на его место свежего. В зависимости от способа движения воздуха вентиляция может быть естественная и механическая.

Естественная вентиляция – перемещение воздушных масс в которой осуществляется благодаря возникающей разности давлений снаружи и внутри здания.

Механическая вентиляция – с помощью которой воздух подаётся в производственное помещение или удаляется из него по системе вентиляционных каналов за счёт работы вентилятора. Она позволяет поддерживать в рабочих помещениях постоянную температуру и влажность.

В зависимости от способа организации воздухообмена вентиляция подразделяется на местную, общеобменную, смешанную.

Местная вентиляция – это система воздухообмена в ограниченной части пространства, микроклимат которого отличается от общей его атмосферы.

Общеобменная вентиляция – предназначена для удаления избыточной теплоты, влаги и вредных веществ во всём объёме рабочей зоны помещений. Она создаёт условия воздушной среды, одинаковые по всему объёму вентилируемого помещения, и применяется в том случае, если вредные выделения поступают непосредственно в воздух помещения, рабочие места не фиксированы, а располагаются по всему помещению.

В зависимости от требований производства и санитарно - гигиенических правил приточный воздух можно нагреть, охладить, увлажнить, а удаляемый из помещений воздух очистить от пыли и газа. Обычно объём воздуха L_пр, подаваемого в помещение при общеобменной вентиляции, равен объёму воздуха L_в, удаляемого из помещения.

Потребным воздухообменом (ВО) называется количество воздуха, которое необходимо вводить в помещение или удалять из него в течение часа. 

Существенное влияние на параметры воздушной среды в рабочей зоне оказывают правильная организация и устройство приточных и вытяжных систем.

2. 
   Методика расчёта потребного воздухообмена при общеобменной вентиляции
   

При общеобменной вентиляции потребный воздухообмен определяется из условий отвода избыточного тепла, удаления избыточной влаги, удаления ядовитых и вредных газов, а также пыли.

При нормальном микроклимате и отсутствии вредных выделений количество воздуха при общеобменной вентиляции принимают в зависимости от объёма помещения, приходящегося на одного работающего. Отсутствием вредных выделений считается такое их количеств в технологическом оборудовании, при одновременном выделении которых в воздухе помещения концентрация вредных веществ не превысит предельно допустимую. При этом предельно допустимые концентрации вредных и ядовитых веществ в воздухе рабочей зоны должны соответствовать ГОСТ 12.1.005 – 88. [2]

Если в производственном помещении объём воздуха на каждого работающего составляет V_{пр i}< 20м ³ , то расход воздуха L _i должен быть не менее 30м ³ на каждого работающего. Если V_{пр i} = 20 … 40м ³, то L _i ≥ 20м³ / ч. В помещениях с V_{пр i} > 40м ³ и при наличии естественной вентиляции воздухообмен не рассчитывают. При отсутствии естественной вентиляции расход воздуха на одного работающего должен быть не менее 60м ³ / ч.

Для качественной оценки эффективности воздухообмена принимают понятие кратности воздухообмена К – отношение объёма воздуха, поступающего в помещение в единицу времени L (м ³/ч), к свободному объёму вентилируемого помещения V _с (м ³). При правильной организации вентиляции кратность воздухообмена должна быть значительно больше единицы.

Необходимый воздухообмен для всего производственного помещения в целом:

L _пп = n · L _i; (1)

Где n – число работающих в данном помещении.

В данной практической работе рассчитаем потребную кратность воздухообмена для случаев отвода избыточного тепла и удаления вредных газов.

А. Необходимый воздухообмен для отвода избыточного тепла.
(2)

Где L₁ – воздухообмен, необходимый для отвода избыточного тепла (м ²/ч);

Q – избыточное количество тепла, (кДж / ч);

с – теплоёмкость воздуха, (Дж / (кг · ⁰ С), с = 1кДж/кг·К;

ρ – плотность воздуха, (кг / м ³);
(3)

Где t_пр – температура приточного воздуха, (⁰С). Она зависит от географического расположения завода. Для Москвы – принимается равной 22,3 ⁰С.

t _ух – температура воздуха, уходящего из помещения, принимается равной температуре воздуха в рабочей зоне, (⁰С), которая принимается на 3-5 ⁰ С выше расчётной температуры наружного воздуха.

Избыточное количество тепла, подлежащего удалению из производственного помещения, определяется по тепловому балансу:

Q = Σ Q _пр – Σ Q_расх; (4)

Где Σ Q_пр – тепло, поступающее в помещение от различных источников, (кДж / ч);

Σ Q_расх – тепло, расходуемое стенами здания и уходящие с нагретыми материалами, (кДж / ч), рассчитывается согласно методики, изложенной в СНиП 2.04.05 – 91.

Так как перепад температур воздуха внутри здания и снаружи в тёплый период года небольшой (3-5), то при расчёте воздухообмена по избытку тепловыделений, потери тепла через конструкции зданий можно не учитывать. А несколько увеличившийся воздухообмен благоприятно повлияет на микроклимат рабочего помещения в наиболее жаркие дни.

Основными источниками тепловыделения в производственных помещениях являются:

• 
  горячие поверхности (печи, сушильные камеры, системы отопления и т.д.);
  
• 
  остывшие массы (металл, масла, вода и т.д.);
  
• 
  оборудование с приводом от электродвигателей;
  
• 
  солнечная радиация;
  
• 
  персонал, работающий в помещении.
  

Для упрощения расчётов в данной практической работе избыточное количество тепла определяется только с учётом тепловыделений электрооборудования и работающего персонала.

Таким образом:

Q = ΣQ _пр; (5)
ΣQ _пр = Q_э.о. + Q _р; (6)

Где Q _э.о. – тепло, выделяемое при работе оборудования с приводом от электродвигателей, (кДж / ч);

Q _р – тепло, выделяемое работающим персоналом, (кДж / ч).

(7)

Где β – коэффициент, учитывающий загрузку оборудования, одновременность его работы, режим работы. Принимается равным 0,25 … 0,35;

N – общая установочная мощность электродвигателей, (кВт);

Q _р – определяется по формуле:

Q _р = n · q _р (8)


300 кДж /ч – при лёгкой работе;

400 кДж /ч – при работе ср. тяжести;

500 кДж /ч – при тяжёлой работе.
Где n – число работающего персонала, (чел);

q _р – тепло, выделяемое одним

человеком, (кДж / ч);

Б. Необходимый воздухообмен для поддержания концентрации вредных веществ в заданных пределах

При работе вентиляции, когда существует равенство масс приточного и удаляемого воздуха можно принять, что вредные вещества не накапливаются в производственном помещении. Следовательно, концентрация вредных веществ в удаляемом из помещения воздухе q_уд не должна превышать ПДК.

Расход приточного воздуха, м³ч, необходимый для поддержания концентрации вредных веществ в заданных пределах рассчитывается по формуле:

, (9)

где G – количество выделяемых вредных веществ, мг/ч, q_уд– концентрация вредных веществ в удаляемом воздухе, которая не должна превышать предельно допустимую, мг/м³, т.е. q_уд  ПДК; q_пр – концентрация вредных веществ в приточном воздухе, мг/м³. Концентрация вредных веществ в приточном воздухе не должна превышать 30% ПДК, т.е. q_пр  0,3q_уд.
В. Определение потребной кратности воздухообмена
Кратность воздухообмена по СНиП — это санитарный показатель состояния воздушной среды в помещении. От его значения зависит комфорт и безопасность пребывания людей в том или ином помещении. Допустимая величина этого параметра регулируется государственными строительными нормами и правилами, которые определяют различные требования для всех возведённых зданий.

Величина, показывающая во сколько раз потребный воздухообмен больше объёма воздуха, находящегося в производственном помещении (определяющая кратность смены воздуха), называется потребной кратностью воздухообмена. Т.е. кратность воздухообмена определяет, сколько раз в час необходимо менять весь воздух помещения, чтобы очистить его до предела допустимой концентрации загрязнения (ПДК). Она вычисляется по формуле:

К = L / V _с; (10)

Где К – потребная кратность воздухообмена;

L – потребный воздухообмен, (м³/ч). Определяется сравнением величин L ₁и L ₂ и выбором наибольшей из них;

V_с – внутренний свободный объём помещения, (м³). Он определяется, как разность между объёмом помещения и объёмом, занимаемым производственным оборудованием. Если свободный объём помещения определить невозможно, то его допускается принимать условно равным 80% геометрического объёма помещения.

Кратность воздухообмена производственных помещений обычно составляет от 1 до 10 (большие значения для помещений со значительными выделениями теплоты, вредных веществ или небольших по объему). Для цехов литейных, кузнечно-прессовых, термических, сварочных, химических производств кратность воздухообмена составляет 4-10, для цехов машиностроения и приборостроения – 1-3 и др. (см. приложение 1).

3. 
   Порядок выполнения работы.
   

Выбрать вариант по таблице вариантов и выписать расчётные данные.

1. 
   Ознакомится с методикой расчёта.
   
2. 
   Рассчитать необходимый расход воздуха для отвода избыточного тепла, выделяемого различным электрооборудованием и работающим персоналом, L₁ (ф. 2).
   
3. 
   Рассчитать необходимый расход воздуха для поддержания концентрации вредных веществ в заданных пределах, L₂ (ф. 9).
   
4. 
   Сравнить величины L₁ и L₂ и выбором наибольшей из них, определить потребный воздухообмен L (м³/ч).
   
5. 
   В зависимости от потребного воздухообмена L и внутреннего свободного объема помещения V_с, определить кратность воздухообмена К (ф.10).
   
6. 
   Сравнить полученную кратность воздухообмена с кратностью для заданных производственных помещений.
   
7. 
   Сделать вывод, оформить работу, сдать преподавателю на проверку.
   

Варианты практических заданий

Варианты задания для студентов соответствуют их порядковому номеру в журнале.

№ варианта	Габариты помещения			Установочная мощность электродвигателей	Число работающего персонала	Категория тяжести труда	Наименование вредного вещества.	Количество вредного вещества	ПДК вредного вещества.
	Длина	Ширина	Высота
	м	м	м	N, кВт	n, чел			Gвр, мг/ч	мг/м3
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	90	32	8	105	121	лёгкая	Пары свинца	90	0,01
2	90	32	8	117	158	Ср. тяжести	Пары свинца	100	0,01
3	90	32	8	160	171	тяжёлая	Пары свинца	80	0,01
4.	62	25	7,5	172	185	лёгкая	Пары свинца	60	0,01
5.	62	25	7,5	180	191	Ср. тяжести	Пары свинца	70	0,01
6.	62	25	7,5	190	164	тяжёлая	Пары свинца	50	0,01
7.	98	35	7	160	150	лёгкая	Древесная пыль	30000	6
8.	98	35	7	90	120	Ср.тяжести	Древесная пыль	45000	6
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
9.	98	35	7	120	130	тяжёлая	Древесная пыль	70000	6
10.	80	20	15	130	90	лёгкая	Древесная пыль	25000	6
11.	80	20	15	30	148	Ср. тяжести	Древесная пыль	58000	6
12.	80	20	15	50	80	тяжёлая	Древесная пыль	91000	6
13.	40	20	10	40	40	лёгкая	ацетон	10000	200
14.	40	20	10	60	55	Ср. тяжести	ацетон	8500	200
15.	40	20	10	75	62	тяжёлая	ацетон	9500	200
16.	50	30	12	190	200	лёгкая	ацетон	12000	200
17.	50	30	12	186	300	Ср. тяжести	ацетон	7600	200
18.	50	30	12	185	188	Тяжёлая	ацетон	5200	200
19.	30	20	7	60	58	лёгкая	аммиак	90	12
20.	30	20	7	52	40	Ср.тяжести	аммиак	80	12
21.	30	20	7	25	44	тяжёлая	аммиак	45	12
22.	30	20	7	60	50	тяжёлая	аммиак	40	12
23.	50	30	10	35	30	лёгкая	аммиак	60	12
24.	50	30	10	25	30	тяжёлая	аммиак	75	12
25.	50	30	10	40	50	Ср.тяжести	аммиак	55	12
26.	20	20	9	15	20	лёгкая	сероводород	105	24
27.	20	20	9	16	25	Ср. тяжести	сероводород	110	10
28.	20	20	9	18	32	тяжёлая	сероводород	115	10
29.	20	12	7	8	10	лёгкая	сероводород	85	10
30.	20	12	7	12	12	Ср.тяжести	сероводород	60	10
31.	20	12	7	9	15	тяжёлая	сероводород	70	10

Литература:

1. СНиП 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция, кондиционирование воздуха», - М., ЦИТП, Минстроя РФ, 1991.

2. ГОСТ 12.1.005 – 88 ССТБ, «Общие санитарно – гигиенические требования к воздуху рабочей зоны».

Приложение 1.