Федеральне агентство залізничного транспорту
Уральський державний університет шляхів сполучення
Кафедра безпеки життєдіяльності
До У Р З Про У Про Й П Р О Е К Т
по виробничій санітарії та гігієни праці
на тему: «Конструювання і розрахунок технічних засобів колективного захисту працівників від впливу шкідливих виробничих факторів»
Перевірив: Виконав:
Попова Н.П. студент гр.Бп-414
П'янкова Ж.А.
Єкатеринбург
2008
Зміст
Завдання на курсовий проект. Вихідні дані
Теоретичні відомості
Розрахунок надходжень тепла в приміщення
Розрахунок вентиляції термічного цеху
Програми
Список літератури
Завдання на курсовий проект. Вихідні дані
Метою курсового проектування є закріплення навиків в проведенні розрахунків очікуваних рівнів шкідливих виробничих факторів (далі - ВПФ), виборі і розрахунку технічних засобів захисту, а також у графічному зображенні установок і систем забезпечення нормованих умов праці.
На підставі містяться у завданні даних необхідно розрахувати показники ВПФ, вибрати з відповідним обгрунтуванням і розрахувати засоби захисту. Результатом роботи повинні стати конкретні пропозиції з необхідними для їх реалізації технічними характеристиками захисних пристроїв, систем, конструкцій і т.д. робота виконується з використанням лекційного матеріалу, а також науково-технічної літератури.
Завдання: розрахувати вентиляцію термічного цеху на основі використання аерації для теплого періоду року.
Таблиця 1 - Обладнання цеху
Об'єкт знаходиться в Липецьку. Загальна настановна потужність електродвигунів в цеху становить N = 150 кВт при коефіцієнті одночасності роботи - Код = 0,7. Кількість працівників у зміні n = 20 осіб. Конструкції стін однакові для всіх печей: шар шамоту товщиною σш = 0,23 і шар діятимуть товщиною σд = 0,115. Коефіцієнти теплопровідності матеріалів залежать від температури і визначаються за формулами:
для шамоту λ = 0,7 + 0,00064 t,
для діятимуть λ = 0,163 + 0,00043 t,
де t - температура на внутрішній поверхні стінки печі, ° С. Категорія важкості робіт в цеху Т - важка III.
Потрібно розрахувати площі відкриваються припливних і витяжних фрамуг на основі складання теплового балансу в корпусі цеху та визначенні кількості надлишкового тепла. Тепловтрати через зовнішні огородження цеху компенсуються системою опалення, тому при складанні теплового балансу їх не слід враховувати.
Теоретичні відомості
У розглянутому термічному цеху знаходиться 3 печі, що дає підставу припускати, що в цеху підвищена температура, порушені оптимальні умови мікроклімату. Оптимальні мікрокліматичні умови встановлені за критеріями оптимального теплового і функціонального стану людини. Вони забезпечують загальне і локальне відчуття теплового комфорту протягом 8-годинної робочої зміни при мінімальному напрузі механізмів терморегуляції, не викликають відхилень у стані здоров'я, створюють передумови для високого рівня працездатності і є бажаними на робочих місцях. Перепади температури повітря по висоті і по горизонталі, а також зміни температури повітря протягом зміни при забезпеченні оптимальних величин мікроклімату на робочих місцях не повинні перевищувати 2 град.С.
У цеху розташована ванна з сольовим розчином. Випари солей також можуть несприятливо впливати на працюючих. Для зменшення концентрації випарів слід встановлювати місцеву витяжку. Це може бути парасолю, розташований над ванною, або місцеві відсмоктувачі, розташовані по периметру ванни.
Аерацією будівель називають організовану регульовану природну вентиляцію. Аерація здійснюється під дією аеростатичних і вітрового тисків. Її застосовують в цехах із значними тепловиділеннями, якщо концентрація пилу і шкідливих газів в припливно повітрі не перевищує 30% гранично допустимої в робочій зоні. Аерацію не застосовують, якщо за умовами технології виробництва необхідна попередня обробка приточного повітря або якщо приплив зовнішнього повітря викликає утворення туману або конденсату.
Для притоку зовнішнього повітря в теплий період року в одно-і двопрольотні цехах влаштовують отвори у зовнішніх стінах, маючи в своєму розпорядженні вниз прорізів на висоті 0,3 - 1,8 м від підлоги; припливні отвори можна розміщувати в два яруси і більше в поздовжніх стінах будівлі, які повинні бути вільні від прибудов. Як припливних отворів використовують також ворота, розсувні стіни і отвори в підлозі приміщення (з пропуском зовнішнього повітря через підвали, вентиляційні поверхи або по спеціальних каналах). Прорізи для припливу зовнішнього повітря в перехідний і холодний періоди року влаштовують в зовнішніх стінах, маючи в своєму розпорядженні вниз прорізів у цехах заввишки менше 6 м на висоті не менш 3 м від підлоги (при цьому отвори обладнують козирками або іншими конструктивними елементами, що відхиляють припливне повітря під кутом вгору), в цехах заввишки більше 6 м - На висоті не менш 4 м від статі.
Для притоку зовнішнього повітря в багатопрогонових цехах влаштовують отвори у зовнішніх стінах і ліхтарі в «холодних» прольотах, які повинні чергуватися з «гарячими», причому «холодні» прольоти відокремлюють від «гарячих» спущеними зверху перегородками, що не досягають підлоги на 2 - 4 м .
Для видалення повітря з аеріруемой приміщення влаштовують незадуваемие аераційні і світлоаераційні ліхтарі або шахти. Допускається використовувати для видалення повітря незадуваемие аераційні отвори у верхній частині зовнішніх стін. Вітрозахисні панелі у П-подібних ліхтарів можна не влаштовувати, якщо аеріруемой будівля захищена з навітряного боку більш високим будівлею, причому відстань між будівлями не перевищує п'яти висот більш високого будівлі, або якщо стулки на зовнішній стороні крайнього ліхтаря закриті, а відстань між осями однакових з ним ліхтарів не перевищує п'яти висот ліхтаря.
Стулки аераційних отворів повинні бути обладнані механізмами для відкривання і закривання. Механізми відкриття передбачаються будівельної частини проекту.
Розрахунок аерації враховує температурне розшарування повітря по висоті, що є в аеріруемой будівлі. Нагріте у джерел тепловиділень повітря піднімається до перекриття і частина його віддаляється через отвори ліхтаря, а частина накопичується у верхній зоні приміщення, утворюючи «теплову подушку». Нижня межа теплової подушки, звана «температурним перекриттям», умовно поділяє приміщення на дві зони: нижню з температурою, що дорівнює температурі повітря в робочій зоні, і верхню з температурою, що дорівнює температурі повітря, що видаляється.
Знання висоти розташування температурного перекриття дозволяє розрахувати аерацію з урахуванням дійсних значень температур повітря в кожній із зон.
2 Розрахунок надходжень тепла в приміщення
а) теплопоступленія від людей
У виробничому цеху працює 20 чоловіків. При важкій роботі, температурі навколишнього повітря кожна людина виділяє 290 Вт повного тепла.
б) теплопоступленія від електродвигуна
де Nеу - установча номінальна потужність електродвигунів, 150 кВт;
kзагр-коефіцієнт завантаження електродвигуна, рівний відношенню переданої потужності до настановної, приймаємо kзагр = 0,75;
kод - коефіцієнт одночасності роботи електродвигунів, 0,7;
η - ККД з урахуванням завантаження, приймаємо рівним 0,8.
в) теплопоступленія від нагрітих поверхонь
де Fп - площа теплоотдающей поверхні, м2,
k - коефіцієнт теплопередачі,
tср - середня температура нагрітої поверхні, ° С;
tв - температура навколишнього повітря, ° С.
Коефіцієнт теплопровідності для печі камерної:
шар шамоту λ = 0,7 + 0,00064 * 1150 = 1,436,
шар діятимуть λ = 0,163 + 0,00043 * 1150 = 0,6575,
Коефіцієнт теплопередачі:
де αвн - коефіцієнт тепловіддачі, приймаємо по СНиП II-3-79 «Будівельна теплотехніка» 8,7 Вт / (м2 × ° С);
αн - коефіцієнт тепловіддачі для зимових умов, приймаємо по СНиП II-3-79 «Будівельна теплотехніка» 12 Вт / (м2 × ° С);
σi - товщина шару огородження, м;
λi - коефіцієнт теплопровідності.
Теплопоступленія від печі камерної:
Коефіцієнт теплопровідності для печі шахтної:
шар шамоту λ = 0,7 + 0,00064 * 900 = 1,276,
шар діятимуть λ = 0,163 + 0,00043 * 900 = 0,55,
Коефіцієнт теплопередачі:
Теплопоступленія від першої печі шахтної:
Теплопоступленія від другої печі шахтної:
Теплопоступленія від електричної ванни з сольовим розчином:
де α = 1,16 (4,9 + 3,5 υ),
F - площа нагрітої поверхні, м2,
υ - швидкість повітря, υ = 0,5 м / с.
Теплопоступленія від гартувального бака з водою:
г) сумарні теплопоступленія в технологічний цех
3.Расчет вентиляції термічного цеху
3.1 Температура минає повітря
де
а - градієнт температур - зміна температури по висоті будівлі, 0,8 - 1,5 ° С, приймаємо рівним 1,5 ° С;
hвит - відстань від поверхні підлоги до рівня середини фромугі ліхтаря, 9,85 м .
Середня температура в цеху:
3.2 Щільність повітря
Щільність повітря, температура якого забезпеченістю 0,95 дорівнює для Липецька 23,5 ° С (см.СНіП 23-01-99 «Будівельна кліматологія»):
Щільність минає повітря:
Щільність повітря середньої температури:
3.3 Необхідний повітрообмін
де Qізб - сумарні теплопоступленія в технологічний цех, 38,41 кВт;
с - питома теплоємність повітря, з = 1
3.4 Умовне тиск на рівні середини припливних отворів
3.5 Умовне тиск на рівні середини витяжних прорізів
3.6 Розрахункова різниця тисків між припливним і витяжним прорізами ΔР
3.7 Втрати тиску
Величину втрат тиску в припливних отворах приймаємо рівною 20% від ΔРрасч
3.8 Тиск в технологічному цеху
3.9 Площа отворів
де ςпр - коефіцієнт місцевого опору, тому що вікна нижнього ярусу мають подвійні верхньоподвісні стулки з кутом відкривання α = 90 ° і співвідношенням bхh = 1 (розміри - 1,8 х2), то ςпр = 2,4, тому що фромугі ліхтаря мають одинарні верхньоподвісні стулки з кутом відкривання 45 ° і співвідношенням bхh = 1 (розміри 1,5 х2), то ςпр = 3,7.
3.10 Перевірка
Перевіряємо, чи вистачить для забезпечення теплового балансу в цеху кількості вікон і величини кутів відкриття стулок:
де b - ширина вікна, 1,8 м ;
h - висота вікна, 2 м ;
k - кількість вікон в цеху, 10 шт.
Кількості вікон нижнього ярусу достатньо для припливу необхідного обсягу зовнішнього повітря.
де b - ширина вікна, 2 м ;
h - висота вікна, 1,5 м ;
k - кількість вікон в цеху, 6 шт.
Кількості фромуг ліхтаря достатньо для витяжки повітря з цеху. В якості запасу можна збільшити кут відкритих стулок, щоб збільшити витяжку повітря.
Список літератури
1. «Довідник проектувальника. Вентиляція і кондиціювання повітря »під ред. Староверова, М., Стройиздат, 1978;
2. СНиП II-3-79 Будівельна теплотехніка;
3. СНиП 23-01-99 «Будівельна кліматологія»;
Уральський державний університет шляхів сполучення
Кафедра безпеки життєдіяльності
До У Р З Про У Про Й П Р О Е К Т
по виробничій санітарії та гігієни праці
на тему: «Конструювання і розрахунок технічних засобів колективного захисту працівників від впливу шкідливих виробничих факторів»
Перевірив: Виконав:
Попова Н.П. студент гр.Бп-414
П'янкова Ж.А.
Єкатеринбург
2008
Зміст
Завдання на курсовий проект. Вихідні дані
Теоретичні відомості
Розрахунок надходжень тепла в приміщення
Розрахунок вентиляції термічного цеху
Програми
Список літератури
Завдання на курсовий проект. Вихідні дані
Метою курсового проектування є закріплення навиків в проведенні розрахунків очікуваних рівнів шкідливих виробничих факторів (далі - ВПФ), виборі і розрахунку технічних засобів захисту, а також у графічному зображенні установок і систем забезпечення нормованих умов праці.
На підставі містяться у завданні даних необхідно розрахувати показники ВПФ, вибрати з відповідним обгрунтуванням і розрахувати засоби захисту. Результатом роботи повинні стати конкретні пропозиції з необхідними для їх реалізації технічними характеристиками захисних пристроїв, систем, конструкцій і т.д. робота виконується з використанням лекційного матеріалу, а також науково-технічної літератури.
Завдання: розрахувати вентиляцію термічного цеху на основі використання аерації для теплого періоду року.
Таблиця 1 - Обладнання цеху
| № позиції на плані | Найменування устаткування | Габарити обладнання | Температура внутрішніх стінок, ° С | ||
| а, м | в, м | h, м | |||
| 1 | Піч камерна | 1,8 | 1,2 | 1,8 | 1150 |
| 2 | Піч шахтна | Æ 1,5 | 0,8 | 900 | |
| 3 | Піч шахтна | Æ 1,4 | 0,8 | 900 | |
| 4 | Електрична ванна з сольовим розчином | 1,2 | 0,6 | 120 | |
| 5 | Бак гартівних (вода) | 1,3 | 1,0 | 80 | |
для шамоту λ = 0,7 + 0,00064 t,
для діятимуть λ = 0,163 + 0,00043 t,
де t - температура на внутрішній поверхні стінки печі, ° С. Категорія важкості робіт в цеху Т - важка III.
Потрібно розрахувати площі відкриваються припливних і витяжних фрамуг на основі складання теплового балансу в корпусі цеху та визначенні кількості надлишкового тепла. Тепловтрати через зовнішні огородження цеху компенсуються системою опалення, тому при складанні теплового балансу їх не слід враховувати.
Теоретичні відомості
У розглянутому термічному цеху знаходиться 3 печі, що дає підставу припускати, що в цеху підвищена температура, порушені оптимальні умови мікроклімату. Оптимальні мікрокліматичні умови встановлені за критеріями оптимального теплового і функціонального стану людини. Вони забезпечують загальне і локальне відчуття теплового комфорту протягом 8-годинної робочої зміни при мінімальному напрузі механізмів терморегуляції, не викликають відхилень у стані здоров'я, створюють передумови для високого рівня працездатності і є бажаними на робочих місцях. Перепади температури повітря по висоті і по горизонталі, а також зміни температури повітря протягом зміни при забезпеченні оптимальних величин мікроклімату на робочих місцях не повинні перевищувати 2 град.С.
У цеху розташована ванна з сольовим розчином. Випари солей також можуть несприятливо впливати на працюючих. Для зменшення концентрації випарів слід встановлювати місцеву витяжку. Це може бути парасолю, розташований над ванною, або місцеві відсмоктувачі, розташовані по периметру ванни.
Аерацією будівель називають організовану регульовану природну вентиляцію. Аерація здійснюється під дією аеростатичних і вітрового тисків. Її застосовують в цехах із значними тепловиділеннями, якщо концентрація пилу і шкідливих газів в припливно повітрі не перевищує 30% гранично допустимої в робочій зоні. Аерацію не застосовують, якщо за умовами технології виробництва необхідна попередня обробка приточного повітря або якщо приплив зовнішнього повітря викликає утворення туману або конденсату.
Для притоку зовнішнього повітря в теплий період року в одно-і двопрольотні цехах влаштовують отвори у зовнішніх стінах, маючи в своєму розпорядженні вниз прорізів на висоті 0,3 -
Для притоку зовнішнього повітря в багатопрогонових цехах влаштовують отвори у зовнішніх стінах і ліхтарі в «холодних» прольотах, які повинні чергуватися з «гарячими», причому «холодні» прольоти відокремлюють від «гарячих» спущеними зверху перегородками, що не досягають підлоги на 2 -
Для видалення повітря з аеріруемой приміщення влаштовують незадуваемие аераційні і світлоаераційні ліхтарі або шахти. Допускається використовувати для видалення повітря незадуваемие аераційні отвори у верхній частині зовнішніх стін. Вітрозахисні панелі у П-подібних ліхтарів можна не влаштовувати, якщо аеріруемой будівля захищена з навітряного боку більш високим будівлею, причому відстань між будівлями не перевищує п'яти висот більш високого будівлі, або якщо стулки на зовнішній стороні крайнього ліхтаря закриті, а відстань між осями однакових з ним ліхтарів не перевищує п'яти висот ліхтаря.
Стулки аераційних отворів повинні бути обладнані механізмами для відкривання і закривання. Механізми відкриття передбачаються будівельної частини проекту.
Розрахунок аерації враховує температурне розшарування повітря по висоті, що є в аеріруемой будівлі. Нагріте у джерел тепловиділень повітря піднімається до перекриття і частина його віддаляється через отвори ліхтаря, а частина накопичується у верхній зоні приміщення, утворюючи «теплову подушку». Нижня межа теплової подушки, звана «температурним перекриттям», умовно поділяє приміщення на дві зони: нижню з температурою, що дорівнює температурі повітря в робочій зоні, і верхню з температурою, що дорівнює температурі повітря, що видаляється.
Знання висоти розташування температурного перекриття дозволяє розрахувати аерацію з урахуванням дійсних значень температур повітря в кожній із зон.
2 Розрахунок надходжень тепла в приміщення
а) теплопоступленія від людей
У виробничому цеху працює 20 чоловіків. При важкій роботі, температурі навколишнього повітря кожна людина виділяє 290 Вт повного тепла.
б) теплопоступленія від електродвигуна
де Nеу - установча номінальна потужність електродвигунів, 150 кВт;
kзагр-коефіцієнт завантаження електродвигуна, рівний відношенню переданої потужності до настановної, приймаємо kзагр = 0,75;
kод - коефіцієнт одночасності роботи електродвигунів, 0,7;
η - ККД з урахуванням завантаження, приймаємо рівним 0,8.
в) теплопоступленія від нагрітих поверхонь
де Fп - площа теплоотдающей поверхні, м2,
k - коефіцієнт теплопередачі,
tср - середня температура нагрітої поверхні, ° С;
tв - температура навколишнього повітря, ° С.
Коефіцієнт теплопровідності для печі камерної:
шар шамоту λ = 0,7 + 0,00064 * 1150 = 1,436,
шар діятимуть λ = 0,163 + 0,00043 * 1150 = 0,6575,
Коефіцієнт теплопередачі:
де αвн - коефіцієнт тепловіддачі, приймаємо по СНиП II-3-79 «Будівельна теплотехніка» 8,7 Вт / (м2 × ° С);
αн - коефіцієнт тепловіддачі для зимових умов, приймаємо по СНиП II-3-79 «Будівельна теплотехніка» 12 Вт / (м2 × ° С);
σi - товщина шару огородження, м;
λi - коефіцієнт теплопровідності.
Теплопоступленія від печі камерної:
Коефіцієнт теплопровідності для печі шахтної:
шар шамоту λ = 0,7 + 0,00064 * 900 = 1,276,
шар діятимуть λ = 0,163 + 0,00043 * 900 = 0,55,
Коефіцієнт теплопередачі:
Теплопоступленія від першої печі шахтної:
Теплопоступленія від другої печі шахтної:
Теплопоступленія від електричної ванни з сольовим розчином:
де α = 1,16 (4,9 + 3,5 υ),
F - площа нагрітої поверхні, м2,
υ - швидкість повітря, υ = 0,5 м / с.
Теплопоступленія від гартувального бака з водою:
г) сумарні теплопоступленія в технологічний цех
3.Расчет вентиляції термічного цеху
3.1 Температура минає повітря
де
а - градієнт температур - зміна температури по висоті будівлі, 0,8 - 1,5 ° С, приймаємо рівним 1,5 ° С;
hвит - відстань від поверхні підлоги до рівня середини фромугі ліхтаря,
Середня температура в цеху:
3.2 Щільність повітря
Щільність повітря, температура якого забезпеченістю 0,95 дорівнює для Липецька 23,5 ° С (см.СНіП 23-01-99 «Будівельна кліматологія»):
Щільність минає повітря:
Щільність повітря середньої температури:
3.3 Необхідний повітрообмін
де Qізб - сумарні теплопоступленія в технологічний цех, 38,41 кВт;
с - питома теплоємність повітря, з = 1
3.4 Умовне тиск на рівні середини припливних отворів
3.5 Умовне тиск на рівні середини витяжних прорізів
3.6 Розрахункова різниця тисків між припливним і витяжним прорізами ΔР
3.7 Втрати тиску
Величину втрат тиску в припливних отворах приймаємо рівною 20% від ΔРрасч
3.8 Тиск в технологічному цеху
3.9 Площа отворів
де ςпр - коефіцієнт місцевого опору, тому що вікна нижнього ярусу мають подвійні верхньоподвісні стулки з кутом відкривання α = 90 ° і співвідношенням bхh = 1 (розміри - 1,8 х2), то ςпр = 2,4, тому що фромугі ліхтаря мають одинарні верхньоподвісні стулки з кутом відкривання 45 ° і співвідношенням bхh = 1 (розміри 1,5 х2), то ςпр = 3,7.
3.10 Перевірка
Перевіряємо, чи вистачить для забезпечення теплового балансу в цеху кількості вікон і величини кутів відкриття стулок:
де b - ширина вікна,
h - висота вікна,
k - кількість вікон в цеху, 10 шт.
Кількості вікон нижнього ярусу достатньо для припливу необхідного обсягу зовнішнього повітря.
де b - ширина вікна,
h - висота вікна,
k - кількість вікон в цеху, 6 шт.
Кількості фромуг ліхтаря достатньо для витяжки повітря з цеху. В якості запасу можна збільшити кут відкритих стулок, щоб збільшити витяжку повітря.
Список літератури
1. «Довідник проектувальника. Вентиляція і кондиціювання повітря »під ред. Староверова, М., Стройиздат, 1978;
2. СНиП II-3-79 Будівельна теплотехніка;
3. СНиП 23-01-99 «Будівельна кліматологія»;