МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
КРАСНОДОНСЬКИЙ Гірничий технікум
Реферат з предмету «БЕЗПЕКА
ТЕХНОЛОГІЧНИХ
ПРОЦЕСІВ І ВИРОБНИЦТВ »
на тему: «ВИРОБНИЧА ВЕНТИЛЯЦІЯ»
Студента групи 1ЕП-06
Урюпова Олега
Перевірила: Дрокін Т. М.
Краснодон 2010
Вентиляцією називається комплекс взаємозалежних пристроїв і процесів для створення необхідного повітрообміну у виробничих приміщеннях. Основне призначення вентиляції - видалення з робочої зони забрудненого або перегрітого повітря і подача чистого повітря, в результаті чого в робочій зоні створюються необхідні сприятливі умови повітряного середовища. Одна з головних задач, що виникають при влаштуванні вентиляції, - визначення повітрообміну, тобто кількість вентиляційного повітря, необхідного для забезпечення оптимального санітарно-гігієнічного рівня повітряного середовища приміщень.
Залежно від способу переміщення повітря у виробничих приміщеннях вентиляція ділиться на природну і штучну (механічну).
Застосування вентиляції повинно бути обгрунтовано розрахунками, при яких враховуються температура, вологість повітря, виділення шкідливих речовин, надмірне тепловиділення. Якщо в приміщенні немає шкідливих виділень, то вентиляція повинна забезпечувати повітрообмін не менше 30 м 3 / год на кожного працюючого (для приміщень з об'ємом до 20 м 3 на одного працюючого). При виділенні шкідливих речовин у повітря робочої зони необхідний повітрообмін визначають виходячи з умов їх розведення до ГДК, а при наявності теплових надлишків - з умов підтримки допустимої температури в робочій зоні.
Природна вентиляція виробничих приміщень здійснюється за рахунок різниці температур в приміщенні зовнішнього повітря (тепловий напір) або дії вітру (вітрової напір). Природна вентиляція може бути організованою і неорганізованою.
При неорганізованої природної вентиляції повітрообмін здійснюється за рахунок витіснення внутрішнього теплового повітря зовнішнім холодним повітрям через вікна, кватирки, фрамуги та двері. Організована природна вентиляція, або аерація, забезпечує повітрообмін в заздалегідь розрахованих обсягах і регульований відповідно до метеорологічними умовами. Безканальної аерація здійснюється за допомогою прорізів у стінах і стелі і рекомендується в приміщеннях великого обсягу зі значними надлишками теплоти. Для отримання розрахункового повітрообміну вентиляційні прорізи в стінах, а також у покрівлі будівлі (аераційні ліхтарі) обладнують фрамугами, які відкриваються і закриваються з підлоги приміщення. Маніпулюючи фрамугами, можна регулювати повітрообмін при зміні зовнішньої температури повітря або швидкості вітру (рис. 4.1). Площа вентиляційних отворів і ліхтарів розраховують залежно від необхідного повітрообміну.
Рис. 4.1. Схема природної вентиляції будівлі: а - при безвітрі; б - при вітрі; 1 - витяжні та припливні отвори; 2 - тепловиділяючий агрегат
У виробничих приміщеннях невеликого об'єму, а також в приміщеннях, розташованих в багатоповерхових виробничих будівлях, застосовують канальну аерацію, при якій забруднене повітря видаляється через вентиляційні канали в стінах. Для посилення витяжки на виході з каналів на даху будівлі встановлюють дефлектори - пристрої, що створюють тягу при обдування їх вітром. При цьому потік вітру, б'ючись об дефлектор і обтікаючи його, створює навколо більшої частини його периметра розрідження, що забезпечує підсмоктування повітря з каналу. Найбільшого поширення набули дефлектори типу ЦАГІ (рис. 4.2), які представляють собою циліндричну обичайку, укріплену над витяжною трубою. Для поліпшення підсосу повітря тиском вітру труба закінчується плавним розширенням - дифузором. Для запобігання попадання дощу в дефлектор передбачений ковпак.
Рис. 4.2. Схема дефлектора типу ЦАГІ: 1 - дифузор; 2 - конус; 3 - лапки, які утримують ковпак і обичайку; 4 - обичайка, 5 - ковпак
Розрахунок дефлектора зводиться до визначення діаметра його патрубка. дефлектора типа ЦАГИ можно вычислить по формуле:
Орієнтовний вочной діаметр патрубка d дефлектора типу ЦАГІ можна обчислити за формулою: ,
— объем вентиляционного воздуха, м 3 /ч;
де L - обсяг вентиляційного повітря, м 3 / год;Швидкість повітря (м / с) у патрубку при обліку тільки тиску, створюваного дією вітру, знаходять за формулою
,
де - Швидкість вітру, м / с;
З урахуванням тиску, створюваного вітром, і теплового тиску швидкість повітря в патрубку обчислюють за формулою
,
де - Теплове тиск Па; тут
- Висота дефлектора, м;
- Щільність, відповідно, зовнішнього повітря і повітря всередині приміщення, кг / м 3.
Швидкість руху повітря в патрубку становить приблизно 0,2 ... 0,4 швидкості вітру, тобто . Якщо дефлектор встановлений без витяжної труби безпосередньо в перекритті, то швидкість повітря дещо більше
.
Аерація застосовується для вентиляції виробничих приміщень великого об'єму. Природний повітрообмін здійснюється через вікна, світлові ліхтарі з використанням теплового та вітрового напорів (рис. 4.3). Теплове тиск, в результаті якого повітря надходить до приміщення і виходить з нього, утворюється за рахунок різниці температур зовнішнього і внутрішнього повітря і регулюється різним ступенем відкриття фрамуг і ліхтарів. Різниця цих тисків на одному і тому ж рівні називається внутрішнім надлишковим тиском . Воно може бути як позитивним, так і негативним.
Рис. 4.3. Схема аерації будівлі
При негативному значенні (Перевищенні зовнішнього тиску над вну-тертя) повітря надходить всередину приміщення, а при позитивному значенні
(Перевищенні внутрішнього тиску над зовнішнім) повітря виходить з приміщення. При
= 0 руху повітря через отвори в зовнішньому огорожі не буде. Ней-тральних зона в приміщенні (де
= 0) може бути тільки при дії одних ті-плоізбитков; при вітрі з теплонадлишки вона різко зміщується вгору і зникає. Рас-стояння нейтральної зони від середини витяжного і припливного отворів обернено пропорційні квадратах площ отворів. При
, Де
- Площі, відповідно, вхідних і випускних отворів, м 2;
-Висоти розташування рівня рівних тисків, відповідно, від вхідного до ви-випускним отвором, м.
, который протекает через отверстие, имеющее площадь F , вычисляют по формуле:
Витрата повітря G, який протікає через отвір, що має площу F, обчислюють за формулою: ,
— массовый секундный расход воздуха, т/с; m — коэффициент расхода, зависящий от условий истечения; r — плотность воздуха в исходном состоянии, кг/м 3 ;
де G - масовий секундний витрата повітря, т / с; m - коефіцієнт витрати, що залежить від умов закінчення; r - щільність повітря в початковому стані, кг / м 3;Орієнтовна кількість повітря, що виходить з приміщення через 1 м 2 площі отвору, з урахуванням тільки теплового тиску і за умови рівності площ отворів у стінках і ліхтарях і коефіцієнті витрати m = 0,6 можна визначити за спрощеною формулою:
,
— количество воздуха, м 3 /ч; Н — расстояние между центрами нижних и верхних отверстий, м;
де L - кількість повітря, м 3 / год; Н - відстань між центрами нижніх і верхніх отворів, м;Аерація з використанням вітрового тиску заснована на тому, що на наві-тертя поверхнях будівлі виникає надлишковий тиск, а на завітрених сторо-нах розрідження. Вітровий тиск на поверхні огородження знаходять за формулою:
,
— аэродинамический коэффициент, показывающий, какая доля динамического давления ветра преобразуется в давление на данном участке ограждения или кровли.
де k - аеродинамічний коефіцієнт, що показує, яка частка динамічного тиску вітру перетворюється в тиск на даній ділянці огорожі або крівлі. Цей коефіцієнт можна прийняти в середньому рівним для навітряного боку + 0,6, а для підвітряного - -0,3.Природна вентиляція дешева і проста в експлуатації. Основний її недолік полягає в тому, що припливне повітря вводиться в приміщення без попереднього очищення і підігріву, а видаляється повітря не очищається і забруднює атмосферу. Природна вентиляція застосовна там, де немає великих виділень шкідливих речовин у робочу зону.
Штучна (механічна) вентиляція усуває недоліки природної вентиляції. При механічній вентиляції повітрообмін здійснюється за рахунок напору повітря, створюваного вентиляторами (осьовими і відцентровими); повітря в зимовий час підігрівається, в літньо-охолоджується і крім того очищається від забруднень (пилу і шкідливих парів і газів). Механічна вентиляція буває припливною, витяжною, припливно-витяжної, а за місцем дії - загальнообмінної і місцевої.
При припливної системи вентиляції (мал. 4.4, а) проводиться забір повітря ззовні за допомогою вентилятора через калорифер, де повітря нагрівається і при необхідності зволожується, а потім подається в приміщення. Кількість повітря, що подається регулюється клапанами або заслінками, які встановлюють у відгалуженнях. Забруднене повітря виходить через двері, вікна, ліхтарі і щілини неочищеним.
При витяжної системи вентиляції (мал. 4.4, б) забруднений і перегрітий повітря видаляється з приміщення через мережу повітроводів за допомогою вентилятора. Забруднене повітря перед викидом в атмосферу очищується. Чисте повітря підсмоктується через вікна, двері, нещільності конструкцій.
Припливно-витяжна система вентиляції (мал. 4.4, в) складається з двох окремих систем - припливної і витяжної, які одночасно подають в приміщення чисте повітря і видаляють з нього забруднений. Припливні системи вентиляції також відшкодовують повітря, що видаляється місцевими відсмоктувачами і витрачається на технологічні потреби: вогневі процеси, компресорні установки, пневмотранспорт та ін
Для визначення необхідного повітрообміну необхідно мати такі вихідні дані: кількість шкідливих виділень (тепла, вологи, газів і пари) за 1 год, гранично допустима кількість (ГДК) шкідливих речовин в 1 м 3 повітря, що подається в приміщення.
Рис. 4.4. Схема припливної, витяжною і припливно-витяжної механічної вентиляції: а - припливна; 6 - витяжна; в - припливно-витяжна; 1 - воздухоприемник для забору чистого повітря; 2 - повітроводи; 3 - фільтр для очищення повітря від пилу; 4 - калорифери; 5 - вентилятори; 6 - повітророзподільні пристрої (насадки); 7 - витяжні труби для викиду повітря, що видаляється в атмосферу; 8 - пристрої для очищення повітря, що видаляється; 9 - повітрозабірні отвори для повітря, що видаляється; 10 - клапани для регулювання кількості свіжого вторинного рециркуляційного і викидається повітря; 11 - приміщення, що обслуговується припливно-витяжною вентиляцією; 12 - повітропровід для системи рециркуляції
, м 3 /ч, определяется из условия баланса поступающих в него вредных веществ и разбавления их до допустимых концентраций.
Для приміщень з виділенням шкідливих речовин шуканий повітрообмін L, м 3 / год, визначається з умови балансу вступників у нього шкідливих речовин і розбавлення їх до допустимих концентрацій. Умови балансу виражаються формулою: ,
— скорость выделения вредного вещества из технологической установки, мг/ч; G пр — скорость поступления вредных веществ с притоком воздуха в рабочую зону, мг/ч; G уд — скорость удаления разбавленных до допустимых концентраций вредных веществ из рабочей зоны, мг/ч.
де G - швидкість виділення шкідливої речовини із технологічної установки, мг / год; G пр - швидкість надходження шкідливих речовин з припливом повітря в робочу зону, мг / год; G уд - швидкість видалення розбавлених до допустимих концентрацій шкідливих речовин з робочої зони, мг / ч.пр
и G уд на произведение Замінивши у вираженні G пр і G уд на твір =
Для підтримки нормального тиску в робочій зоні повинне виконуватися рівність , Тоді
-
Необхідний повітрообмін, виходячи зі змісту в повітрі водяної пари, визначають за формулою:
,
де п — масса водяного пара, выделяющегося в помещении, г/ч;
(г/кг) воздуха, т.е. Вологовміст d (г / кг) повітря, тобто відношення маси водяної пари, що міститься у вологому повітрі, до одиниці маси сухого повітря визначають за формулою:
де - Відповідно маси (г) водяної пари і сухого повітря. Необхідно мати на увазі, що значення
і
приймаються за таблицями фізичної характеристики повітря залежно від значення нормованої відносної вологості витяжного повітря.
Для визначення обсягу вентиляційного повітря по надлишкового тепла необхідно знати кількість тепла, що надходить в приміщення від різних джерел (прихід тепла), , І кількість тепла, що витрачається на відшкодування втрат через огорожі будівлі та інші цілі,
, Різниця
і виражає кількість тепла, яке йде на нагрівання повітря в приміщенні і яка повинна враховуватися при розрахунку повітрообміну.
Повітрообмін, необхідний для видалення надлишкового тепла, обчислюють за формулою:
,
де - Надмірна кількість тепла, Дж / с,
-Температура повітря, що видаляється, ° К;
-Температура припливного повітря, ° К; С - питома теплоємність повітря, Дж / (кг × К); r - щільність повітря при температурі 293 ° К, кг / м 3.
Місцева вентиляція буває витяжна і припливна? Витяжну вентиляцію влаштовують, коли забруднення можна вловлювати безпосередньо біля місць їх виникнення. Для цього застосовують витяжні шафи, парасолі, завіси, бортові відсмоктування у ванн, кожухи, відсмоктувачі у верстатів і т.д. До припливної вентиляції відносяться повітряні душі, завіси, оазиси.
Витяжні шафи працюють з природною або механічною витяжкою. Для видалення з шафи надлишків тепла чи шкідливих домішок природним шляхом необхідна наявність підйомної сили, яка виникає, коли температура повітря в шафі перевищує температуру повітря в приміщенні. Видалене повітря повинен мати достатній запас енергії для подолання аеродинамічного опору на шляху від входу в шафу до місця викиду в атмосферу.
Об'ємна витрата повітря, що видаляється з витяжної шафи при природній витяжці (рис. 4.5), (м 3 / год)
.
— высота открытого проема шкафа, м; Q — количество тепла, выделяемого в шкафу, ккал/ч; F де h - висота відкритого прорізу шафи, м; Q - кількість тепла, що виділяється в шафі, ккал / год; F - Площа відкритого (робочого) прорізу шафи, м 2.
Рис. 4.5. 2 — температура газов внутри шкафа Схема витяжної шафи з природною витяжкою: 1 - рівень нульових тисків; 2 - епюра розподілу тисків у робочому отворі; Т 1 - температура повітря в приміщенні; T 2 - температура газів усередині шафи
Необхідна висота витяжної труби (м)
,
де — диаметр прямой трубы, м (предварительно задается). - Сума всіх опорів прямої труби на шляху руху повітря; d - діаметр прямої труби, м (попередньо задається).
При механічній витяжці
,
— средняя скорость всасывания в сечениях открытого проема, м/с. де v - середня швидкість всмоктування в перетинах відкритого прорізу, м / с.
Бортові відсмоктувачі влаштовують у виробничих ванн для шафи видалення шкідливих парів і газів, які виділяються з розчинів ванн. При ширині ванни до 0,7 м встановлюють однобортової відсмоктувачі з однією з поздовжніх її сторін. При ширині ванни більше 0,7 м (до 1 м) застосовують двухбортовие відсмоктування (рис. 4.6).
Об'ємна витрата повітря, що відсмоктується від гарячих ванн одно-і двухбортовимі відсмоктувачами, знаходять за формулою:
,
— объемный расход воздуха, м 3 /ч, k 3 — коэффициент запаса, равный 1,5...1,75, для ванн с особо вредными растворами 1,75...2; k Т — коэффициент для учета подсоса воздуха с торцов ванны, зависящий от отношения ширины ванны В к ее длине l ; для однобортового простого отсоса де L - об'ємна витрата повітря, м 3 / год, k 3 - коефіцієнт запасу, який дорівнює 1,5 ... 1,75, для ванн з особливо шкідливими розчинами 1,75 ... 2; k Т - коефіцієнт для обліку підсосу повітря з торців ванни, що залежить від ставлення ширини ванни В до її довжині l; для однобортової простого відсмоктування ; Для двухбортового -
=9,81 м/с 2 . ; С - безрозмірна характеристика, рівна для однобортової відсмоктування 0,35, для двухбортового - 0,5; j-кут між кордонами всмоктуючого (рис. 4.7); (у розрахунках має значення 3,14); Т в і Т п - абсолютні температури, відповідно, у ванні і повітря в приміщенні, ° К; g = 9,81 м / с 2.
Витяжні зонти застосовують, коли виділяються шкідливі пари і гази легше навколишнього повітря при незначній його рухливості в приміщенні. Парасолі можуть бути як із природною, так і з механічною витяжкою.
Рис. 4.6. Двухбортовой відсмоктування від ванни
При природній витяжці початковий об'ємна витрата повітря в тепловій струмені, що піднімається над джерелом, визначають за формулою:
,
— количество конвективного тепла, Вт; F — площадь горизонтальной проекции поверхности источника тепловыделений, м 2 ; Н — расстояние от источника тепловыделений до кромки зонта, м. де Q - кількість конвективного тепла, Вт; F - площа горизонтальної проекції поверхні джерела тепловиділень, м 2; Н - відстань від джерела тепловиділень до кромки парасольки, м.
При механічній витяжці аеродинамічна характеристика парасольки включає швидкість по осі парасольки, яка залежить від кута його розкриття; зі збільшенням кута розкриття збільшується осьова швидкість в порівнянні з середньою. ,65 v ( v — средняя скорость, м/с), при угле раскрытия 60° скорость по оси и по всему сечению равна v . При куті розкриття 90 ° швидкість по осі становить l, 65 v (v - середня швидкість, м / с), при куті розкриття 60 ° швидкість по осі і по всьому перетину дорівнює v.
У загальному випадку витрата повітря, що видаляється парасолькою,
,
— средняя скорость движения воздуха в приемном отверстии зонта, м/с; при удалении тепла и влаги скорость может быть принята 0,15...0,25 м/с; F — площадь расчетного сечения зонта, м 2 . де v - середня швидкість руху повітря в приймальному отворі парасольки, м / с; при видаленні тепла і вологи швидкість може бути прийнята 0,15 ... 0,25 м / с; F - площа розрахункового перерізу парасольки, м 2.
Прийомний отвір парасольки розташовують над тепловим джерелом; воно повинно відповідати конфігурації парасольки, а розміри приймають дещо більшими, ніж розміри теплового джерела в плані. Парасолі встановлюють на висоті 1,7 ... 1,9 м над підлогою.
Для видалення пилу від різних верстатів застосовують пилепріемние пристрою у вигляді захисно-знепилюючих кожухів, воронок і т.д.
Рис. 4.7. Кут між кордонами всмоктуючого факела при різному розташуванні ванни: а - біля стіни ( ), Б - поруч з ванною без відсмоктування (
); В - окремо (
); 1 - ванна з відсмоктуванням; 2 - ванна без відсмоктування.
У розрахунках прийняти p = 3,14
(м 3 /ч), удаляемого от заточных, шлифовальных и обдирочных станков, рассчитывают в зависимости от диаметра круга d к p (мм), а именно: Об'ємна витрата повітря L (м 3 / год), що видаляється від заточувальних, шліфувальних і обдирних верстатів, розраховують залежно від діаметра кола d до p (мм), а саме:
при = 2 <250 мм L = 2
,
при = 1,8 250 ... 600 мм L = 1,8
;
при = 1,6 > 600 мм L = 1,6
.
Витрата повітря (м 3 / год), що видаляється воронкою, визначають за формулою:
,
—начальная скорость вытяжного факела (м/с), равная скорости транспортирова-ния пыли в воздуховоде, принимается для тяжелой наждачной пыли 14...16 м/с и для легкой минеральной 10...12 м/с; l — рабочая длина вытяжного факела, м; k — коэффи-циент, зависящий от формы и соотношения сторон воронки: для круглого отверстия k = 7,7 для прямоугольного с соотношением сторон от 1:1 до 1:3 k = 9,1; V k — необходимая конечная скорость вытяжного факела у круга, принимаемая равной 2 м/с. де V H-початкова швидкість витяжного факела (м / с), що дорівнює швидкості транспортування-ня пилу в повітроводі, приймається для важкої наждачним пилу 14 ... 16 м / с і для легкої мінеральної 10 ... 12 м / с; l - робоча довжина витяжного факела, м; k - коефіцієнт, що залежить від форми і співвідношення сторін воронки: для круглого отвору k = 7,7 для прямокутного з співвідношенням сторін від 1:1 до 1:3 k = 9,1; V k - необхідна кінцева швидкість витяжного факела в кола, яка приймається рівною 2 м / с.
ЛІТЕРАТУРА
1. Безпека життєдіяльності / За ред. Русака О.М. - К: ЛТА, 1996.
2. Бєлов С. В. Безпека життєдіяльності - наука про виживання в техносфери. Матеріали НМС з дисципліни «Безпека життєдіяльності». - М.: МГТУ, 1996.
3. Всеросійський моніторинг соціально-трудової сфери 1995 Статистичний збірник .- Минтруд РФ, М.: 1996.
4. Гігієна навколишнього среди. / Под ред. Сидоренко Г.І .- М.: Медицина, 1985.
5. Гігієна праці при дії електромагнітних полей. / Под ред. Ковші В.Є. - М.: Медицина, 1983.
6. Золотницький Н.Д., бджолині В.А.. Охорона праці в будівництві .- М.: Вища школа, 1978.
7. Кукін П.П., Лапін В.Л., Попов В.М., Марчевський Л.Е., Сердюк Н. І. Основи радіаційної безпеки в життєдіяльності людини .- Курськ, КДТУ, 1995.
8. Лапін В.Л., Попов В.М., Рижков Ф.Н., Томак В. І. Безпечна взаємодія людини з технічними системами .- Курськ, КДТУ, 1995.
9. Лапін В.Л., Сердюк Н. І. Охорона праці в ливарному виробництві. М.: Машинобудування, 1989.
10. Лапін В.Л., Сердюк Н. І. Управління охороною праці на підприємстві .- М.: МІГЖ МАТИ, 1986.
11. Льовочкін Н. М. Інженерні розрахунки з охорони праці. Вид-во Красноярського ун-ту, -1986.
12. Охорона праці в машіностроеніі. / Под ред. Юдіна Б.Я., Бєлова С.В. М.: Машинобудування, 1983.
13. Охорона праці. Інформаційно-аналітичний бюлетень. Вип. 5 .- М.: Мінпраці РФ, 1996.
14. Путін В.А., Сидоров А.І., Хашковскій А. В. Охорона праці, ч. 1.-Челябінськ, ЧТУ, 1983.
15. Рахманов Б.М., Чистов Є. Д. Безпека при експлуатації лазерних установок .- М.: Машинобудування, 1981.
16. Саборно Р.В., Селедцов В.Ф., Печковский В. І. Електробезпека на виробництві. Методичні вказівки .- Київ: Вища Школа, 1978.
17. Довідкова книга з охорони праці / За ред. Русака О.М., Шайдорова А.А. - Кишинів, Вид-во «Карта Молдовеняске», 1978.
18. Бєлов С.В., Козьяков А.Ф., Партолін О.Ф. та ін Засоби захисту в машинобудуванні. Розрахунок і проектування. Довідник. / Под ред. Бєлова С.В.-М.: Машинобудування, 1989.
19. Титова Г. М. Токсичність хімічних речовин .- Л.: ЛТІ, 1983.
20. Толоконцев Н. А. Основи загальної промислової токсикології .- М.: Медицина, 1978.
21. Юртових Є.В., Лейкін Ю. Л. Хімічна токсикологія .- М.: МХТИ, 1989.