programms.rar - програмка для цього звіту на Builder'e і на найпростішому бейсику. У версії під Builder не дуже добре працює побудова графіка і якийсь бардак твориться в с четвертим типом розрахунку (там завжди одні й ті ж числа - де взяти правильну формулу не знаю)
Охорона праці та екологія
Постановка лабораторної роботи на комп'ютері з дослідження місцевої вентиляції
Мета роботи
У роботі досліджується залежність обсягу повітря, що видаляється від кількості тепла, що виділяється джерелом всередині витяжної шафи. Розробляється програма, що досліджує модель місцевої вентиляції.
Зміст роботи
Вивчення методичних вказівок по забезпеченню оптимальних параметрів повітряного середовища в робочій зоні.
Розробка програми, що досліджує модель місцевої вентиляції.
Побудова графіка залежності об'єму повітря, що видаляється від кількості виділяється від нагрітих поверхонь під повітряним парасолькою тепла.
Побудова графіка залежності об'єму повітря, що видаляється від площі робочих прорізів витяжної шафи.
Побудова графіка залежності об'єму повітря, що видаляється від кількості тепла, що виділяється всередині витяжної шафи.
Теоретична частина
Приступаючи до проектування вентиляції, необхідно перш за все дати характеристику виробничого приміщення і проводяться в ньому технологічних процесів. Слід зазначити всі види виділень (вологи, шкідливих речовин, надлишку тепла), характер їх впливу на людину, нормовані гранично допустимі концентрації шкідливих речовин і параметри мікроклімату в приміщенні, де здійснюється виробничий процес.
Вологовиділення
Волога виділяється в результаті випаровування з вільної поверхні води і вологих поверхонь матеріалів та шкіри, в результаті дихання людей, а також хімічних реакцій, роботи устаткування і т.д. Кількість вологи, що виділяється людьми (див. табл. 1), г / год, визначається за формулою:
W = n / w,
де n - число людей; w - кількість вологи, виділене однією людиною, м / ч.
Таблиця 1. Кількість тепла і вологи, що виділяється людиною.
Характер виконуваної роботи | Тепло, Вт | Волога, м / год | ||||
| повне | явне | |||||
при 10 С | при 35 С | при 10 С | при 35 С | при 10 С | при 35 С | |
| Розумова | 160 | 93 | 140 | 16 | 30 | 115 |
| Фізична | ||||||
| Легка | 180 | 145 | 150 | 8 | 40 | 200 |
| Середня | 215 | 195 | 165 | 8 | 70 | 280 |
| Важка | 290 | 290 | 195 | 16 | 135 | 415 |
Кількість вологи, що випаровується з відкритої поверхні не киплячої води, кг / год, визначається за формулою:
де - коефіцієнт, що залежить від температури поверхні випаровування (табл. 2); - швидкість руху повітря над поверхнею випаровування, м / с.;, 
- Тиск водяної пари, відповідно, при температурі поверхні випаровування і повному насиченні і в навколишньому повітрі, кПа; - площа поверхні випаровування,; 
- Барометричний тиск, кПа.
Таблиця 2. Значення коефіцієнта
, С | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 |
0,02 | 0,028 | 0,033 | 0,037 | 0,041 | 0,046 | 0,051 |
Для некіпящей води температура поверхні випаровування перебувати з таблиці 3 по середній температурі води
Таблиця 3. Температура поверхні випаровування води
, С | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 |
, С | 18 | 28 | 37 | 45 | 51 | 58 | 69 | 82 |
Кількість вологи, що випарувалася при кипінні води,, кг / год, залежить від кількості підводиться до води тепла та виду укриття води і може бути визначено за формулою:
,
де - досвідчений коефіцієнт, що враховує вид укриття:
для щільних укриттів без відсмоктування повітря -, при отсосе повітря -; 
- Потужність теплового джерела випаровування, Вт; - прихована теплота випаровування, кДж / кг.
Орієнтовно інтенсивність випаровування може бути прийнята рівною кг в 1 годину з 1 поверхні.
Кількість водяної пари, що утворюються при хімічних реакція, в тому числі і при горінні речовин, визначається за дослідними даними. При спалюванні 1 кг пального кількість утворилася вологи може бути визначено за таблицею 4.
Таблиця 4. Кількість вологи, що утворюється при згоранні 1 кг палива
| Горючої речовина | , Кг / кг |
| Водний генераторний газ | 0,61 |
| Ацетилен | 0,7 |
| Бензин | 1,4 |
Кількість випаровується вологи (кг / ч) при застосуванні охолоджуючих емульсій при охолодженні металорізальних верстатів визначається за формулою, де - потужність верстатів, кВт.
Вологовиділення від технологічного устаткування зазвичай приймаються за довідковими даними.
Газо-та пиловиділення
У приміщенні можуть перебувати різні джерела виділень газів і пилу. Необхідно враховувати газовиділення з вільної поверхні рідин, при згорянні палива, через нещільність апаратури і трубопроводів, при різних технологічних операціях (фарбування, зварювання, гальванізації, пайку, травленні, нанесенні фоторезисторів і т.д.). Пиловиділення мають місце при механічній обробці матеріалів, їх очищення, полірування, дробленні, транспортуванні, зварювальних роботах та інших операціях. Місця пилоутворення, як правило, обладнуються місцевою вентиляцією.
Кількість двоокису вуглецю, що міститься у видихуваному людиною повітрі, визначається за таблицею 5.
При наявності в приміщенні джерел інших шкідливих виділень кількість цих виділень в повітрі (гази, пари, пил та ін) підраховуються виходячи з особливостей технологічного процесу та обладнання.
Таблиця 5. Кількість двоокису вуглецю, що виділяється людиною.
Характер виконуваної роботи | |||
об'ємний, л / год | масовий, м / год | ||
| Розумова | 23 | 45 | |
| Фізична | |||
| легка | 25 | 50 | |
| середня | 35 | 70 | |
| важка | 45 | 90 | |
Розрахунки виділень тепла
Тепловиділення від людей.
Тепловиділення людини залежать від важкості роботи, температури і швидкості руху навколишнього повітря. Кількість тепла, що виділяється однією людиною, наведено в таблиці 1. Вважається, що жінка виділяє 85%, а дитина 75% тепловиділення дорослого чоловіка.
У розрахунках використовується явне тепло, тобто тепло, що впливає на зміну температури в приміщенні.
Тепловиділення від сонячної радіації
Розрахунок тепла, що надходить в приміщення від сонячної радіації і, проводитися за наступними формулами:
для засклених поверхонь
;
для покриттів
;
де, 
- Площі поверхні скління і покриття,;, - тепловиділення від сонячної радіації,, через поверхні засклення (з урахуванням орієнтації по сторонах світу) і через покриття (таблиці 6 і 7); - коефіцієнт врахування характеру скління (таблиця 8).
Таблиця 6. Тепловиділення від сонячної радіації через скління,
Характер скління | При орієнтації скління за географічною широтою | ||||||||||||||
| Ю | С і ПдЗ | В і З | СВ і СЗ | ||||||||||||
| 35 | 45 | 55 | 65 | 35 | 45 | 55 | 65 | 35 | 45 | 55 | 65 | 35 | 45 | 5565 | |
Вікна з подвійним склінням з палітурками: | |||||||||||||||
| дерев'яними | 128 | 145 | 145 | 170 | 100 | 128 | 145 | 170 | 145 | 145 | 170 | 170 | 75 | 75 | 7575 |
| металевими | 165 | 185 | 185 | 120 | 128 | 165 | 185 | 210 | 185 | 185 | 200 | 210 | 95 | 95 | 9595 |
Ліхтарі з подвійним вертикальним заскленням з палітурками: | |||||||||||||||
| дерев'яними | 140 | 170 | 170 | 175 | 115 | 145 | 175 | 175 | 170 | 170 | 185 | 185 | 87 | 87 | 8780 |
| металевими | 150 | 185 | 185 | 200 | 128 | 165 | 200 | 200 | 185 | 185 | 210 | 210 | 100 | 100 | 10095 |
Для засклених поверхонь, орієнтованих на північ, = 0
Таблиця 7. Тепловиділення від сонячної радіації через покриття,
| Характер покриття | При географічній широті | |||
| 35 | 45 | 55 | 65 | |
| Плоске безгорищних | 24 | 21 | 17 | 14 |
| з горищем | 6 | 6 | 6 | 6 |
Сонячну радіацію слід враховувати при зовнішній температурі від 10 С і вище.
Таблиця 8. Значення коефіцієнта
| Характер скління, його стан | |
| Подвійне скління в одній рамі | 1,15 |
| Одинарне скління | 1,45 |
| Звичайне забруднення | 0,8 |
| Сильне забруднення | 0,7 |
| Забелка вікон | 0,6 |
| Скління з матовим склом | 0,7 |
| Зовнішнє зашторювання вікон | 0,25 |
За величину скління приймається велика величина, отримана при розрахунку двох варіантів:
тепловиділення через скління в одній стіні в сумі з тепловиділенням через покриття і ліхтарі;
тепловиділення через скління в двох взаємно перпендикулярних стінах з коефіцієнтом 0,7 у сумі з тепловиділенням через покриття і ліхтарі.
Тепловиділення від електродвигунів
Розрахунок тепловиділення від електродвигунів, Вт, здійснюватися за формулою:
,
де - сумарна номінальна потужність електродвигунів, кВт; - коефіцієнт, що враховує використання настановної потужності двигунів, їх завантаження по потужності, одночасність їх роботи, частку переходу механічної енергії в теплову.
Наближено для електродвигунів, що працюють з пристроями без примусового рідинного охолодження; для приводів верстатів з використанням емульсії; для двигунів, що приводять пристрої з місцевими відсмоктувачами,.
Тепловиділення від печей
Розрахунок тепловиділення від печей, Вт, проводитися за наступними формулами:
для печей, що працюють на паливі:
;
для електричних печей
,
де - витрата палива, кг / год;, - коефіцієнти, що враховують частку тепла, що надходить в приміщення (див. таблицю 9); - теплотворна здатність палива, кДж / кг (таблиця 10); - коефіцієнт неповноти згорання палива, що дорівнює; - сумарна потужність електропечей, кВт.
Таблиця 9. Значення коефіцієнтів і
| Вид обладнання, технологічних процесів | Частка тепла, що надходить в приміщення | |
при обігріві обладнання паливом, | при обігріві обладнання електрикою, | |
Індукційні печі плавки ємністю кг | - | |
Дугові печі плавки ємністю кг | - | |
| Тигельні газові печі | - | |
Таблиця 10. Теплотворна здатність,
| Паливо | ||
| Бутан | 12250 | |
| Пропан | 91340 | |
| Ацетилен | 47770 | |
| Природний газ | 35620 | |
| Мазут | 38970 | |
| Умовне тверде паливо | 29330 | |
| Кам'яне вугілля | 29330 | |
| Кокс | 21780 | |
Тепловиділення від джерел штучного освітлення
Розрахунок тепловиділення від джерел штучного освітлення, Вт, здійснюватися за формулою:
,
де - сумарна потужність джерел освітлення, кВт; - коефіцієнт теплових втрат (для ламп розжарювання, для люмінесцентних ламп).
Для розрахунку тепловиділень від радіотехнічних установок і пристроїв обчислювальної техніки використовується аналогічна формула, в якій для радіотехнічних пристроїв і для пристроїв обчислювальної техніки.
Визначення потрібного повітрообміну
Необхідна витрата повітря визначається шкідливими чинниками, що викликають відхилення параметрів повітряного середовища в робочій зоні від нормованих (надходження шкідливих речовин, вологи, надлишків тепла).
Потрібних повітрообмін під час вступу шкідливих речовин у повітря робочої зони
У приміщення, забруднених шкідливими парами, газами або парами, кількість повітря, / год, необхідного для розбавлення концентрації шкідливих речовин до допустимих, розраховують за формулою:
,
де - кількість шкідливих речовин, що виділяються в приміщенні за 1 годину, мг / год;, - концентрація шкідливих речовин в припливно і повітрі, що видаляється,.
Концентрація приймається рівною гранично допустимої для даного шкідливої речовини.
При одночасному виділенні в повітря робочої зони декількох шкідливих речовин, що не володіють односпрямованим дією, потреба повітрообмін слід приймати по тому шкідливому речовини, для якого потрібно подача чистого повітря в найбільшій кількості.
У тих випадках, коли відбувається одночасне виділення декількох шкідливих речовин односпрямованої дії, розрахунок загальнообмінної вентиляції виконується шляхом підсумовування кількості повітря, необхідного для розбавлення кожного речовини до його гранично допустимої концентрації.
Повітрообмін, який би видалення надлишків тепла
У приміщення зі значними тепловиділеннями обсяг припливного повітря, необхідного для поглинання надлишків тепла,, ч, розраховують за формулою:
,
де - теплонадлишки, Вт; - масова питома теплоємність повітря (); - щільність припливного повітря (); 
, - Температура видаляється і припливного повітря С.
Температури припливного повітря приймаються за СНіП-П-33-75 для холодного і теплого часу року. Температура повітря, що видаляється визначається за формулою:
,
де - температура в робочій зоні по ГОСТ 12.1.005-76; - наростання температури на кожний 1 м висоти, С / м - висота приміщення, м.
Величина в залежності від тепловиділення С / м.
Визначення потрібного повітрообміну при наявність надлишків вологи
Розрахунок витрати повітря, / год, ведеться за формулою:
,
де - кількість водяної пари, що виділяється в приміщенні, г / год;, 
- Вологовміст витяжного (приймається рівним гранично допустимого) і припливного повітря, г / кг, визначається по температурі і відносній вологості повітря з діаграми; - щільність припливного повітря,.
При одночасному виділення шкідливих речовин, тепла і вологи порівнюються відповідний повітрообмін, потрібні для їх видалення, і вибирається з них найбільший.
Розрахунок пристроїв місцевої вентиляції, що встановлюються на робочих місцях
Повітряне душірованіе
Повітряне душірованіе слід застосовувати, коли на працюючого впливає струменеве тепло з інтенсивністю 350 Вт / і більше.
Норми температури С, і швидкостей, м / с, повітряного душирования для робіт середньої важкості наведені в табл.12, отримані дані для всіх категорій робіт дані в Санітарних нормах проектування промислових підприємств СН 245-71 і ГОСТ 121.005-76 «Повітря робочої зони ».
Таблиця 12 Норми температури і швидкостей руху повітря при повітряному душірованіе для категорії робіт середньої важкості
| Теплове | Період року | ||||
| опромінення | Теплий (температура зовнішнього повітря +10 С і вище) | Холодний і перехідний (температура зовнішнього повітря нижче +10 С) | |||
, С | , М / с | , С | , М / с | ||
| 350 ... 700 | 21 ... 23 | 0,7 ... 1,5 | 21 ... 22 | 0,7 ... 1,0 | |
700 ... 1400 | 20 ... 23 | 1,5 ... 2,0 | 20 ... 21 | 1,0 ... 1,5 | |
1400 ... 2100 | 19 ... 21 | 1,5 ... 2,5 | 19 ... 20 | 1,5 ... 2,0 | |
2100 ... 2800 | 18 ... 21 | 2,0 ... 3,5 | 19 ... 21 | 2,0 ... 2,5 | |
| більше 28000 | 18 ... 190 | 3,0 ... 3,5 | 19 ... 21 | 2,0 ... 25 | |
Душірующій повітря подається на робоче місце припливними патрубками. Патрубки необхідно встановлювати на такій висоті, щоб вони створювали гарний обдування припливним повітрям верхньої частини тулуба людини і не утруднювали нормальну експлуатацію устаткування.
На робоче місце повітря може подаватися або горизонтально, або зверху під кутом 45 . Відстань від вихідного патрубка до робочого, який обслуговує установку, повинно бути не менше 1 метра. Розрахунок душірующего патрубка ведеться але такою схемою:
Спочатку визначається відношення різниці температур:
,
де, і - температура в робочій зоні, нормована температура повітря на робочому місці і температура повітря на виході з душірующего патрубка.
При для досягнення досить адіабатні охолодження повітря, при 
потрібно штучне охолодження.
У завдання розрахунку повітряного душа входить визначення необхідної швидкості повітря на виході з патрубка і площі вихідного перетину патрубка.
При значення визначається за формулою:
,
де - відстань від душірующего патрубка до робочого місця, м; - досвідчений коефіцієнт, який характеризує зміну температури по здійсню струн (для патрубків типу ППД)
При в межах від до розрахунок веде за формулою:
.
Швидкість повітря на виході з патрубка (м / с), визначається як:
,
де - швидкість вітру на робочому місці (нормована) м / с. За значенням і визначається витрата повітря через патрубок:
.
Повітряний зонт
Повітряний зонт являє собою металевий ковпак, розташований над джерелом шкідливих виділень. Перетин отвору всмоктування ковпака повинна мати форму, геометрично подібну горизонтальної проекції дзеркала шкідливих виділень.
Розмір кожної з сторін всмоктуючого перетину ковпака визначається за формулою:
,
де - розмір сторони (або діаметра) дзеркала виділення шкідливостей, м; - відстань від поверхні джерела виділення до приймального отвори ковпака, м. Мінімальне значення визначається зручністю роботи при конкретному технологічному процесі.
Для рівномірності всмоктування кут розкриття ковпака слід приймати не менше 60 .
Обсяг повітря, що видаляється, ч, визначається за формулою:
,
де - площа приймального отвори ковпака;
- Середня швидкість вітру в приймальному отворі парасольки, м / с (дані про значення наведені в таблиці 13).
Таблиця 13. Рекомендовані значення середніх швидкостей повітря в прийомних отворах витяжних парасольок.
| Кількість відкритих сторін парасольки | 4 | 3 | 2 | 1 |
Швидкість повітря, м / с |
Часто парасолі встановлюють у завантажувальних отворів печей. У цьому випадку розмір парасольки у завантажувального отвору печі повинен відповідати розмірам виривалося вільної струменя з урахуванням її викривлення під дією гравітаційних сил.
Виліт парасольки розраховують за формулою:
,
де - висота завантажувального отвору печі м.
Ширину парасольки необхідно приймати на м більше ширини завантажувального отвору. Парасолька необхідно встановлювати на рівні верхнього краю вікна. Для парасольок, розташованих над нагрітими поверхнями, об'єм повітря в теплій струмені, що піднімається над джерелом, дорівнює:
,
де - кількість тепла, удаляющегося за рахунок конвекції, Вт;-горизонтальна проекція джерела тепловиділення,; - відстань від площини тепловиділення до приймального отвори парасольки, м.
Витяжні шафи
Витяжні шафи створюють укриття джерела шкідливих виділень з усіх сторін. Для спостереження за роботою в шафі є робочі прорізи, що закриваються рухомими шторками. Витяжні шафи з механічною тягою влаштовують з верхнім відсмоктуванням, з нижнім відсмоктуванням та комбіновані.
Обсяг відсмоктується з шафи повітря розраховується за формулою:
,
де - площа робочих прорізів шафи; - середня швидкість повітря в робочих отворах шафи, м / с.
Рекомендовані значення в залежності від характеру робіт наведено в таблиці 14
Таблиця 14. Рекомендовані значення
| Характер технологічного процесу | Середня швидкість руху повітря на робочому отворі витяжної шафи, м / с | |
| Знежирення дрібних деталей | ||
| Лудіння | ||
Розчинення кислот, лугів, солей: | ||
холодні розчини | ||
| нагріті розчини | ||
| Кадміювання ціанисті або сріблення | ||
| Свінцованіе | ||
| Травлення | ||
| азотною кислотою | ||
| соляною кислотою | ||
| Хромування | ||
| Цинкування ціанисті | ||
| Пайка свинцем або третніком | ||
| Лабораторні роботи | ||
При наявність в шафі теплового джерела (печі, пальники), обсяг повітря, що видаляється, ч, визначається за формулою:
,
де - висота робочих прорізів шафи, год; - кількість тепла, що виділяється всередині шафи, Вт.
Пиловідводним панелі
Пиловідводним панелі застосовуються для видалення шкідливих виділень, захоплюємося конвективними потоками, в тому числі, коли зона шкідливих виділень відносно велика і більш повне укриття організувати важко. Пиловідводним панелі слід застосовувати при зварюванні, паянні, видувки скла, при видаленні нагрітих газів і пилу.
Витрата повітря через панель,, ч, обчислюється за формулою:
,
де - коефіцієнт, що залежить від конструкції панелі і її розташування відносно джерел тепла; - конвективна складова джерела тепла, Вт.; - відстань від верху площині до центру всмоктувальних отворів панелі, м.; - ширина джерела тепла, м.
Коефіцієнт приймається рівним для панелей:
тип 1 (одностороння панель)
тип 2 (панель з екраном)
Бортові відсмоктувачі
Бортовий відсмоктування є основним місцевим відсмоктуванням від ванн у гальванічних і травильних цехах та дільницях. В даний час поширення набули бортові відсмоктувачі звичайні і перекинуті, кожен з яких може бути активований піддувом повітря (відсмоктування з передувкою). Бортові відсмоктувачі мають з одного боку ванни (однобортні відсмоктування) або з двох її сторін (двобортні відсмоктування).
Опис програм
Розроблена програма призначена для моделювання місцевої вентиляції. Програма має простий і інтуїтивно зрозумілий інтерфейс і призначена для виконання в середовищі Windows 9x.
Для проведення розрахунків вибрати один з п'яти типів розрахунку і натиснути кнопку «Далі». Потім необхідно ввести початкове значення досліджуваного діапазону, кількість обчислень і крок обчислень і також натиснути кнопку «Далі».
Після проведення розрахунків з'явитися простий графік і, натиснувши на кнопку «Готово», можна зберегти отримані результати розрахунку.
Кнопка «Назад» служить для повернення в попередній стан програми і завдання нових початкових величин або вибору нового типу розрахунку.
За результатами дослідження роботи програми з моделлю повітряного парасольки (горизонтальна проекція джерела тепловиділень 0,75 кв.м., відстань до площини тепловиділення 1 м.) на діапазоні вхідних значень (кількості тепла, що виділяється під повітряним парасолькою, Вт) від 10 до 100 Вт з кроком в 10 Вт, побудований графік залежності (Графік 1)
Графік 1
Залежність обсягу видаляється повітряним парасолькою повітря від кількості тепла, що виділяється нагрітими поверхнями під парасолькою
За результатами дослідження роботи програми з моделлю витяжної шафи (всередині шафи виконуються лабораторні роботи, швидкість повітря 0,4 м / с) на діапазоні вхідних значень (площа робочих прорізів шафи) від 0,1 до 1 з кроком 0,1, побудований графік залежності (Графік 2)
Графік 2
Залежність обсягу повітря, що видаляється від площі робочих прорізів витяжної шафиЗа результатами дослідження роботи програми з моделлю витяжної шафи (висота робочих прорізів шафи 1м.; Площа робочих прорізів шафи) на діапазоні вхідних значень (кількості тепла, що виділяється всередині шафи) від 10 до 100 Вт з кроком 10 Вт, побудований графік залежності (Графік 3 )
Графік 3.
Графік залежності об'єму повітря, що видаляється від обсягу виділяється всередині шафи тепла