Розрахунок вентиляції виробничих приміщень

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І  НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ  УНІВЕРСИТЕТ  «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»

ННІЕПТ ім. В.Чорновола

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Практична робота № 2

з дисципліни

«Охорона праці»

на тему:

«Розрахунок вентиляції виробничих приміщень»

 

Варіант №10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Виконала:

студентка  V курсу

групи МОРс-12

Журіна Ю.В.

Керівник:

Дзяна Г.О.

 

 

 

 

 

 

 

 

Львів-2012

 

Мета: Вивчити методи розрахунку вентиляції виробничих приміщень.

 

Загальні відомості

 

Для підтримання  у виробничих приміщеннях нормальних параметрів повітряного середовища, яке відповідає санітарно-гігієнічним і технологічним вимогам, влаштовують вентиляцію.

Вентиляція – це організований і регульований обмін повітря у виробничому приміщенні, що створюється з метою забезпечення санітарно-гігієнічних і пожежовибухонебезпечних умов праці. Це видалення забрудненого шкідливими речовинами (гази, пари, пил) чи нагрітого із приміщення і подавання в нього свіжого повітря.

За способом переміщення  повітря вентиляція буває природною і механічною. Можлива також комбінація природної і механічної вентиляції (змішана вентиляція) в різних варіантах.

Залежно від того, для чого слугує вентиляція, – для  подавання (притоку) чи видалення (витяжки) повітря із приміщення чи для того та іншого одночасно – вона називається припливною, витяжною чи припливно-витяжною.

За місцем дії  вентиляція буває загальнообмінною та місцевою.

Дія загальнообмінної вентиляції ґрунтується на розбавленні шкідливих речовин, які виділяються, свіжим повітрям до граничнодопустимих концентрацій чи температур. Цю систему вентиляції застосовують найчастіше у тих випадках, коли шкідливі речовини виділяються рівномірно по всьому приміщенню. За такої вентиляції необхідні параметри повітряного середовища підтримуються у всьому його об’ємі.

Повітрообмін в приміщенні можна значно скоротити, якщо вловлювати шкідливі речовини в місцях їх виділення, не допускаючи поширення по всьому приміщенню. З цією метою технологічне обладнання, яке є джерелом виділення  шкідливих речовин, обладнують спеціальними пристроями, які відсмоктують забруднене повітря. Така вентиляція називається місцевою витяжною чи локалізуючою.

У виробничих приміщеннях, де можливе раптове потрапляння  в повітря робочої зони великої  кількості шкідливих парів та газів, влаштовують аварійну вентиляцію.

На виробництві часто  комбінують системи вентиляції (загальнообмінну з місцевою, загальнообмінну з аварійною).

Найбільш досконалою системою механічної вентиляції є кондиціювання  повітря, яке застосовується для  штучного створення оптимальних  параметрів мікроклімату у виробничих, адміністративних, громадських приміщеннях  або на робочих місцях. Створення  та підтримання постійних чи змінюваних параметрів повітряного середовища проводиться автоматично незалежно  від зміни зовнішніх метеорологічних  умов та всередині приміщення (при  частковій рециркуляції повітря) і  здійснюється в спеціальних установках – кондиціонерах.

Вибір системи  кондиціювання здійснюється на основі розрахунків необхідного повітрообміну L, м³/г, для кожного періоду року. Розрахунок кількості повітря заданих параметрів, яке необхідно подати в приміщення, здійснюють за такими чинниками: шкідливі речовини, надлишки вологи, надлишки тепла, кількість працюючих. Якщо у приміщенні існують одночасно декілька шкідливих чинників, розрахунок ведуть за кожним із них і більше з отриманих значень приймають за розрахункове.

Нижче наведено методи розрахунку повітрообміну.

 

Завдання 1

1. Розрахунок повітрообміну  за газовиділенням (за шкідливими речовинами):

Необхідний об’єм повітря  для розбавлення шкідливих речовин  допустимих концентрацій розраховують за формулою:

L = q / C₁-C₂,  де                                                      (1)

L – кількість припливного повітря за одиницю часу, яке необхідно ввести в приміщення для зменшення вмісту шкідливої речовини (випарів, газів, пилу), м³/год;

q – кількість шкідливої речовини, що виділяється у приміщення за годину, мг/год (при розрахунку за СО₂ кількість вуглекислого газу, яку виділяє одна людина, подано у таблиці 1);

C₁ – концентрація шкідливої речовини у повітрі, яке видаляється (≤ ГДК), мг/м³ (значення ГДК деяких речовин подано у таблицях 2, 3);

C₂ – концентрація шкідливої речовини у повітрі, яке подається у приміщення (C₂≤ 0,3 ГДК), мг/м³ (C₂=0,3· C₁)

 

L= 12000/50*0,7=12000*35=342,8 м³/год

Після розрахунку повітрообміну  за газовиділенням, розраховуємо кратність  повітрообміну К:

K= L/V де К – кратність повітрообміну (год^-1)

L – кількість припливного повітря (м³/год)

V – обєм приміщення (м³)

V= a*b*h= 5*9*3,2= 144 м³

K=342,8/144= 2,3 год^-1

Висновок: для створення оптимального мікроклімату протягом години необхідно замінити весь об’єм повітря 3 рази.

 

Завдання 2

2. Розрахунок повітрообміну  за надлишковим теплом

Робота надлишкового устаткування та виробничі процеси зазвичай супроводжуються  виділенням тепла. Це може призвести  до перевищення допустимої температури  повітря у приміщенні, особливо у теплий період року.

Необхідну кількість повітря для відведення надлишків тепла розраховують за формулою:

L = Q_{надл .}/ c· ρ_зовн. · (t_вн. – t_зовн.) , де                                            (2)

L – кількість припливного повітря за одиницю часу, яке необхідно ввести в приміщення для поглинання надлишкового тепла, м³/год;

с –питома теплоємність повітря за незмінного тиску (с=0,239 ккал/кг ºС)

ρ_зовн. – густина зовнішнього повітря, кг/м³ (табл. 4);

t_вн і t_зовн – температура внутрішнього і зовнішнього (припливного) повітря відповідно, °C, причому температура припливного повітря приймається на 5 – 10 °C нижчою, ніж температура повітря в приміщенні;

Q_надл – надлишкове тепло, яке визначається різницею тепла, що надходить в приміщення (Q_надх) та втратами тепла з приміщення (Q_відх), ккал/год

c = 0,239 ккал/кг ºС;

ρ_{зовн =} 1,223 кг/м³;

t_{вн =} 20 ºС;

t_{зовн =} 10 ºС;

Q_надл = Q_{надход.} - Q_відх, де

 

Q_надход= Q₁ +Q₂ + Q₃ + Q_4,    

 

Q₁= 1520 ккал/год;

Q₂ = 860*k*N= 860*0,6*1,3= 670,8 ккал/год;

Q₃ = 860 ·n· q_люд = 860*9*0,151 = 1168,74 ккал/год;

Q₄ = S ·k· q_скл = 45*0,9*100 = 4050 ккал/год;

Q_надход= 1520+670,8+1168,74+4050 = 7409,5 ккал/год;

 

Q_відх – втрати тепла з приміщення через стіни, двері, вікна, ккал/год, причому:

Q_відх = S_ст. ·l· (t_вн. – t_зовн.) / d, де

l – теплопровідність стін, ккал/(год*град*м) (l = 0,75 ккал/(год*град*м) для будівель з силікатної цегли);

d – товщина стін, м (d = 0,25 м для будівель 1-шої групи, d = 0,5 м для старих будівель);

t_вн. – t_зовн.- температура припливного повітря приймається на 5 – 10 °C нижчою, ніж температура повітря в приміщенні;

S_ст. – площа стін, м²;

l = 0,75 ккал/(год*град*м);

d = 0,5 м;

t_вн = 20 °C;

t_зовн = 10 °C;

S = a·b + 2h ∙ (a + b) = 45+6,4*14 = 134,6 м²

Q_відх =134,6*0,75*(20-10)/0,5 = 2019 ккал/год;

Знаходимо надлишкове тепло (Q_надл):

Q_надл = 7409,5 - 2019 = 5390,5 ккал/год;

 

L=5390,5/0,239*1,223*(20-10) = 1858,8 м³/год;

 

K= 1858,8/144 = 12,9 год^-1

Висновок: приміщення використовувати не доцільно.

Завдання 3

3. Розрахунок повітрообміну за волого виділенням

Під час виділення у  приміщенні надлишкової вологи кількість  припливного повітря визначають за формулою:

L = Σ_m / r (d_вн.–d_зовн.) ,  де                                                     (3)

 

L – об’єм повітря, необхідний для зниження відносної вологості до вимог ГОСТ 12.1.005-88 та ДСН 3.3.6.042-99, м³/год;

∑m – сумарна кількість надлишкової вологи в приміщенні, г/год, причому:

∑m = n·W = 4*70 = 280 г/год;

n – кількість працюючих = 4;

W – кількість вологи, яку виділяє організм людини протягом години, г/год (табл. 6) = 70;

r – густина повітря при температурі приміщення, кг/м³ (табл. 4) = 1,181 кг/м³;

, – вміст вологи у внутрішньому та зовнішньому (припливному) повітрі відповідно при заданій температурі (абсолютна вологість), у грамах на 1 кг сухого повітря г/кг, причому:

d_вн = P_нас. ∙j_вн./100,

d_зовн. = P_нас. ∙j_зовн../100,

 

де j_вн і j_зовн. – відносна вологість внутрішнього і зовнішнього повітря відповідно, %;

P_нас. – максимальний вміст вологи у повітрі при робочій температур, г/кг (див. табл. 7).

d_вн =14,4*70/100 = 10,08 г/кг;

d_зовн. =7,5*55/100 = 4,1 г/кг;

L = 280/1,181(10,08 – 4,1) = 280/7,16 = 39,4 м³/год;

K = 39,4/144 = 0,3 год^-1;

Висновок: протягом 1 години не потрібно замінювати повітря для створення оптимального мікроклімату.

 

K = (2,3+1,2+0,3)/3 = 4,9;

 

Висновок: отже, в даному приміщенні доцільно встановити вентиляцію.