Безопасность жизнедеятельности. Оздоровление окружающей среды.
Цель работы: приобретение студентами практических навыков расчёта микроклимата в рабочем помещении.
Задача 1.
В производственном помещении площадью S и высотой H установлено N единиц однотипного технологического оборудования с удельным тепловыделением q , на каждом из которых ведутся работы с категорией тяжести КР (по ГОСТ 12.1.005 - 88), связанные с выбросом вредных веществ ВВ, (ацетон), в воздух рабочей зоны с расходом m . Общие теплопотери помещения - Q.
1. Установить для холодного и теплого периодов года параметры микроклимата, соответствующие оптимальным и допустимым условиям труда с категорией тяжести работ 2б
2. Определить потребный расход воздуха общеобменной механической вытяжной вентиляции помещения для теплого периода. Сделать вывод о возможности устройства такой вентиляции помещения по критерию кратности воздухообмена.
При решении учесть следующие условия.
Воздухозаборники системы вытяжной механической вентиляции расположены на расстоянии 0,5м от потолочного перекрытия. В помещении естественная вентиляция, а также технологические и местные отсосы отсутствуют. Общеобменная вентиляция должна обеспечить на верхней границе рабочей зоны (2 м от пола) температуру воздуха, соответствующую наибольшему значению данного параметра при допустимых условиях труда. Температура воздуха внутри помещения растет по высоте с градиентом t. Наружный воздух поступает в помещение через воздуховоды, расположенные на уровне 0,2м от пола. Температура наружного воздуха в теплый период года равна t н.
Во всех вариантах принять: теплоемкость воздуха - 1,005 кДж / (кг .0С); плотность воздуха при температуре 150 С - 1,202 кг/м3; температурный градиент плотности воздуха - (-0,004) кг/ (м3 0С);
ВВ создают равномерное по объему помещения загрязнение воздуха. Работы с выделением ВВ ведутся непрерывно в течение смены, а концентрация ВВ того же вида, который дан в задании, в приточном воздухе не превышает 20% ПДК.
Кратность воздухообмена для заданного помещения должна находиться в пределах (от 2,1 до 3,0)ч -1.
Так как в помещении естественная вентиляция, а также технологические и местные отсосы отсутствуют, то следует воспользоваться формулами для определения потребного расхода воздуха L, м3/ч и кратности воздухообмена помещения, n, ч-1
Потребный расход воздуха общеобменной вытяжной вентиляции при наличии теплоизбытков и ВВ, выделяемого в воздух помещения, определяется по большему из расчетных значений:
а) по вредностям:
где ПДК бензола - 15 мг/м3;
Спр=концентрация ВВ в приточном воздухе (по условию 20% ПДК)
m - расход вредного вещества в воздухе помещения (соответственно по вариантам);
м3/ч
б) по избыткам теплоты:
где Qр =q·N - Q= 2000·8 - 8000=8000 кДж теплоизбытки
= (-0,004) кг/(м3 оС) - температурный градиент плотности воздуха
+15=1,202 кг/м3 - плотность воздуха при температуре +15оС
tн температура наружного воздуха в теплый период года равна t н (соответственно по вариантам); м3/ч
В качестве потребного расхода воздуха общеобменной вытяжной вентиляции Lр принимается большее из полученных по формулам (1), (2) расчетных значений. Lр =3000
Кратность воздухообмена помещения, n, ч-1 находится по формуле:
где Lр - потребного расхода воздуха общеобменной вытяжной вентиляции
V = S·H = 50·3,9 = 108 - объем помещения, м3.
Вывод: сравнив полученную расчетную величину кратности воздухообмена n с величиной заданной по условию можно сделать вывод о невозможности устройства такой вентиляции в данном помещении.
Согласно полученным данным необходимо снижать потребный расход воздуха общеобменной вытяжной вентелляции, который составляет 4800 м3/ч. Максимальный птребный расход воздуха при заданных по условию данных может быть 585 м3/ч.
Снизить можно путём уменьшения выброса вредных веществ m на порядок. Тогда:
Либо увеличением объёма рабочего помещения до 1600 кв. м.
3. Определить по исходным данным п 2 задачи потребный расход приточного воздуха и потребный расход воздуха общеобменной механической вытяжной вентиляции помещения для теплого периода при условии, что с целью удаления ВВ каждое технологическое оборудование оснащено местным отсосом производительностью 400м3/ч. Все местные отсосы подсоединены к вытяжной системе, отдельной от общеобменной. Принять, что при использовании местных отсосов в воздух помещения проникает до 20% выделяемых оборудованием вредных веществ. Учесть, что помещение оборудовано естественной вентиляцией, обеспечивающей кратность воздухообмена 0,2ч -1. Сделать вывод о возможности устройства такой вентиляции помещения по критерию кратности воздухообмена.
При решении задачи по п.3 требуемую производительность общеобменной механической вентиляции следует определять по формуле:
где Ls - общий потребный расход воздуха
Lест - расход воздуха естественной вентиляции Lест = 0,2·V=0.2·S·H= 0,2·50·3,9=39 м3/ч;
Lмест - расход воздуха местного отсоса (по условию Lмест = 400·N = 400·8=3200 м3/ч, где N=4 -количество единиц однотипного технологического оборудования)
Lо - расход воздуха общеобменной механической вентиляции (по условию принимаем Lо = 0,2· Lвв = 0,2·3000=600 м3/ч, где Lвв - величину потребного расхода воздуха общеобменной вытяжной вентиляции по критерию ВВ принимаем равной расчетному значению из п. 2).
Кратность воздухообмена помещения при данных условиях, n, ч-1 находится по формуле:
где Ls - общий потребный расход воздуха
V = S·H- объем помещения, м3.
Вывод: сравнив полученную расчетную величину кратности воздухообмена n с величиной заданной по условию также можно сделать вывод о невозможности устройства такой вентиляции в данном помещении.
Согласно полученным данным необходимо снижать общий потребный расход воздуха, который составляет 3839 м3/ч. Максимальный общий потребный расход воздуха при заданных по условию данных может быть 324 м3/ч. Снизить можно путём удаления всех устройств местого отсоса и снижением вдвое производительности общеобменной механической вентелляции. Тогда:
4. Рассчитать производительность местного отсоса, выполненного в виде вытяжного зонта, открытого с трех сторон. Зонт установлен над источником ВВ на высоте h. Источник ВВ представлен условно объектом прямоугольного сечения шириной В и длиной L. Скорость воздуха в приемном сечении зонта - V.
Для решения задачи необходимо воспользоваться формулой для определения производительности вытяжного зонта Lз, м3/ч
Lз = 3600·V·F
где V - скорость воздуха во входном сечении зонта, м/с;
F - площадь выходного сечения зонта, м2.
Конструкция зонта обеспечивает наилучшие параметры работы при соотношении
F= (В +0,8·h)·(L+0,4·h),
где B, L -ширина и длина источника вредных выделений, м (соответственно по вариантам);
h - высота расположения приемного сечения зонта над источником, м (соответственно по вариантам).
F= (В +0,8·h)·(L+0,4·h)=(0,4 + 0,8·1,3)·(0,8 + 0,4·1,3)= 1,901
Lз = 3600·1 ·1,901= 6844 м3/ч
