КОЛЛЕКТИВНЫЕ СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ Книга 1

4.МЕХАНИЧЕСКАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

4.1.Санитарно-гигиенические требования к состоянию воздушной среды производственных

помещений

Состояние воздушной среды производственных помещений оценивается по параметрам метеорологических условий воздуха рабочей зоны и по концентрации вредных веществ, содержащихся

ввоздушной среде.

4.1.1.Метеорологические параметры воздуха рабочей зоны

Кметеорологическим параметрам воздуха рабочей зоны относят температуру, относительную влажность и скорость движения воздуха. Нормативные величины параметров метеорологических условий регламентируются ГОСТ 12.1.005–88 [1]. Эта регламентация осуществляется с учетом категории работы, количества рабочих мест и времени года.

Классификация категорий работ для основных цехов машиностроительных заводов приведена

втабл. 4.1

Та б л и ц а 4.1

Наименование цехов, участков	Категория работ
Литейные:
плавильные и заливочные отделения машинного литья стержневое, сушильное	Тяжелая – III
Кузнечно-прессовые	Средней тяжести – II б
Термические: печные залы и отделения высокотемпературного цианирования, от-	Тяжелая – III
деления низкотемпературного цианирования высокочастотных печей
Гальванические
Окрасочные	Тяжелая – III
Сборочно-сварочные	Средней тяжести – II б
Механические	Средней тяжести – II б
Деревообрабатывающие	Средней тяжести – II а
	Средней тяжести – II б
	Средней тяжести – II б

Нормами регламентируются два уровня метеорологических условий: оптимальный и допустимый. Оптимальными являются такие сочетания параметров микроклимата, которые обеспечивают ощущения теплового комфорта; допустимыми – такие, при которых не возникает нарушений состояния здоровья, но могут наблюдаться дискомфортные ощущения. Выбор уровня метеорологических условий регламентирован СНиП 2.04.05–91* [2]. Оптимальные и допустимые значения температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне на постоянных и непостоянных рабочих местах приведены в табл. 4.2.

													Т а б л и ц а 4.2
		Температура, °С								Относительная			Скорость
													движения,
				допустимая							влажность, %		м/с, не более
Категория работ		Верхняя грани-					Нижняя					Допутимая на рабо-		Допустимая на
	Опти-	ца					граница					чих местах постоян-		рабочих мес-
	мальная		На рабочих местах							Опти-		ных и непостоянных	Опти-	тах постоян-
		посто-		непосто-			постоян-	непосто-		мальная			мальная	ных и непо-
		янных		янных			ных		янных					стоянных
							Холодный период года
Легкая –Iа	22...24	25	26			21			18	40...60		75	0,1	0,1
Легкая –Iб	21...23	24	25			20			17	40...60		75	0,1	0,2
Средней тяжести –
Iа	18...20	23	24			17			15	40...60		75	0,2	0,3
Средней тяжести –
Iб	17...19	21	23			15			13	40...60		75	0,3	0,5
Тяжелая –III	16...18	19	20			13			12	40...60		75	0,3	0,5
							Тѐплый период года
														41

Легкая –Iа	...23	25	28	30	22	20	...40	60	55 (при 28 °С)	0,1	...0,1	0,2
Легкая –Iб	22...	24	28	30	21	19	40...	60	60 (при 27 °С)	0,2	0,1...	0,3
Средней тяжести –
Iа	21...	23	27	29	18	17	40...	60	65 (при 26 °С)	0,3	0,2...	0,4
Средней тяжести –
Iб	20...	22	27	29	16	15	40...	60	70 (при 25 °С)	0,3	0,2...	0,5
Тяжелая –III	18...	20	26	28	15	13	40...	60	75 (при 24 °С и ниже)	0,4	0,2...	0,6

Большая скорость движения воздуха в теплый период года соответствует максимальной температуре воздуха, меньшая – минимальной. Для промежуточных величин температуры скорость движения воздуха допускается определять интерполяцией; при минимальной температуре воздуха скорость его движения может приниматься ниже 0,1 м/с при легкой работе и ниже 0,2 м/с при работе средней тяжести и тяжелой.

4.1.2. Вредные вещества в воздухе производственных помещений

Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе производственных помещений регламентированы ГОСТ 12.1.005–88. В справочном пособии по дипломному проектированию [3] приведены значения ПДК в воздухе рабочей зоны и населенных мест для веществ, наиболее часто встречающихся в производственных помещениях.

При одновременном выделении в воздух производственных помещений нескольких вредных веществ однонаправленного действия на организм человека необходимо, чтобы сумма отношений концентрации каждого вещества к его ПДК не превышала единицы:

C1		C2		Cn	1,	(4.1)
ПДК1		ПДК 2		ПДК n

где С1, С2,..., Сn – концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны, мг/м3.

4.2.Порядок расчета механической вентиляции

4.2.1.Общие положения

Задачей вентиляции является обеспечение чистоты воздуха и заданных метеорологических условий в производственных помещениях. Вентиляция достигается удалением загрязненного или нагретого воздуха из помещения и подачей в него свежего воздуха.

Еще на стадии проектирования следует предусматривать решения, обеспечивающие нормируемые метеорологические условия и чистоту воздуха в обслуживаемой зоне производственных помещений, нормируемые уровни шума и вибрации от работы систем вентиляции и кондиционирования. Если вентиляционное оборудование и воздуховоды размещаются в помещениях с агрессивной средой или предназначены для удаления воздуха с агрессивной средой, то они должны быть выполнены из антикоррозионных материалов или с защитным покрытием от коррозии (например, воздуховоды бортовых отсосов гальванических ванн).

Горячие поверхности вентиляционного оборудования и воздуховодов (например, в кузнечных и литейных цехах), размещаемых в помещениях, в которых они создают опасность воспламенения газов, паров, аэрозолей или пыли, следует теплоизолировать, предусматривая температуру на поверхности теплоизоляционной конструкции не менее чем на 20% ниже температуры их самовоспламенения.

Объем притока воздуха должен соответствовать объему удаляемого из помещения воздуха, разница между этими объемами не должна превышать 10...15%. Свежий воздух необходимо подавать в те части помещения, где количество вредных выделений минимально, а удалять, где выделения вредных веществ (тепла) максимально. Приток воздуха должен производиться в рабочую зону, а вытяжка – из верхней зоны или местной вентиляцией рабочей зоны. Для вредных веществ, плотность которых больше плотности воздуха, вытяжку допускается производить из нижней зоны помещения.

4.2.2. Системы механической вентиляции

По способу перемещения воздуха в помещениях различают приточную, вытяжную и приточновытяжную вентиляцию. По месту действия вентиляция разделяется на общеобменную и местную.

42

Общеобменную вентиляцию наиболее часто применяют в тех случаях, когда вредные вещества выделяются равномерно по всему помещению.

Установки приточной вентиляции (рис. 4.1,а) состоят из следующих элементов: воздухозаборного устройства 1, воздуховодов 2, фильтров 3 для очистки забираемого воздуха от примесей; калорифера 4, центробежного вентилятора 5 и приточных устройств 6 (отверстия в воздуховодах, приточные насадки и т.п.).

Установки вытяжной вентиляции (рис. 4.1,б) состоят из вытяжных устройств 7 (отверстия в воздуховодах, вытяжные насадки), вентилятора 5, воздуховодов 2, устройства для очистки воздуха от пыли и газов 8 и устройства для выброса воздуха 9.

Приточно-вытяжная вентиляция в общем случае представляет собой комбинацию приточной и вытяжной, работающих одновременно. На базе комбинации приточной и вытяжной вентиляции создаются системы вентиляции с рециркуляцией воздуха, которые представляют собой замкнутые системы воздухообмена (рис. 4.1, в).

Рис. 4.1. Механическая вентиляция:

Рис. 4.1. Механическая- приточнаявентиляция; б -: вытяжнаяприточная; ; б вытяжная;

вв - приточно--вытяжнаятяжная ссрециркуляцией

Воздух, отсасываемый из помещения 10 вытяжной вентиляцией, частично или полностью вторично подается в это помещение через приточную систему, соединенную с вытяжной системой воздуховодом 11. При изменении качественного состава воздух в замкнутой системе подается или выбрасывается с помощью клапанов 12.

Приточную вентиляцию применяют в тех случаях, когда удаляемый из помещения воздух не содержит вредных веществ и не требует очистки; вытяжную – в случаях, когда поступающий в помещение через неплотности ограждающих конструкций воздух не содержит вредных веществ. В остальных случаях применяют приточно-вытяжную вентиляцию.

Если источники загрязнения в производственном помещении локализованы, то в дополнение к общеобменной применяют местную вентиляцию.

4.2.3.Последовательность расчета вентиляции

Вобщем случае расчет вентиляции производственных помещений может быть выполнен в следующей последовательности.

1. Выбор системы вентиляции (см. п. 4.2.2).

2. Для разработанного технологического процесса, в зависимости от размещения производственных помещений, установок, оборудования, проектируют конфигурацию вентиляционной сети.

3. По интенсивности выделения вредных веществ, количеству тепловыделений, влаги и т.п. на отдельных рабочих местах определяют необходимый воздухообмен.

4. По требуемому расходу на отдельных участках воздуховодов определяют их форму и поперечные размеры исходя из допустимых скоростей движения воздуха по ним (8...10 м/с).

5. Рассчитывают аэродинамическое сопротивление и потери давления в сети.

6. Зная необходимую производительность (по общему воздухообмену) и полное давление, которое должен развивать вентилятор, производят его выбор.

43

7.Рассчитывают потребную мощность электродвигателя и его выбирают по каталогам.

4.3.Расчет воздухообмена

4.3.1.Расчет расхода приточного воздуха

Всоответствии со СНиП 2.04.05-91 [2] необходимый расход приточного воздуха должен определяться по следующим формулам.

1.По массе выделяющихся вредных веществ

L		L			m po Lw,z (qw,z qin )	.	(4.2)
	po		w,z
					ql qin

При одновременном выделении в помещении нескольких вредных веществ, обладающих однонаправленным действием, воздухообмен следует определять, суммируя расходы воздуха, рассчитанные по каждому из этих веществ.

2. По избыткам полной теплоты

L	L			3,6Qh, f 1,2Lw, z (Iw, z Iin )			.	(4.3)
h, f		w, z			1,2(Il Iin )
3.По избыткам влаги (водяного пара)
L		L			W 1,2Lw, z (dw, z din )	.		(4.4)
w		w, z			1,2(dl din )
4.По нормируемой кратности воздухообмена
					Ln Vp n .			(4.5)

5.По нормируемому удельному расходу приточного воздуха

Lsp Ak ,	(4.6)
Lsp Nm .	(4.7)

В формулах (4.2) – (4.7) Lw,z – расход воздуха, удаляемого из обслуживаемой или рабочей зоны помещения системами местных отсосов, общеобменной вентиляцией на технологические нужды, м3/ч; Qh,f – избыточный полный тепловой поток в помещении, Вт; С – теплоемкость воздуха, равная 1,2 кДж/(м3 С); tw,z – температура воздуха в обслуживаемой или рабочей зоне помещения, удаляемого системами местных отсосов, общеобменной вентиляции и на технологические нужды,С, tl – температура воздуха, удаляемого из помещения за пределами обслуживаемой или рабочей зоны, С; tin – температура воздуха, подаваемого в помещение, С (см. ниже); W – избытки влаги в помещении, г/ч; dw,z – влагосодержание воздуха, удаляемого из обслуживаемой или рабочей зоны помещения системами местных отсосов, общеобменной вентиляции и на технологические нужды, г/кг; dl – влагосодержание воздуха, удаляемого из помещения за пределами обслуживаемой или рабочей зоны, г/кг; din – влагосодержание воздуха подаваемого в помещение, г/кг; Iw,z – удельная энтальпия воздуха, удаляемого из обслуживаемой или рабочей зоны помещения системами местных отсосов, общеобменной вентиляции и на технологические нужды, кДж/кг; Il – удельная энтальпия воздуха, удаляемого из помещения за пределами обслуживаемой или рабочей зоны, кДж/кг; Iin = ctin – удельная энтальпия воздуха, подаваемого в помещение, кДж/кг; I=ct – по определению энтальпии; mpo – масса каждого из вредных веществ, поступающих из воздуха помещения, мг/ч; qw,z, ql – концентрация вредного вещества в воздухе, удаляемом соответственно из рабочей зоны помещения и за пределами рабочей зоны, мг/м3; qin – концентрация вредного вещества в воздухе, подаваемом в помещение, мг/м3; Vp – объем помещения, м3; для помещений высотой 6 м и более следует принимать Vp = =6A; A – площадь помещения, м2; N – число рабочих мест, единиц оборудования; n – нормируемая кратность воздухообмена, ч–1; k – нормируемый расход приточного воздуха на 1 м2 площади пола помещения, м3/(ч м2); m – нормируемый удельный расход приточного воздуха на одно рабочее место, на одного человека.

Параметры воздуха tw,z, dw,z , Iw,z следует принимать равными расчетным параметрам в обслуживаемой или рабочей зоне помещения (см. п. 4.1.1), а qw,z – равным ПДК (в рабочей зоне помещения).

Расход воздуха для определения взрыво-пожаробезопасности

44

L		L			m po Lw,z (0,1qg	qin )	,
	po		w,z		0,1qg qin

где qg – нижний концентрационный предел распространения пламени по газо-, паро- и пылевоздушным смесям, мг/м3.

При нормальном микроклимате и отсутствии вредных веществ или содержании их в пр е- делах норм минимальный расход наружного воздуха вычисляется по формуле (4.7), в которой принимается m 30 м3/ч для помещений с объемом меньше 20 м3 на одного работающего; m20 м3/ч для помещений с объемом, большим или равным 20 м3 на одного работающего, если имеется естественное проветривание. В тех случаях, когда естественное проветривание о т- сутствует, расход воздуха на одного работающего m 60 м3/ч.

4.3.2. Расчет объема воздуха, удаляемого местной вытяжной вентиляцией

С целью сокращения или предупреждения загрязнения воздушной среды производственных помещений в целом или на отдельных участках оборудование, аппараты и устройства, связанные с выделением вредных примесей, оборудуют местной вытяжной вентиляцией. Местная вытяжная вентиляция весьма эффективна, обеспечивает удаление примесей при высокой концентрации непосредственно из зоны выделения, что сокращает количество воздуха, необходимого для разбавления до санитарных норм.

Основным элементом местной вытяжной вентиляции является устройство аспирационного типа, называемое отсосом. По степени изоляции от окружающего пространства различают отсосы открытого типа (вытяжные зонты, вытяжные панели) и местные отсосы. Подробная классификация местных отсосов и методик расчета объема воздуха, удаляемого ими, приведены в работе [4]. Здесь даны краткие характеристики некоторых из них.

Вытяжные зонты применяются для улавливания потоков вредных выделений 1 с плотностью меньше плотности окружающего воздуха. Схема вытяжного зонта 2 и рекомендуемые геометрические соотношения приведены на рис. 4.2, объем воздуха отсасываемого зонтом, приближенно определяется формулой [5] L3 v0Fз , м3/с, где v0 – скорость воздушного потока во входном сече-

нии по кромке зонта, м/с; Fз – площадь выходного сечения зонта, м2. В зависимости от токсичности выделяемых вредных веществ v0 = (2...5) м/с.

Рис. 4.2. Схема вытяжного

зонта

Рис. 4.2. Схема вытяжного зонта

Вытяжные панели устанавливают сбоку от источников загрязнения либо вертикально, либо наклонно (рис. 4.3, где А = 1,2а – длина панели, м; а – длина источника, м). Количество воздуха, удаляемого панелью [5],

Lп CпQ13 (H b)53 , м3/с,

45

где Сп – размерный коэффициент, учитывающий конструкцию панели и ее расположение относительно источника; Q – количество конвективного тепла, выделяемого источником, Вт; H – расстояние от верхней плоскости источника до центра всасывающих отверстий панели, м; b – ширина источника, м.

а)		б)

РисРис. 4. .43..3Схема. отсасывающихпанелей: :аа––ссотсосомввсторону, б – у поста сварки; 1 – панель; 2 – рабочий стол; 3 –

б– у поста сварки; 1сварочный– панель; 2стол– рабочий; 4 – всасывающаястол; 3 – сварочныйп нель; 5 – вытяжной воздуховод

стол; 4 – всасывающая панель; 5 – вытяжной воздуховод

На рис. 4.4, а представлена наклонная панель равномерного всасывания конструкции А.С. Чернобережского [4]. Нижний край панели располагается на высоте 300 мм от поверхности стола для размещения свариваемых деталей. Скорость воздуха в живом сечении решетки принимают равной 3...4 м/с и до 8 м/с при сварке особо токсичных материалов. Расход воздуха принимается из расчета 3300 м3/ч на один квадратный метр площади отсоса.

а)	б)

Рис.4.4. Наклонные вытяжные панели равномерного всасывания:

Рис. 4.4. Наклонные вытяжные панели равномерного всасывания: – вытяжная панель конструкции

а - вытяжная панель конструкции А.С. Чернобережского;

А.С.Чернобережского; б – типовая вытяжная панель

б – типовая вытяжная панель

В сварочных цехах часто применяют типовые конструкции местных отсосов с вертикальными щелями (рис. 4.4, б). Размеры типовых панелей и рекомендуемые расходы воздуха приведены в табл. 4.3.

Т а б л и ц а 4.3

		Рекомендуемый расход воздуха, м3/ч, при скорости его в живом
Размер панели, мм	Живое сечение, м2				сечении, м/с
		2	2,5	3,0		3,5		4,0	5,0	6,0
600 645	0,086	620	775	930		1080		1240	1550	1860
750 645	0,110	790	990	1185		1380		1580	1980	2370
900 645	0,130	935	1170	1400		1640		1870	2340	2810

46

Вытяжная панель боковых отсосов для фиксированных мест электросварки (рис. 4.5,а) представляет собой прямоугольный короб с отверстием для всасывания воздуха размером 600 550 мм. Отверстие закрыто предохранительной сеткой. Над всасывающим отверстием установлен козырек шириной 200 мм. Рекомендуемый расход воздуха – 4100 м3/ч на один квадратный метр всасы-

вающего отверстия. Для однощелевого отсоса (рис. 4.5,б) рекомендуемый расход воздуха 1600 м3/ч.

а)	б)

Рис. 4.5. Боковые отсосыРисдля. 4.5фиксир. Боковыеованныхотсосы дляместфиксированныхэлектросваркимест: а –электросваркибоковой отсос: ; б – однощелевой отсос

а – боковой отсос; б – однощелевой отсос

В гальванических цехах приборостроительных и машино-строительных предприятий широко применяются местные вытяжные устройства типа бортовых отсосов: однобортовые и двубортовые обычного типа с вертикальной щелью всасывания (рис. 4.6, а); опрокинутые с горизонтальной щелью всасывания (рис. 4.6, б) и активированные с передувкой (рис. 4.6, в). Отсосы располагают вдоль длинных сторон ванн.

Рис. 4.6. Бортовые отсосы: а – обычные; б – опрокинутые; в - активированные

Рис. 4.6. Бортовые отсосы: а – обычные; б – опрокинутые; в – активированные

Объемы воздуха, удаляемого от ванн бортовыми отсосами, рекомендуется определять по формуле [6]

1

Bl

3

L

1400

0,53

H

B l K 3

K K K

K

K

, м3/ч,

отс

4

Bp l

p

p 1

t

т 1 2

3

где B – ширина ванны, м; Bp – расчетная ширина ванны (для двубортовых отсосов расстояние между кромками отсосов; для однобортовых – от кромок отсосов до борта ванны), м; l – длинна ванны, м; Hp – расчетное расстояние от зеркала раствора до оси щели, м; Kт – коэффициент, учитывающий токсичность раствора (Kт = =1,25...2,0); K t – коэффициент, учитывающий разность температур раствора и воздуха (табл. 4.4); K1...K4 – коэффициенты, учитывающие влияние различных факторов на объем удаляемого от ванн воздуха (табл. 4.5).

Т а б л и ц а 4.4

Тип отсоса					t, C
	0	10	20	30	40	50	60	70	80
Неактивированный	1,0	1,16	1,31	1,47	1,63	1,79	1,94	2,1	2,26

47

	Активированный		1,0		1,03	1,06		1,09		1,12		1,15		1,18	1,21	1,24
														Т а б л и ц а 4.5
	Коэффициент								Отсос
				Тип				Неактивированный						Активированный
	К1		Однобортовой						1,8						1,0
			двубортовой						1,0						0,7
	К2		Однобортовой						1,2						1,2
			или двубортовой
	К3		Однобортовой						1,2						1,2
			или двубортовой
	К4		Однобортовой						1,2						1,2
			или двубортовой

В активированных отсосах объем удаляемого воздуха (м3/ч) следует определять по формуле

L 1200 Bp32 l .

Объем воздуха для сдувающей струи Lc 60BplK t .

В табл. 4.6 приведены данные об объеме воздуха, удаляемого бортовыми отсосами от серийно выпускаемых ванн [4].

					Т а б л и ц а 4.6
Размеры ванны, мм		Расход воздуха Lотс, м3/ч			Расход воздуха
	Двубортовые	С наддувом			на наддув
	без наддува	Однобортовой		Двубортовой	Lнад, м3/ч
450 800	260	200		—	20
450 2200	730	550		—	55
500 1100	420	335		—	30
600 1100	540	470		—	40
600 2200	1100	940		—	75
700 800	480	450		—	35
700 2200	1350	1230		—	90
800 760	530	535		—	35
1000 1500	1450	1540		1090	90
1000 2000	2180	2260		1600	130
1200 1500	1860	2090		1475	105
1200 2200	2760	3060		2155	155

4.4. Вентиляционные сети

После определения необходимого количества обменного воздуха выбирается схема вентиляционной сети с расстановкой необходимого вентиляционного оборудования и производится аэродинамический расчет системы вентиляции, сводящийся к определению конструктивных размеров и материалов воздуховодов и расчету потерь давления в них.

Рекомендуемые материалы для воздуховодов в зависимости от характеристики воздуха, транспортируемого по ним, приведены в табл. 4.7 [2]. Есть некоторые особенности применения материалов воздуховодов: воздуховоды из асбестоцементных конструкций не допускается использовать в системах приточной вентиляции; воздуховоды из стали листовой холодно- и горячекатаной должны иметь покрытие, стойкое к транспортируемой среде.

Нормируемые внутренние размеры поперечного сечения металлических воздуховодов приведены в табл. 4.8 [2].

Толщину листовой стали для воздуховодов, по которым перемещается воздух с температурой не выше 80 С, выбирают из следующих условий:

а) для воздуховодов круглого сечения диаметром, мм:

до 200	включительно......	0,5
от 250 до 450	включительно......	0,6

48

от 500 до 800		включительно......	0,7
от 900	до 1250	включительно......	1,0
от 1400	до 1600	включительно......	1,2
от 1800	до 2000	включительно......	1,4

б) для воздуховодов прямоугольного сечения размером большей стороны, мм:

		до 250 включительно...... 0,5
		от 300 до 1000 включительно...... 0,7
		от 1250 до 2000 включительно...... 0,9
		Т а б л и ц а 4.7
	Характеристики транспортируемой среды	Изделия и материалы
		Бетонные, железобетонные и гипсовые вентиляционные блоки;
		асбестоцементные трубы и короба; сталь – тонколистовая
	Воздух с температурой не более 80 С при относитель-	оцинкованная, кровельная, листовая, рулонная холодноката-
	ной влажности не более 60%	ная; стеклоткань; бумага и картон; другие материалы, отве-
		чающие требованиям указанной среды
		Бетонные и железобетонные вентиляционные блоки; асбесто-
		цементные трубы и короба; сталь – тонколистовая оцинкован-
	Воздух с температурой не более 80 С при относитель-	ная, листовая, алюминий листовой; пластмассовые трубы и
	ной влажности более 60%	плиты; стеклоткань; бумага и картон с соответствующей про-
		питкой; другие материалы, отвечающие требованиям указан-
		ной среды
		Керамические и асбестоцементные трубы и короба; пластмас-
	Воздушная смесь с химически активными газами, па-	совые трубы и короба; блоки из кислотоупорного бетона и
		пластобетона; металлопласт; сталь листовая; стеклоткань; бу-
	рами и пылью	мага и картон с соответствующей пропиткой; другие материа-
		лы, отвечающие требованиям указанной среды

Для транзитных воздуховодов систем местных отсосов взрывоопасных веществ, транзитных воздуховодов систем вентиляции, кондиционирования и воздушного отопления, обслуживающих помещения категорий А, Б и В, и для воздуховодов систем аварийной противодымовой вентиляции, изготавливаемых из стальных листов, соединенных плотным сварным швом, толщина листа определяется по условиям производства сварки.

Для воздуховодов, по которым предусматривается перемещение воздуха с температурой более 80 С или воздуха с механическими примесями или абразивной пылью, толщина стали должна быть обоснована расчетом.

			Т а б л и ц а 4.8
Воздуховоды круглого	Воздуховоды прямоугольного сечения
сечения диаметром, мм		размерами, мм
100	100 150		1250 600
125	150 150		1250 8000
160	150 250		1250 1000
200	250 250		1250 1250
250	300 150		1600 800
315	300 250		1600 1000
355	400 400		1600 1250
400	400 400		1600 1250
450	500 250		2000 1000
500	500 400		2000 1250
560	500 500		2000 1600
630	600 400		2000 2000
710	600 500		2500 1250
800	600 600		2500 1600
900	800 400		2500 2000

49

	1000	800 500	2500 2500
	1120	800 600	3150 1600
	1250	800 800	3150 2000
	1400	1000 500	3150 2500
	1600	1000 600	3150 3200
	1800	1000 800	4000 2500
	2000	1000 1000	4000 3150
		1250 600

4.5.Расчет потерь давления в воздуховодах

4.5.1.Общие положения

Вобщем случае движение газа по каналам воздуховодов вентиляционных систем связанно с потерями части общей энергии потока на преодоление сил трения о стенки воздуховодов, газодинамическими потерями за счет вязкости текущей среды и потерями, обусловленными изменением направления, формы и размеров воздуховодов вдоль направления движения потока. Потеря общей энергии потока является результатом необратимого перехода механической энергии (работы сил сопротивления) в теплоту. Изменение энергии потока в конечном счете приводит к потере давления в вентиляционных системах, умение рассчитывать которые необходимо при выборе мощности вентилятора и соответственно двигателя для эффективно работающей вентиляции производственных помещений. Количественно потери давления оцениваются с использованием коэффициента гидравлических потерь ζ [3]. Коэффициентом гидравлических потерь (гидравлического сопротивления) называют [7] отношение полной энергии (мощности) потока к кинетической энергии (мощности) или потерянного полного давления, осредненного по массовому расходу, к динамическому давлению в условленном сечении.

Величина коэффициента гидравлических потерь зависит от режима течения газа (ламинарный или турбулентный), плотности и вязкости текущей среды, конфигурации канала и характеристик стенок канала (гладкие или шероховатые).

4.5.2. Режимы течения газа

Различают два основных режима течения газа: ламинарный и турбулентный. Характер течения зависит от соотношения сил инерции и сил вязкости (внутреннего трения) в потоке, которое выражается критерием (числом) Рейнольдса: Re= wDr/ =wDr/ , где w – скорость газового потока, м/с; – плотность газа, кг/м3; = / – кинематическая вязкость, м2/с; – динамическая вязкость потока, Па с; Dr =4F/П – гидравлический диаметр, м; F – площадь поперечного сечения воздуховода, м2; П – периметр сечения, м.

Каждому из режимов течения соответствуют определенные числа Re. Переходу из одного вида течения в другой соответствуют «критические» числа Reкр. Для каждой конкретной установки существует некоторый диапазон «критических» значений Re. Например, нижний предел Reкр для трубы круглого сечения составляет около 2300, верхний зависит от условий входа в трубу, состояния поверхности стенок и т.д.

В соответствии с существующей теорией пограничного слоя [8] при движении вязкого газа слой, непосредственно прилегающий к твердой поверхности, ―прилипнет‖, а по нормали к ней устанавливается переменная скорость, возрастающая от нуля на этой поверхности до скорости w невозмущенного потока (рис. 4.7). Эту область называют пограничным слоем.

50