Книги / Каменев П.Н. Вентиляция1

сТИ	азывается минимальное содержание газа или пара в воздухе,
кото	ое при воспламенении может привести к взрыву. Верхним пре-
дела	1 взрываемости называется максимальное содержание газа или
пара	$ воздухе, при котором в случае воспламенения еще может
произойти взрыв. Опасная зона взрываемости лежит между нижним
и верхним		пределами. Концентрация				газов или паров в			воздухе		-
										про
изводственных помещений ниже нижнего и выше верхнего предела
взрываемости невзрывоопасна, так как при ней не происходит ак-
тивного горения и взрыва - в первом случае из-за избытка воздуха, а
во втором из-за его недостатка. Безопасная концентрация газов с
точки зрения взрывобезопасности в воздухе помещений производст-
венных зданий и местных отсосов не должна превышать 30% от
нижнего предела взрываемости.
В табл. 6.15 приведены нижние и верхние пределы взрыва-
емости некоторых газов и паров.
									Таблица 6.15
	Взрывоопасные концентрации некоторых паров и газов
				Пределы взрываемости
	Вещество			нижний				верхний
			%		мг/м3			мг/м3	%
Аммиак			по объему		112			27	по объему
			15 5						189
				,
Ацетилен			1,5		16,5			82	885,6
Ацетон			1	,	38	,	6	13	314
Бензин				6
			1,1-2,4					4,9-5,4
Бензол			1,4					7
Бутан			1,5		37,4			8,5	204,8
Водород			4		3,4			80	66,4
Керосин			1,1					7
Ксилол			1		44			7,6	334
Метан			2,5		16,6			15,4	102,6
Окись углерода			12,5		145			75
Сероводород			4,3		61			44,5	628
Скипидар			0,73		41,3
Спирт этиловый			4					19
^
олуол			1		38,2			7	268
											211

Электронная библиотека НККр://^дV.кЪзби.ги

В случае выделения в

помещении

нескольких

взрывоопасны

^

паров и газов предел взрываемости газовоздушной

смеси

можно

ределить

оп

по формуле Ле-Шателье:

пх

хп

6

Хам - ЮО/ Ц

щ /

хО

2

2

)].

+ (п / х ) + + (

/

(

-

65

)

Пример 6.3. Определить

нижний и верхний пределы взрываемости

и

безопасную концентрацию в вытяжном

шкафу для паровоздушной

смеси

состоящей из 30% бензола и 70%

этилового спирта

(по объему).

Решение. Из табл. 6.15 находим,

что

нижние пределы

взрываемости

по объему составляют: для бензола 1,4%,

ние пределы - соответственно 7 и 19%.

для

этилового

спирта

4

%,

а

верх

-

Нижний

предел

взрываемости

смеси:

Расчетная

	Xсм		100				= 2,57%	.
		(30	/1,4)	+	(70	/ 4)
	концентрация смеси			внутри вытяжного шкафа составит:

Верхний

предел

Храсч = 0,3	•	2,57 =	0,771%.
взрываемости		смеси:

%л,

(30	100	/19)
	/ 7) +(70

=

12,

55%

.

212

Электронная

библиотека

Ь'Ь'Ьр://

"Ьфг.кЬзби.ги

Глава 7

МЕСТНЫЕ ОТСОСЫ

§39. Местные отсосы, классификация, минимальный

объем вытяжки

Пыль, пары и газы вредных веществ, выделяющиеся технологи-

ческим оборудованием могут быть удалены меньшим объемом возду-

ха? если воспрепятствовать их распространению в помещении специ-

альными укрытиями, из которых отсасывается загрязненный воздух.

Такие укрытия называются местными отсосами. Устройство мест-

ных отсосов обязательно при выделении токсичных веществ, так как применение общеобменной вентиляции приводит к неоправданно

большим воздухообменам, повышенной подвижности воздуха в рабо-

чей зоне и большим затратам теплоты и электроэнергии.

Основными причинами распространения вредных выделе-

ний являются воздушные потоки и процессы турбулентной диффу-

зии. Распространению вредностей может способствовать кинетиче-

ская энергия, которую приобретают частицы отходов при обработке

твердых материалов. Кинетическую энергию в этом случае целесо-

образно гасить соударением частицы со стенкой местного отсоса, а не увеличением скорости локализующего распространение вредных

выделений потока воздуха.

Местный отсос представляет собой устройство для локализа-

ции вредных выделений у места их образования и удаления загрязнен-

ного воздуха за пределы помещения с концентрациями, более высо-

кими, чем при общеобменной вентиляции.

Санитарно-гигиеническое значение местных отсосов заключа-

ется в том, что они препятствую прониканию вредных выделений в

зону дыхания работающих.

Кроме санитарно-гигиенических к местным отсосам предъяв-

ляют технологические требования.-

•место образования вредных выделений должно быть укрыто

Максимально, насколько это позволяет технологический процесс, а Рабочий проем должен иметь минимально возможные размеры;

•вредные выделения должны удаляться от места образования в

Направлении их естественного движения - газы и пары легче возду-

ха - вверх, тяжелые газы и пыль - вниз;

213

Электронная библиотека Нббр://^:дV.кКзби.ги

• жать

местный отсос не должен производительность труда;

мешать

нормальной

работе

и

сци

-

• конструкция местного отсоса должна быть простой, иметь
лое	сниматься
гидравлическое сопротивление, отсос должен легко
устанавливаться на место при чистке и ремонте оборудования.

и

	Конструктивно				местные	отсосы оформляют в виде			разнообраз
											-
ных	укрытий		источников вредных				выделений. Условно			их	можно
разделить		на	три	группы: полуоткрытые, открытые				и		полностью
закрытые. Вытяжка из-под						укрытий может быть как		естественной,
так и механической. Предпочтение							отдается механической вытяжке,
обеспечивающей				более стабильную			работу местного отсоса.

К местным отсосам открытого типа

дящиеся за пределами источника вредных сбоку от него. Примерами таких укрытий

ты, боковые, бортовые и кольцевые отсосы

относятся укрытия,		нахо
		-
выделений - над ним
являются		или
	вытяжные
		зон
и т.д.		-

Полуоткрытый отсос представляет собой укрытие,

торого находится источник вредных выделений, имеет

внутри	-
	ко
открытый

проем	или отверстие. Примерами
ные
шкафы, витринные отсосы.

таких

укрытий

являются

вытяж-

Полностью закрытые

жуха машины или аппарата

отсосы		являются составной частью ко-
(	элеватора, мельницы, бегуна, дробилки,

барабана для очистки литья и

стия, щели или неплотности,

т.п.), который имеет небольшие отвер-

через которые выбиваются пыль или

иные

вредности

.

Возможна

также

классификация

отсосов

по

конструктивному

признаку,

различают:

кожуховые

укрытия

(

кожухи

);

вытяжные

шка

-

фы

,

витринные

отсосы

;

вытяжные

зонты

-козырьки,

панели

равно-

мерного

всасывания

,

кольцевые,

бортовые,

боковые

и

нижние

отсо-

сы

.

В

приведенном

перечне

типы

местных

отсосов

приведены

в

по-

рядке снижения степени стного отсоса источника

укрытости непроницаемыми стенками	ме	-
вредных выделений. Наименьшую степень

укрытости

имеют

нижние

и

боковые

отсосы

.

В

настоящее

время

некоторые

виды

технологического

оборудО'

вания	выпускаются со	встроенными	местными	отсосами.	Таковы	,
например, деревообрабатывающие, шлифовальные и полировальные

станки

.

Необходимая

производительность

местного

отсоса

.

Вредные

выделения страняются духа имеет

либо переносятся воздушными	потоками,	либо	распр
				0'
					-
в воздухе путем диффузии. Область загрязненного воз
определенные конфигурацию,	размеры и	скорость		рас
				'

214

Электронная

библиотека

Ы::1 р://Тд

V.кЬзТи.ги

пр

осТранения

. Улавливание загрязнений будет практически полным,

весь

объем загрязненного воздуха будет восприниматься мест-

если

-

отсосом

По

мере удаления отсоса от источника

.

ным

выделений бла

действию

диффузионных процессов объем,

занимаемый за-

0

даря

грязненным

воздухом, будет возрастать, потребуется

и больший

для его улавливания. В зависимости

от

конфигура

бъем

вытяжки

-

0

размеров

производи

ции

, конструкции местного отсоса требуемую

-

,

тельность

по

воздуху можно считать пропорциональной

некоторому

характерному

3

Ц , м /ч.

расходу потока загрязненного воздуха

I

отсоса

-

к

-

Ьо

,

(

7.1)

	к	1,0	- коэффициент оценивающий степень совершенства						-
где									ме
		отсоса,		если	&		1,0 - отсос совершенен;	- предельно-
стного						=
минимальная
			производительность местного отсоса
							.

Минимальный

расход

воздуха,

при

котором

полностью

улавли-

ваются воздуха соса -

загрязненная струя или локализуется объем загрязненного
, а	режим работы	от-
называется предельно-минимальным	улавливающего
. Для отсоса,		за
предельным улавливанием
		-

грязненную

конвективную

или

динамическую

струю,

в

качестве

может быть принят расход в струе	в	плоскости	всасывающего
верстия. В случае улавливания диффундирующих газов - объем

от- по-

ступающего

в

помещение

вредного

газа.

Предельное вредностей, так

улавливание не означает как это потребовало бы

абсолютного улавливания

весьма больших объемов

вытяжки

.

Вследствие

локонообразного

характера

границ

струй,

диффузионных

процессов

и

иных

явлений

некоторое

количество

вредных выделений в воздух помещений все же поступает.

Рассеявшееся количество вредных выделений удаляется

обще-

обменной вентиляцией. Данные

помещения вредных выделений

о количестве поступающих в воздух

от отдельных видов местных отсо-

сов пто

в справочно-нормативной литературе практически отсутствуют,

не позволяет точно рассчитать объем общеобменной вытяжки.

Если селения

входное струи на

отверстие местного отсоса				меньше
входе	в отсос,	полное	улавливание

поперечного достигается

Увеличением					объема	вытяжки, при этом вблизи входного отверстия
в	зникает спектр всасывания, который
°							будет улавливать вредности
за		пределами			границ	всасывающего отверстия, изменяя			траекторию
Их		Движения,			но при	этом расход воздуха		будет больше минималь-
ного (к			>	1). Объем удаляемого			из отсоса	воздуха определяется из
Условия, чтобы скоростное поле							отсоса преобладало над скоростным
									215

Электронная

библиотека

ЬЕЕр:/

/

Ьдч.

кЬзЕи.ги

полем загрязненного воздуха и транспортировало загрязнения в 0т

сос. Указанный принцип работы применяется местными отсоса

нескольких типов: бортовыми, кольцевыми, панелями равномерцОГо^

всасывания и др.

§40. Перенос вредностей в турбулентном потоке навстречу направлению движения воздуха

Принято считать, что скорость диффузионного переноса неве-

лика и поэтому воздушный поток в рабочих проемах и неплотностях

укрытия обеспечивает полную локализацию вредностей. Вместе с

тем натурные замеры воздушной среды показали существование за-

метного выноса в помещение вредностей от укрытий, находящихся

под разрежением, если концентрация паров и газов в них в сотни и тысячи раз превышает ПДК.

Зона дыхания работника находится вблизи центра рабочего про-

ема вытяжного шкафа. Принято считать, что вдоль оси рабочего

проема, в элементарной струе воздух к проему движется плоскопа-

раллельным потоком с постоянной скоростью, а в плоскости рабоче-

го проема поддерживается постоянная концентрация примеси С0. В

направлении оси навстречу потоку воздуха концентрация примеси снижается (рис. 7.1) по асимптотической кривой. Если течение воз-

душного потока стационарное, изменение концентрации описывает- ся дифференциальным уравнением:

	Л 2С	ас
А	Ахг+ т	ох7 ”п5	(7.2)

где С - концентрация примеси вредного газа к воздуху, г/м3; V -

скорость потока, м/с; А - коэффициент турбулентного обмена, в
ламинарном потоке стремится к величине коэффициента диффу-
зии, м2/с.
Решение уравнения (7.2) имеет вид: С = СХ + С2 -е~УХ /А.
Для граничных условий		х = 0, С = С0;
		х — а^	б/ — 6^.
Концентрация в произвольной			точке на расстоянии х от плоско-
сти рабочего проема		1- ет/А
С =	еУх/А + са			1	1	(7.3)
	С0		1	С0 -	С0
			1	+ ет'А	еУх/А
216

Электронная	библиотека КЕЕр : / / Едлт-.кКзЕи .ги

с

%

Рис

7.1.

Схема

распределения концентраций газовой примеси плоскопараллельном потоке воздуха

во

,2 л, М встречном

Со

—

концентрация

примесей

в

плоскости

рабочего

проема

вытяжного

шкафа

Если
плоскопараллельный поток имеет бесконечную длину,
бесконечности х —	°° имеет место фоновая концентрация Са

и

в

с

-

са

=

О) —

еух/

Са А

(

7.4

)

Если

в

бесконечности

( х

—

)

фоновая

концентрация

равна О,

> <

формула

»

еще более

упрощается

и

концентрация в

произвольной

т

чке

°

на

расстоянии

от рабочего проема х:

С

=

С

0

(7.5)

'

'

”

А

е

Поле

динамического

равнове-

СИя

концентраций является следствием

между

процессом диффузии

и

движения воздушного

потока,

вРеДные

примеси в воздух

помещений

не поступают,

если окружаю-

щий

воздух

неподвижен. Однако существующие в помещении попе-

Электронная

библиотека

ЕЕЕр:/

/

217 ЕдV.кЬзби

.ги

речные потоки воздуха выносят вредные пары и газы в объем поме-

щения, разрушая поле концентраций. Дополнительный вынос вр6д

ной примеси восстанавливает динамическое равновесие до момента^

повторного разрушения поля концентраций поперечным воздушны^

потоком.

§41. Полностью закрытые отсосы

Кожухи различной конструкции широко применяются для борь- бы с пылью, значительные количества которой выделяются при дроблении, размоле и транспортировании раздробленных материа- лов. Дробление материалов производится в дробилках различной

конструкции и является непрерывной технологией, построенной по вертикальному принципу. Материал вертикальным подъемником-

элеватором, подается в верхнюю часть технологической линии и

оттуда по желобам самотеком или ленточными транспортерами по-

дается от одного аппарата к другому. Значительные количества пы-

ли выделяются в так называемых «пересылках» - технологических

узлах перегрузки сыпучих материалов из желоба или бункера на

транспортерную ленту. Причиной выделения пыли в местах пере-

грузки сыпучих материалов на транспортерную ленту является пе-

ренос материалом, перемещающимся по желобу, воздуха. Механизм

переноса двоякий:

1) перемещение воздуха, находящегося в пустотах между части-

цами материала;

2) движущийся материал вовлекает в движение окружающий

воздух силами вязкости, так как желоб не полностью заполняется

материалом.

Объемный расход воздуха, м3/ч, вносимого в укрытие «пере-

сыпки» с поступающим по желобам материалом, определяется по

формуле:		(7.6)
4, = 0,12Ку	,
где Ку - коэффициент, зависящий от конструкции укрытия		мате-
риала: при вентилируемых перепадах с ленты на ленту транспортера
Ку- 1...1,2; для емких укрытии, загружаемых через желоб, и		невен-
тилируемых перепадов с ленты на ленту транспортера Ку		1,4

=дроби- -

для укрытий на транспортере при поступлении материала из -

лок Ку= 2,2 3; У/Л1 - объемный расход материала, загружаемого че-

рез желоб, м3/ч; - скорость движения материала в укрытие из за грузочной течки, м/с.

218

Электронная библиотека Ы::1 р:/ / Ьдм.кЬзби.ги

расход поступающего материала, м3/ч, можно определить по

формул6	(7.7)
\УМ = ШЪ\2 »
7 - ширина ленты транспортера, м; т2 - скорость движения лен-
где /
ты транспортера, м/с.
Скорость движения материала определяется по желобу как:
V „ = л/19, 627/(1 - 1, 2/м с!§а) ,	(7.8)

где Я - высота падения материала в желобе, м; /„ - коэффициент

трения материала о поверхность желоба; а - угол наклона желоба к

горизонтали, град.

Коэффициент трения материала /Л1 может приниматься равным:

•для гипса и руды - 0,65;

•глины и сырой земли - 0,8;

•сухой земли, щебня, гравия и каменного угля - 0,5;

•песка и шлака - 0,6.

Пример 7.5. Определить расход воздуха, удаляемого от укрытия «пе-

ресыпки» сухой земли в землеприготовительном отделении чугунолитейно-

го цеха. Земля подается на транспортер из бункера через желоб под углом

а = 90° с расходом 200 м3/ч. Высота падения материала 2,5 м. Коэффициент

трения сухой земли о поверхность течки 0,5. Общая площадь щелей в ук-

рытии транспортера Ртр = 0,445 м2. Скорость проникания воздуха через

неплотности укрытия 1,5 м/с.

Решение. Определяем по формуле (7.8) скорость движения материала при входе в укрытие:

у = .^19,62 - 2,5 - (1-1, 2 -0,5 -0) = 7 м/с.

Объемный расход воздуха, вносимого в укрытие с поступающей зем-

ЛеК подсчитываем по формуле (7.6):

Я, = 0,12 -3- 200 - 72 = 3530 м3/ч .

Расход воздуха, который необходимо удалять из укрытия для создания

в неплотностях укрытия скорости, препятствующей выбиванию пыли в

п°мещение равен:

ьвс = 3600устр = 3600 -1,5 -0, 445 = 2420 м3/ч.

Общий объемный расход воздуха, удаляемого из-под укрытия:

Ь = 3530 + 2420 = 5950 м3/ч.

219

Электронная библиотека Ы::1 р:/ / Ьду.кКзби.ги

	Элеваторы (рис. 7.2), с помощью которых производится							под	^
	ем сыпучих материалов, должны быть заключены в				кожух по
	высоте.	Причем при подъеме холодного материала			отсос			всей
							воздуХа
	следует	осуществлять от	башмака элеватора (места
						загрузки
								)
	при подъеме материалов		с	температурой выше 50°С		- от		,	а
							верхней
	головки	элеватора. Расход		отсасываемого воздуха
					принимается				В
	зависимости от ширины ковша и высоты подъема в				пределах
								600
	3								-
	1700 м /ч.

','1

%/ ш

1

А

Iт

I

б

)

т I I I I I I I I

I

I

I

т

7

1,

1

\

1

-

\

I

I

I

I

I I 1

с

Рис. 7.2. Схема

	*
I	Г /
	ч
\
N	N
	Ч

аспирации

3

и.		ч
		\
<	ч
\.
ч		/
	/		/

элеватора

а - головка элеватора, б - башмак элеватора

патрубок для удаления воздуха; 2 - лента транспортера

Источником		обильного	пылевыделения	являются	бегуны
(рис. 7.3) и	шаровые мельницы (рис. 7.4) служащие для				размола
всевозможных материалов (угля, глины, песка				и т.п.). Бегуны со-
стоят из тарельчатой чаши, вокруг оси которой				по дну чаши		катят
						-
ся тяжелые	металлические колеса, дробящие насыпанный				в	чашу
материал и	перемешивающие его. Объем вытяжки от укрытия бе-

гунов определяется

проеме не менее 1,0

из условия обеспечения скорости

м/с, но объем вытяжки не должен

в	рабочем
быть		менее

3	/ч.
3000 м			мельница состоит	из		цилиндрического
Шаровая					пустотелого
барабана,		в который насыпаны металлические шары и подлежащий
220

Электронная

библиотека

Ъ.У

Ур

:

//:1 дV.кЬз^и

.ги