Компьютерное моделювання місцевої вентиляции

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Безопасность жизнедеятельности


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Цель роботи
Діяльність досліджується залежність обсягу удаляемого повітря кількості тепла, який виділяється джерелом всередині витяжного шафи. Розробляється програма, исследующую модель місцевої вентиляції.
Зміст роботи
Вивчення методичних вказівок по забезпеченні оптимальних параметрів повітряної середовища у робітничій зоні.
Розробка програми, досліджуючи модель місцевої вентиляції.
Побудова графіка залежності обсягу удаляемого повітря #кількості выделяющегося від нагрітих поверхонь під повітряним парасолем тепла #.
Побудова графіка залежності обсягу удаляемого повітря #від площі робочих отворів витяжного шафи #.
Побудова графіка залежності обсягу удаляемого повітря #кількості тепла #, який виділяється всередині витяжного шафи.
Теоретична частина
Приступаючи до вентиляції, необхідно передусім дати характеристику виробничого приміщення і які у ньому технологічних процесів. Треба зазначити всі види виділень (вологи, шкідливі речовини, надлишку тепла), характер їх впливів на людини, нормируемые гранично припустимі концентрації шкідливі речовини і параметри мікроклімату у приміщенні, відбувається виробничий процес.
Влаговыделения
Волога виділяється внаслідок випаровування з вільною поверхні води та вологих поверхонь матеріалів та шкіри, внаслідок дихання людей, і навіть хімічних реакцій, роботи устаткування й т.д. Кількість вологи, що виділяється людьми (див. табл. 1), г/ч, визначається за такою формулою:
W = n / w,
де n — число людей; w — кількість вологи, виділений однією людиною, г/ч.
Таблиця 1. Кількість тепла і вологи, що виділяється людиною.

Характер Виконуваної Роботи


Тепло, Вт


Волога, г/ч

повне

явне

при 10 (З

при 35 (З

при 10 (З

при 35 (З

при 10 (З

при 35 (З

Розумова

160

93

140

16

30

115



изическая

Легка

180

145

150

8

40

200

Середня

215

195

165

8

70

280


290


290


195


16


135


415




Кількість вологи, испаряющейся із відкритою поверхні не окропу, кг/ч, визначається за такою формулою:
#
де #- коефіцієнт, залежить від температури поверхні випаровування (табл. 2); #- швидкість руху повітря від поверхні випаровування, м/с.; #, #- тиск водяної пари, відповідно, за нормальної температури поверхні випаровування та повному насиченні й у навколишньому повітрі, кПа; #- площа поверхні випаровування, #; #- барометричне тиск, кПа.
Таблиця 2. Значення коефіцієнта #

#, (З


#30


40


50


60


70


80


90





#


0,02


0,028


0,033


0,037


0,041


0,046


0,051




Для некипящей води температура поверхні випаровування # перебувати з таблиці 3 по середньої температурі води #
Таблиця 3. Температура поверхні випаровування води

#, (З


20


30


40


50


60


70


80


90





#, (З


18


28


37


45


51


58


69


82




Кількість вологи, испарившейся під час кипіння води, #, кг/ч, залежить кількості подводимого до води тепла і виду укриття води та можна визначити за такою формулою:
# ,
де #- досвідчений коефіцієнт, враховує вид укриття:
для щільних укриттів без отсоса повітря — #, при отсосе повітря — #; #- потужність теплового джерела випаровування, Вт; #- прихована теплота випаровування, кДж/кг.
Орієнтовно інтенсивність випаровування можна прийняти рівної # кг один годину із першого# поверхні.
Кількість водяних парів, які виникають при хімічних реакція, зокрема і за горінні речовин, визначається по досвідченим даним. При спалюванні 1 кг пального кількість що виникла вологи можна визначити за таблицею 4.
Таблиця 4. Кількість вологи #, образующейся при згорянні 1 кг палива

Займистою речовина


#, кг/кг




Водний генераторний газ


0,61




Ацетилен


0,7




Бензин


1,4




Кількість испаряющейся вологи #(кг/ч) при застосуванні охолоджуючих емульсій при охолодженні металорізальних верстатів визначається за такою формулою #, де #- потужність верстатів, кВт.
Влаговыделения від технологічного устаткування зазвичай приймаються по довідковим даним.
Газо- і пылевыделения
У приміщенні можуть перебуває різні джерела виділень газів і пилу. Необхідно враховувати газовыделения з вільною поверхні рідин, при згорянні палива, через неплотности апаратури і трубопроводів, що за різних технологічних операціях (забарвленні, зварюванні, гальванізації, пайку, травленні, заподіянні фоторезисторов тощо.). Пылевыделения мають місце при механічної обробці матеріалів, їх очищенні, поліруванню, роздрібненні, транспортуванні, зварювальних роботах, і інших операціях. Місця пылеобразования, зазвичай, обладнуються місцевої вентиляцією.
Кількість двоокису вуглецю, який міститься у видихуваному людиною повітрі, визначається за таблицею 5.
За наявності приміщенні джерел інших шкідливих виділень розмір цих виділень повітря (гази, пари, пилюка та ін.) підраховуються з особливостей технологічного процесу устаткування.
Таблиця 5. Кількість двоокису вуглецю, який виділяється людиною.

Характер виконуваної роботи


Витрата #

об'ємний, л/ч

масовий, г/ч

Розумова

23

45

Фізична

легка

25

50

середня

35

70

важка

90


Розрахунки виділень тепла
Тепловыделения людей.
Тепловыделения людини залежить від тяжкості роботи, температури і швидкість руху навколишнього повітря. Кількість тепла, який виділяється однією людиною, наведено в таблиці 1. Вважається, що жінка виділяє 85%, а дитина 75% тепловыделения дорослого чоловіка.
У розрахунках використовується явне тепло, тобто. тепло, що впливає зміну температури у приміщенні.
Тепловыделения від сонячної радіації
Розрахунок тепла, що надходить приміщення від сонячної радіації #і #, здійснюватися за такими формулам:
для осклованих поверхонь
#;
для покриттів
#;
де #, #- площі поверхні засклення і покриття, #; #, # - тепловыделения від сонячної радіації, #, через #поверхні засклення (з урахуванням орієнтації в протилежні боки світла) і крізь #покриття (таблиці 6 і аналогічних сім); #- коефіцієнт обліку характеру засклення (таблиця 8).
Таблиця 6. Тепловыделения від сонячної радіації через засклення #, #
Характер засклення

При орієнтації засклення по географічної широті

35

45

55

65

35

45


55


65


35


45


55


65


35


45


55


65





Вікна з подвійним заскленням з палітурками:




дерев’яними


128


145


145


170


100


128


145


170


145


145


170


170


75


75


75


75




металевими


165


185


185


120


128


165


185


210


185


185


200


210


95


95


95


95





Ліхтарі з подвійним вертикальним заскленням з палітурками:




дерев’яними


140


170


170


175


115


145


175


175


170


170


185


185


87


87


87


80




металевими


150


185


185


200


128


165


200


200


185


185


210


210


100


100


100


95




Для осклованих поверхонь, орієнтованих північ, #= 0
Таблиця 7. Тепловыделения від сонячної радіації через покриття #, #

Характер покриття


При географічної широті







35


45


55


65




Пласке безчердачное


24


21


17


14




з горищем


6


6


6


6




Сонячну радіацію треба враховувати при зовнішньої температурі від 10 (З повагою та вище.
Таблиця 8. Значення коефіцієнта #
Характер засклення, її стан


#




Подвійне засклення лише у рамі


1,15




Одинарне засклення


1,45




Звичне забруднення


0,8




Сильне забруднення


0,7




Забелка вікон


0,6




Засклення з матовими скельцями


0,7




Зовнішнє зашторивание вікон

0,25

За величину засклення приймається велика величина, отримана при розрахунку двох варіантів:
тепловиділення через засклення лише у стіні у сумі з тепловыделением через покриття і ліхтарі;
тепловиділення через засклення у двох взаємно перпендикулярних стінах з коефіцієнтом 0,7 у сумі з тепловыделением через покриття і ліхтарі.
Тепловиділення від електродвигунів
Розрахунок тепловыделения від електродвигунів #, Вт, здійснюватися за такою формулою:
де #- сумарна номінальна потужність електродвигунів, кВт; #- коефіцієнт, враховує використання настановної потужності двигунів, їх завантаження за проектною потужністю, одночасність його роботи, частку переходу механічної енергії в тепловою.
Наближено для електродвигунів, які працюють із пристроями без примусового жидкостного охолодження #; для приводів верстатів з допомогою емульсії #; для двигунів, призводять устрою із місцевими отсосами, #.
Тепловиділення від печей
Розрахунок тепловыделения від печей #, Вт, здійснюватися за такими формулам:
для печей, працівників паливі:
#;
для електричних печей
#,
де #- витрати, кг/ч; #, #- коефіцієнти, враховують частку тепла, що надходить у приміщення (див. таблицю 9); #- теплотворная здатність палива, кДж/кг (таблиця 10); #- коефіцієнт неповноти згоряння палива, який приймає рівним #; #- сумарна потужність електропечей, кВт.
Таблиця 9. Значення коефіцієнтів #і #

Вигляд устаткування, технологічних процесів


Частка тепла, що надходить приміщення

при обігріві устаткування паливом, #


при обігріві устаткування електрикою, #


Індукційні печі плавки ємністю # кг

Электродуговые печі плавки ємністю #кг

Тигельные газові печі

Таблиця 10. Теплотворная здатність, #
Паливо

Бутан

12 250

Пропан

91 340

Ацетилен

47 770

Природний газ

35 620

Мазут

38 970

Умовне тверде паливо

29 330

Камінний вугілля

29 330

21 780

Тепловыделения від джерел штучного висвітлення
Розрахунок тепловыделения від джерел штучного висвітлення #, Вт, здійснюватися за такою формулою:

#,

де #- сумарна потужність джерел висвітлення, кВт; #- коефіцієнт теплових втрат (#для ламп розжарювання, #для люмінесцентних ламп).
Для розрахунку тепловыделений від радіотехнічних установок і пристроїв обчислювальної техніки використовується аналогічна формула, у якій #для радіотехнічних пристроїв і #для пристроїв обчислювальної техніки.

Визначення потрібного воздухообмена

Необхідний витрата повітря визначається шкідливими чинниками, що викликають відхилення параметрів повітряної середовища у робітничій зоні від нормувальних (надходження шкідливі речовини, вологи, избытков тепла).
Реквізит повітрообмін на час вступу шкідливих речовин у повітря робочої зоны
приміщення, забруднених шкідливими парами, газами чи припадала пилом, кількість повітря #, #/год, який буде необхідний розведення концентрації шкідливі речовини до допустимих, розраховують за такою формулою:

# ,

де #- кількість шкідливі речовини, що виділяються у приміщенні протягом години, мг/ч; #, #- концентрація шкідливих речовин у приточном і удаляемом повітрі, #.
Концентрація # приймається рівної гранично допустимою для аналізованого шкідливого речовини.
При одночасному виділення повітря робочої зони кількох шкідливі речовини, котрі мають однонаправленим дією, реквізит повітрообмін слід сприймати у тій шкідливому речовини, котрій потрібно подача чистого повітря на найбільшому кількості.
Там, коли відбувається одночасне виділення кількох шкідливі речовини односпрямованого дії, розрахунок общеобменной вентиляції виконується шляхом підсумовування кількостей повітря, який буде необхідний розведення кожного речовини до його ГДК #.
Повітрообмін, який би видалення избытков тепла
У приміщення зі значними тепловыделениями обсяг приточного повітря, який буде необхідний поглинання избытков тепла, #, #год, розраховують за такою формулою:

# ,

де #- теплоизбытки, Вт; #- масова питома теплоємність повітря (#); #- щільність приточного повітря (#); #, #- температура удаляемого і приточного повітря (З.
Температури приточного повітря приймаються по СНиП-П-33−75 для холодної та теплого пори року. Температура удаляемого повітря визначається за такою формулою:

#,

де #- температура у робітничій зоні по ГОСТ 12.1. 005−76; #- наростання температури за кожен 1 м висоти, (З / м; #- висота приміщення, м.
Розмір #залежно від тепловыделения #(С/м.
Визначення потрібного воздухообмена при наявність избытков вологи
Розрахунок витрати повітря #, #/год, ведеться за формулі:

#,

де #- кількість водного пара, выделяющегося у приміщенні, г/ч; #, #- влагосодержание витяжного (приймається рівним гранично допустимому) і приточного повітря, г/кг, визначається по певній температурі й відносної вологості повітря з #діаграми; #- щільність приточного повітря, #.
При одночасному виділенні шкідливі речовини, тепла і вологи порівнюються відповідний воздухообмены, потрібні їхнього видалення, і вибирається їх найбільший.

Розрахунок пристроїв місцевої вентиляції, встановлюваних на робочих місць

Повітряний душирование
Повітряний душирование треба використовувати, коли на працюючого впливає промениста теплота з інтенсивністю 350 Вт/# і більше.
Норми температури #(З, і швидкостей #, м/с, повітряного душирования для робіт середньої важкості наведені у табл. 12, отримані дані всім категорій робіт дано у Санітарних нормах проектування промислових підприємств СП 245−71 і ГОСТ 121. 005−76 «Повітря робочої зони».
Таблиця 12 Норми температури і швидкостей руху повітря при повітряної душировании для категорії робіт середньої важкості
Теплове


Період року




опромінення

Теплий (температура зовнішнього повітря +10(С і від)

Холодний і перехідний (температура зовнішнього повітря нижче +10(С)






#, (З


#, м/с


#, (З


#, 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



більш 28 000

18… 190

3,0… 3,5

19… 21

2,0… 25



Душирующий повітря подається на робоче місце приточными патрубками. Патрубки необхідно встановлювати за показ такої висоті, що вони створювали хороше обдування приточным повітрям верхню частину тулуба чоловіки й не утруднювали нормальну експлуатацію устаткування.
На робоче місце повітря може подаватися чи горизонтально, чи згори по кутом 45(. Відстань від вихідного патрубка до робочого, обслуговуючого установку, має не меншим 1 метри. Розрахунок душирующего патрубка ведеться але таку схему:
Спочатку визначається ставлення різниці температур #:

#,

де #,# і # - температура у робітничій зоні, нормируемая температура повітря робочому місці й температура повітря виході з душирующего патрубка.
При # задля досягнення #досить адиабатного охолодження повітря, при # потрібно штучне охолодження.
У завдання розрахунку повітряного душа входить визначення необхідної швидкості повітря # виході з патрубка й Бессарабської площі вихідного перерізу патрубка #.
При # значення #визначається за такою формулою:

#,

де #- відстань від душирующего патрубка до робочого місця, м; #- досвідчений коефіцієнт, який характеризує зміна температури по осу струн (для патрубків типу ППД #)
При #не більше від #до #розрахунок #веде за такою формулою:

#.

Швидкість повітря виході з патрубка # (м/с), окреслюється:

#,

де #- швидкість вітру робочому місці (нормируемая) м/с. По значенням #і #визначається витрата повітря через патрубок:

#.

Повітряний парасолю
Повітряний парасолю є металевий ковпак, розташований над джерелом шкідливих виділень. Перетин всмоктувальної отвори ковпака повинен мати форму, геометрично таку горизонтальній проекції дзеркала шкідливих виділень.
Розмір # кожної зі сторін всмоктувальної перерізу ковпака визначається по формуле:
де #- розмір боку (чи діаметра) дзеркала виділень шкідливостей, м; #- відстань від поверхні джерела виділення до приймального отвори ковпака, м. Мінімальна значення #визначається зручністю роботи за конкретному технологічному процесі.
Для рівномірності всмоктування кут розкриття ковпака слід сприймати щонайменше 60(.
Обсяг удаляемого повітря #, #год, визначається за такою формулою:

#,

де #- площа приймального отвори ковпака;
#- середня швидкість вітру у приймальному отворі парасолі, м/с (даних про значеннях #наведені у таблиці 13).
Таблиця 13. Рекомендовані значення середніх швидкостей повітря на прийомних отворах витяжних парасоль.

Кількість відкритих сторін парасолі


4


3


2


1





Швидкість повітря #, м/с



#



#



#



#




Часто парасолі встановлюють у завантажувальних отворів печей. І тут розмір парасолі у завантажувального отвори печі має відповідати розмірам вырывающейся вільної струменя з урахуванням її викривлення під впливом гравітаційних сил.
Виліт парасолі # розраховують за такою формулою:

#,

де #- висота завантажувального отвори печі м.
Ширіну парасолі необхідно ухвалити на #м більше ширини завантажувального отвори. Парасолю необхідно встановлювати лише на рівні верхньої крайки вікна. Для парасоль, розташованих над нагрітими поверхнями, обсяг повітря на теплою струмені, що піднімається над джерелом, дорівнює:

#,

де #- кількість тепла, удаляющегося з допомогою конвекції, Вт; #-горизонтальна проекція джерела тепловыделения, #; #- відстань від площині тепловыделения до приймального отвори парасолі, м.
Витяжні шафи
Витяжні шафи створюють укриття джерела шкідливих виділень зусебіч. Для контролю над роботою у шафі є робочі отвори, закрываемые рухливими шторками. Витяжні шафи з механічною тягою створюють із верхнім отсосом, з нижнім отсосом і комбіновані.
Обсяг отсасываемого з шафи повітря вираховується за формулою:
де #- площа робочих отворів шафи #; #- середня швидкість повітря на робочих прорізах шафи, м/с.
Рекомендовані значення #залежно від характеру робіт наведені у таблиці 14
Таблиця 14. Рекомендовані значення
Характер технологічного процесу

Середня швидкість руху повітря на робочому отворі витяжного шафи, м/с

Знежирення дрібних деталей



Лудіння

Розчинення кислот, лугів, солей:

холодні розчини #

нагріті розчини

Кадмирование цианистое чи сріблення

Свинцование

Травлення

азотної кислотою

соляної кислотою

Хромування

Цинкование цианистое

Пайка свинцем чи третником

Лабораторні роботи

При його присутність серед шафі теплового джерела (печі, пальники), обсяг удаляемого повітря, #год, визначається за такою формулою:
де #- висота робочих отворів шафи, #год; #- кількість тепла, що виділяється всередині шафи, Вт.
Отсасывающие панелі
Отсасывающие панелі застосовуються видалення шкідливих виділень, увлекаемых конвективными потоками, зокрема, коли зона шкідливих виділень щодо великою і повніше укриття організувати важко. Отсасывающие панелі треба використовувати під час зварювання, пайку, выдувке скла, під час видалення нагрітих газів і пилу.
Витрата повітря через панель, #, #год, обчислюється за такою формулою:
де #- коефіцієнт, залежить від конструкції панелі і його розташування щодо джерел тепла; # - конвективная складова джерела тепла, Вт.; #- відстань від верхи площині до центру всасывающих отворів панелі, м.; #- ширина джерела тепла, м.
Коефіцієнт #приймається рівним для панелей:
тип 1 (одностороння панель) #
тип 2 (панель з екраном) #
Бортові отсосы
Бортовий отсос є основним місцевим отсосом від ванн в гальванічних і травильних цехах і ділянках. Нині торгівлі поширення набули бортові отсосы звичайні і перекинуті, кожен із яких то, можливо активований поддувом повітря (отсос з передувкой). Бортові отсосы мають з одного боку ванни (однобортные отсосы) чи із двох її сторін (двубортные отсосы).

Опис програм

Розроблена програма варта моделювання місцевої вентиляції. Програма має простий і інтуїтивно зрозумілий інтерфейс і покликана служити до виконання серед Windows 9x.
Для проведення розрахунків вибрати із п’яти типів розрахунку натиснути кнопку «Далі». Потім необхідно провести початкова значення досліджуваного діапазону, кількість обчислень і крок обчислень і натиснути кнопку «Далі».
Після завершення розрахунків з’явитися найпростіший графік і, натиснувши на кнопку «Готове», можна зберегти отримані результати розрахунку.
Кнопко «Назад» служить для повернення попереднє стан програми розвитку й завдання нових початкових величин чи вибору нових типів розрахунку.
За результатами дослідження роботи програми з моделлю повітряного парасолі (горизонтальна проекція джерела тепловыделений 0,75 кв. м., відстань до площині тепловыделения 1 м.) на діапазоні вхідних значень # (кількості тепла, який виділяється під повітряним парасолем, Вт) від 10 до 100 Вт з кроком у 10 Вт, побудований графік залежності # (Графік 1)
Графік 1

Залежність обсягу удаляемого повітряним парасолем повітря кількості тепла, який виділяється нагрітими поверхнями під парасолем #
#

За результатами дослідження роботи програми з моделлю витяжного шафи (всередині шафи виконуються лабораторні роботи, швидкість повітря 0,4 м/с) на діапазоні вхідних значень #(площа робочих отворів шафи #) від 0,1 до 1 # з кроком 0,1 #, побудований графік залежності # (Графік 2)
Графік 2

#

Залежність обсягу удаляемого повітря # від площі робочих отворів витяжного шафи #

За результатами дослідження роботи програми з моделлю витяжного шафи (висота робочих отворів шафи 1 м.; площа робочих отворів шафи ##) на діапазоні вхідних значень# (кількості тепла, выделяющегося всередині шафи) від 10 до 100 Вт з кроком 10 Вт, побудований графік залежності # (Графік 3)
Графік 3.

#

Графік залежності обсягу удаляемого повітря # від обсягу выделяющегося всередині шафи тепла #

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой