УЭ – 1. Воздушные души

ОСНОВЫ НАУЧНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ЗНАНИЙ ПО МОДУЛЮ 11

Для создания на постоянных рабочих местах требуемых метеорологических условий (температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха), а иногда и допустимых концентраций вредных веществ, применяют воздушное душирование. Устройство воздушных душей необходимо в следующих случаях: при воздействии на работающего теплового облучения поверхностной плотностью 140 Вт/м² и более, и при невозможности использования местных укрытий источников выделения вредных газов и паров [1].

Применение воздушных душей особенно целесообразно при тепловом облучении работающих у промышленных печей, расплавленного металла, нагретых слитков и заготовок. Интенсивность теплового облучения рабочего места, Вт/м², в этих случаях определяют по формуле

, (11.1)

где 5,76 – коэффициент излучения абсолютно черного тела, Вт/(м²·К⁴);

– коэффициент, учитывающий расстояние от источника излучения до рабочего места (рис. 4.2 [2]);

– коэффициент облучённости при излучении из отверстия рис. 4.2 [1];

– температура источника облучения, ºС.

Воздушные души следует устраивать после принятия мер по уменьшению облучения применением защитных экранов или водяных завес, что должно учитываться на стадии проектирования душирующих установок. Кроме того, в горячих цехах необходимо предусматривать теплоизоляцию воздуховодов, подающих воздух к душирующим патрубкам.

При расчёте систем воздушного душирования наружным воздухом принимают расчётные параметры А – для теплого и Б – для холодного периодов года. Эти системы нельзя объединять с обычными системами приточной вентиляции, они должны быть отдельными, самостоятельными. Для обработки и подачи наружного воздуха на души используют приточные камеры или кондиционеры.

Температуру и скорость воздуха в душирующей струе на рабочих местах принимают в зависимости от интенсивности теплового облучения по приложению Б [1]. Расстояние от душирующего патрубка до рабочего места принимают не менее 1 м. При этом обдувают воздухом голову и верхнюю часть туловища человека.

а) б)

Рис. 11.1. Воздушные души:

а –стационарный воздушный душ при разливке расплавленного металла;

б – передвижной душирующий веерный агрегат типа ВА-1

Направление воздушного потока может быть горизонтальное или сверху вниз под углом 45º. При борьбе с вредными газовыми выделениями воздушный поток душа направляют в лицо человека (зону дыхания). Ширину площадки постоянного рабочего места в расчётах принимают равной 1 м, а минимальную площадь выходного сечения душирующего патрубка – 0,1 м² (или диаметр 0,3 м).

Воздушные души могут подавать: 1) наружный воздух, подвергающийся увлажнению, охлаждению или подогреву и очистке от пыли; 2) наружный воздух после очистки от пыли, но без остальной обработки, если при этом обеспечиваются необходимые параметры микроклимата на рабочих местах; 3) внутренний воздух после его охлаждения и 4) внутренний воздух без обработки.

По конструкции воздушные души бывают стационарные (рис. 11.1, а) и передвижные (рис. 11.1, б). Передвижные установки подают на рабочие места внутренний воздух помещения без его обработки. Иногда в создаваемый ими воздушный поток добавляют тонкораспыленную воду, что усиливает охлаждающий эффект за счёт испарения капелек воды, осевших на теле человека.

В установках воздушного душирования широко применяют для подачи воздуха к рабочим местам патрубок конструкции проф. В. В. Батурина (рис. 11.2, б, в). Патрубок имеет поворотные лопатки, с помощью которых изменяют направление воздушного потока. Получили распространение также цилиндрические насадки и поворотные душирующие патрубки типа ППД (рис. 11.2, а), применяемые при душировании фиксированных рабочих мест наружным или охлаждённым внутренним воздухом. Патрубок ППД имеет поджатое выходное сечение, что увеличивает дальнобойность струи душа. Наличие шарнира даёт возможность изменять направление воздушного потока в вертикальной плоскости, а поворотное устройство – изменять направление потока в горизонтальной плоскости на 360º.

При душировании целых площадок с постоянным пребыванием на них рабочих внутренним охлаждённым или наружным воздухом применяют патрубки с верхним подводом воздуха ПДв (рис. 11.2, б) или патрубки с нижним подводом воздуха ПДн (рис. 11.2, в). Эти патрубки имеют шарниры, позволяющие поворачивать их вокруг оси воздуховода. Наличие поворотных лопаток в выходной решётке и возможность поворота патрубков вокруг оси воздуховода даёт возможность придавать любое направление струе душирующего воздуха. Душирующие патрубки устанавливают на высоте 1,8-1,9 м (от пола и до нижней кромки). Существуют и другие типы душирующих патрубков.

а) б) в)

Рис. 11.2. Конструкции душирующих патрубков

Для охлаждения и увлажнения наружного воздуха, подаваемого на души, как правило, используют адиабатический процесс его обработки в форсуночных камерах, так как политропический процесс с применением искусственного холода требует значительных затрат.

В качестве передвижных душирующих установок получили применение веерный агрегат ВА-1 и агрегат ПАМ-24.

Веерный агрегат ВА-1 (рис. 11.1 б) имеет чугунную станину 1, на которой установлен осевой вентилятор 2 с электродвигателем 3, обечайку 4 с сеткой 5, конфузор 6 с направляющими лопатками 7 и обтекателем 8, пневматическую форсунку 9 и трубопроводы с гибкими шлангами 10 для подвода сжатого воздуха и воды. Вентилятор агрегата может поворачиваться вокруг оси станины на угол до 60º, а также подниматься на телескопе 11 по вертикали на 200-600 мм. Производительность агрегата 6 тыс. м³/ч. Веерные агрегаты ВА-2 и ВА-3 отличаются тем, что развивают большую производительность соответственно в два и три раза.

Агрегат ПАМ-24 имеет аналогичную конструкцию. Он состоит из осевого вентилятора диаметром 800 мм с электродвигателем на одном валу. Диаметр выходного отверстия 675 мм. Дальнобойность струи 20 м. Вентилятор автоматически поворачивается в горизонтальной плоскости 11 раз в 1 мин на угол до 60º. Производительность агрегата 24 тыс. м³/ч.

Расчёт воздушного душа при борьбе с тепловым облучением и душировании горизонтальными или наклонными струями по методу проф. П. В. Участкина ставит своей целью определить необходимые площадь выходного сечения душирующего патрубка и скорость воздуха в нём, при которых обеспечиваются нормируемые параметры воздушной среды на постоянном рабочем месте.

Сначала находят следующее отношение разностей температур

, (11.2)

где – температура воздуха в рабочей зоне, ºС;

– нормируемая температура воздуха на рабочем месте, ºС;

– температура воздуха на выходе из душирующего патрубка, ºС;

– температура воздуха на выходе из форсуночной камеры после адиабатического охлаждения, ºС;

ºС – нагрев воздуха в вентиляторе и воздуховоде между форсуночной камерой и душирующим патрубком.

При применяют адиабатическое охлаждение воздуха, а при – его искусственное охлаждение.

Далее расчёт необходимых площади выходного сечения душирующего патрубка (м²) и скорости выхода воздуха из него (м/с) ведут для одного из трёх случаев по следующим формулам:

где – расстояние от душирующего патрубка до рабочего места, м;

– опытный коэффициент, характеризующий изменение температуры (или концентрации газов) по оси струи;

– нормируемая скорость движения воздуха на рабочем месте, м/с, (приложение Б [1]);

– опытный коэффициент, характеризующий изменение скорости по оси струи.

Значения коэффициентов и принимают из таблицы 3.2 [1].

При борьбе с вредными газами расчёт душирующей установки проводят в следующей последовательности. Определяют отношение разностей концентраций газов

, (11.4)

где – концентрация газов в воздухе рабочей зоны, мг/м³;

– предельно допустимая концентрация газов в воздухе на рабочем месте, мг/м³;

– концентрация газов в воздухе, подаваемом из душирующего патрубка, мг/м³.

В зависимости от величины находят искомые величины для одного из двух случаев

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: