10790

30

должен иметь минимально возможные размеры; б) местный отсос не должен мешать нормальной работе или снижать

производительность труда; в) вредные выделения должны удаляться от места их образования в

направлении их естественного движения — горячие газы и пары вверх, холодные тяжелые газы и пыль вниз;

г) конструкция местного отсоса должна быть простой, иметь малое гидравлическое сопротивление, легко сниматься и устанавливаться на место при чистке и ремонте оборудования.

Конструктивно местные отсосы оформляют в виде разнообразных укрытий источников вредных выделений. Условно их можно разделить на три группы: полуоткрытые, открытые и полностью закрытые.

Полуоткрытый отсос представляет собой укрытие, внутри которого находится источник вредных выделений. Укрытие имеет открытый проем или отверстие. Примерами такого укрытия являются вытяжные шкафы, вентилируемые камеры или кабины (для пульверизационной окраски, дробеструйной очистки и т. п.), витринные отсосы и фасонные укрытия у вращающихся режущих инструментов.

К местным отсосам открытого типа относятся укрытия, находящиеся за пределами источника вредных выделений — над ним или сбоку от него. Примерами таких укрытий являются вытяжные зонты, боковые, бортовые и кольцевые отсосы.

Полностью закрытые отсосы являются составной частью кожуха машины или аппарата (элеватора, мельницы, бегуна, дробилки, барабана для очистки литья и т. п.), который имеет небольшие отверстия, щели или неплотности для поступления через них воздуха из помещения.

Укрытие следует располагать по направлению распространения струи вредных выделений, используя для их захвата их собственную кинетическую энергию. В этом случае расход удаляемого воздуха будет минимальным. При проектировании местных отсосов выбор формы укрытия, его расположения

31

относительно источника вредных выделений и объема отсоса зависит от характера технологического процесса.

В настоящее время некоторые виды технологического оборудования выпускаются со встроенными местными отсосами. Таковы, например, окрасочные и сушильные камеры, деревообрабатывающие, шлифовальные и полировальные станки.

3.1.1. Вытяжные шкафы

Вытяжные шкафы представляют собой укрытия с рабочим проемом для наблюдения за технологическим процессом и для его проведения при различного рода лабораторных работах и исследованиях, сопровождающихся образованием значительных количеств тепла, газов и других вредных выделений. Образующиеся внутри шкафа вредные выделения удаляются из него вместе с воздухом за пределы помещения естественным или механическим путем, а на их место из помещения через рабочий проем подтекает воздух, который служит как бы завесой, препятствующей прониканию вредных выделений из шкафа в помещение. Для предотвращения выбивания вредных выделений из шкафа уровень нулевых давлений (нейтральная линия) в нем должен располагаться не ниже верхней кромки проема.

Рис. 3.1 Схема вытяжного шкафа с естественной вытяжкой

1 — уровень нулевых давлений;

2 — эпюра распределения давлений в рабочем отверстии шкафа;

t1 — температура воздуха в помещении;

t2 — температура газов внутри вытяжного шкафа

Определим объемный расход воздуха, удаляемого из шкафа с естественной вытяжкой (рис. 3.1) при наличии в нем теплового источника.

32

Для удаления из шкафа избытков тепла или других вредных выделений естественным путем необходимо наличие подъемной силы, возникающей в том случае, когда температура воздуха в шкафу превышает температуру воздуха в помещении. Кроме того, удаляемый воздух должен иметь достаточный запас энергии для преодоления аэродинамического сопротивления на пути от входа в шкаф до места выброса в атмосферу.

Объемный расход удаляемого из шкафа воздуха L, м3/ч, может быть определен по формуле

Q – явная теплота, выделяющаяся в результате реакции, Вт;

Апр – площадь рабочего проема, м2.

Необходимую высоту вытяжной трубы гравитационных вытяжных шкафов Н, м, можно определить, задавшись диаметром трубы d. Тогда

где Н – вертикальное расстояние от цента рабочего проема до среза вытяжной

Потери давления при движении воздуха от центра рабочего проема до среза вытяжной шахты определяется методом динамических давлений:

Потери энергии определяются как доля от динамического давления:

где ξп – приведенный коэффициент местного сопротивления, который определяется по выражению (3.5), зависит от коэффициентов

33

местного сопротивления на тракте от входа в шкаф до среза

шахты и линейных потерь по высоте шахты;

υ – скорость в вытяжной шахте, м/с;

ρ2 – плотность воздуха в шкафу, кг/м3.

Приравняв выражения (3.2) и (3.4), определяем высоту вытяжной шахты,

при которой будет обеспечиваться расход Lух.

т.е. высота вытяжной шахты определяется в зависимости от суммы коэффициентов местных сопротивлений, перепада удельных весов, диаметра шахты, шероховатости и аэродинамических характеристик.

Объемный расход воздуха L, м3/ч, отсасываемого вытяжными шкафами при механической вытяжке, определяется из условия отсутствия выбивания загрязненного воздуха из шкафа и с учетом токсичности выделяющихся веществ по формуле

где v - средняя скорость всасывания в сечении открытого проема, м/с;

F — площадь открытого (рабочего) проема шкафа, м2.

Среднюю скорость всасывания в открытом проеме шкафа рекомендуется принимать по данным табл. 3. 1 и по действующим нормативам.

Площадь открытого (рабочего) проема лабораторного шкафа составляет 40—50% площади проема при полном раскрытии дверок шкафа.

Вытяжка из нижней зоны лабораторных шкафов с комбинированным (нижним и верхним) отсосом составляет 30—50% общей вытяжки из шкафа. Остальное количество воздуха удаляется из верхней зоны

35

4. Находят значение скорости в вытяжной шахте, задавшись диаметром или эквивалентным диаметром, если шахта имеет прямоугольное сечение. Значение скорости должно быть в пределах υ = 1,5÷2,5 м/с.

7.Находят высоту Н.

8.Определяют располагаемое давление ∆Рр.

9.Вычисляют суммарное значение коэффициентов местных сопротивлений Σξ и приведенный коэффициент местного сопротивления ξп .

10.Рассчитывают потери давления ∆Р.

11.Производят сравнительный анализ. При выполнении условия

проверяют размер вытяжной шахты Н, является ли он приемлемым для монтажа (2 м от уровня верхний точки кровли). Если высота Н соответствует требованиям и выполняется условие (3.10), то такой шкаф оборудуют гравитационной системой. Если условие (3.10) не выполняется или высота не приемлема для монтажа, то в таких случаях шкаф оборудуется механической системой вентиляции.

3.1.2. Бортовые отсосы

Бортовые отсосы. Бортовые отсосы применяют для удаления вредных выделений с поверхности растворов, находящихся в различных ваннах, где происходят процессы металлопокрытия и травления. Различают однобортовые отсосы, когда щель отсоса расположена вдоль одной из длинных сторон ванны,

36

двухбортовые, когда щели расположены у двух противоположных сторон, и угловые - при расположении щелей у двух соседних сторон.

Классификация бортовых отсосов

1. По расположению:

а) однобортовые;

б) двухбортовые.

Выбор типа бортового отсоса зависит от ширины ванны В (рис, 3.2):

-при ширине ванны В < 600 мм – устанавливается однобортовой отсос;

-при ширине ванны в пределах 600 ≤ В ≤ 1200 мм – устанавливается

двухбортовой отсос.

Рис. 3.2 Схема устройства бортовых отсосов

а— простой; б — опрокинутый

2.По конструктивным особенностям:

а) простые (обычные) бортовые отсосы; б) опрокинутые бортовые отсосы.

Простые бортовые отсосы имеют вертикальную плоскость всасывания, а опрокинутые – горизонтальную плоскость всасывания.

3. По форме:

а) прямоугольные; б) кольцевые; в) угловые.

Как отмечалось выше, вытяжные отверстия прямоугольной и щелевой форм имеют более дальнобойный факел по сравнению с факелами вытяжных

37

отверстий круглой формы. Поэтому всасывающие отверстия бортовых отсосов

любых конструкций изготавливаются прямоугольной или щелевой формы.

Обычные бортовые отсосы устанавливаются:

1.Если расстояние от зеркала электролита до центра плоскости всасывания Нр = 80÷150 мм.

2.Если обрабатываемые изделия имеют сложную форму.

3.При наличии у ванны передувки.

При прочих равных условиях предпочтение всегда отдают опрокинутым бортовым отсосам, так как вся плоскость всасывания бортового отсоса лежит в зоне паров электролита и криволинейное движение воздуха, подтекающего к плоскости всасывания, оказывает придавливающий эффект на траекторию движения паров электролита.

Опрокинутый бортовой отсос устанавливают у ванн, у которых Нр = 150÷300 мм.

Основным недостатком опрокинутых бортовых отсосов является перекрытие части площади поверхности зеркала электролита.

Бортовые отсосы всегда устанавливаются с длинной стороны ванны.

Если ванна имеет длину более 1200 мм, то у таких ванн устанавливают

секционные бортовые отсосы, т.к. максимальная длина бортового отсоса l1 =

1200 мм.

Если ванна имеет длину не более 1200 мм, то допускается

устанавливается один бортовой отсос и в этом случае коллектор может быть

исключен из конструкции, а бортовой отсос через переход присоединяется к

ответвлению.

Расчёт количества воздуха, удаляемого бортовыми отсосами

Расчет заключается в определении необходимого расхода удаляемого от отсоса воздуха.

В настоящее время наибольшее распространение получили две методики расчета производительности по удалению воздуха бортовыми отсосами:

38

1. Метод расчета профессора Баранова М.М.

Расчет производительности бортовых отсосов выполняют на основе графической методики, разработанной в результате экспериментального изучения действии бортовых отсосов. Пример расчета приведен в учебнике «Отопление и вентиляция», часть 2, Вентиляция, под редакцией В.Н.Богословского.

Методика предназначена для расчета обычных и опрокинутых, одно- и двухбортовых отсосов.

Объемный расход воздуха, удаляемого местным отсосом, м3/ч, определяют по формуле

где Lуд – удельный расход воздуха на 1 м длины ванны, м3/(ч·м); Зависит от токсичности вредных выделений и определяется по экспериментальным графикам в зависимости от высоты спектра вредных выделений h, ширины ванны В и типа отсоса.

Под спектром вредных выделений понимают насыщенный испарениями слой воздуха над поверхностью зеркала ванны. Высота спектра вредностей –

расстояние по вертикали от верха борта ванны до самой высокой точки спектра.

р − температура раствора, оС;

р.з. − температура воздуха рабочей зоны, оС;

При значениях р близких к р.з. (“холодные ванны”) избыточная

температура раствора ∆t = р − р.з. принимается не ниже 10 оС.

l – длина ванны, м;

н- поправочный коэффициент на глубину уровня раствора ванне (определяется по справочнику);

– поправочный коэффициент на скорость движения воздуха в рабочей зоне (определяется по графикам).

2. По нормам проектирования АЗ-782

(АЗ-782 ГПИ Проектпромвентиляция. Руководство по проектированию отопления и

вентиляции предприятий машиностроительной промышленности. Гальванические и

травильные цеха.)

39

Этот метод представляет собой расчет производительности бортовых отсосов от эталонной (“нормализованной”) ванны с учетом дополнительных коэффициентов, учитывающих особенности проведения технологического

где Lo – количество удаляемого воздуха, м3/ч, для обычных и

опрокинутых отсосов без передувки рассчитывается по формуле

определяется в зависимости от ∆t = tр – tр.з.;

kт – коэффициент, учитывающий токсичность раствора и летучесть вредных выделений; принимается по таблице АЗ-782.

Для отсосов с передувкой kт = 1;

k1 – коэффициент, учитывающий конструкцию отсоса: для

однобортового отсоса k1 = 1,8; двухбортового k1 = 1;

k2 – коэффициент, учитывающий наличие воздушного перемешивания,

k2 = 1 – для ванн без воздушного перемешивания, k2 = 1,2 для

ванн с воздушным перемешиванием;

Для снижения интенсивности испарения некоторых компонентов, имеющих значительную летучесть, зеркало электролита укрывают пеной,

поплавками или шариками.

k3, k4 – коэффициенты, учитывающие укрытие зеркала электролита по

плавками или пеной, при отсутствии какого-либо вида укрытия соответствующий коэффициент принимается равным 1.