4.2. Классификация местной вентиляции

Большое разнообразие местной вентиляции затрудняет выбор и эффективность ее использования. Необходимо четкое представление ее активации и классификации, что позволяет правильно выбрать местную вентиляцию. На рис 4.1. представлена классификация местной вентиляции.

4.3. Расчет местной активированной вентиляции

Местная вытяжная вентиляция локализует вредные выделения в местах их образования, предотвращая распространение их по помещению, резко уменьшает энергетические затраты на общеобменную вентиляцию и решает экологическую проблему сбора и утилизации газообразных загрязнений. Важность местной вентиляции огромна и применение эффективных конструкций для сбора локальных загрязнений решает проблемы безопасности труда.

Производительность местных отсосов определяется физико-хи­мическими свойствами и параметрами вредностей и воздушных сред, конструкцией самого отсоса. Объем воздуха, извлекаемого из зонтов и вытяжных шкафов,

[м³/ч], (4.7)

где F — площадь расчетного сечения (основания зонта или откры­того отверстия шкафа), м²; υ — средняя скорость воздуха в отвер­стии, м/сек.

При неядовитых (нетоксичных) вредностях допустимо прини­мать  = 0,154-0,25 м/сек; при ядовитых и при четырех, трех, двух или одной открытых сторонах зонта минимальное значение скоро­стей соответственно: υ =1,05; 0,9; 0,75; 0,5 м/сек. Значение υ = 1,5 м/сек выбирается при особо ядовитых вредностях (пары свинца, горячей ртути; цианистые соединения; лаки и их раствори­тели; дисперсная пыль металлов). При работе с радиоактивными веществами скорость принимается 2 м/сек.

Объем воздуха, удаляемого бортовыми отсосами, рассчитыва­ется из условия, что необходимо создать скорость всасывания не менее 0,2 м/сек в наиболее удаленной от борта точке. При окислах азота, парах серной кислоты практически достаточно скорости — 0,25 м/сек; при парах едкой щелочи, фосфорной кислоты или хромового ангидрида — 0,3; если работают с азотной кислотой — 0,4. Объем отсоса меньше при наличии у ванн глубоких боковых стенок, при невысокой темпера­туре раствора в ванне, а также при однобортовом отсосе, по срав­нению с двухбортовым; в среднем объем отсоса составляет 1500— 5000 м³/ч на 1 м² горизонтальной проекции ванны. При ширине щели в бортовом отсосе 40—100 мм скорость в ней будет 11— 15 м/сек.

При устройстве у ванны передува объем воздуха, удаляемого с противоположной стороны через бортовой отсос, примерно в шесть раз больше объема притока.

Объем передува определяется из выражения

[м³/ч], (4.8)

где b и ℓ — ширина и длина ванны, м; k — опытный коэффициент (при температуре в ванне 95—20° С он равен 1—0,5).

Приточная струя должна проходить в зоне вредных выделений и направляться к центру всасывающего от­верстия, причем расход с отсасываемого воздуха должен превышать расход воздуха поступающего с приточной струей.

Рекомендуемые скорости всасывания представлены в таблице 4.2.

таблица 4.2.

РЕКОМЕНДУЕМЫЕ СКОРОСТИ ВСАСЫВАНИЯ ВОЗДУХА В ПРОЕМАХ ШКАФОВ
Операции, выполняемые в шкафу		Вредные выделения		Часть проема, через которую происходит основное выбивание вредных выделений	Рекомендуе­мая скорость всасывания, м/с		Необходимость (+) проверки расчетного рас­хода отсасывае­мого воздуха
1		2		3	4		5
Термическая обработка металлов
Закалка и отпуск в масляной ванне		Пары масла и продукты его разложения		Верхняя	0,3		+
Закалка в селитровой ванне при 400 - 700°С		Аэрозоль селитры, тепло		»	0,3		+
Закалка в соляной ванне при 350— 1100° С		Аэрозоль соли, тепло		»	0,5		+
Свинцевание при 400° С		Пары и аэрозоль свинца		»	1,5		+
Цианирование в солях при 800— 900°С		Пыль цианистых соедине­ний		»	1.5		+
Гальваническая обработка металлов (холодные процессы)
Кадмированние цианистое или се­ребрение	Пары синильной кислоты		Весь проем			1-1,5		—
Меднение цианистое	То же		То же			1-1,5		—
Обезжиривание:
бензином	Бензин		Нижняя			0,5
хлорированными углеводоро­дами электролитическое	Пары хлорированных углеводородов Туман щелочей		» Верхняя			0,7 0,3-0,5		—
Свинцевание	Свинец		Весь проем			1,5		_

Продолжение таблицы 4.2.

1	2	3	4	5
Травление :
азотной кислотой	Пары кислоты и окислы азота	То же	0,7-1	-
соляной кислотой	Пары и туман кислоты	»	0,5-0,7	-
Хромирование	Хромовый туман, ангидрид хромовой кислоты	»	1-1.5	-
Цинкование цианистое	Пары синильной кислоты	»	1-1.5	—
Операции различного характера
Гидропескоструйная очистка	Силикатная пыль	Периметр рабочего проема	1-1.5	-
Металлизация распылением	Пыль металлов	То же	1-1,5	-
Ручное смешивание, разнесла и расфасовка сыпучих материалов, приготовление шихты	Пыль обрабатываемого материала	Весь проем	0,5-1,2	-
Пайка свинцом или третником	Пары и аэрозоли свинца	То же	0,5-0.7	-
Сварка мелких изделий	Аэрозоль металла	Верхняя	1,5	+
Лабораторные работы	Различные пары и газы	Весь проем	0,3- 0, 5	+

Для повышения эффективности локальной вентиляции ее активируют плоскими ли компакт­ными приточными струями , которые захватывают окру­жающий воздух и направляют его к всасывающему от­верстию. Бортовой отсос активируют приточными струями, вытекающими из щелей у борта наяны, противопо­ложного борту со щелью отсоса (рис.4.2 а). Панель­ный отсос с высокорасположенным всасывающим отверстием можно активировать компактной струей (4.2 б). Зонт активируют поддувом по перимет­ру (4.2 в). Панельные отсосы с удалением возду­ха на уровне верха источника активируют поддувом вдоль панели сверху (рис. 4.2 г).

Устойчивость системы «приточная струя — местный отсос» относительно неорганизованных потоков воздуха, возникающих в помещении, определяется скоростью на оси воздушного потока в «критическом сечении», в кото­ром влияние приточной струи уже ослаблено, а действие местного отсоса еще не велико. Эту скорость следует обеспечивать в пределах 1-2 м/с, однако она не должна быть меньше скорости распространения локализуемых вредных выделений.

Ширину приточной щели не следует делать меньше 5 мм, а щели местного отсоса — меньше 50 мм. Скорость

Рис. 4.2. Схемы местных отсосов, активированных поддувом

а — бортового; б.— панельного со сдувом компактной струей; в —зонта; г — панельного со щелевым поддувом вдоль панели

Для аэродинамического расчета активированных местных отсосов следует

Пользоваться формулами, приведенными в табл. 4.3.

Таблица 4.3 ФОРМУЛЫ ДЛЯ РАСЧЕТА АКТИВИРОВАННЫХ МЕСТНЫХ ОТСОСОВ

№ п/п	Рассчитываемый параметр	Расчетные формулы при приточной струе
		Неограниченной поверхностями (см. рис. 4,2 б и в)	Полуограниченной (см. рис. 4,2 а и г)
1	2	3	4
Отсосы круглого сечения с поддувом из сопла
1	Расстояние от приточной отверстия до критического сечения ХКР , м	0,848В	0,848В
2	Диаметр всасывающего отверстия d 1 м
3	Диаметр всасывающего отверстия d 2

Продолжение таблицы 4.3.

1	2	3	4
4	Расход приточного воздуха L 1 , м3 /ч
5	Расход отсасываемого воздуха L 2 , м3 /ч
Отсосы щелевидной формы с поддувом из щели
1	Расстояние от приточной отверстия до критического сечения ХКР , м	0,875В	0,875В
2	Ширина приточной щели b 1 , м
3	Ширина всасывающей щели b 2 , м
4	Расход приточного воздуха L 1 , м3 /ч
5	Расход отсасываемого воздуха L 2 , м3 /ч
Примечание В таблице приняты следующие обозначения: В- расстояние между приточными и вытяжными отверстиями или щелями, м; - скорость на оси потока в критическом сечении, м/с; - средняя скорость движения воздуха в приточной щели или отверстии, м/с; - средняя скорость движения воздуха во всасывающей щели или отверстии, м/с; - длина приточной и вытяжной щели, м. Скорость выхода приточного воздуха при активированных отсосах у ванн принимают не более 10 м/с во избежание образо­вания волн на поверхности жидкости.

Пример. Рассчитать активированный бортовой отсос (см. рис. 4,2 а) для ванны обезжиривания с раствором фосфористого натрия температурой 80⁰ С.

Рис. 4.3 Схема местного активированного бортового отсоса с поддувом

Ширина ванны В = 1,5 м , Длина ℓ = 2,5 м. Щели для подачи и удаления воздуха располагаются вдоль длинных бортов ванны.

Решение Приточная плоская струя ограничена с одной стороны поверхностью обезжиривающего раствора в ванне. Расстояние от приточного отверстия до критического сечения определяем по формуле:

Осевую скорость приточной струи в критическом сечении принимаем 2 м/с ( скорость принимается от 0,5 до 2,0 м/с в зависимости от токсичности вещества, чем больше токсичность тем выше скорость).

См. таблица 11.2.

Среднюю скорость в приточном отверстии принимаем равной 6 м/с, тогда ширина приточной щели по формуле и составит

Скорость всасывания назначаем в пределах 2-3 и принимаем ее равный

, тогда ширина всасывающей щели по формуле и будет равна:

Расход приточного воздуха по формуле

Расход отсасываемого воздуха по формуле

Вытяжные шкафы достаточно полно изолируют источник вредных выделений,

так как в нем имеются лишь небольшие открытые проемы. Из нижней зоны шкафа, как правило, следует отса­сывать ²/₃ общего объема воздуха, а из верхней — ¹/₃.

Отсасывая воздух снизу через щель, верхняя кромка которой находится на высоте 200 мм над полом шкафа, можно обеспечить быстрое удаление газов, захватывая их у мест образования.

Если в шкафу проводят в основном работы, сопровождающиеся выделением большого количества тепла, то следует отсасывать сверху ²/₃ общего объема воздуха и снизу ¹/₃ . Однако должна быть предусмотрена возмож­ности регулирования этого распределения.