Расчет потребного воздухообмена

v - внутренний объем аппаратуры и трубопроводов, находящихся под давлением, м3;

М - молекулярный вес газов, находящихся в аппаратуре;

Т - абсолютная температура газов в аппаратуре, оК.

Пример:

Система, состоящая из аппаратов и трубопроводов, заполнена сероводородом. Рабочее давление в аппаратуре ра = 3 ата, а в проводящих трубопроводах ра=4 ата.

Внутренний объем аппаратуры vа = 5 м3, объём трубопроводов, vтр = 1,2 м3. Температура газа в аппаратуре - tтр = 120 оС, в трубопроводе - tтр = 25 оС.

Определить потребный воздухообмен в помещении.

Решение:

Определяем величины утечек сероводорода (H2S) из аппаратуры и трубопроводов.

Принимаем k = 1,5;

с = 0,169 (по таблице);

М = 34, для H2S;

Утечка газа из аппаратуры составляет:

= 0,372 кг/ч

Утечка газа из трубопроводов составляет:

= 0,104 кг/ч

= 0,372 + 0,104 = 0,476 кг/ч = 476 г/ч

Используя данные таблицы 1 Приложения, находим:

для сероводорода находим: Хв = 10 мг/м3; Хн = 0,008 мг/м3;

Потребный воздухообмен:

L = 476×1000/ (10 - 0,008) = 47638,1 м3/час

Ответ: L = 47638,1 м3/час

Вывод: В воздух помещения одновременно могут выделяться несколько вредных веществ, которые по действию на организм человека могут быть однонаправленными и разнонаправленными. Для однонаправленных веществ расчетные значения потребного воздухообмена суммируются, а для разнонаправленных веществ выбирается наибольшее значение потребного воздухообмена.

Пример:

Для первой вредности в воздухе рабочей зоны - вредных (токсичны) веществ в рассмотренных примерах все они относятся к веществам разнонаправленного действия, поэтому принимаем к дальнейшему расчету максимальное из полученных значений, т.е. L = = 67500 м3/ч (потребный воздухообмен для паров растворителей при окраске).

Для проверки соответствия требованиям устройства вентиляции определим кратность воздухообмена,

n = 67500/4800 = 14,1 ч-1.

Данное значение превышает установленную величину - 10 ч-1, поэтому необходимо принять дополнительное решение по устройству вентиляции в помещении. Например, таким решением может быть исключение распространения от двух мест окраски растворителей по всему помещению за счет применения местной вытяжной вентиляции.

Расчет объема воздуха удаляемого местной вентиляцией определяется по формуле:

где, F - площадь сечения всасывающих отверстий, м2;

v - скорость воздуха в сечении вытяжной вентиляции, м/с. Рекомендуется принимать значение скорости в интервале 0,8 - 1,5 м/с.

Таким образом, потребный воздухообмен для оставшихся вредных веществ принимаем для выделений сероводорода:

L = = 47638,1 м3/ч;

Проверка:

n = 47638,1/4800 = 9,9 ч-1.

Расчет потребного воздухообмена для удаления избыточного тепла

Расчет потребного воздухообмена для удаления избыточного тепла производится по формуле:

, м3/ч (7)

где: L, м3/ч - потребный воздухообмен;

Qизб, ккал/ч - избыточное тепло;

gв = 1.206 кг/м3 - удельная масса приточного воздуха;

c в = 0,24 ккал/кг×. град - теплоемкость воздуха;

Dt = t вых - t пр, oC (8)

где: t вых, oC - температура уделяемого воздуха;

t пр, oC - температура приточного воздуха;

Величина Dt при расчетах выбирается в зависимости от теплонапряженности воздуха - Qн:

при Qн £ 20 ккал/ (м3*ч) Dt = 6 oC;

при Qн > 20 ккал/ (м3*ч) Dt = 8 oC;

, ккал/ (м3*ч) (9)

где Vп, м3 - внутренний объем помещения.

Таким образом, для определения потребного воздухообмена необходимо определить количество избыточного тепла по формуле:

Qизб = Qоб + Qосв + Qл + Qр - Qотд, ккал/ч (10)

где: Qоб, ккал/ч - тепло, выделяемое оборудованием;

Qосв, ккал/ч - тепло, выделяемое системой освещения;

Qл, ккал/ч - тепло, выделяемое людьми в помещении;

Qр, ккал/ч - тепло, вносимое за счет солнечной радиации;

Qотд, ккал/ч - теплоотдача естественным путем.

Определяем количество тепла, выделяемого оборудованием

Qоб = 860 ×Роб × U1, ккал/ч (11)

где: Y1 - коэффициент перехода тепла в помещение, зависящий от вида оборудования; Роб, кВт - мощность, потребляемая оборудованием;

Роб, = Рном ×Y2 ×Y3 × Y4, кВт (12)

где: Рном, кВт - номинальная (установленная) мощность электрооборудования помещения;

Y2 - коэффициент использования установленной мощности, учитывающий превышение номинальной мощности над фактически необходимой;

Y3 - коэффициент загрузки, т.е. отношение величины среднего потребления мощности (во времени) к максимально необходимой;

Y4 - коэффициент одновременности работы оборудования.

При ориентировочных расчетах произведение всех четырех коэффициентов можно принимать равным

Y1 ×Y2 × Y3 ×Y4 = 0,25 (13)

Определяем количество тепла, выделяемого системой освещения

Qосв = 860 × Росв × a × b × cos (j), ккал/ч (14)

где: a - коэф. перевода электрической энергии в тепловую, лампы накаливания a = 0,92 - 0,97,люминесцентные лампы a = 0,46 - 0,48;

b - коэффициент одновременности работы (при работе всех светильников b = 1);

сos (j) = 0,7 - 0,8 - коэффициент мощности;

Росв, кВт - мощность осветительной установки.

Определяем количество тепла, выделяемого находящимися в помещении людьми

Qл = N× qл, ккал/ч (15)

где: N - количество людей в помещении

qл, ккал/ч - тепловыделения одного человека (таблица 6)

Определяем количество тепла, вносимого за счет солнечной радиации

Qр = m × S× qост, ккал/ч (16)

где: m - количество окон

S, м2 - площадь одного окна

qост, ккал/ч - солнечная радиация через остекленную поверхность (табл.7)

Определяем теплоотдачу, происходящую естественным путем

Если нет дополнительных условий, то можно считать ориентировочно,

что Qотд = Qр для холодного и переходного периодов года (среднесуточная температура наружного воздуха ниже +10 oC).

Для теплого периода года (среднесуточная температура воздуха выше +10 oC) принимаем Qотд = 0.

Общий вывод:

Среди полученных расчетных значений потребного воздухообмена для вредных веществ и удаления избыточного тепла выбирается наибольшее значение потребного воздухообмена.

Приложение

Таблица 1

Предельно-допустимые концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе населенных мест (СН 3086-84)