Охрана труда. Лабораторный практикум - Пособие (А. К. Гармаза)

Лабораторная работа № 5 исследование работы вентиляционных установок, оценка эффективности циклона для очистки воздуха от пыли

Цель работы: ознакомиться с назначением и классификацией вентиляционных систем методами расчета требуемого воздухообмена в зависимости от вида выделяющихся вредностей; изучить методики определения производительности вентиляционной установки и опре- деления концентрации пыли в технологических газах; оценить эффек- тивность работы очистного устройства.

Приборы и оборудование: лабораторная вентиляционная установка.

1. Общие положения

Производственная вентиляция – это комплекс взаимосвязанных устройств и процессов для создания требуемого воздухообмена в по- мещениях. В соответствии с СНБ 4.02.01-03 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха», вентиляция – обмен воздуха в по- мещениях для удаления избытков теплоты, влаги, вредных и других веществ с целью обеспечения допустимых параметров микроклимата и чистоты воздуха в обслуживаемой или рабочей зоне.

По принципу действия и конструктивному оформлению системы вен-

тиляции делятся на общеобменные, местные (локальные) и смешанные.

Конструктивно общеобменная вентиляция может быть выполне-

на как приточная, вытяжная или приточно-вытяжная.

В системе приточной вентиляции воздух подается в помещение организованно, повышая в нем давление, а уходит неорганизованно,

вытесняясь через щели, проемы окон и дверей в соседние помещения или наружу.

При вытяжной вентиляции воздух организованно удаляется из помещения, в котором вследствие этого снижается давление. Взамен поступает воздух из соседних помещений и снаружи через открытые

проемы окон и дверей или через щели.

В системе приточно-вытяжной вентиляции воздух организован-

но удаляется и подается в вентилируемое помещение, при этом в за-

висимости от того, чего больше: удаляемого или подаваемого воздуха,

давление в помещении снижается или повышается.

Общеобменную вентиляцию устраивают в тех случаях, когда в производственное помещение попадают вредные выделения вследст- вие невозможности полной герметизации производственного обору- дования, когда отсутствуют строго фиксированные источники вред- ных выделений или когда работа местных отсосов является недоста- точно эффективной.

Общеобменная вентиляция обеспечивает создание средних значе- ний метеорологических условий и снижение концентрации вредных веществ до допустимых значений во всем объеме производственного помещения. Общеобменные системы вентиляции, в которых воздух, подаваемый приточной вентиляцией, предварительно очищается, на- гревается или охлаждается, увлажняется или осушается, называют системами кондиционирования воздуха.

Местная вентиляция предназначена для обеспечения санитар- но-гигиенических условий труда непосредственно на рабочем месте, она может быть вытяжной и приточной.

Местная вытяжная вентиляция – система, при которой вытяж- ные устройства в виде зонтов, укрытий и других приспособлений раз- мещаются непосредственно у мест выделения вредностей и предна- значены для их улавливания и удаления. Это наиболее эффективный и дешевый способ, обеспечивающий удаление максимального количе- ства вредностей при минимальном объеме удаляемого воздуха.

В системе местной приточной вентиляции подача приточного воз- духа производится непосредственно в зону нахождения рабочего, т. е. требуемое качество воздушной среды обеспечивается только в этой зоне.

Система, в которой сочетаются элементы общеобменной и мест- ной вентиляции, называется смешанной системой вентиляции. Та- кая система устраивается в тех случаях, когда удаление всех выде- ляющихся вредностей местными вытяжными устройствами произве- сти не удается, поэтому, кроме местных отсосов, устраивается общая вытяжка, или в случае, когда вытяжная вентиляция выполняется как местная, а приточная – как общая.

Воздухообменом называется количество вентиляционного воздуха,

необходимое для обеспечения соответствия санитарно-гигиенических ус- ловий труда требованиям СанПиН № 9-80 РБ 98, СНБ 4.02.01-03 и др. Необходимый воздухообмен является исходной величиной для расчета системы вентиляции (подбор вентиляционного оборудования, расчет се- чения воздуховодов и т. д.).

При устройстве общеобменной вентиляции исходной величиной для определения воздухообмена является количество вредных выде-

лений в виде тепла, влаги, пыли, газов, которое обычно устанавлива-

ют на основании экспериментальных или расчетных данных.

Воздухообмен L, м3/ч, из условия разбавления вредных веществ (пыль,

газы, пары) до допустимых концентраций определяется по формуле

 

L =      G

X1 − X 2

,           (5.1)

 

где G – количество выделяющихся вредных веществ, мг/ч; Х1  и Х2  – соответственно предельно допустимая концентрация (ПДК) вредного вещества в воздухе рабочей зоны и концентрация этого же вещества в приточном воздухе, мг/м3 (табл. 5.1).

Таблица 5.1

Предельно допустимые концентрации некоторых газов, паров и пыли в воздухе рабочей зоны

 

 

Вещества

ПДК,

мг/м3

 

Вещества

ПДК,

мг/м3

Аммиак

20

Сероводород

10

Ацетон

200

Сероуглерод

1

Бензин

300

Спирт бутиловый

10

Бензол

5

Фенол

0,3

Бор фтористый

1

Формальдегид

0,5

Бром

0,5

Фурфурол

10

Диметилформальдегид

10

Цинка окись

6

Диметиламин

1

Асбестовая пыль

2

Дихлорацетон

0,05

Алюминий и его сплавы

2

Дихлорэтан

10

Древесная пыль

6

Кислота серная

1

Известняк

6

Кислота соляная

5

Карбид кремния

6

Марганец

0,3

Магнезит

10

 

Тальк

6

 

При выделении избыточной теплоты в помещении воздухообмен для поддержания нормальной температуры определяется из выражения

 

L =      Qизб

Cв ⋅ (Tух  − Tпр ) ⋅ ρв

 

,           (5.2)

где Qизб – избыточное тепло, кДж/ч; Св и ρв – соответственно удель-

ная теплоемкость, кДж/(кг ⋅ К), и плотность воздуха, кг/м3; Тух и Тпр –

температура соответственно уходящего и приточного воздуха, К.

В расчетах теплоемкость воздуха принимают Св = 1,01 кДж/(кг ⋅ К).

Если Qизб выразить в ваттах, формула 5.2 примет вид

L =      Qизб

0,28 ⋅ Cв ⋅ (Т ух  − Т пр ) ⋅ ρв

 

.           (5.3)

 

При наличии в помещении избытка влаги количество вентиляци-

онного воздуха L, м3/ч, рассчитывают по формуле

 

L =      Gвл

(d1  − d 2 )⋅ ρв

,           (5.4)

 

где Gвл – количество выделяющейся в помещении влаги, г/ч; d1 и d2 – со-

ответственно влагосодержание воздуха, удаляемого из помещения, и при-

точного сухого воздуха, г/кг; ρв – плотность приточного воздуха, кг/м3.

Под  кратностью воздухообмена понимают  отношение  объема

вентиляционного воздуха L к внутреннему свободному объему поме-

щения Vп (1/ч):

 

К =  L Vп

 

.           (5.5)

 

При определении количества вентиляционного воздуха в поме- щениях с одновременным выделением вредных веществ, тепла и вла- ги следует принимать большее из рассчитанных значений для каждого вида производственной вредности.

2. Методика определения производительности вентиляционной установки

Объем удаляемого или поступающего вентиляционного воздуха

L, м3/ч, определяется по формуле

L = 3600 ⋅Vср  ⋅ F ,          (5.6)

где Vср – средняя скорость движения воздуха, м/с; F – площадь сече-

ния воздуховода, м2.

Связь между значениями давления, создаваемого движущимся по воздуховоду воздухом, в разных сечениях установившегося воздуш-

ного потока выражается уравнением Бернулли:

 

Рст1

ρ ⋅V 2

+          1          1

2

 

= Рст 2

ρ ⋅V 2

+          2          2

2

 

+ ΔР , (5.7)

 

где Рст1 и Рст2 – статическое давление потока в первом и втором сече-

ниях    воздуховода,  расположенных         по        ходу    движения       воздуха;

(ρ ⋅V ) 2

(ρ ⋅V  )2

            1          1         

2

и          2          2         

2

– динамическое давление (Рд) в первом и втором

сечениях воздуховода; ρ1 и ρ2 – плотность воздуха в рассматриваемых

сечениях; V1  и V2  – средняя скорость движения воздуха в сечениях воздуховода; ΔР – потеря давления потока на участке между рассмат-

риваемыми сечениями.

Статическое давление воздушного потока представляет собой давление между частицами движущегося воздуха и давление воздуш- ного потока на стенки трубопровода. Статическое давление отражает потенциальную энергию воздушного потока в данном сечении и рас- ходуется на преодоление сопротивлений системы при движении воз- духа. Оно может быть положительным (нагнетательный трубопровод) и отрицательным (всасывающий трубопровод).

Динамическое давление характеризует кинетическую энергию воздушного потока в данном сечении и находится в зависимости от плотности воздуха и квадрата скорости воздушного потока:

ρ ⋅V 2

Рд  =

.           (5.8)

2

 

Динамическое давление воздуха всегда положительно и при лю-

бой системе отсчета всегда одинаково.

Полное давление воздушного потока в данном сечении склады-

вается из статического и динамического давлений:

ρ ⋅V 2

Рп  = Рст  + Рд  = Рст  +

.           (5.9)

2

 

Полное давление может быть положительным и отрицательным. Оно определяет всю энергию воздушного потока в том сечении тру- бопровода, где его измеряют.

Зная динамическое давление Рд, создаваемое движущимся возду- хом, можно определить среднюю скорость движения воздуха в закры- том воздуховоде.

Для определения средней скорости воздуховод круглого сечения условно разбивают на несколько концентрических колец, а воздухо-

вод прямоугольного сечения делят линиями, параллельными стенкам газохода,  на  ряд  равновеликих  прямоугольников  со  стороной  150–

200 мм (рис 5.1).

Координаты и количество точек измерения динамического напора определяются формой и размерами сечения воздуховода. Для кругло- го сечения их находят по формуле

 

Дi  = Д ⋅

2 ⋅ х − 1 ,    (5.10)

n

 

где Дi – диаметр условного концентрического кольца, на котором нахо- дятся точки замера, мм; Д – диаметр воздуховода, мм; х – порядковый номер кольца, считая от центра воздуховода; n – число точек измерений (две для каждого диаметра условных концентрических колец).

Точки замера

Подпись: ДiПодпись: 150–200Д         150–200

а          б

Рис. 5.1. Координаты точек замера в воздуховодах круглого (а)

и прямоугольного (б) сечений

Соотношение числа колец и диаметра воздуховода круглого сече-

ния дано в табл. 5.2.

 

Соотношение числа колец

и диаметра воздуховода круглого сечения

Таблица 5.2

 

Диаметр воздуховода, мм

 

100–200

 

200–400

 

400–600

 

600–800

 

800–1000

Число колец

3

4

5

6

8

Расстояние ближней и дальней точек замера для каждого коль- ца от внутренней стенки воздуховода определяется по следующим формулам:

 

Д  1

2 ⋅ x − 1 

;

Li1 =   ⋅   −

2          

n          

⋅ x −            

(5.11)

÷

 
L          = Д ⋅ 1 +    2

1 ,

 

(5.12)

2

 

n

 
i 2        

         

где Li1 и Li2 – расстояния от внутренней стенки воздуховода соответ- ственно до ближайшей и дальней точек замера на i-м кольце, мм; х – порядковый номер кольца, считая от центра воздуховода; n – число всех точек измерений на условных концентрических кольцах, для прямоугольных воздуховодов минимальное число точек замеров – три в каждом направлении.

Скорость воздуха в воздуховоде V, м/с, при известном динамиче-

ском напоре определяется по формуле

2 ⋅ P

V =      д

ρ

,           (5.13)

 

где Рд  – динамическое давление воздуха в воздуховоде, Н/м2; ρ –

плотность воздуха, кг/м3. Для стандартных атмосферных условий

(температура воздуха +20°С,  относительная влажность 50\%, баро-

метрическое давление 0,101 МПа)  плотность воздуха принимают

равной 1,2 кг/м3.

Среднюю скорость воздуха в воздуховоде Vср, м/с, определяют по формуле

 

Vср  =

⋅ (V0  + Vi1 + Vi 2  + ... + Vin ),     (5.14)

1

 
m

 

где m – число всех точек измерений; V0 – скорость воздуха по оси воз- духовода, м/с; Vi1–Vin – скорость воздуха в точках измерений на ус- ловных концентрических кольцах.

Объем воздуха (м3/ч), удаляемого через всасывающие отверстия

(вытяжные зонты, рабочие проемы вытяжных шкафов, отсасывающие укрытия и т. д.), определяется по формуле

L = 3600 ⋅ K ⋅Vср  ⋅ F , (5.15)

где K – коэффициент поджатия струи, зависящий от скорости всасы- вания; при скоростях всасывания 0,75–4 м/с  K = 0,76–0,84; Vср – сред- няя скорость движения воздуха, м/с; F – площадь рабочего сечения воздуховода, м2.

Средняя скорость воздуха в проемах может быть определена с помощью чашечного или крыльчатого анемометра.

3. Методика определения концентрации пыли

в вентиляционных выбросах и оценка эффективности работы очистной установки

Методы измерения концентрации пыли делятся на две группы:

1) основанные на предварительном осаждении частиц пыли и иссле-

довании осадка; 2) без предварительного осаждения.

К методам первой группы относятся: весовой, денситометриче- ский, пьезоэлектрический, а также метод, основанный на измерении перепада давления на фильтре.

Весовой метод является общепринятым, и все существующие и вновь разрабатываемые пылемеры, основанные на других методах из- мерений, градуируют, используя весовой метод. Весовой метод дает погрешность порядка 10\%, величина погрешности в значительной степени зависит от класса применяемого оборудования и контрольно- измерительных приборов.

Денситометрический метод включает все операции весового ме- тода, кроме взвешивания пробы, которое заменено определением оп- тической плотности пылевого осадка.

Пьезоэлектрический метод основан на измерении собственной частоты колебаний пьезокристалла во время осаждения частиц пыли на его поверхности.

К методам второй группы относятся: электрические методы, основанные на способности частиц пыли электризоваться; акусти- ческий метод, основанный на измерении параметров акустическо- го поля при наличии частиц пыли между источником и приемни- ком звука; оптические методы, основанные на явлении поглоще- ния света движущимся пылегазовым потоком и рассеяния света движущимися частицами пыли.

При весовом методе измерения концентрации пыли в газовом по- токе отбор проб производится с помощью внутренней или внешней фильтрации (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Схема отбора проб:

а – внешняя фильтрация; б – внутренняя фильтрация;

1 – заборная трубка; 2 – фильтр; 3 – воздуходувка с ротаметром;

4 – стеклянный алонж; 5 – воздуховод; 6 – трансформатор 220/12

При внешней фильтрации фильтрующее устройство располагает-

ся вне воздуховода, при внутренней – внутри его.

Для получения достоверных результатов необходимым условием является выполнение ряда требований:

а) носик пылезаборной трубки должен быть направлен навстречу газовому потоку соосно с основным его направлением; отклонение не

должно превышать 5°;

б) скорость газа во входном отверстии наконечника пылезаборной

трубки должна быть равна скорости пылегазового потока в измеряе-

мой точке (изокинетический отбор пробы газа);

в) допускается превышение скорости  отбора  пробы  над  скоро-

стью газового потока не более 10\%.

Если скорость отбора превышает скорость газового потока, более крупные частицы пыли из внешней части отбираемого объема газа по

инерции пройдут мимо входного отверстия пробоотборного устройст- ва. Полученная величина концентрации пыли окажется заниженной, а отобранная пыль будет более мелкой. При отборе с пониженной ско-

ростью произойдет обратное явление – полученная величина запы- ленности окажется завышенной, а отобранная пыль будет более круп- ной. Отклонение входного отверстия пробоотборного устройства от

положения, перпендикулярного направлению газового потока, даже при соблюдении изокинетичности, дает заниженные результаты запы- ленности, а отобранная пыль будет более мелкой.

Достоверность результатов зависит также от места расположения пылезаборной трубки в газоходе. Измерения желательно проводить на вертикальных участках газоходов, так как на горизонтальных участ-

ках большой протяженности концентрация пыли в нижней части се-

чения газохода выше, чем в верхней, а пыль более грубодисперсна. Участки круглого сечения предпочтительнее квадратных, а квадрат- ные – прямоугольных. Скорость газа в измеряемом сечении трубопро- вода должна быть не менее 4 м/с.

Даже при соблюдении всех перечисленных требований сохраня-

ется некоторая неравномерность в распределении пылегазового пото-

ка, поэтому пробы следует отбирать в различных местах сечения. От- бор проб производят в тех же точках, где проводятся измерения ско- рости газового потока.

Рекомендуется одинаковое время отбора пробы в каждой точке

газохода. Его рассчитывают, деля общее время отбора одной пробы на число точек измерения вдоль диаметра газохода.

Для обеспечения изокинетичности отбора пробы диаметр отверстия

наконечника пробоотборной трубки d, мм, определяется расчетом

d = 103 ⋅

4W ,    (5.16)

πV

 

где W – расход газа через заборную трубку, м3/с; V – скорость отбора пробы (равна скорости газового потока в точке отбора пробы), м/с.

Зная скорость газа в газоходе и диаметр наконечника пробоот- борной трубки, расход газа при отборе пробы можно определить по номограмме (рис. 5.3).

d = 8 мм          6          5

Подпись: Расход газа при отборе
пробы, л/мин
20

16

4

12

8          3

4          2

0          4          8          12        16        20        24        26

Скорость движения газа в газоходе, м/с

Рис. 5.3. Номограмма равных скоростей движения газа в газоходе и носике пробоотборного устройства

Конструкция пробоотборных трубок должна отвечать условиям работы. При работе с горячими газами (300–400°С)  трубку следует

охлаждать водой или воздухом, а в случае возможной конденсации в трубке водяного пара ее нужно обогревать.

Перед проведением измерений фильтры высушивают в сушиль-

ном шкафу при температуре 80°С  в течение 20–30 мин или выдер-

живают в эксикаторе с плавленым хлористым кальцием в течение

2–3 ч и взвешивают.

Запыленность Z, г/м3, рассчитывают по формуле

Z = (д + а + в) ⋅1000 ,          (5.17)

V ⋅ t

где д – привес пыли на фильтре после отбора пробы, г; а – количество пыли, осевшей в заборной трубке, г; в – поправка на изменение массы контрольного фильтра, г; V – расход газа при отборе пробы, л/мин; t – время отбора пробы, мин.

Весовой метод используется также при определении эффективно-

сти очистки газов в пылеулавливающих аппаратах.

Эффективность очистки газов может быть определена по содер- жанию пыли в газах до поступления в газоочистной аппарат и на вы- ходе из него:

n = Wвх ⋅ Z вх  − Wвых ⋅ Z вых

Wвх ⋅ Z вх

= 1 − Wвых ⋅ Z вых ,

Wвх ⋅ Z вх

 

(5.18)

 

где Wвх, Wвых – объемный расход газов, поступающих в газоочист- ной аппарат и выходящих из него, м3/с; Zвх, Zвых – концентрация пыли в газах, поступающих в газоочистной аппарат и выходящих из него, кг/м3.

Если объем газа, поступающего в аппарат и выходящего из него,

не изменяется, то формула примет вид

 

n = 1 − Zвых

Zвх

.           (5.19)

 

4. Экспериментальная часть

4.1. Описание лабораторной установки и приборов

Лабораторная вентиляционная установка (рис. 5.4) состоит из центробежного вентилятора 1, воздуховодов разного диаметра 2, 3, циклона 4, дозирующего устройства 5. Напорный воздуховод имеет горизонтальные и вертикальные участки, по одному расширяющемуся

(диффузор) и сужающемуся (конфузор) патрубку и три колена под уг-

лом 90°. На вертикальном и горизонтальном участках трубопроводов

предусмотрены точки замера скорости воздушных потоков. Кроме то-

го, скорость воздуха измеряется в проеме вытяжного шкафа с регули-

руемым сечением рабочего пространства.

Для выполнения работы применяют следующие приборы: анемометр с секундомером, микроманометр ММН-240, комбинированный приемник давления для измерения динамических давлений потока воздуха.

Анемометры предназначены для измерения скорости движения воздуха в приточных и вытяжных отверстиях, воздуховодах, проемах стен и т. п. В данной работе они используются для осуществления за-

меров скорости воздуха в проеме вытяжного шкафа. На практике применяются ручные крыльчатые анемометры с пределами измерений скоростей воздуха 0,2–5 м/с и чашечные, предназначенные для изме- рения скоростей от 1 до 20 м/с.

Рис. 5.4. Схема экспериментальной установки:

1 – вентилятор; 2, 3 – воздуховоды; 4 – циклон; 5 – дозатор; 6 – точки измерений

При измерении крыльчатка или чашечки, находящиеся в потоке воздуха, приводятся во вращательное движение. Счетный механизм отсчитывает на циферблате число оборотов крыльчатки или чашечек за 1–8 мин. Затем по числу оборотов за одну секунду с помощью та- рировочного графика, который прилагается к каждому анемометру, определяют скорость. Включение и выключение механизма анемо- метра производится арретиром.

Тарировочные графики для определения скорости движения по- тока воздуха до 1 м/с и 1–5 м/с с помощью ручного крыльчатого ане- мометра АСО-3 приведены на рис. 5.5, а с помощью чашечного ане- мометра МС-13 – на рис. 5.6.

Число делений в 1 с

 

2,0

 

1,6

 

2,0

 

0,8

0,4

 

 

 
Подпись: Число делений в 1 с12

10

8

6

4

2

 
0          0,2       0,6       1,0       1          2          3          4          5

Скорость, м/с Скорость, м/с

Рис. 5.5. Графики для определения скорости движения воздуха с помощью крыльчатого анемометра АСО-3

Число делений в 1 с

 

20

 

15

10

 

5

 

 

 
0          5          10        15        20

Скорость, м/с

Рис. 5.6. График для определения скорости движения воздуха с помощью чашечного анемометра МС-13

Микроманометр ММН-240 представляет собой одноколенный спиртовой манометр с наклонно расположенной стеклянной трубкой (рис. 5.7). На планке, где капиллярную трубку устанавливают под раз- ными углами, нанесены цифры 0,2; 0,3; 0,4; 0,6 и 0,8, соответствую- щие синусу угла наклона. На стеклянной капиллярной трубке выгра- вированы миллиметровые деления шкалы до 300 мм. Микроманометр обычно заполняют этиловым спиртом плотностью 809,6 кг/м3.

1          2          1          3

4

5

3

6          2

Рис. 5.7. Микроманометр многопредельный с наклонной трубкой ММН-240:

1 – регулировочные ножки; 2 – измерительная трубка; 3 – трехходовой кран;

4 – уровни; 5 – кронштейн; 6 – регулятор уровня

Подпись: 0,3dКомбинированный приемник давления (пневмометрическая труб- ка) служит для измерения динамических давлений потока при скоро- стях движения воздуха более 5 м/с и статических давлений в устано- вившихся потоках (рис. 5.8).

Подпись: d0,1d

R ≤ 3d

Подпись: h ≥ 6t3d        t > 6d

3d        9d

к манометру

Рис. 5.8. Пневмометрическая трубка

Пневмометрическая трубка состоит из двух металлических тру- бок, вставленных одна в другую. Входное отверстие внутренней труб- ки находится в центре короткого конца напорной головки, выходное – на противоположном конце; оно обозначается знаком (+) и служит для замеров динамического и общего давления.

4.2. Порядок выполнения работы

4.2.1. Измерение скорости воздуха с помощью анемометра АСО-3

Перед началом работы включают с помощью арретира переда-

точный механизм анемометра и записывают начальное показание счетчика по трем шкалам. После этого анемометр устанавливают вет- роприемником  навстречу  воздушному  потоку  и  осью  крыльчатки вдоль  направления потока.  Через  10–15 с  одновременно включают механизм анемометра и секундомер.

Анемометр держат в воздушном потоке в течение 1–2 мин. По- сле этого механизм анемометра и секундомер выключают, записы- вают конечные показания счетчика и время экспозиции в секундах. Делением разности конечного и начального показаний счетчика на время экспозиции определяют число делений, приходящихся на одну секунду.

Скорость  потока  определяется  по   градуировочному  графику (рис. 5.5) следующим образом. На вертикальной оси графика отыски- вают число, соответствующее числу делений шкалы счетчика анемо- метра в секунду. От этой точки проводят горизонтальную линию до пересечения с прямой графика. Из точки пересечения опускают вер- тикальную линию до пересечения с горизонтальной осью. Точка пере- сечения дает искомую скорость воздушного потока.

Среднюю скорость движения воздуха Vср, м/с, определяют по формуле

 

Vср

n  V ⋅ i

=       ,           (5.20)

i−1    n

где n – количество точек измерений (по рис. 5.1).

Объем воздуха, поступающего во всасывающий проем вытяжного шкафа, рассчитывают по формуле (5.15).

Результаты замеров и расчетные данные заносят в табл. 5.3.

 

Результаты замеров скорости и расчет расхода воздуха через проем вытяжного шкафа

Таблица 5.3

 

 

Точ- ки заме- ров

 

Усло- вия про- веде- ния заме- ров

Данные для опреде- ления скорости воз- духа

 

Раз- ность пока- за- ний счет- чика

Вре- мя рабо- ты

ане- мо- мет- ра, с

 

Чис- ло деле- ле- ний в

1 с

 

Ско- рость воз- духа,

м/с

 

Пло- щадь про- ема,

2

м

 

Рас- ход воз- духа,

3

м /ч

 

Крат- ность возду- хооб- мена,

1/ч

 

начальные показания счетчика по шкале

 

конечные показания счетчика по шкале

1

Устр- во выкл.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Устр- во вкл.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.2.2. Определение скорости движения воздуха с помощью микроманометра ММН-240

Пользоваться микроманометром (рис. 5.7) рекомендуется в сле-

дующем порядке:

1) установить прибор на устойчивом столе;

2) отрегулировать регулировочными ножками 1  горизонтальное положение прибора, чтобы в каждом уровне 4 пузырек стоял в центре;

3) повернуть  пробку  трехходового  крана  3  против  часовой стрелки до упора, поставив кронштейн 5 с измерительной трубкой

2 под необходимым наклоном, и регулятором уровня 6 откоррек-

тировать нуль;

4) резиновым шлангом соединить прибор с пневмометрической трубкой, соблюдая полярность, указанную на приборе и пневмомет- рической трубке;

5) пневмометрическую трубку установить через отверстие в тру- бопроводе навстречу потоку воздуха строго параллельно направлению его движения; если прибор сбился – отрегулировать его регулировоч- ными ножками 1;

6) провести замеры динамического давления в точках сечения тру-

бопровода в соответствии с требованиями ГОСТ 12.3.018-79 (рис. 5.1).

В воздуховодах круглого поперечного сечения измерения можно производить по одной оси (диаметру), а при недостаточно выровнен- ном потоке – по двум взаимно перпендикулярным диаметрам.

Истинное значение динамического давления Рд связано с видимой длиной столба спирта l в измерительной трубке выражением

Рд  = 0,1 ⋅ K п ⋅ l ,            (5.21)

где Kп  – постоянная прибора, значения ее указаны на дуге прибора. Постоянная 0,1 использована в формуле (5.21) для перевода значения Рд в ньютоны на метр квадратный (Н/м2).

Среднюю скорость и объем проходящего через воздуховод возду-

ха рассчитывают по формулам (5.14) и (5.15).

Результаты замеров и расчетные данные заносят в табл. 5.4.

Таблица 5.4

Результаты замеров скорости и расчет расхода воздуха через воздуховод

 

 

Точ- ки заме- ров

 

Показания микро-

манометра

 

Посто- янная прибо- ра Kп

 

Динами- ческий напор, Н/м2

 

Ско- рость движе- ния возду- ха, м/с

 

Пло- щадь сечения возду- ховода,

м2

 

Расход возду- ха,

м3/ч

 

Крат- ность возду- хооб- мена,

1/ч

 

началь- ный от- счет ме- никса

 

в точках воздухо- вода

 

4.2.3. Определение запыленности воздуха

и эффективности работы очистного устройства (циклона)

Измерение запыленности воздуха выполнить на вертикальном участке воздуховода и непосредственно за циклоном перед выбросом газа в отводной воздуховод или в атмосферу.

По заданному преподавателем диаметру наконечника пробоот- борной трубки с помощью номограммы (рис. 5.3) определить расход газа при отборе пробы (л/мин). Результаты замеров и расчетов занести в табл. 5.5.

 

Результаты замеров запыленности воздуха

и расчет степени очистки воздуха от пыли в циклоне

Таблица 5.5

 

 

Точ- ки заме- ров

 

Началь- ная масса фильт- ра, г

 

Расход воздуха через фильтр, л/мин

 

Время отбора пробы, мин

 

Конеч- ная масса филь- тра, г

 

Привес пыли на фильт- ре, г

 

Запы- ленность воздуха до очи- стки,

г/м3

 

Запылен- ность воз- духа после очистки,

3

г/м

 

Степень очистки воздуха

в цикло-

не, \%

Взвесить фильтр и собрать установку для проведения измерений в соответствии с рис. 5.2, а. Обогрев пробоотборной трубки, высушива- ние фильтров не производят, так как за короткий промежуток времени отбора пробы температура и влажность воздуха в помещении практи- чески остаются постоянными.

Вставить пробоотборную трубку в воздуховод так, чтобы нако-

нечник был направлен по ходу движения газа и находился в первой точке отбора. Установить по ротаметру необходимый расход газа и повернуть пробоотборную трубку отверстием навстречу газовому по- току. Произвести отбор пробы в тех точках по сечению воздуховода, где ранее измеряли скорость газового потока. Время отбора в каждой точке должно быть одинаковым, его рассчитывают по формуле

t = Т ,  (5.22)

n

где Т – общее время отбора пробы, мин; n – число проб по сечению воздуховода.

Закончив отбор пробы, вынуть пробоотборную трубку из возду- ховода и выключить воздуходувку. Взвесить фильтр и рассчитать за- пыленность газового потока по формуле (5.17). Так как отбор произ- водится при постоянных температуре и влажности в помещении, по- правками а и в можно пренебречь. Аналогичные измерения выпол- нить для второй точки (после циклона).

По формуле (5.18) определить эффективность работы очистного

устройства.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Виды и назначение производственной вентиляции.

2. В  чем  заключается  принципиальное  различие  используемых систем вентиляции? Выбор систем вентиляции.

3. Устройство            местной,         вытяжной       и          общеобменной          систем

вентиляции.

4. Какую систему вентиляции называют смешанной? Сущность системы кондиционирования.

5. Определение воздухообмена. Нормативные документы, регла-

ментирующие санитарно-гигиенические условия труда.

6. Расчетные формулы воздухообмена при избытке пылевых, га- зовых, паровых и тепловых выделений. Определение кратности воз- духообмена.

102

 
7. Что характеризует статическое, динамическое и полное давле- ние воздушного потока? Какой из этих параметров используется для расчета скорости воздушного потока?

8. Методика измерения средней скорости воздушного потока в круглом и квадратном сечениях трубопроводов.

9. Методика и методы определения концентрации пыли в воздуш-

ных выбросах.

10. Устройство лабораторной установки и используемые для из- мерения приборы. Назначение и пределы измерений скоростей воз- душных потоков с помощью анемометра и микроманометра. Назначе-

ние и устройство пневмометрической трубки.

ЛИТЕРАТУРА

1. Отопление,    вентиляция    и    кондиционирование    воздуха: СНБ 4.02.01-03. – Введ. 01.01.05. – Минск: М-во архитектуры и стр-ва Респ. Беларусь, 2004. – 78 с.

2. Санитарные нормы, правила и гигиенические нормативы «Пе-

речень  регламентированных  в  воздухе  рабочей  зоны  вредных  ве-

ществ». – Введ. 01.07.09. – Минск: М-во здравоохранения Респ. Бела-

русь, 2009. – 148 с.

3. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений: СанПиН № 9-80 РБ 98. – Введ. 01.07.98. – Минск: М-во

здравоохранения Респ. Беларусь, 1998. – 12 с.

4. Смеси  взрывоопасные. Классификация и  методы испытаний:

ГОСТ 12.1.011-78. – Введ. 01.07.79. – М.: Гос. ком. по стандартам,

1979. – 24 с.

5. Системы вентиляционные. Методы аэродинамических испыта-

ний: ГОСТ 12.3.018-79. – Введ. 01.01.81. – М.: Гос. ком. по стандар-

там, 1980. – 12 с.