РОЗРАХУНОК НЕОБХІДНОГО ПОВІТРООБМІНУ В МЕХАНІЧНОМУ ЦЕХУ

1. Нормативні значення параметрів мікроклімату

Температуру і ентальпію зовнішнього повітря визначаємо за таблицею П8 СНиП 2.04.05─91* [1], враховуючи, що в теплий період приймаємо розрахункові значення за параметрами А, в холодний – за параметрами В. Інші параметри – відносну вологість і вологовміст знаходимо за допомогою -діаграми або теплотехнічної залежності:

. (5.1)

Заносимо знайдені значення в таблицю 5.1.

Допустимі межі параметрів мікроклімату у виробничих приміщеннях вибираємо за вимогами діючих нормативних документів [1–3]. Заносимо ці значення в таблицю 5.2. Якщо розрахункова температура зовнішнього повітря в обраному місті °С, то розрахункові параметри внутрішнього повітря в теплий період року приймаємо на 3 °С більшими, ніж допустиме табличне значення. Відповідно з вказівками також збільшуємо допустиму швидкість руху повітря на 0,2 м/с вище заданої в колонці допустимих швидкостей.

 

Таблиця 5.1 – Розрахункові параметри зовнішнього повітря

Місто	Період року	tн, °С	, кДж/кг	, %	, г/кг	Розрахункова географічна широта, град. пн. ш.

 

Таблиця 5.2 – Допустимі параметри мікроклімату

Період року	Категорія робіт	tдоп, °С	tп, °С	, %	, г/кг	Vп, м/с

2. Визначаємо кількісні значення основних шкідливостей

В механічному цеху основними шкідливостями, що визначають мінімально необхідну продуктивність вентиляції, є тепловиділення і вологовиділення від працюючих верстатів і людей, а також надходження тепла через світлові прорізи в теплий період року. Підрахунок швидкостей проводимо, приймаючи до уваги, що основними визначальними виділеннями в холодний період року будуть сумарні виділення вологи, а в теплий період – виділення повного тепла.

2.1. Визначаємо кількість виділення тепла (кДж/год) працюючими верстатами при охолоджені їх емульсією[4]:

(5.2)

де – установна потужність обладнання в механічному цеху, кВт.

2.2. Виділення тепла людьми для теплого періоду року визначаємо за формулою:

, (5.3)

де n – кількість працівників;

– виділення явного тепла одним чоловіком.

2.3. Надходження тепла за рахунок сонячної радіації знаходимо за формулою [5]:

, (5.4)

де– площа заскленої поверхні, м²; приймаємо в розмірі 15% від площі цеху;

– питома величина теплонадходжень через засклені поверхні, кДж/(м²×год) ;

– коефіцієнт, що залежить від кількості рядів скла і ступеня їх забрудненості:

, (5.5)

де – при подвійному заскленні в одній рамі;

– при звичайному забрудненні.

Питому величину теплонадходжень через засклені поверхні визначаємо за даними [5].

2.4. Виділення вологи від обладнання приймаємо в кількості 160 г/год на один кіловат установленої потужності[5]:

, кг/год.

2.5. Вологовиділення працівниками визначаємо за формулою:

, (5.6)

де – табличне значення величини виділення вологи однією людиною[5]:

3. Розрахунок повітрообміну для холодного періоду

В холодний період року тепловиділення у виробничих приміщеннях компенсуються втратами тепла через зовнішні конструкції. Тому розрахунок повітрообміну ведемо за надлишковими виділеннями вологи, які компенсуються подачею зовнішнього повітря із низьким вологовмістом:

, (5.7)

де – сумарні виділення вологи, г/год;

– густина повітря, приймається кг/м²;

– вологовміст повітря, яке видаляється з приміщення, г/кг;

– вологовміст припливного повітря, г/кг.

Сумарні виділення вологи в цеху протягом холодного періоду року:

Для визначення способу вентиляції обчислимо кратність повітрообміну і об’єм приміщення, що припадає на одного працівника :

, (5.8)

де – продуктивність вентиляції системи;

– вільний об’єм приміщення, м³:

. (5.9)

Об’єм приміщення, що приходиться на одного працівника:

, (5.10)

 

де – кількість працівників.

4. Розрахунок повітрообміну для теплого періоду року

Розрахунок повітрообміну ведемо за виділеннями надлишкового повного тепла:

, (5.11)

де – сумарні виділення надлишкового повного тепла, кДж/год, що в свою чергу знаходяться за формулою:

 

, (5.12)

 

де – сумарні виділення тепла в цеху в теплий період року:

– прихована теплота випаровування води, кДж/кг;

– сумарні виділення вологи в цеху в теплий період року:

– густина повітря, приймаємо кг/м³;

– ентальпія припливного повітря, кДж/кг;

– ентальпія витяжного повітря, кДж/кг.

Для знаходження та скористаємось і-d діаграмою. Спочатку приймаємо, що приміщення буде вентилюватися зовнішнім повітрям без додаткової тепловологісної обробки. Температура та ентальпія припливного повітря відповідають розрахунковим параметрам зовнішнього повітря, тому на і-d діаграмі на перетині ліній їх координат отримаємо точку Н (°С, кДж/кг). Позначивши лінію допустимих температур, бачимо, що безпосередня вентиляція даного приміщення повітрям без додаткової тепловологісної обробки практично неможлива. Тому приймаємо рішення застосувати адіабатне охолодження повітря в зрошувальній камері.

З точки Н проводимо лінію охолодження з незмінною ентальпією до досягнення відносної вологості повітря (дане число рекомендується всім при проектуванні процесу обробки повітря в зрошувальній камері). Таким чином, на перетині ліній кДж/кг і отримуємо точку К, що характеризує стан повітря на виході кондиціонера.

З точки К вертикально вверх прокладаємо лінію зміни тепловологісного стану повітря при русі по повітропроводах. Точку П, що характеризує стан повітря на виході з припливних отворів, ставимо з розрахунку .

З точки П проводимо лінію процесу зміни тепловологісного стану повітря під дією наявних в цеху шкідливостей. Вона відкладається на і-d діаграмі під кутом ε, який чисельно дорівнює коефіцієнту тепловологісного відношення:

, (5.13)

Провівши з точки П лінію під кутом кДж/г, на перетині з лінією допустимих параметрів мікроклімату отримуємо точку В (°С, кДж/кг, ). При відповідності параметрів повітря всім вимогам нормативних документів [1-3] приймаємо, що ентальпія витяжного повітря буде дорівнювати ентальпії точки В.

Таким чином, кДж/кг, кДж/г.

Виходячи з розрахунків і характеру шкідливих виділень, в приміщені необхідно спорудити загальнообмінну вентиляцію. Її дія ґрунтується на тому, що забруднене або вологе приміщення розбавляється свіжим повітрям до досягнення допустимих норм мікроклімату. Дану систему вентиляції застосовують у випадках, коли шкідливі речовини, тепло і волога виділяються розсіяно по всьому приміщенні.

В теплий і перехідний періоди року для механічного цеху слід передбачати комбіновану загальнообмінну вентиляцію: подачу свіжого повітря механічним способом в робочу зону та видалення нагрітого повітря природною витяжкою з верхньої зони через шахти і дефлектори на даху.

5. Зробити необхідні висновки.