Оценка безопасности работы местной вентиляции.

Оценочный параметр. Местная вытяжная вентиляция удаляет загрязненный или пере­гретый воздух непосредственно от мест его образования. Основной задачей, которую решает местная вентиляция, является предотвра­щение распространения вредных веществ по рабочему помещению. Местные вытяжные вентиляционные установки бывают в виде вытяжных шкафов, вытяжных зонтов и бортовых отсосов. Рассмотрим работу местной вентиляции на примере вытяжного шкафа. Источник вредных веществ находится внутри шкафа. Работа вытяжного шкафа заключается в следующем. В открытом окне, плоскость которого разделяет внутреннюю область шкафа и рабочее помещение, с помощью вытяжного вентилятора создается воздушный поток, направленный внутрь шкафа. При этом интенсивность воздуш­ного потока должна быть достаточной для того, чтобы эффективно препятствовать проникновению вредных веществ в рабочее помещение. При этом размер окна шкафа должен обеспечивать свободный доступ обслуживающего персонала внутрь вытяжного шкафа. Рассмотрим механизм проникновения вредных веществ в рабо­чее помещение. Известно, что при движении газового потока в канале скорость газа распределена неравномерно по его сечению. Максимум скорости обычно находится в середине канала, а у стенок скорость уменьша­ется, образуя так называемый пограничный слой. Непосредственно на самой стенке, в соответствии с гипотезой Прандтля, скорость газа равна нулю.

Известно, что напряжение τ₀, возникающее в результате движения газа, на стенке определяется следующим соотношением:

(1) τ₀ = µ  , µ - вязкость газа.

При этом величина τ₀ может быть выражена через среднюю скорость газового потока v_ср по формуле

(2) τ₀ = λ  , λ – коэффициент сопротивления канала.

Учитывая, что производная в уравнении I есть тангенс угла накло­на λ у основания кривой распределения скорости (рис.2), из (I) и (2) следует, что

(3) tgα = λ

При работе вытяжного шкафа концентрация вредных веществ внутри него всегда выше, чем в рабочем помещении. Устанавливающийся в этих условиях градиент концентраций создает движущую силу для диффузионного потока, направленную из объема шкафа в рабочее помещение. Скорость такого потока мала, но в по­граничном слое, у стенок открытого окна всегда найдется некоторая толщина слоя l, достаточная для проникновения вредного ве­щества со скоростью диффузии v_g в рабочее помещение.

Из рис.2 следует, что

(4)l = v_g/tgα

Тогда очевидно, что количество вредного вещества, проникающего из вытяжного шкафа в рабочее помещение, будет тем больше, чем меньше угол α, Из соотношения (3) следует, что тангенс пропорционален квадрату средней скорости потока. По этой причи­не величина v_ср определяет количество вещества, проникающего из вытяжного шкафа в рабочее помещение, характеризует эффектив­ность работы местной вентиляции и является нормируемым пара­метром. Его размерность м/с.

Если в качестве вентиляционного устройства используется вытяжной шкаф, под v_ср понимается средняя скорость в сеченни от­крытого окна шкафа. В случае использования таких устройств мес­тной вентиляции как бортовой отсос, процесс проникновения вредных веществ в рабочее по­мещение из этих устройств связан с образованием вихревых движе­ний воздуха, уносящих часть вредных веществ из потока, направ­ленного в сечение бортового отсоса или вытяжного зонта. В этих случаях эффективность местной вентиляции определяется средней скоростью в соответствующих сечениях указанных устройств.