Гравитационное и ветровое давление

Гравитационное и ветровое давление

Конвекция

В помещениях с большими избытками тепла воздух всегда теплее наружного. Более тяжелый наружный воздух, поступая в здание, вытесняет из него более легкий теплый воздух.

При этом в замкнутом пространстве помещения возникает циркуляция воздуха, вызываемая источником тепла, подобная той, которую вызывает вентилятор - конвекция.

В системах естественной вентиляции, в которых перемещение воздуха создается за счет разности давлений воздушного столба, минимальный перепад по высоте между уровнем забора воздуха из помещения и его выбросом через дефлектор должен быть не менее 3 метров. При этом рекомендуемая длина горизонтальных участков воздуховодов не должна быть более 3 м, а скорость воздуха в воздуховодах - не превышать 1 м/с.

Ветровое давление

Воздействие ветрового давления выражается в том, что на наветренных (обращенных к ветру) сторонах здания образуется повышенное, а на подветренных сторонах, а иногда и на кровле, - пониженное давление (разрежение).

Если в ограждениях здания имеются проемы, то с наветренной стороны атмосферный воздух поступает в помещение, а с заветренной - выходит из него, причем скорость движения воздуха в проемах зависит от скорости ветра, обдувающего здание, и соответственно от величин возникающих разностей давлений.

Поступление вредных веществ в помещение и определение количества вентилируемого воздуха

Воздухообмен – интенсивность поступления или удаления воздуха из помещений. За счёт разности температур воздуха в помещении и наруже, а также воздушного напора (ветровой нагрузки) происходит циркуляция воздуха (рис.2.3.8).

При выделение в помещение нескольких вредных веществ расчёт ведут по каждому из этих веществ, а воздухообмен принимают по максимальному. Если вредные вещества обладают однонаправленным действием, то принимают суммарный воздухообмен.

При наличии взрывоопасных веществ воздухообмен принимают с учетом ПДВК в помещении.

При наличии нескольких негативных факторов (пыль, газ, влажность, тепло) расчет ведут с учетом всех факторов. После определения необходимого воздухообмена определяют кратность воздухообмена (К). В тех случаях, когда количество вредных веществ определить трудно, расчёт воздухообмена проводят за кратностью воздухообмена (по справочнику по проектированию промышленных сооружений), а потом по формуле (2.3.10) определяют необходимый воздухообмен для вентиляции.

При отсутствии избыточных выделений теплоты и влаги, выделения газов, паров и пыли необходимый воздухообмен определяется санитарными нормами в зависимости от объема помещения на 1 человека.

Если V<20 м³ на человека, то величина воздухообмена должна быть не менее 30 м³/ч на человека, и не менее 20 м³/ч при V>20 м³ на человека. При отсутствии естественного проветривания воздухообмен должен быть не менее 60 м³/ч на человека, а кратность не менее 1.

Воздухообмен в помещении

2. Воздухообменом называется полная или частичная замена воздуха, со- держащего вредные вещества, чистым атмосферным воздухом. Кратностью воздухообмена называется количество подаваемого в поме- щение или удаляемого из него воздуха за 1 час, отнесенного к его внутренней кубатуре, т.е. ± Кр=L/Vп, (1) где Кр – кратность воздухообмена, со знаком (+) считается воздухооб- мен по притоку, со знаком (-) - по вытяжке. определяемая для разных катего- рий зданий и помещений по справочной литературе; L - расход воздуха в помещении, м 3 /ч; Vп - объем помещения, м 3. Если говорят, что кратность воздухообмена равна, например +3 и -4, то это значит, что в помещение за 1 ч подаётся трёхкратное и удаляется четырёх- кратное к объёму помещения количество воздуха. Решив уравнение (1) относительно L, получим выражение для определе- ния объёма притока или вытяжки при общеобменной вентиляции: L=КрVп. (2) В помещениях с избыточным тепло-, влаго- или газовыделением необхо- димый воздухообмен определяют по формулам: при тепловыделениях, () у н c t t Q L − = ρ (3) где Q - избыточные тепловыделения в помещении, Вт/ч; с - теплоемкость воздуха, кДж/кг· оС; ρ - плотность воздуха; ty – температура внутреннего воздуха, удаляемого из помещения, оС; tн - температура наружного (приточного) воздуха. при газовыделении: L=G/(Вв-Вн), (4) где G - газовыделение в помещении, л/ч; Вв – предельно допустимое содержание газа в воздухе помещения, л/м 3; Вн - содержание газа в наружном воздухе; при влаговыделениях: (), d dн ρ D L в − = (5) 47 где D - влаговыделение в помещении, г/ч; dв - влагосодержание внутреннего воздуха, г/кг; dy - влагосодержание наружного воздуха, г/кг; ρ - плотность воздуха, кг/м 3

Тепловой баланс помещения

Для создания оптимального температурно-влажностного режима в помещении необходим значительный обмен воздуха. Однако его трудно поддерживать на оптимальном уровне, особенно в холодные периоды года. Правильно решить вопросы оптимизации микроклимата в каждом конкретном помещении помогает расчет его теплового баланса еще на стадии проектирования, а затем строительства и эксплуатации помещения.

В неотапливаемых помещениях тепловой баланс помогает скорректировать расчеты объема воздухообмена, предвидеть необходимость утепления помещения, регулирования вентиляции. Расчеты теплового баланса помогают также выявить теплотехнические качества отдельных ограждающих конструкций, сделать правильные по ним расчеты, правильно выбрать обогревательные установки, рассчитать их количество. Иными словами, температурно-влажностный режим, его оптимизация закладываются на стадии проектирования, а затем и строительства на плановое поголовье животных, имея в виду усредненные, а не дробные показатели живой массы и продуктивности животных, характерные для данной породы, физиологического состояния животных.

Охлаждение воздуха в помещении зависит от общей площади поверхности ограждающих конструкций здания, качества строительных материалов, толщины стен и покрытий, разности температур атмосферного воздуха и воздуха помещения, расположения здания по отношению к сторонам света, количества холодного воздуха, подаваемого в помещение.

Для расчета теплового баланса помещения необходимо знать величину поступления тепла от самих животных (свободное тепло) и от источников искусственного обогрева, величину расхода тепла помещением, теплопотери на нагревание холодного вентиляционного воздуха, через ограждающие конструкции и на испарение влаги из ограждающих конструкций внутри помещения. Поступление тепла в помещение определяется количеством его, выделяемым животными, поступлением тепла от отопительных приборов, электрооборудования, светильников, а в летний период и от солнечной радиации.

Естественная вентиляция

Перемещение воздуха в системах естественной вентиляции происходит:

• Вследствие разности температур наружного (атмосферного) воздуха и воздуха в помещении, так называемой аэрации
• Вследствие разности давлений "воздушного столба" между нижним уровнем (обслуживаемым помещением) и верхним уровнем - вытяжным устройством (дефлектором), установленным на кровле здания - конвекция
• В результате воздействия так называемого ветрового давления

§ Для эффективной работы системы вентиляции важно, чтобы еще на стадии проектирования были выполнены следующие технические и санитарно-гигиенические требования.

§ 1. Количество приточного воздуха L_пр. должно соответствовать количеству удаляемого (вытяжки) L_выт.; разница между ними должна быть минимальной.

§ В ряде случаев необходимо организовать воздухообмен, чтобы одно количество воздуха обязательно было больше другого. Например, при проектировании вентиляции двух смежных помещений (рис.1,д), в одном из которых выделяются вредные вещества (помещение I), количество удаляемого воздуха из этого помещения должно быть больше количества приточного воздуха, т.е. L_{выт I} > L_{пр I}, в результате чего в этом помещении создается небольшое разрежение и безвредный воздух из помещения II с небольшим избыточным давлением (L_вытII< L_прII), будет попадать в помещение I, не давая возможности вредным веществам проникать в помещение II.

§ Возможны такие схемы организации воздухообмена, когда во всем помещении поддерживается избыточное по отношению к атмосферному давление. Например, в цехах электровакуумного производства, для которого особенно важно отсутствие пыли, проникающей через различные неплотности в ограждениях, количество приточного воздуха делается больше удаляемого, за счет чего создается избыток давления (ρ_пом >ρ_атм).

§ 2. Приточные и вытяжные системы в помещении должны быть правильно размещены. Свежий воздух необходимо подавать в те части помещения, где количество вредных выделений минимально (или их нет вообще), а удалять, где выделения максимальны (рис. 1,б,в).

§ Приток воздуха должен производиться, как правило, в рабочую зону, а вытяжка – из верхней зоны помещения. В ряде случаев (при удалении вредных паров и газов с плотностью большей, чем у воздуха) вытяжку можно производить из нижней зоны.

§ 3. Система вентиляции не должна вызывать переохлаждения или перегрева работающих.

§ 4. Система вентиляции не должна создавать шум на рабочих местах, превышающий предельно допустимые уровни.

§ 5. Система вентиляции должна быть электро-, пожаро- и взрывобезопасна, проста по устройству, надежна в эксплуатации и эффективна.

Пдк классификация пдк

1. В общем случае концентрация вредных веществ в помещение не является постоянной во времени.Различают:

- разовую конц-ию

- среднесуточную

- среднемесячную и среднегодовую

Разовая конц-ия - содержащая примеси в воздухе, при отборе пробы воздуха в течение

20 мин.Наибольшее значение конц-ии полученной при анализе многократно отобранных разовых проб наз-ся макимально-разовой.

ПДК-это наибольшая концентрация которая при ежедневной работе впределах 8 часов

В течение всего рабочего стажа не может вызвать у работающего заболеваний или отклонений в состояние здоровья.обнаруживаемые современными методами исследования внепосредственном процессе работы или в отдаленные сроки жизни,

наст или последующем поколение

Рабочая зона – пространство высотой до2м над уровнем пола или площадки на кот

Находится место постоянного или временного пребывания рабочих

Зона дыхания-пространство врадиусе до50см от лица работающего

Величина ПДКр.з. вредных веществ в воздухе устанавливается на основе многочисленных медико-биологических исследований.

ПДКр.з. приводится в СН 245-71 и в ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к водушной среде в рабочей зоне»

3.Все вредные вещества делятся на 4 класса: ПДКр.з.

- чрезвычайно-опасные вещества до 0.1

- высокоопасные 0,1-1

- умеренноопасные 1-10

- малоопасные более 10

Кремнесодержащие пыли:

- при содержание в окисе кремния пыли более 70% ПДКр.з.-1

- при содержание в окисе кремния пыли 10-70% ПДКр.з.-2

- при содержание в кремнеземе 2-10% ПДКр.з.-4

Наиболее опасные фиброгенноактивные пыли это свежеобразованные пыли.

В зависимости от назначения помещений и технологических процессов, осуществляемых в них, меняется и характер загрязняющих воздух вредных выделений. В промышленных помещениях, кроме того, — производственные установки (печи, ванны, и пр.).

В общественных зданиях основными вредными выделениями являются углекислота, теплоизбытки, влагоизбытки, в промышленных помещениях — газы, теплоизбытки, влагоизбытки и пыль.

Вентиляция должна обеспечивать в помещениях метеорологические условия в полном соответствии с требованиями «Санитарных норм проектирования промышленных предприятий» (СН 245-71).

Газовыделения. Содержание газов, паров и пыли не должно превышать предельно допустимых концентраций (ПДК). Предельно допустимой концентрацией называется такое количество тех или иных вредных выделений в воздухе помещения, которое не вызывает неблагоприятного воздействия на организм человека.

Предельно допустимые концентрации СО₂, л/м³, в воздухе помещений составляют:

При постоянном пребывании людей (жилые комнаты)
При периодическом пребывании людей (учреждения)	1,25
При кратковременном пребывании людей (кафе, кинотеатры)
Детские учреждения и больницы	0,7

Предельно допустимые концентрации других газов и пыли следует принимать по СН 245-71.

При расчете необходимого воздухообмена в помещении по выделяемой в них углекислоте количество углекислоты, выделяемой одним человеком, принимают по табл.7.1.

ЕСТЕСТВЕННАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ

Перемещение воздуха в системах естественной вентиляции происходит:

· вследствие разности температур наружного (атмосферного) воздуха и воздуха в помещении, так называемой аэрации;

· вследствие разности давлений "воздушного столба" между нижним уровнем (обслуживаемым помещением) и верхним уровнем - вытяжным устройством (дефлектором), установленным на кровле здания;

· в результате воздействия так называемого ветрового давления.

Аэрацию применяют в цехах со значительными тепловыделениями, если концентрация пыли и вредных газов в приточном воздухе не превышает 30% предельно допустимой в рабочей зоне. Аэрацию не применяют, если по условиям технологии производства требуется предварительная обработка приточного воздуха или если приток наружного воздуха вызывает образование тумана или конденсата. В помещениях с большими избытками тепла воздух всегда теплее наружного. Более тяжелый наружный воздух, поступая в здание, вытесняет из него менее плотный теплый воздух. При этом в замкнутом пространстве помещения возникает циркуляция воздуха, вызываемая источником тепла, подобная той, которую вызывает вентилятор. В системах естественной вентиляции, в которых перемещение воздуха создается за счет разности давлений воздушного столба, минимальный перепад по высоте между уровнем забора воздуха из помещения и его выбросом через дефлектор должен быть не менее 3 м. При этом рекомендуемая длина горизонтальных участков воздуховодов не должна быть более 3 м, а скорость воздуха в воздуховодах - не превышать 1 м/с. Воздействие ветрового давления выражается в том, что на наветренных (обращенных к ветру) сторонах здания образуется повышенное, а на подветренных сторонах, а иногда и на кровле, - пониженное давление (разрежение). Если в ограждениях здания имеются проемы, то с наветренной стороны атмосферный воздух поступает в помещение, а с заветренной - выходит из него, причем скорость движения воздуха в проемах зависит от скорости ветра, обдувающего здание, и соответственно от величин возникающих разностей давлений. Системы естественной вентиляции просты и не требуют сложного дорогостоящего оборудования и расхода электрической энергии. Однако зависимость эффективности этих систем от переменных факторов (температуры воздуха, направления и скорости ветра), а также небольшое располагаемое давление не позволяют решать с их помощью все сложные и многообразные задачи в области вентиляции.

МЕХАНИЧЕСКАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ

В механических системах вентиляции используются оборудование и приборы (вентиляторы, электродвигатели, воздухонагреватели, пылеуловители, автоматика и др.), позволяющие перемещать воздух на значительные расстояния. Затраты электроэнергии на их работу могут быть довольно большими. Такие системы могут подавать и удалять воздух из локальных зон помещения в требуемом количестве, независимо от изменяющихся условий окружающей воздушной среды. При необходимости воздух подвергают различным видам обработки (очистке, нагреванию, увлажнению и т. д.), что практически невозможно в системах с естественным побуждением. Следует отметить, что в практике часто предусматривают так называемую смешанную вентиляцию, т. е. одновременно естественную и механическую вентиляцию. В каждом конкретном проекте определяется, какой тип вентиляции является наилучшим в санитарно-гигиеническом отношении, а также экономически и технически более рациональным.

Аэрация принцип действия

По способу перемещения воздуха вентиляция делится на естественную и механическую.

В зависимости от способа организации воздухообмена вентиляция может быть местной и общеобменной.

По принципу действия вентиляционные установки подразделяют на:

1) вытяжные (предназначенные для удаления воздуха), которые в свою очередь могут быть местными и общими;

2) приточные (осуществляют подачу воздуха), которые подразделяются на местные (воздушные души, завесы, оазисы) и общие (рассеянный или сосредоточенный приток).

При естественной вентиляции воздухообмен происходит за счет разности температур, а следовательно, и удельных весов воздуха внутри производственного помещения и вне его, т. е. работают под влиянием теплового напора и за счет воздействия ветра (ветровой напор).

Действие этих источников тем больше, чем больше разница температур в верхней и нижней зонах помещения и чем больше высота последнего.

Разность температур воздуха внутри помещения (где она более высокая) и снаружи вызывает поступление холодного воздуха в помещение и вытеснение из него теплого воздуха. При действии ветра с наветренной стороны здания создается избыточное давление и свежий воздух поступает в помещение. С заветренной стороны здания создается пониженное давление, вследствие чего происходит удаление теплого или загрязненного воздуха из помещения. Эти явления широко используются для естественной вентиляции в цехах с избыточными тепловыделениями. Однако большие воздухообмены, создаваемые естественной вентиляцией, не всегда обеспечивают должный гигиенический эффект.

При большой площади неплотностей в наружных ограждениях производственных зданий, открывании ворот и дверей в холодное время года вследствие теплового и ветрового напоров могут возникать сквозняки и переохлаждение рабочей зоны, а при большой удаленности рабочих мест от мест поступления наружного воздуха летом, наоборот, могут создаваться условия недостаточного проветривания рабочей зоны. С целью обеспечения нормального естественного проветривания требуется специальная организация воздухообмена и управление им.

 

Естественная вентиляция производственных помещений может быть неорганизованной и организованной.

При неорганизованой вентиляции (проветривании) поступление и удаление воздуха происходит через окна, форточки, специальные проемы, а также и через неплотности наружных ограждений (инфильтрация).

Организованная регулируемая естественная вентиляция производственных помещений называется аэрация. Она осуществляется с помощью специально создаваемых конструктивных элементов промышленных зданий - аэрационных фонарей.

При отсутствии в перекрытиях зданий светоаэрационных фонарей естественная вентиляция может быть несколько улучшена с помощью специальных каналов или шахт, функционирующих под действием теплового напора. Для этого шахты снабжаются снециальными насадками – дефлекторами (рис. 13). Действие дефлекторов основано на том, что ветер, обдувая окружность насадки, создает в ней разрежение, благодаря чему дефлектор способствует подсасыванию воздуха через шахту. Для полного использования ветрового напора шахты необходимо размещать на самых высоких участках кровли. Шахты с дефлекторами применяются для удаления загрязненного или перегретого воздуха из помещений сравнительно небольшого объема (коровников, свинарников, сельскохозяйственных мастерских), а также для локализованного удаления горячих газов от кузнечных горнов, печей и т. д.

Виды и типы пылеуловителей

Основными видами пылеуловителей сегодня считаются: гравитационный пылеуловитель, инерционный, пылеуловители контактного действия, и пылеулавливающие устройства электрического действия. Теперь рассмотрим каждый из видов более детально.

 

Мокрые пылеуловители

 

Мокрые пылеуловители (скрубберы), работают по принципу центробежной силы. Запыленный воздух, поступающий в скруббер, там увлажняется при помощи водной пленки, и уже отяжелевшие частицы пыли попадают в специальный шламоприемник. Еще одна разновидность мокрых пылеуловителей это циклоны промывающего действия. Работа их заключается в увлажнении воздуха, для чего воду распыляет воздушный поток. Пыль, таким образом, осаживается, поскольку становится тяжелой. Для постоянной работы такого пылеулавливателя к нему прикреплен водонапорный бак, дабы всегда происходила циркуляция воды. Турбулентный промыватель работает за счет энергии потоков газа также по принципу распыления воды.

 

Read more: http://promplace.ru/article_single.php?arc=228#ixzz3tptK7L00

Очистка приточного воздуха

Устройства для пылеочистки приточного и рециркуляционного воздуха называются воздушными фильтрами. Их эффективность зависит от конкретных условий применения и, особенно, от дисперсности пыли, а основными показателями являются эффективность, пылеёмкость, сопротивление.Воздушные фильтры в системах вентиляции применяются для уменьшения запыленности воздуха, подаваемого в помещения, защиты вентиляционного оборудования от загрязнения, поддержания в производственных помещениях заданной чистоты воздуха. Согласно нормативным требованиям, очистку наружного воздуха от пыли в приточных системах с искусственным побуждением следует проектировать так, чтобы содержание пыли в подаваемом воздухе z_in не превышало: а) ПДК (предельно допустимой концентрации) в атмосферном воздухе населенных пунктов - при подаче его в помещения жилых и общественных зданий;б) 30 % ПДК - при подаче его в помещения производственных и административно-бытовых зданий. В тех случаях, когда концентрация пыли в наружном воздухе меньше допустимой для приточного воздуха, его можно подавать в помещения без очистки.Максимальная разовая концентрация нетоксичной пыли в атмосферном воздухе составляет z _мр = 0,5 мг/м³. Содержание пыли в наружном воздухе z _н может быть ориентировочно принято:-для сельской местности и непромышленных поселков – 0,1 - 0,3 мг/м³;-для жилых районов промышленных городов – 0,6 - 1 мг/м³;-для территорий промпредприятий с большими пылевыми выбросами 2 - 3 мг/м³.

Требуемая степень очистки воздуха определяется как ,.По эффективности очистки наружного воздуха воздушные фильтры подразделяются на три класса, из которых фильтры I класса задерживают пылевые частицы всех размеров при эффективности очистки не менее 99%; фильтры II класса – частицы размером более 1 мкм при эффективности не менее 85%, а фильтры III класса – частицы размером более 10 мкм при эффективности не менее 60%.

Аспирационные укрытия

Аспирационные укрытия используют с целью обеспыливания технологического процесса. Разрежение внутри укрытия создается для того, чтобы пыль не могла проникнуть в помещение. [ 1 ]

Аспирационные укрытия используют с целью обеспыливания технологического процесса. Внутри укрытия создается разрежение для того, чтобы пыль не могла проникнуть в помещение. Отверстия укрытий, через которые отсасывается запыленный воздух, должны быть расположены так, чтобы в них попадала только пыль, а сама система аспирации не мешала технологическому процессу. [ 2 ]

Места ссыпки материалов должны снабжатьсяаспирационными укрытиями со скоростью движения воздуха в проемах укрытий, предотвращающих прорывание загрязненного пылью воздуха в производственное помещение.

Дробилки, грохоты, места перепадов и другие места пылеобразования должны быть оборудованы герметичными аспирируемыми укрытиями. Работа пылящего технологического оборудования безаспирационных укрытий или при отключенных системах аспирации запрещается. [ 11 ]

В системах пневматического транспорта, где вместе с воздухом перемещаются твердые частицы - отходы производства, примеси улавливаются непосредственно в местах их образования. Так, в дерево-отделочных цехах древесные отходы и пыль от режущих головок станков улавливаются воздушным потоком, образующимся у. Аспирационные укрытия устанавливают с учетом направления движения частиц, образовавшихся в результате механического процесса. [

Особенности сжиженных газов

гравитационное и ветровое давление

Конвекция

В помещениях с большими избытками тепла воздух всегда теплее наружного. Более тяжелый наружный воздух, поступая в здание, вытесняет из него более легкий теплый воздух.

При этом в замкнутом пространстве помещения возникает циркуляция воздуха, вызываемая источником тепла, подобная той, которую вызывает вентилятор - конвекция.

В системах естественной вентиляции, в которых перемещение воздуха создается за счет разности давлений воздушного столба, минимальный перепад по высоте между уровнем забора воздуха из помещения и его выбросом через дефлектор должен быть не менее 3 метров. При этом рекомендуемая длина горизонтальных участков воздуховодов не должна быть более 3 м, а скорость воздуха в воздуховодах - не превышать 1 м/с.

Ветровое давление

Воздействие ветрового давления выражается в том, что на наветренных (обращенных к ветру) сторонах здания образуется повышенное, а на подветренных сторонах, а иногда и на кровле, - пониженное давление (разрежение).

Если в ограждениях здания имеются проемы, то с наветренной стороны атмосферный воздух поступает в помещение, а с заветренной - выходит из него, причем скорость движения воздуха в проемах зависит от скорости ветра, обдувающего здание, и соответственно от величин возникающих разностей давлений.