- •Кафедра охраны труда и промышленной экологии
- •1. Отопление
- •1.1. Общие требования
- •1.2. Классификация систем отопления
- •1.3. Нагревательные приборы
- •1.4. Теплоснабжение
- •1.5. Водяное отопление
- •(Водоструйный насос):
- •1.6. Паровое отопление
- •1.7. Воздушное отопление
- •2. Вентиляция
- •2.1. Гигиенические и технологические задачи вентиляции
- •2.2. Требования к воздушной среде производственных помещений
- •2.3. Источники загрязнений и способы нормализации воздушной среды
- •2.4. Общие принципы вентиляции
- •2.5. Организация и расчет воздухообменов
- •2.6. Вентиляторы
- •Вентилятора:
- •Тогда установочная мощность, кВт, будет равна
- •2.7. Воздухонагреватели (калориферы)
- •2.8. Воздуховоды и сетевое оборудование
- •Аэродинамический расчет вентиляционной сети
- •Общие потери давления на участке, Па, составляют
- •2.9. Фильтры и пылеуловители
- •3. Водоснабжение
- •3.1. Нормы водопотребления
- •3.2. Системы водоснабжения
- •3.3. Основные схемы внутреннего водопровода
- •3.4. Горячее водоснабжение
- •3.5. Схемы горячего водоснабжения.
- •4. Канализация
- •4.1. Классификация сточных вод и систем канализации
- •4.2. Внутренняя канализация
- •Здания:
- •4.3. Наружные канализационные сети
- •4.4. Очистные сооружения
- •Ответы на тестовые задания
- •Тесты по дисциплине
- •Список рекомендуемой литературы
- •Основы санитарной техники
Общие потери давления на участке, Па, составляют
Определив общие потери давления по всем участка магистрального направления (на схеме рис. 2.9 таких участков 7), их суммируют.
Заметим, что величина и максимальный расход воздуха являются исходными данными для подбора вентилятора.
Далее приступают к расчету ответвлений, который сводится к увязке общих потерь давления в узловых точках. Диаметр каждого ответвления выбирается таким, чтобы потери давления от точки разветвления в нем были равны потерям от этой же точки до начала расчетной магистрали. Например, для схемы на рис. 2.9 общие потери на участке 8 должны быть равны общим потерям на участке 1
на участке 9 - сумме общих потерь на участках I и 2
а на участке 10 - сумме общих потерь на участках I, 2 и 3
Относительная неувязка потерь в узловых точках не должна превышать 10%.
В целях упрощения расчета увязки потерь в ответвлениях допускается принимать ближайший стандартный поперечный размер воздуховода и тогда недостающую потерю давления погашают искусственно созданием местного сопротивления путем установки диафрагмы.
2.9. Фильтры и пылеуловители
Для очистки вентиляционного воздуха от пыли применяются пылеочистные устройства, которые в зависимости от назначения подразделяются на два типа: воздушные фильтры - для очистки приточного (наружного и рециркуляционного) воздуха и пылеуловители - для очистки воздуха, удаляемого в атмосферу.
Для правильного выбора пылеочистного устройства необходимо знать основные физико-химические свойства пыли, влияющие на эффективность ее улавливания. Это дисперсность (содержание частиц разных размеров), плотность, слипаемость и смачиваемость.
По дисперсности пыль подразделяют на 5 групп:
I - очень крупнодисперсная пыль с медианным размером частиц σ50>150 мкм (σ50 определяется из условия, что количество частиц крупнее или мельче, чем σ50, в пыли содержится 50%);
II - крупнодисперсная с 40< σ50<150 мкм (например, кормовые дрожжи, моющие синтетические средства);
III - среднедисперсная с 10<σ50<40 мкм (например, белково-витаминные концентраты);
IV - мелкодисперсная с 1<σ50<10 мкм (например, сахарная пудра, крахмал, порошок какао);
V - очень мелкодисперсная пыль с σ50<I мкм.
Рис. 10. Циклоны: слева – БЦ, справа – ВЦНИИОТ.
1 – входной патрубок, 2 – выходная труба, 3 – бункер, 4 – внутренний конус
Работа пылеочистных устройств характеризуется следующими показателями:
- эффективность очистки или коэффициент очистки ηп - отношение массы уловленной пыли My к массе пыли М, поступившей на очистку, %.
или
- производительность по воздуху: расход воздуха, поступающего на очистку, м3/ч; в фильтрах - воздушная нагрузка: расход воздуха, приходящийся на I м2 фильтрующей поверхности, м3/(ч·м3);
- аэродинамическое сопротивление устройства, Па.
По принципу действия пылеочистные устройства подразделяются на:
Рис. 2.11. Рукавный фильтр Г4-1БФМ (секция)
1 – вход запыленного воздуха, 2 – герметичный корпус, 3 – тканевые рукава, 4 – выход очищенного воздуха, 5 – коробка с механизмом встряхивания, 6 – электропривод, 7 – люк, 8 – сборник пыли, 9 – шлюзовой затвор с электроприводом.
- гравитационные (пылеосадочные камеры), в которых пыль осаждается под действием силы тяжести; требуют больших размеров, имеют низкий коэффициент очистки, поэтому распространения в пищевых производствах не получили;
- инерционные (циклонные, ротационные, жалюзийные, ударные), в которых выделение пыли из воздушного потока происходит под действием центробежных сил, возникающих вследствие поворота потока; наибольшее распространение получили циклоны (рис. 2.10);
-фильтрационные (сетчатые, тканевые, пенные и др.) – в них пыль задерживается материалом фильтра, а воздух проходит сквозь поры; наиболее распространены тканевые рукавные фильтры (рис. 2.11);
-
Рис.
2.12. Принципиальная схема элемента
электрофильтра.
1
– запыленный поток (дымовые газы), 2 –
очищенный поток, 3 – коронарный электрод,
4 – осадительный электрод
Рис. 2.13. Схема
адсорбера.
1
– загрязненный поток, 2 – сетка, 3 –
адсорбент (активированный уголь,
силикагель, окись алюминия), 4 – очищенный
поток
Кроме этого пылеочистительные устройства делятся на сухие и мокрые. Мокрые используются для очистки смачиваемых пылей.
Рассмотрим циклоны и рукавные фильтры, которые нашли широкое применение на пищевых предприятиях.
В циклоне (рис. 2.10) запыленный воздух поступает в верхнюю часть аппарата по касательной, совершает винтовое движение вниз и выходит по центральной трубе вверх. Вследствие вращения потока частицы пыли центробежной силой отбрасываются к наружной стенке циклона, теряют инерционную силу и опускаются в бункер. Для нормальной работы циклона пылесборный бункер должен быть герметичен и не допускать подсосов.
Существует много конструкций циклонов. Наиболее известны циклоны
НИИОГаз серии ЦН: ЦН-11, ЦН-15 и др. Цифры означают угол наклона входного патрубка. Циклоны выпускаются различных диаметров: ЦН-11-250, 315, 400, 500, 630, 800 мм; ЦН-15-400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800 мм. Следует иметь в виду, что эффективность очистки циклона повышается с уменьшением диаметра. Поэтому предпочтение отдают циклонам небольшого диаметра, компонуя их в батареи. Батарейные циклоны обозначают БЦ, а при наличии шлюзового затвора – БЦШ.
В пищевой и зерноперерабатывающей промышленности применяются циклоны ОТИ (Одесского технологического института), УЦ, УЦМ (последней конструкции МТИППа), ВЦНИИОТ с обратным конусом. Конструктивное отличие циклонов УЦ и УЦМ от циклонов ЦН состоит в основном в спиральном закручивающимся аппарате (в УЦ - плоская улитка, а в УЦМ - улитка винтовой формы), а также в соотношении геометрических размеров. Эти циклоны нашли применение на крахмало-паточных и масложировых предприятиях. Циклон ВЦНИИОТ с обратным конусом (рис. 2.10) имеет цилиндрический и расширяющийся к низу конический корпус и установленный на дне опрокинутый конус (внутренний корпус), уменьшающий подсос воздуха в циклон. Выгрузка оседающей пыли производится через кольцевую щель в днище в герметичный бункер, установленный под циклоном. Эти циклоны используются, когда невозможно добиться герметизации пылесборного бункера или когда улавливаемая пыль имеет склонность к нарастанию.
Основные геометрические и эксплуатационные характеристики рассмотренных циклонов приведены в таблице 2.4.
Таблица 2.4
Тип |
Размеры в долях от Д |
Угол наклона патрубка, град |
Размер входного патруб-ка, м |
Скорость входа воз-духа, м/с |
Коэф-т сопротивления | ||||||
Д |
Д1 |
d |
Н |
Нц |
Нб |
hт | |||||
БЦ, БЦШ |
1 |
- |
0,6 |
4,18 |
2,18 |
2 |
1,6 |
11 |
0,58×0,2 |
15-18 |
5 |
ОТИ |
1 |
- |
0,55 |
3,1 |
0,6 |
2,5 |
0,7 |
8 |
0,5×0,025 |
10-14 |
12 Дх |
УЦ |
1 |
- |
0,32 |
3,1 |
0,8 |
2,3 |
0,5 |
0 |
0,25×0,25 |
10-12 |
20 Дх |
УЦМ |
1 |
- |
0,38 |
3,1 |
0,8 |
2,3 |
0,5 |
0 |
0,25×0,25 |
10-12 |
14 Дх |
ВЦНИИОТ |
1 |
1,65 |
0,5 |
5,2 |
2,0 |
3,0 |
1,5 |
15 |
0,5×0,5 |
14-16 |
5,2 |
Примечание: размер Дх принимается в м.
Эффективность очистки циклонов зависит от дисперсного состава пыли. Пыль крупнее 10 мкм улавливается с коэффициентом очистки 90%.
При подборе циклонов вначале определяют допустимую концентрацию пыли в удаляемом после очистки в атмосферу воздухе и требуемую эффективность очистки воздуха, затем выбирают тип аппарата, устанавливают его диаметр, определяют потери давления, Па
где V – скорость воздуха во входном патрубке, м/с,
ρ – плотность воздуха, принимаемая равной 1,2 кг/м3/
Тканевые рукавные фильтры применяются для средней и тонкой очистки воздуха от пыли III, IV, V групп.
В настоящее время для пищевых предприятий выпускаются рукавные фильтры ГЧ-БФМ, предназначенные для аспирационных систем мельниц и крупозаводов, и тканевые пылеуловители кассетного типа А1-БПШ и А1-БПУ небольшой производительности, предназначенные для аспирации участков пылящих продуктов в тару (А1-БПШ) и растаривания мешков (А1-БПУ). Изготовитель - Щебекинский машиностроительный завод.
Техническая характеристика тканевых фильтров дана в таблице 2.5.
Таблица 2.5
Марка |
производ. тыс. м3/ч |
уд.возд. нагруз. м3/(ч·м2) |
предел запыл, г/м3 |
пов-сть фильтр., м2 |
кол-во секций |
размер рукавов диам/длин, мм |
аэродин. сопрот., кПа |
ГЧ-1БМФ |
2,7-10,8 |
90-120 |
15 |
30, 45, 60, 90 |
2, 3, 4, 6 |
135/2090 |
1,3 |
А1-БШП |
1,1 |
- |
15 |
- |
- |
- |
1-1,3 |
А1-БПУ |
2,5 |
- |
15 |
- |
- |
- |
1-1,3 |
На рис. 2.11 показан рукавный фильтр Г4-1БФМ. Запылённый воздух поступает через патрубок 1 в бункер, который представляет собой пылеосадочную камеру. Под действием разрежения, создаваемого вентилятором в герметичном корпусе 2 запыленный воздух проходит через тканевые рукава 3 диаметром 135 мм, длиной 2090 мм (в каждой секции 18 рукавов). Очищенный воздух выходит из фильтра через патрубок 4. Осевшую на внутренней поверхности пыль удаляют поочередно по секциям встряхиванием рукавов с помощью кулачкового механизма с одновременной продувкой рукавов в обратном направлении. Обратная продувка осуществляется воздухом из помещения фильтр-камеры автоматическим переключением клапанов в коробке 5, встряхивающий механизм приводится в движение электродвигателем 6. Продолжительность встряхивания 12-15 сек, интервал между циклами встряхивания 3-4 мин. Расход воздуха за один цикл обратной продувки составляет 90-110 м3/(ч·м2).
Э
Рис. 2.14.
Принципиальная
схема
абсорбера
1
– загрязненный поток, 2 – сетка, 3 –
орошаемая насадка (кольца Рашига,
керамические, фарфоровые и т.п.), 4 –
подача абсорбента (растворы солей), 5 –
очищенный поток газа,6 – загрязненные
растворы, 7 – гидрозатвор
При высокой начальной запыленности и при наличии крупных фракций в составе пыли обычно применяют двухступенчатую схему очистки. На 1-й ступени очистки ставят циклон, очищающий грубую пыль, на 2-й ступени – тканевые фильтры.
По данным ЦНИИ промзернопроекта, а также на основании опыта эксплуатации рекомендуется применять одноступенчатую очистку воздуха от пыли:
- зерновой - в циклонах,
- мучной, крахмальной и табачной - в тканевых рукавных фильтрах (на складах БХМ).
Одноступенчатая очистка имеет ряд технических и эксплуатационных преимуществ: упрощается компоновка сети и ее обслуживание, сокращается производственная площадь под очистные установки, снижается энергоемкость.
И
Рис. 2.15. Схема
скруббера Вентури
I
– труба Вентури, II
– циклон-пы-леуловитель, 1 – конфузор
(сужающаяся часть α1
– 25-280),
2 – горловина (скорость 30-200 м/с), 3 –
диффузор ( α2
- 6-700),
4 – сопла, 5 – кольцевой коллектор,
6 – улитка
(раскручиватель потока),
7
– гидрозатвор
Для очистки воздуха от газообразных вредных загрязнений применяются специальные установки оросительного, абсорбционного, барботажного типа, в которых улавливание вредных веществ осуществляется использованием химических (нейтрализация), физических (растворение) или физико-химических процессов (сорбция) (рис. 2.13, 2.14).
Для очистки вентиляционного воздуха от органических газообразных примесей применяются адсорбционные установки с активированным углем в качестве сорбента. Регенерация (десорбция) угля осуществляется острым паром или каталитическим дожиганием.
Известны также ионнообменные способы очистки газов, в которых осуществляется избирательное поглощение одного или нескольких вредных компонентов. Примеры: сорбция аммиака производится катионитом КУ-2, диоксида серы из воздуха - ионитами ЭДЭ-10П, АН-2Ф, АВ-17П, МВП-10 и др.
При высоких концентрациях органических загрязняющих воздух веществ рекомендуется использовать этот воздух в качестве дутьевого в топках печей для утилизации теплоты.
Задания. Вопросы |
Ответы |
|
Задания. Тесты |
Ответы |
1. Местная вытяжная вентиляция осуществляет: а) повышение эффективности работы приточной вентиляции; б) снижение эффективности работы приточной вентиляции; в) удаление вредных примесей из очагов их образования; г) снижение теплопотерь в производственных помещениях. 2. Расход воздуха, удаляемого местными насосами, определяется по: а) избыточной явной теплоте; б) избыточной полной теплоте; в) Нормам отсоса, указанным в паспортах технологического оборудования; г) по нормативам ГОСТ 12.1.005-88. 3. Кратность воздухообмена помещения определяется по: а) теплоизбыткам и работе аэрации; б) общему расходу воздуха, удаляемого местными отсосами; в) нормируемым ПДК в рабочей зоне; г) общему расходу воздуха и объему помещения. 4. Наибольший шум создают вентиляторы, в которых лопатки рабочего колеса: а) загнуты вперед; б) загнуты назад; в) радиальные; г) осевые. 5. Номер вентилятора определяется по размеру рабочего колеса (в дм): а) внутреннего диаметра; б) ширины колеса; в) наружного диаметра; г) среднего значения наружного и внутреннего диаметров. 6. Потребляемая мощность на валу вентилятора приточной установки возрастает при: а) увеличении КПД вентилятора; б) снижении КПД вентилятора; в) повышении теплоотдачи воздухонагревателей; г) понижении теплоотдачи воздухонагревателей. 7. Для очистки вентиляционного воздуха от органических газообразных вредных примесей применяют: а) электрофильтры; б) тканевые фильтры; в) циклоны; г) адсорберы. 8. Аэрация зданий осуществляется через проемы, расположенные: а) только вверху; б) только внизу; в) вверху – внизу; г) в торцевых стенах. 9. Душирование рабочих мест приточным воздухом осуществляется в помещениях: а) с незначительными теплоизбытками; б) со значительными теплоизбытками; в) при пылевыделениях; г) при работе местных отсосов. 10. В помещениях с пылевыделениями подачу приточного воздуха осуществляют: а) в верхнюю зону с большими скоростями выпуска воздуха; б) в верхнюю зону с малыми скоростями выпуска воздуха; в) в рабочую зону; г) в верхнюю и рабочую зону. |