Расчет аэрации в помещении проектируемого цеха

В помещения производственных зданий горячих цехов выделяются избыточная теплота и вредные пыль, газы, пары в количествах, ориентировочные значения которых представлены в табл. 2.1 и табл. 2.2

Таблица 2.1

Ориентировочные значения избытка теплоты

на 1м³ свободного объема помещения цеха

Наименование цеха	Значения избытка теплоты на 1м3 свободного объема помещения цеха (q), кДж/(м3·ч)
Доменный (литейный двор)
Конвертерный
Мартеновский
Электросталеплавильный
Литейный
Прокатный (горячей прокатки)
Аглофабрика
Термический
Кузнечный

Таблица 2.2

Ориентировочные выделения вредных веществ, определяющих воздухообмен в помещении цеха, при производстве 1 тонны основной продукции

Наименование цеха	Основная продукция	Выделение вредного вещества в помещение цеха при производстве 1 тонны основной продукции (qi), мг/т
Железо-содержащая пыль	СО	СО2	SO2	Другие вредные вещества
Аглофабрика	агломерат			1·105		–
Доменный	чугун					–
Конвертерный	сталь			2·106	–	Х
Мартеновский: с продувкой кислородом без продувки кислородом	сталь			1,6·107   1,4·106	–	Х
Электросталеплавильный: с продувкой кислородом   без продувки кислородом	сталь			1,2·105   1·105	–	Х
Литейный (стального и чугунного литья)	отливки	2000 – 7000		1·104	–	Х
Термический	изделия, заготовки, детали и т.д.			1·104	–	Х
Прокатный (горячей прокатки)	прокат			1·104	–	Х
Кузнечный	поковки				–	–

Х – примечание. Если в процессе производства в указанных цехах выделяются и другие вредные вещества, определяющие воздухообмен, например, от закалки, травления и т.п., необходимо определить их выделение по данным литературных источников по специальности.

Для создания в помещении проектируемого цеха требуемых по нормам параметров воздушной среды предусмотрена аэрация, основные параметры которой определяются расчетом по приведенной ниже методике.

1. Определяют расход воздуха для удаления избыточной теплоты

L_T = Q / [(t_y – t_n)·ρ_n·C], м³/ч ,

где Q – избыток теплоты, кДж/ч;

t_y – температура воздуха, удаляемого из помещения, °С;

t_n – температура приточного воздуха, °С;

C – теплоемкость воздуха, 1 кДж/(кг °С) [2];

ρ_n – плотность воздуха при температуре приточного воздуха, кг/м³

ρ_n = 0,465·Р_a / (273 + t_n),

где Р_a – атмосферное давление, 760 мм. рт. столба.

Избыток теплоты в помещении (Q) определяется по формуле:

Q = q · V_o , кДж /ч,

где q – избыток теплоты на 1 м³ свободного объема помещения цеха, кДж / (м³ · ч), приведен в табл. 2.1;

V_o – свободный объем помещения цеха (V_o=0,8 V, где V – общий объем помещения, для которого рассчитывается воздухообмен, м³).

Температура воздуха, удаляемого из помещения (t_y), определяется по формуле:

t_y = t_p.з.+ Δt (H – 2), °С,

где t_p.з. – нормируемая температура воздуха в рабочей зоне, °С;

Δt – температурный градиент по высоте помещения цеха, °С/м, (табл. 2.3);

Н – расстояние от пола до центра вытяжных проемов, м. Определяется по чертежу поперечного разреза здания.

Таблица 2.3

Температурный градиент по высоте помещения цеха (Δt)

Наименование цеха	Значение температурного градиента (Δt), °С/м
Доменный (литейный двор)	1,5
Конвертерный	1,5
Мартеновский	1,5
Электросталеплавильный	1,5
Литейный	1,3
Прокатный (горячей прокатки)	1,0
Аглофабрика	1,0
Термический	1,0
Кузнечный	0,5

Температура в рабочей зоне (t_p.з.) принимается равной наиболее высокой допустимой по [3] температуре воздуха в помещениях (для теплого периода года, физических работ средней тяжести) 27 °С.

Согласно [2] температура приточного воздуха принимается на 5 – 8 °С ниже температуры воздуха в рабочей зоне, т.е. t_n = t_p.з. – (5 8).

При отсутствии или практическом отсутствии в помещениях избытков теплоты (в цехе холодной прокатки и т.п.) расчет воздухообмена для удаления избытков теплоты не производится.

2. Расход воздуха для удаления из помещения вредных веществ (газов, паров, пыли, влаги) производится для всех рабочих помещений по каждому вредному веществу по формуле:

Li = Gi / (ПДКi – qi), м³/ч,

где Gi – часовые выделение в помещение определенного, например, Н₂S или другого вредного вещества, мг/ч;

ПДКi – предельно-допустимая концентрация определенного (i–го)

вредного вещества в воздухе рабочей зоны помещения, мг/м³, определяется по [3];

qi – концентрация i–го вещества в приточном воздухе, мг/м³.

Учитывается только для пыли (0,1 мг/м³) и СО₂ (500 мг/м³).

Часовое выделение в помещение вредных веществ, определяющих воздухообмен, определяется по формуле:

Gi = qi · m, мг/ч,

где qi – выделение определенного вредного вещества в помещении цеха при производстве 1 тонны основной продукции, мг/т,

приведено в табл. 2.2;

m – часовое производство основной продукции, т/ч.

3. Определяют величину теплового напора (Н_т), возникающего при аэрации помещения,

, кг/м³,

где h – расстояние от пола до вытяжных проемов здания цеха, м.

Определяется по чертежу поперечного разреза здания.

и – соответственно объемный вес воздуха поступающего и уходящего из помещения, кг/м³;

,

.

Значения Р, t_n, t_y – использовались выше.

4. Определяют величину ветрового напора (Н_В), возникающего при аэрации под действием ветра,

, кг/м²,

где а – аэродинамический коэффициент, зависящий от условий обтекания ветром здания, принимайте = 0,3;

– скорость ветра, принимайте 3,0 м/с;

– удельный вес воздуха ветра, принимайте по значению ;

q – ускорение силы тяжести, 9,81 м/с².

5. Определяют суммарный напор при аэрации здания (Н):

Н = Н_Т + Н_В, кг/м²,

6. Определяют скорость движения воздуха в аэрационных проемах (V).

На притоке , м/с.

На вытяжке , м/с.

7. Определяют требуемую площадь аэрационных проемов (F).

На притоке , м².

На вытяжке , м²,

где L – расход воздуха для аэрации, м³/ч, принимают одно из больших значений L_T или L_i ;

– коэффициент расхода, зависящий от конструкции аэрационных проемов. Принимайте на вытяжке равным 0,1; на притоке – равным 0,4.