Вредные выделения на промышленных предприятиях

Производственный процесс обычно сопровождается побочными явлениями, отрицательно влияющими на состояние воздушной среды. Эти побочные явления принято называть вредными выделениями, или вредностями.

К вредным выделениям относятся следующие:

Теплообразования— выделения тепла в количестве, превышающем тепловые потери помещения.

Влагообразования— выделения водяных паров в количестве, создающем ненормально высокую влажность воздуха.

Паро и газообразования — выделения паров и газов, вредно действующих на человека.

Пылеобразования — выделения пыли в количествах, обусловливающих запыление помещений сверх допустимых норм.

Дымообразования (аэрозоли) — выделения мельчайших твердых частиц, свободно витающих в воздухе.

Тумановыделения — образование в воздухе мельчайших частиц той или иной жидкости.

Полые капли — выделение в воздух помещения из жидкой среды пузырьков газа, покрытых топкой пленкой жидкости.

Условия образования вредностей на обогатительных предприятиях многообразны как в качественном, так и количественном отношениях. Даже теплообразования могут быть несколько условно разгруппированы по качественному признаку на два вида: конвективные и лучистые. Что касается паров, газов, аэрозолей и пыли, то здесь качественный фактор едва ли не более существенен, нежели количественный.

Качество вредностей, сопутствующих технологическому процессу, почти всегда удается установить. Какие вещества выделяются, как и почему, мы в большинстве случаев знаем. Знаем также, насколько вредно отражаются на человеке те или иные выделения. Гигиенисты давно установили температурно-влажностные пределы, наиболее благоприятные для человека; установили и предельные, относительно безвредные концентрации вредных газов и пыли в воздухе. Если мы знаем точно количественную сторону дела, а также характер распространения вредных образований по помещению, то один из самых сложных вопросов вентиляционной техники – определение количества воздуха, потребного для общеобменной вентиляции, разрешается просто.

Основной задачей вентиляции обогатительных фабрик является определение потребного воздухообмена. Самая совершенная по конструктивному выполнению вентиляция не даст нужного эффекта, если неправильно определено количество воздуха, которое необходимо удалять из помещения независимо от того, удаляется ли воздух местными отсосами или общеобменной вентиляцией. Чтобы правильно и экономично определить воздухообмен, достаточный для локализации вредностей, необходимо самым тщательным образом проанализировать процесс их выделения.

Специалист по вентиляции обязан знать технологический процесс, протекающий в помещении, подлежащем проветриванию. Он должен разбираться в частностях технологического процесса иногда лучше, чем технолог, которого обычно не интересуют побочные явления, связанные с загрязнением воздуха. Эти побочные, порой кажущиеся мелкими явления и должны стать предметом самого пристального внимания специалиста по вентиляции.

Определение условий и характера выделения вредностей, а на основе этого – потребного воздухообмена – базируется главным образом на эмпирических данных. Рассчитать потребный воздухообмен точно в некоторых случаях невозможно. Здесь на первое место выдвигается инженерная эрудиция специалиста по вентиляции.

1.1 Теплообразования

Тепло и создаваемые ими тепловые избытки в помещении – наиболее часто встречающаяся вредность.

Хотя самочувствие человека в сильной степени зависит от температурных условий, все же благодаря способности организма к терморегуляции человек сравнительно легко приспосабливается к «ненормальной» температуре. Однако длительное воздействие высоких температур ухудшает самочувствие и снижает трудоспособность.

Определение количества тепла, поступающего в воздух помещения, производится по формулам и графикам, приводимым в справочниках по вентиляции.

Тепловыделения от оборудования обычно подсчитываются по формуле:

(1)

где: – установленная мощность электродвигателей;

– коэффициент использования установленной мощности (обычно 0,7 – 0,9);

– коэффициент загрузки, учитывающий разность между среднечасовой потребляемой мощностью и максимальной (колеблется от 0,4 до 0,9);

– коэффициент одновременности работы оборудования (колеблется от 0,3 до 1);

– коэффициент перехода тепла в помещение (колеблется от 0,1 до 0,95).

Для тех же помещений, но при работе с эмульсией часть тепла расходуется на испарение. С достаточной для практики точностью можно считать:

(2)

При наличии местных отсосов у оборудования:

(3)

Тепло от людей, находящихся в помещении, зависит от рода выполняемой ими работы и от температуры окружающего воздуха. Выделяемое человеком тепло складывается из явного, отдаваемого путем «сухой теплоотдачи» тела, и скрытого, т.е. тепла водяного пара, поступающего в помещение при дыхании и испарении с поверхности кожи.

В таблице 1 указаны явные тепловыделения и влаговыделения одного человека при различных условиях.

Таблица 1 – Явные тепловыделения q в ккал/ч и влаговыделения d в г/ч от одного человека

Характер работы	Температура воздуха в °С
q	d	q	d	q	d	q	d
Легкая
Средняя
Тяжелая

Тепло поступающее в помещение от солнечной радиации учитываются в тепловом балансе при наружных температурах + 10°С и выше.

Количество тепла, поступающего в помещение от солнечной радиации, определяют по формулам:

для остекленных поверхностей:

(4)

для покрытий:

(5)

где: и –- поверхности остекления или покрытий в м²;

– величина радиации в ккал/м²∙ч через 1 м² поверхности остекления, зависящая от ее ориентации по странам света (таблица 2);

– величина радиации в ккал/м²∙ч через 1 м² поверхности покрытия (таблица 3);

– коэффициент, зависящий от характеристики остекления (таблица 4);

– коэффициент теплопередачи покрытия.

Таблица 2 – Солнечная радиация через остекленные поверхности в ккал/м²∙ч (при =1)

Характеристика осветленной поверхности

стороны света и широты

юг

юго-восток и юго-запад

восток и запад

северо-восток и северо-запад

35о

45о

55о

65о

35о

45о

55о

65о

35о

45о

55о

65о

35о

45о

55о

65о

Окна с двойным остеклением (2 рамы):

С деревянными переплетами

С металлическими переплетами

Фонарь с двойным вертикальным остеклением (прямоугольный тип)

С деревянными переплетами

С металлическими переплетами

Примечание: для остекленных поверхностей, ориентированных на север =0

Таблица 3 – Величина радиации в ккал/м²∙ч через 1м² поверхности покрытия

Характеристика покрытия и широта
При бесчердачном покрытии для широт:
35o
45o
55o
65o
При покрытии с чердаком для всех широт
Примечание: коэффициент теплопередачи покрытия должен быть не выше 0,8 ккал/м2∙град

Таблица 4 – Значения коэффициента

Характеристики остекления		Характеристики остекления
Остекление с одной рамой:	Загрязнение стекла:
двойное	1,15	обычное	0,8
одинарное	1,45	сильное	0,7
Остекление с матовыми стеклами	0,4	Забелка окон	0,6
Внешнее зашторивание окон	0,25
Примечание: солнечная радиация через стены не учитывается.

При подсчете теплопоступлений от солнечной радиации следует принимать большую из двух величин:

1. тепло, поступающее через остекление, расположенное в одной стене помещения, в сумме с теплообразованием через покрытие и фонарь;

2. тепло, поступающее через остекление, расположенное в двух взаимно перпендикулярных стенах помещения, с коэффициентом 0,7 в сумме с теплообразованием через покрытие и фонарь.

1.2 Влагообразования

Влага в воздух производственных помещений попадает в основном следующим образом:

– непосредственно в помещение;

– с воздухом более влажным, чем воздух помещения (в том числе при дыхании людей);

– с открытых водных поверхностей или из смоченных материалов за счет их собственного тепла или за счет тепла, подводимого извне;

– при кипении воды;

– с холодных смоченных поверхностей за счет тепла окружающего воздуха;

– в результате химических реакций.

Этим исчерпываются возможные случаи промышленных влагообразований. Следует отметить процесс выделения влаги путем испарения с холодных смоченных поверхностей, когда тепло в виде теплоты испарения не поступает в помещение и не влияет на его тепловой баланс. Это типичный случай испарения с мокрого пола, где вода находится длительное время и принимает температуру мокрого термометра. Из помещения заимствуется явное тепло (сухое), а возвращается в помещение то же количество тепла, но в скрытом виде (тепло парообразования).

Количество влаги, испаряющейся с открытой водной поверхности при нормальном барометрическом давлении, определяется по формуле:

(6)

где: – фактор гравитационной подвижности окружающем среды для температур помещений от +15 до +30°С;

– скорость движения воздуха над зеркалом испарения в м/сек;

– упругость водяных паров в окружающем воздухе, соответствующая степени его насыщения, в мм рт. ст.;

– упругость водяных паров, насыщающих воздух при температуре поверхности испаряющейся воды, в мм рт. ст.;

– поверхность испарения в м².

Если температура испаряющейся жидкости поддерживается на постоянном уровне, то температура поверхности испарения при спокойной поверхности принимается по таблице 5.

Значения фактора гравитационной подвижности можно принимать по таблице 6.

Таблица 5 – Температура поверхности испарения в зависимости от температуры жидкости для спокойной поверхности и параметрах воздуха в помещении t = 20°С и φ = 70%

Температура жидкости в °С

Температура поверхности в °С

Таблица 6 – Значение фактора гравитационной подвижности а

Температура воды в °С	До 30
	0,022	0,028	0,033	0,037	0,041	0,046	0,051	0,06
Примечание: При испарении влаги со смоченных поверхностей строительных ограждений следует; принимать = 0,031

При спокойной поверхности испарения и известных ее размерах определение количества испаряющейся влаги несложно. Сложнее обстоит дело, если поверхность жидкости неровная, например, при выделении из нее газа, при перемешивании или продувке воздухом. В этом случае поверхность испарения резко возрастает и должна быть увеличена в 1,5 – 2,5 раза. Температура же испаряющейся жидкости принимается на 10 – 15% ниже, чем в случае спокойной поверхности испарения.

Если неровную поверхность имеют смоченные материалы (например, материя, дерево), рекомендуется увеличивать поверхность испарения в 2 – 3 раза. Для материи, имеющей складки, может быть принято максимальное увеличение поверхности. Для других влажных материалов (дерево, сыпучие) трехкратное увеличение поверхности может быть приемлемо лишь в исключительных случаях.

Количество воды, испаряющейся со смоченной поверхности пола, при известных начальной и конечной температурах можно определять по формуле:

(7)

где: – количество горячей воды, стекающей на пол, в кг/ч;

– температура вытекающей горячей воды в °С;

– конечная температура воды, поступающей в канализацию, в °С.

В формулу входит скорость воздуха над поверхностью испарения. Ни в справочниках, ни в нормах величина этой скорости не приводится. Рекомендуется принимать следующие значения скорости :

для воздуха, движущегося естественно:

для воздуха, движущегося принудительно (отсос воздуха, близость приточных струп и т. п.):

В таблице 7 указаны количество воды, испаряющейся с 1 м² зеркала ванны при спокойной поверхности ( = 20°С; = 70%), и скорости = 0,3 м/сек.

Таблица 7 – Количество воды, испаряющейся с 1 м² поверхности ванны

жидкости в °С	расчетная в °С	в мм рт. ст.	в кг/ч
		20,9	0,24
		28,1	0,43
		37,4	0,83
		46,7	1,14
		57,9	1,74
		71,4	2,25
		83,2	2,98
		96,7	3,55
		112,0	4,6
		135,5	5,7
		170,8	8,0
		223,2	11,3
		288,5	15,5
		384,4	20,8
		525,4	33,4
		681,0	43,5

При испарении с какой-либо поверхности холодной воды (с температурой мокрого термометра) рекомендуется пользоваться формулой:

(8)

где: – температура но сухому термометру;

– температура по мокрому термометру;

– поверхность испарения в м².

Для кипящей жидкости подсчет испарения по формуле дает неверные результаты. По данным проф. В. В. Батурина, при кипении воды с 1 м² зеркала испарения выделяется до 50 кг/м²∙ч, при интенсивном кипении – даже больше. В этом случае количество испаряющейся воды вычисляют по количеству подводимого тепла.

Количество водяного пара, поступающего в помещение через неплотности в трубопроводах и арматуре, а также образующегося в результате химических реакций, принимается по практическим данным, заимствованным из технологии.

1.3 Паро и газообразования

Паро и газообразования, вредно влияющие на человека, в современной промышленности чрезвычайно разнообразны.

Если вредные газы весьма многочисленны и различны по своим свойствам, то вредные пары во многом сходны между собой (за исключением паров ртути). Они, как правило, представляют собой пары легколетучих жидкостей. Обычно это углеводороды, спирты и эфиры жирного и ароматического ряда и их производные.

Ртуть – единственный металл, заметно испаряющийся при комнатной температуре. Говоря о парах ртути, мы подразумеваем действительно пары металла. Все прочие металлы, заметно испаряющиеся лишь при относительно высоких температурах, одновременно окисляются воздухом, образуя окислы – твердые вещества. Эти последние попадают в воздух в виде мельчайших частиц, создающих дымы – аэрозоли. Цинк, испаряясь, образует окись цинка – «литейный дым», свинец – окись свинца, мышьяк – мышьяковый и мышьяковистый ангидрид и т. п. Пары металлов следует рассматривать как аэрозоли, состоящие из смеси окислов металлов и мельчайших металлических частиц.

Вредные промышленные газы классифицируются по характеру их действия на человека и разделяются на – отравляющие, удушающие, раздражающие и наркотические. В каждой группе есть более или менее токсические газы. Степень ядовитости характеризуется предельно допустимым содержанием газов в воздухе помещений при длительном пребывании в них людей.

Предельно допустимые концентрации токсических газов, паров и аэрозолей в воздухе производственных помещений регламентированы нормами.

По степени токсичности вредные газы, пары и аэрозоли несколько условно могут быть разбиты па следующие группы:

– относительно безвредные – с допустимой концентрацией до 100 мг/м³;

– маловредные – с допустимой концентрацией до 10 мг/м³;

– вредные – с допустимой концентрацией до 1 мг/м³;

– особо вредные – с допустимой концентрацией ниже 1 мг/м³.

К первой группе относятся преимущественно пары растворителей; ко второй – некоторые растворители и нитросоединения, окись углерода, фурфурол, аммиак, сернистый ангидрид, спирт метиловый и т. п.; к группе вредных – серная кислота, фенол, хлор; к группе особо вредных – ртуть, свинец и его соединения, фосфор, селенистый ангидрид, теллур и его окислы, соединения урана, цианистый водород и ряд других веществ.

Говоря о газах, парах и аэрозолях, следует упомянуть о динамике их распространения по помещению. Если при тепло и влагообразованиях местные превышения допустимых концентраций тепла или влаги безопасны для человека, то при выделениях газов, паров и аэрозолей местные повышенные концентрации могут оказаться опасными, а иногда смертельными.

Газы, пары и аэрозоли почти никогда не распространяются по помещению равномерно как по горизонтали, так и по вертикали. Это, с одной стороны, хорошо, так как позволяет удалять вредности из зон их наибольшей концентрации. С другой стороны, эта особенность может стать опасной, если человек окажется в зоне повышенной концентрации вредностей вследствие непродуманного размещения рабочих мест или неправильно выполненной вентиляции.

При газовых, паровых и дымоподобных вредностях особо важно правильно представлять условия их выделения. Очень существенно различать, идет ли горячий или холодный процесс, имеет ли место струйное, или поверхностное выделение газа, имеются ли направленные токи воздуха, создаваемые работой механизмов или движением материала, и знать точное местоположение источника вредностей по отношению к рабочему.

Вредные газы, пары и аэрозоли могут поступать в помещение различными путями; основные из них: химические реакции в негерметичной аппаратуре, прорывы через неплотности трубопроводов и аппаратов, работающих под давлением, испарения с открытых поверхностей, непосредственное поступление в помещение.

Определение количества поступающих в помещение газов, паров и аэрозолей с достаточной для практики точностью возможно, когда вредности являются продуктом хорошо изученной химической реакции, в случае испарения в помещение растворителя или при испарении с открытых поверхностей.

Иногда количество поступающих в воздух вредностей определяется по данным материального баланса производства. Если известны происходящие реакции или имеются практические данные об утруске, угаре, испарении обрабатываемых материалов, то по данным технологического баланса, возможно, определить количество выделяющихся вредностей,

Количество жидкости (не воды), испаряющейся со свободной поверхности, может быть приближенно определено по формуле:

(9)

где: – молекулярный вес испаряющейся жидкости;

– скорость движения воздуха над источником испарения в м/сек;

– упругость паров жидкости, насыщающих воздух при температуре жидкости, в мм рт. ст.;

– поверхность испарения в м².

Количество окиси углерода, выделяющейся в помещение при работе двигателей внутреннего сгорания, можно определять по формуле:

(10)

где: – номинальная мощность двигателя внутреннего сгорания в л. с.;

– время работы двигателя в течение расчетного часа в мин.

В формуле коэффициент 0,67 получен из расчета загрузки двигателя, равной 0,1, что соответствует передвижению автомашины в помещении гаража, цеха или склада. Расход бензина на 1 л. с. принят равным 0,5 кг/ч, вес продуктов сгорания – 16 кг на 1 кг бензина, а содержание окиси углерода – в среднем 0,05 кг на 1 кг продуктов сгорания.

По формуле определяют количество выделяющейся окиси углерода при движении в цехе или складе автопогрузчиков или иных автомашин.

Определяя воздухообмен при обще обменной вентиляции, следует установить, протекает ли работа двигателя более или менее равномерно в течение расчетного часа (скажем, 5 раз по 2 мин), или же «сосредоточенно» (10 минв течение 1 ч двигатель работает, а 50 мин не работает). В последнем случае концентрация окиси углерода будет значительно изменяться по времени, что надо иметь в виду при определении объема воздуха, извлекаемого из помещения.

Определить концентрацию вредности в удаляемом воздухе при механической вентиляции сравнительно просто. Это значительно сложнее при естественной вентиляции. В последнем случае затруднительно также определить величину воздухообмена.

К газовым вредностям и аэрозолям близко примыкают так называемые «полые капли» и туман. В некоторых случаях туман является следствием выделения полых капель.

Классическим примером выделения полых капель служит электролиз в водных растворах. Пузырьки газа обволакиваются пленкой жидкости и поступают в воздух в виде миниатюрных воздушных шариков. В дальнейшем пузырьки лопаются, образуя мельчайшие брызги жидкости – туман. Так, в помещениях для зарядки аккумуляторов при отсутствии вентиляции можно наблюдать туман серной кислоты, образовавшийся из полых капель.

1.4 Пылеобразования

Пылеобразования – часто встречающаяся и трудно локализуемая вредность. Промышленная пыль, как и промышленные газы, многообразна по составу и свойствам, условиям выделения и действию, оказываемому на человека.

Классификация промышленных пылей может быть произведена по различным признакам. Отметим некоторые из них.

По действию, оказываемому на человеческий организм, пыль можно разделить на три группы:

а) нейтральная – нетоксическая пыль, не оказывающая отравляющего действия на живой организм; воздействие этой пыли в основном механическое;

б) токсическая пыль ядовитых веществ, отравляющих организм;

в) силиконовая и асбестовая пыль – содержащая более 10% свободной двуокиси кремния (SiO₂) или асбеста; эта пыль, хотя по существу и не ядовита, но вызывает тяжелые легочные заболевания – соответственно силикоз и асбестоз.

По происхождению пыль несколько условно делят на органическую (животного и растительного происхождения), минеральную и смешанную.

По размерам пылевых частиц различают пыль очень мелкую (0,1 – 1 мк), образующую аэрозоли, мелкую (2 – 10 мк), долго витающую в воздухе, среднюю (20 – 60 мк) и крупную (более 60 мк), быстро оседающую.

Нормами и правилами предусматриваются следующие классификационные группы пыли по признаку ее крупности:

I группа – очень крупнодисперсная;

II группа – крупнодисперсная (мелкозернистый песок для растворов);

III группа – среднедисперсная (портландцемент);

IV группа – мелкодисперсная (кварц молотый);

V группа – очень мелкодисперсная.

Пыль относят к той или иной классификационной группе на основании ее фракционного состава, т. е. процентного содержания по весу фракций определенной дисперсности. Дисперсность пыли измеряется размерами пылевых частиц в мк или скоростью витания частиц в м/сек. Фракционный состав пыли обычно принято подразделять по величине частиц на следующие шесть групп (таблица 8):

Таблица 8 – Группы подразделения частиц пыли по величине

Группы	I	II	III	IV	V	VI
Размеры частиц в мкм	Менее 5	5 – 10	10 – 20	20 – 40	40 – 60	Более 60

Процентное содержание различных фракций пыли обычно определяется ситовым анализом.

Кроме крупности существенную роль играют, и иные свойства пыли, а именно:

а) структура и форма пылевых частиц; различают пыль волокнистую и зернистую;

б) способность пыли слипаться; различают пыли коагулирующиеся и некоагулирующиеся;

в) удельный вес пылеобразующего материала; различают тяжелую пыль (свинцовая, чугунная, тяжелых минералов) и легкую (мука, окись цинка, древесная пыль и т. п.).

Свойства пылеобразовывающего материала и условия выделения пыли очень существенны при борьбе с запыленностью помещений. Эти свойства обязательно должны быть в поле внимания специалиста по вентиляции.

Условия образования пыли в промышленности самые различные. Пыль возникает при размельчении (дробление, размол), при транспортировке измельченного материала, при упаковке и расфасовке, при отделке поверхности (шлифовка, глянцовка, ворсовка), при механической обработке хрупких материалов, а также в результате иных процессов. Все эти виды пылеобразования можно назвать основными, или первичными.

В промышленности возникают и иные, вторичные пылеобразования. К ним в первую очередь относится запыленность воздуха, возникающая при уборке помещений. Если уборка производится сухим способом при отсутствии пылесосов, неизбежно значительное поступление пыли в помещение. Иногда с вторичными пылеобразованиями бывает труднее бороться, нежели с основными.

Борьба с пылью при помощи общеобменной вентиляции почти не дает эффекта. Как правило, пыль должна улавливаться в месте ее образования при помощи местных отсосов.

Обычно оказывается достаточным знать степень интенсивности пылевыделения. Здесь оперируют не цифрами, а такими условными понятиями, как интенсивное пылевыделение (дробление и размол, пескоструйная очистка, перегрузка сыпучих материалов), значительное пылевыделение (обдирка и шлифовка, работа с пресс-порошками, расфасовка), незначительное пылевыделение (в текстильной, деревообрабатывающей и бумагоделательной промышленности).

Существеннее знать условия пылевыделения: направление пылевого факела, точное местоположение очага пыления, интенсивность воздушных струй вблизи пылевого облака (например, конвективных токов) и другие подобные обстоятельства. Конструирование местных укрытий, размещение отсасывающих воронок, местоположение зональных пылеприемников – эти вопросы могут быть решены лишь при учете всех факторов.

1.5 Дымообразования

Дымообразования – сложный физико-химический процесс, состоящий из нескольких стадий, вклад которых зависит от условий пиролиза и горения строительных отделочных материалов. Как показали исследования, процесс термодеструкции строительных отделочных материалов можно описать следующим образом: на начальной стадии, при нагревании материала под действием высокой температуры протекают процессы пиролиза. Недостаток кислорода в зоне воздействия температурного фактора объясняется поглощением кислорода в ходе процессов горения и невозможностью поступления кислорода из неподвергнутых тепловому потоку слоев материала. Следовательно, выход продуктов дымообразования строительных отделочных материалов на начальной фазе должен быть тождественен продуктам пиролиза. По мере дальнейшего прогревания материала дымообразование характеризуется сложными химическими процессами и выбросом в газовую фазу ряда различных веществ.

Следующую фазу дымообразования, наступающую при температуре 700 – 1000^оС, можно охарактеризовать как процессами, аналогичными описанным в предыдущей стадии, так и процессами вторичного дымообразования продуктов термодеструкции материала, уже находящихся в газовой фазе.

Тумановыделения

Тума́н – атмосферное явление, скопление воды в воздухе, когда образуются мельчайшие продукты конденсации водяного пара (при температуре воздуха выше −10^оС – мельчайшие капельки воды, при −10..−15^оС – смесь капелек воды и кристалликов льда, при температуре ниже −15^оС – кристаллики льда, сверкающие в солнечных лучах или в свете луны и фонарей).

Относительная влажность воздуха при туманах обычно близка к 100% (по крайней мере, превышает 85 – 90%). Однако в сильные морозы (−30 ^оС и ниже) в населённых пунктах, на железнодорожных станциях и аэродромах туманы могут наблюдаться при любой относительной влажности воздуха (даже менее 50%) – за счёт конденсации водяного пара, образующегося при сгорании топлива (в двигателях, печах и т. п.) и выбрасываемого в атмосферу через выхлопные трубы и дымоходы.

Непрерывная продолжительность туманов составляет обычно от нескольких часов (а иногда полчаса – час) до нескольких суток, особенно в холодный период года.

Туманы препятствуют нормальной работе всех видов транспорта (особенно авиации), поэтому прогноз туманов имеет большое народно-хозяйственное значение.

Искусственное создание туманов используется при научных исследованиях, в химической промышленности, теплотехнике, борьбе с вредителями растений и других областях.

По способу возникновения туманы делятся на два вида:

1 – туманы охлаждения — образуются из-за конденсации водяного пара при охлаждении воздуха ниже точки росы.

2 – туманы испарения – являются испарениями с более тёплой испаряющей поверхности в холодный воздух над водоёмами и влажными участками суши.

Туманом называется дисперсная система, содержащая взвешенные в газе мелкие капли жидкости. Размеры капель от 0,01 до 1 мкм в зависимости от условий образования тумана. Причиной возникновения тумана во многих производствах является конденсация паров и распыление жидкости. В ряде производств химической промышленности осуществляется очистка газов от тумана серной, фосфорной и соляной кислот, органических продуктов и др. Однако улавливание, например, сернокислотного тумана – операция сложная. Частички его настолько малы, что очень плохо улавливаются в простых осадительных, инерционных и циклонных аппаратах, обычно применяемых для очистки газов от пыли и брызг. В то же время капли тумана трудно проникают через границу раздела фаз, поэтому они плохо поглощаются в таких промывных аппаратах, как башни с насадкой и камеры с разбрызгиванием жидкости.

Полые капли

Полые капли – выделение в воздух помещения из жидкой среды пузырьков газа, покрытых тонкой пленкой жидкости.

Классическим примером выделения полых капель служит электролиз в водных растворах. Пузырьки газа обволакиваются пленкой жидкости и поступают в воздух в виде миниатюрных воздушных шариков. В дальнейшем пузырьки лопаются, образуя мельчайшие брызги жидкости – туман. Так, в помещениях для зарядки аккумуляторов при отсутствии вентиляции можно наблюдать туман серной кислоты, образовавшийся из полых капель.

При выделении газов и паров, аэрозолей и полых капель, влаги и водяного тумана, общеобменная вентиляция в отдельных случаях является единственным приемлемым решением. Эти частные случаи характерны невозможностью устройства местных отсосов по условиям технологии.

Следует отметить, что иногда в аппаратах производится интенсивное перемешивание раствора сжатым воздухом, так называемый барботаж. При этом увеличивается испарение раствора и возможно образование полых капель. При барботаже скорость воздуха в проемах принимается большей, нежели при спокойной поверхности жидкости.

Содержащиеся в ваннах растворы, испаряясь, разносятся по помещению и тем самым загрязняют в нем воздух. Вредности из производственных ванн могут выделяться в виде паров, газов иполых капель, представляющих собой частицы газа, заключенные в жидкую оболочку. Эти капли, поднимаясь вверх, выносятся из ванны и, лопаясь, смешиваются с воздухом помещения.

Если пленка с высокой скоростью входит в газовую среду, вихревое движение газовой фазы заставляет ее колебаться. В результате в ней возникают большие напряжения, которые могут привести к отрыву частиц жидкости или заставить пленку свернуться в полые струи, которые нестабильны и распадаются наполые капли.

2 Методы