Коэффициент теплоотдачи теплоносителя в разных типах нагревательных приборов

Тип нагревательных приборов	Коэффициенты теплоотдачи [калл/(ч·м2)] при разности температур теплоносителя и воздуха
от 50 до 60 ºС	от 60 до 70 ºС	от 70 до 80 ºС	свыше 80 ºС
Радиаторы чугунные	6,8	7,0	7,2	7,3
М-132, М-150	7,0	7,4	7,7	7,9
Н-136, Н-150	6,4	6,7	7,0	7,3
«Польза»	7,2	7,7	7,9	8,2
Ребристые трубы	4,5	5,0	5,0	5,0

Следует также оценить степень загрязнения производственной воздушной среды и, в случае необходимости, рассмотреть возможные варианты ее нормализации.

К основным мероприятиям по нормализации состава воздушной среды относятся:

· усовершенствование технологических процессов и оборудования, в том числе замена вредных химических веществ на менее вредные;

· подавление выделения вредных веществ в местах их возникновения;

· герметизация оборудования;

· вентиляция и очистка воздуха от вредных веществ.

Для определения вредных и опасных веществ в воздухе рабочей зоны разработаны требования к методикам измерения вредных веществ (классификация ГОСТ 12.1.016-79(2001)).

В соответствии с санитарно-гигиеническими правилами и нормами предельно допустимых концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны №46-17-88 (1994), должны быть указаны ПДК вредных веществ, которые могут находиться в воздухе цеха по производству керамических изделий.

Учитывая возможность нахождения в воздухе рабочей зоны вредных и опасных веществ, а также для поддержания соответствующих параметров микроклимата, необходимо использовать вентиляцию.

Для дипломного проектирования необходимо выбрать систему вентиляции, с помощью которой будет осуществляться ассимиляция избыточной теплоты, влаги и вредных веществ во всем объеме рабочей зоны производственного помещения; описать принципы работы выбранного вида вентиляции по сравнению с другими видами вентиляции; выполнить проектную схему выбранной вентиляционной системы; сделать расчет необходимого воздухообмена для всего производственного помещения в целом.

Вариантом выбора вентиляционной системы является общеобменная вентиляция, схемы которой показаны на рис. 1.

Рис. 1. Схемы общеобменной вентиляции:

а) – приточная вентиляция;

б) – вытяжная вентиляция;

в) – приточно-вытяжная вентиляция с рециркуляцией.

Цифрами обозначены:

а) для приточной вентиляции:

1- воздухооборотное устройство для забора чистого воздуха;

2- воздуховоды;

3- фильтры очистки воздуха от пыли;

4- калориферы для подогрева наружного воздуха;

5- побудитель движения;

6- увлажнитель-осушитель;

7- приточные отверстия или насадки, через которое воздух распределяется по помещению;

б) для вытяжной вентиляции:

8- вытяжные отверстия или насадки, через которые воздух удаляется из помещения;

5- побудитель движения;

2- воздуховоды;

9- устройства для очистки воздуха от пыли и газов, устанавливаемые для защиты атмосферы;

10- устройство для выброса воздуха, которое располагается на 1…1,5 м выше конька крыши;

в) для приточно-вытяжной вентиляции:

11, 12- клапаны, регулирующие количество свежего воздуха и вторичного воздуха;

П- помещение;

ПВ- приточная вентиляция;

ВВ- вытяжная вентиляция.

Систему вентиляции с рециркуляцией (когда к поступающему снаружи воздуху подмешивают воздух, отсасываемый из помещений вытяжной системой) разрешается использовать только для тех помещений, в которых отсутствуют выделения вредных веществ или выделяющиеся вещества относятся к 4 классу опасности и концентрация их в воздухе, подаваемом в помещение, не превышает 30% ПДК.

Расчет потребного воздухообмена при общеобменной вентиляции производят исходя из условий производства и наличия избыточной теплоты, влаги и вредных веществ в воздухе производственного помещения. Для качественной оценки эффективности воздухообмена применяют понятие кратности воздухообмена k_в – отношение объема воздуха, поступающего в помещение в единицу времени L (м³/ч), к объему вентилируемого помещения V_П (м³):

(3)

При правильно организованной вентиляции кратность воздухообмена должна быть значительно больше единицы. При нормальном микроклимате и отсутствии вредных выделений (такое их количество в технологическом оборудовании, при одновременном выделении которых в воздухе помещения концентрация вредных веществ не превышает ПДК) количество воздуха при общеобменной вентиляции принимают в зависимости от объема помещения, приходящегося на одного работающего.

Необходимый воздухообмен для всего производственного помещения в целом:

(4)

где L_i – расход воздуха на одного работающего;

n – число работающих в данном помещении.

В производственных помещениях с объемом воздуха на каждого работающего V_ni < 20 м³ расход воздуха на одного работающего L_i должен быть не < 30 м³/ч. В помещении с V_ni = 20…40 м³, L_ni ≥20 м³/ч. В помещениях с V_ni>40 м³ и при наличии естественной вентиляции воздухообмен не рассчитывают.

Необходимый воздухообмен (объем вентиляции) при газовыделениях находят по формуле:

(5)

при влаговыделениях:

(6)

при тепловыделениях:

(7)

где: V – необходимый воздухообмен, м³/ч;

G – газовыделение в помещении, л/ч;

в_в – предельно допустимое содержание газа в удаляемом воздухе, л/м³;

в_н – содержание газа в приточном воздухе, л/м³;

D – влаговыделение в помещении, г/ч;

d_в – влагосодержание удаляемого воздуха, г/кг;

d_н – влагосодержание приточного воздуха, г/кг;

γ – плотность воздуха, кг/м³;

Q – выделение в помещение явного тепла, ккал/ч;

С – теплоемкость воздуха, равная 0,24 ккал/(кг·град);

t_в – температура удаляемого воздуха, С˚;

t_н – температура приточного воздуха, С˚.

В основе расчетов показателей интенсивности вентиляции лежит определение необходимого объема вентиляции на 1 человека.

Этот объем может быть рассчитан по нормативам содержания СО₂ в помещении.

Пример расчета содержания СО₂

Считается воздух в помещении чистым, если содержание в нем СО₂ не превышает 0,07% (0,7‰ или 0,7 л СО₂ в 1 м³ воздуха), или 0,1% (1‰ или 1 л СО₂ в 1 м³ воздуха).

Взрослый человек при легкой физической работе производит в течение 1 мин 18 дыхательных движений с объемом каждого дыхания 0,5 л и, следовательно, в течение 1 ч выдыхает 540 л воздуха (18·0,5·60=540 л).

Так как в выдыхаемом воздухе содержится 4% СО₂, общее количество выдохнутого диоксида углерода за 1 ч составляет 21,6 л. Если содержание в наружном воздухе 0,04 % (0,4‰ или 0,4 л СО₂ в 1 м³ воздуха), то 1 м³ атмосферного воздуха, поступая в помещение, может разбавить до нормы (по Петтенкоферу) 0,3 л СО₂ (0,7-0,4 л), а до нормы по Флюгге – 0,6 л СО₂ (1,0-0,4 л). Тогда для разбавления СО₂, выдыхаемого 1 человеком за 1 ч, до допустимых пределов потребуется 72 (21,6/0,3) и 36 (21,6/0,6) м³ наружного воздуха соответственно.

Нормативной величиной необходимого объема вентиляции можно считать 72 и 36 м³ на 1 человека в 1 ч.

Учитывая условия естественной инфильтрации, при которой воздух в помещении меняется в течение 1 ч дважды, нормативные величины можно уменьшить соответственно в 2 раза до 36 и 18 м³ на 1 человека в 1 ч.

При определении необходимого воздухообмена для борьбы с вредными парами и газами составляют уравнение материального баланса вредных выделений в помещении за время d_i (с):

(8)

где: - масса вредных выделений в помещении, обусловленных работой технологического оборудования, мг;

- масса вредных выделений, удаляемых из помещения вместе с уходящим воздухом, мг;

- масса вредных паров или газов, накопившихся в помещении за время ;

и - концентрация вредных веществ в приточном и удаляемом воздухе, мг/м³.

При равенстве масс приточного и удаляемого воздуха и, принимая, что благодаря вентиляции вредные вещества не накапливаются в производственном помещении, т.е. / =0 и = , получим = /( - ). Концентрация вредных веществ в удаляемом воздухе равна концентрации их в воздухе помещения и не должна превышать ПДК. Концентрация вредных веществ в приточном воздухе должна быть по возможности минимальной и не превышать 30% ПДК.