Выбор конструкции местного отсоса и определение количества воздуха, удаляемого им от окрасочных столов
Вытяжными зонтами называют приемники местных отсосов, имеющие форму усеченных конусов или пирамид и располагающиеся над источниками вредных выделений (рис. 5).
Для вытяжных зонтов характерно наличие пространства между ним и источником вредных выделений незащищенного от воздействия воздушных потоков помещения. Поэтому воздух свободно подтекает к источнику и при соответствующей скорости может отклонить поток удаляемых вредных выделений от зонта. По этой причине зонты требуют значительно большего расхода воздуха, чем другие местные отсосы.
Рис.5 Вид вытяжного зонта, простого.
При проектировании зонтов с механической вытяжкой необходимо принимать во внимание то, что скорость по оси зонта vy зависит от угла его раскрытия α: чем меньше этот угол, тем больше осевая скорость приближается к средней скорости. Так, если угол раскрытия 90°, то скорость по оси у vу = 1,65vср, а у зонтов с углом раскрытия 60° vу = vср, поэтому угол раскрытия зонта α следует принимать не больше 60° (рис. 5).
Приемные отверстия зонта должны располагаться непосредственно над источником и соответствовать его конфигурации, а размеры его принимаются несколько большими, чем размеры источника в плане.
В общем случае расход воздуха Lз, м3/ч, удаляемого зонтом, может быть определен по формуле (2.3.1)
 | (2.3.1) |
где v — средняя скорость в приемном отверстии зонта, определяется по ведомственным нормам проектирования вентиляции конкретных производств;
Fз — площадь зонта, м2.
Средняя скорость находится в пределах 0,25…0,5 м/с при нетоксичных, 0,5…1,5 м/с при токсичных вредностях.
Пример
Определить количество воздуха, удаляемое зонтом от стола окраски. Стол окраски имеет размеры 0,8× 1,0× 1,1 (h), метры.
Решение
Поскольку, любой зонт подвешивается на высоте не ниже 2метров, то размер l определится, как разница между высотой подвеса и высотой стола.
l = 2- 1,1=0,9, м. Затем, чтобы определить размер зонта, надо к каждой стороне стола прибавить 0,8 l =0,72,м
Размер зонта составит: (0,72 +1,0 +0,72) × (0,72 + 0,8+0,72),м или 2,44×2.24.
Используя формулу (2.3.1) и принимая скорость v = 1 м/с, (при окраске выделяются токсичные летучие вещества), определим расход воздуха Lз, м3/ч, удаляемого зонтом.
Lз = 3600×2,44×2.24×1 = 19676.
Принимаем расход воздуха 19700 м3/ч, т.к. 19676 м3/ч – это минимальное количество воздуха, которое должно быть удалено зонтом от стола данного размера
.
2.4 Выбор конструкции местного отсоса и определение количества воздуха, удаляемого им от гальванических ванн.
Рис. 6. Схемы устройства бортовых отсосов
а — обычного; б — опрокинутого;
/ — уровень борта ванны; 2 — уровень поверхности жидкости
Бортовые отсосы являются основным местным отсосом от ванн в гальванических и травильных цехах. В настоящее время распространение получили бортовые отсосы обычные и опрокинутые, каждый из которых может быть активирован поддувом воздуха (отсос с передувкой). Бортовые отсосы располагают с одной стороны ванны (однобортовые отсосы) или двух ее сторон (двухбортовые отсосы). Бортовой отсос располагается вдоль с длинной стороны ванны.
При ширине ванны до 600мм устраивают однобортовой отсос. Свыше 600мм делают двухбортовые отсосы.
Если ванны стоят близко друг от друга, то между ними может быть установлен отсос двустороннего всасывания (рис.7.б)
Рис. 7 Секции бортового отсоса
а — одностороннего; б — двухстороннего;
1 — корпус отсоса; 2 — дроссель-клапан;
3 — съемная крышка; 4 — козырёк.
Рис. 8. Соединение секции бортового отсоса с воздуховодом
1 – патрубок воздуховода (сечение определяется аэродинамическим расчётом), 2 – приварной карман, заполненный густой смазкой (пастой). 3 – патрубок бортового отсоса, 4 – магистральный воздуховод (сечение определяется аэродинамическим расчётом).
При глубине раствора h в ванне менее 100 мм устраивается обычный или простой отсос, а при глубине раствора h в ванне более 100 мм устраивается опрокинутый отсос (рис. 6)
Количество воздуха, удаляемого через бортовой отсос, L, м3/ч, зависит от его типа и размера, токсичности и интенсивности вредных выделений, температуры раствора и других факторов. По методике, предложенной М. М. Барановым, количество воздуха L, м3/ч,, удаляемого от гальванических ванн, определяется формуле
 , | (2.4.1) |
где α — расход воздуха, отнесенный к 1 м длины ванны, зависящий от токсичности вредных выделений и определяемый высотой спектра вредных выделения h, мм, шириной зеркала ванны b, мм, и типом отсоса (табл.1);
Δt =tр - tр.з. – избыточная температура раствора в ванне, принимаемая не ниже +10˚С; здесь tр - температура раствора в ванне, ˚С, tр.з. – температура воздуха рабочей зоны;
l – длина ванны, м;
kи – поправочный коэффициент на глубину уровня раствора в ванне h, мм, определяется в зависимости от типа отсоса:
для обычного однобортового отсоса: kи = 1,12 – 0,0015h;
для обычного двухбортового отсоса: при h=80 мм kи = 1, при h>80 мм kи = 1,2 – 0,0025(В/h)2 – 0,305 В/h +2,6;
для опрокинутых отсосов: kи = 1,2 – 0,0025h;
kυ – поправочный коэффициент, учитывающий скорость движения воздуха в помещении.
Таблица 1 - Относительный расход воздуха α
| Тип Отсоса | Высота спектра вредностей, h, мм | Значение α, м3/(ч град.1/3), при В, мм | ||||||
| Обычный односторонний | – | – | – | – | ||||
| – | – | – | – | |||||
| – | – | – | – | |||||
| Обычный двусторонний | ||||||||
| Опрокинутый односторонний | – | – | – | – | ||||
| – | – | – | – | |||||
| – | – | – | – | |||||
| Опрокинутый двусторонний | ||||||||
Гальванические и травильные цехи относятся к помещениям с незначительными теплоизбытками и характеризуются работой средней тяжести. В таких цехах подвижность воздуха может быть принята равной 0,4 – 0,5 м/с. Тогда значение коэффициента kυ определяют по следующим зависимостям:
Для однобортового обычного и опрокинутого отсосов:
 ; | (2.4.2.) |
для опрокинутого двухбортового отсоса:
 ; | (2.4.3) |
Для обычного двухбортового отсоса:
 ; | (2.4.4) |
Токсичность вредных выделений определяется высотой спектра их выделений h и принимается равной:
| 40мм - | для очень токсичных вредных выделений: | травление в азотной и плавиковой кислотах, |
| матированием меди в кислотах, | ||
| свинцевание и осветление в холодных растворах, | ||
| хромирование при tр = 45 ÷ 60˚С, | ||
| оксидирование чёрных металлов при tр =130 ÷ 155˚С, | ||
| снятие металлопокрытий в азотной кислоте при tр = 30˚С. | ||
| 80мм - | для вредных выделе-ний: | холодные процессы декапирования меди в цианистом калии и стали в хромпике, |
| Цианистое травление цветных металлов, | ||
| Цианистое меднение стали, | ||
| серебрение и золочение цветных метал-лов, | ||
| полирование и снятие металлических покрытий соляной и серной кислотами, | ||
| Цианистое кадмирование; | ||
| травление стали серной и соляной кислотами при tр =30÷ 60˚С, | ||
| цианистое латунирование при tр =30÷ 40˚С, | ||
| Лужение при tр = 60 ÷ 70 ˚С, | ||
| 160 мм | Для всех остальных технологических процессов гальванических и травильных цехов |
Для нормализованных ванн, оборудованных усовершенствованными опрокинутыми активированными и неактивированными поддувом воздуха бортовыми отсосами (конструкции института Проектпромвентиляция), расход воздуха L, м3/ч, определяют формуле
 ; | (2.4.5) |
Где L0 — количество удаляемого воздуха, м3/ч, при значениях поправочных коэффициентов kΔt, k1,……k4, равных единице, глубине раствора в ванне 0,15 м принимаемое по табл. 2; kΔt — коэффициент, учитывающий температуру раствора (табл. 3); kт, k1, k2, k3, k4 — коэффициенты, учитывающие соответственно токсичность вредных выделений, конструкцию отсоса, наличие воздушного перемешивания в ванне, укрытие поверхности испарения плавающими телами и пеной; для отсосов с передувкой kт= k1= k2= k3= k4 =1, для отсосов без передувки значения kт приведены в табл. 3; k1 = 1,8 — для однобортового отсоса; k1 = 1 - для двухбортового отсоса; k2=1,2; k3 = 0,75; и k4 = 0,5
Таблица 2 Значение L0 и Lп´ для нормализованных ванн
| Размер ванны в плане, мм | Значения L0 , м3/ч, для отсоса | Значения Lп´,м3/ч | ||
| без передувки двухбортового | с передувкой | |||
| двухбортового | однобортового | |||
| 500×1100 | — | |||
| 600×1500 | — | |||
| 600×1100 | — | |||
| 600×1500 | — | |||
| 600×2200 | — | |||
| 700×1100 | — | |||
| 700×1500 | — | |||
| 700×2200 | — | |||
| 1000×1500 | ||||
| 1000×2200 | ||||
| 1200×1100 | ||||
| 1200×1500 | ||||
| 1200×2200 |
Таблица 3 - Коэффициент kΔt, учитывающий разность температур раствора и воздуха в помещении
| Разность температур раствора и воздуха Δt, ˚С | Значение kΔt для отсоса | Разность температур раствора и воздуха Δt, ˚С | Значение kΔt для отсоса | ||
| без передувки | с передувкой | без передувки | с передувкой | ||
| 1,00 | 1,00 | 1,79 | 1,15 | ||
| 1,16 | 1,03 | 1,94 | 1,18 | ||
| 1,31 | 1,06 | 2,10 | 1,21 | ||
| 1,47 | 1,09 | 2,26 | 1,24 | ||
| 1,63 | 1,12 |
Количество воздуха для передувки Lп, м3/ч, следует определять по формуле
 ; | (2.4.6) |
Где Lп´ - расход воздуха на передувку, м3/ч, для нормализованных ванн при kΔt = 1 (табл. 3)
Таблица 4 - Значение коэффициент kт
| Технологический процесс гальванопокрытий | Значе-ние kт |
| Промывка в горячей воде, выделение аммиака, паров клея | 0,5 |
| Меднение в этилендиаминовом электролите, обработка металлов(кроме алюминия и магния) в растворах щёлочи, химическая обработка стали в растворах хромовой кислоты (пассивация, травления и др.) | |
| Анодирование алюминия и магниевых сплавов в растворах, содержащих хромовую кислоту, оксидирование стали, химическая полировка алюминия, магния и их сплавов в растворах щёлочи при температуре ниже 100˚С; обработка металлов в холодных концентрированных и нагретых разбавленных растворах, содержащих соляную, ортофосфорную и азотную кислоты | 1,25 |
| Электрохимическая обработка металлов в растворах хромовой кислоты (концентрация 30 – 60 мг/л), в растворах щёлочи, в растворах серной кислоты (концентрация 150 – 350 мг/л), в холодных концентрированных растворах ортофосфорной кислоты | 1,6 |
| Химическая обработка металлов в растворах фтористоводородной кислоты, в концентрированных и разбавленных нагретых растворах серной кислоты, в концентрированных нагретых растворах ортофосфорной кислоты | 1,6 |
| Цинкование, меднение, латунирование, декапирование, амальгирование в цианистых растворах, никелирование в растворах при плотности тока 1 – 3 А/дм2 | 1,6 |
| Электрохимическая обработка металлов в растворах, содержащих хромовую кислоту (концентрация 150 – 300 мг/л при силе тока I ≥ 1000А), кадмирование, серебрение, золочение и электродекапирование в цианистых растворах при плотности тока 1 – 3 А/дм2 |
Пример.
Определить количество удаляемого воздуха от ванны травления стали в серной кислоте при температуре раствора 50ºC. Ванна имеет размер 800× 1000 мм.
Решение.
Первоначально определяем, какой тип местного отсоса в данном случае применим. Ванна имеет ширину 800 мм, поэтому отсос двухбортовой (двухсторонний). При токсичности серной кислоты, глубина раствора h = 80мм, тогда отсос устраивается простой.По размеруванна не относится к ваннам с нормализованными размерами (табл.2). Поэтому для расчёта выбираем формулу (2.4.1). Из таблицы 1 находим α = 455 м3/ч∙град1/3.
Избыточная температура раствора составит Δt =tр - tр.з.=50 – 17 =33 ºC. Здесь 17 ºC – температура рабочей зоны для работ средней тяжести, к которой относится работы в цехах травления.
l =1м , длина ванны, при h=80 мм kи = 1, kυ определяется по формуле (2.4.4.)
= 
L = 455∙ 
= 1442,52 м3/ч.
Принимаем в расчёт 1450 м3/ч, то есть по 735 м3/ч с каждой стороны ванны, так как отсос от данной ванны травления - двухсторонний.