Практическое занятие №1


Практическое занятие №1

Тема: «Расчет требуемого воздухообмена для удаления

избыточного количества тепла из производственного помещения.

Подбор типового вентилятора и вентиляционной системы»

План:

1. Изучение методики и расчет требуемого воздухообмена для удаления избыточного количества тепла из производственного помещения.

2. Подбор типового вентилятора и вентиляционной системы

1. Методические указания к практическому занятию №1

Цель: определение воздухообмена для создания метеорологических условий в соответствии с СН-245-81 в производственном помещении и подборе по каталогу вентиляторов, обеспечивающих необходимый воздухообмен.

Литература:

1. ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны;

2. ГОСТ 12.1.007-76 ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности;

3. ГОСТ ССБТ 12.2.028-84 Вентиляторы общего назначения;

4. ГОСТ ССБТ 12.3.018-79 Системы вентиляционные. Методы аэродинамических испытаний;

5. Скрипникова Л.В.,Григорьева И.Я., Мостепанова О.А. Методические указания к выполненю контрольных работ по безопасности жизнедеятельности для факультетов дистантного обучения технических и экономических специальностей.- Семипалатинск, ГУ «Семей».- 1999.-60с.

6. Скрипникова Л.В. Курс лекций по охране труда.- Семипалатинск., Издательский дом «Интеллект», 2007.

7. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие для вузов/П.П.Кукин и др.-М., ВШ, 1999;

8. Каспаров А.А. Гигиена труда и промышленная санитария. -М., Медицина, 1977;

9. Белов С.В. Безопасность жизнедеятельности.-М.:Высш.шк.,1999;

агропромышленного комплекса. – М., Агропромиздат, 1990.

Задание к занятию № 1

1. Изучить теоретический материал лекции № 8 «Вентиляция производственных помещений».

Определить воздухообмен и подобрать вентилятор (данные в таблице 1).

Таблица 1

Вариант

Цех

Р-ры помещения, м

Оборудование

Кол- во

 

длина

Ширина

 

1

Аппаратный

30

24

Горизонтальный вакуумный котел для вытопки технических жиров

10

2

Субпродуктовый

36

24

Опалочная печь для опалки свиных туш

2

3

Пищевых жиров

15

24

Аппарат для вытопки жира из кости с непрерывным отводом жира

3

4

Пищевых жиров

15

15

Автоклав для вытопки жира из свиного жиросырья

2

5

Первичной обработки скота

48

24

Скребмашина

4

6

Первичной обработки скота

30

20

Шпарильный чан для шпарки свиных туш

1

7

Дымогенераторный

12

12

Дымогенератор

17

8

Техническое отделение мясоперепабатывающего корпуса

18

18

Термоагрегат для тепловой обработки сосисок

2

9

Субпродуктов

12

10

Котел варочный для варки мясных продуктов

1

10

Сырьевое отделение мясожирового корпуса

10

14

Диффузор для варки кости

1

Примечание: Данные по оборудованию даны в таблице 2.

Расчет воздухообмена для удаления избыточного количества тепла

Для определения воздухообмена необходимо выявить все источники образования тепла. Тепловыделения в производственном помещении могут быть следующего характера:

-тепловыделения от нагретых поверхностей;

-тепловыделения при открывании дверей нагревательных установок;

-тепловыделения от остывающего материала;

-тепловыделения при переходе механической энергии в тепловую.

Расчет воздухообмена производится на теплый период года. Необходимо установить количество избыточного тепла, поступающего в производственные помещения от различных источников в единицу времени. Воздухообмен для удаления избыточного количества тепла, м3/ч, определяется по формуле:

,

 

где Q изб -количество избыточного тепла, поступающего в производственное помещение от нагревательных установок, Дж/с;

С -удельная теплоемкость воздуха, Дж/(кг град.), (С=1000);

p -плотность воздуха, кг/м   ( p = 1,29);

t уд -температура удаляемого воздуха, °С;

t пр - температура приточного (наружного) воздуха, °С. Температуру приточного воздуха можно принять 16 °С.

Температура удаляемого воздуха определяется из выражения:

t уд = 7 + t в,

где t в -температура воздуха в производственном помещении, °С, выбирается в зависимости от технологического оборудования цеха.

Количество избыточного тепла Q изб, Дж/с, определяется по формуле:

Q изб  = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 - Q7;

где Q1 – количество избыточного тепла от поверхности нагревательных установок, Дж/с;

Q2 – количество избыточного тепла в результате открывания дверей нагревательных установок, Дж/с;

Q3 - количество избыточного тепла от остывающего продукта, Дж/с;

Q4 - количество избыточного тепла, при переходе механической энергии в тепловую, Дж/с;

Q5 - количество избыточного тепла от врывающегося в помещение газа, Дж/с;

Q6 - количество избыточного тепла от электропечей, Дж/с;

Q7 - тепло, затрачиваемое на испарение влаги, Дж/с.

Количество из6ыточного тепла от нагретых поверхностей:

Q1 = a(tп - tв )F,

где a - коэффициент теплоотдачи,  Дж/м2;

tп - температура нагретой поверхности, °С;

F - поверхность, отдающая тепло, м2;

Коэффициент отдачи тепла:

,

где a - коэффициент, зависящий от рода поверхности, Дж/(м  град.).

Опытные данные для коэффициента " a " приведены в таблице 3.

Таблица 3

Род поверхности

Коэффициент "a", Дж/(м2 град3/4 С )

Вертикальная поверхность

3,02

Горизонтальная поверхность, обращенная вверх

3,84

Горизонтальная поверхность, обращенная вниз

1,52

 

Поверхность, отдающая тепло, определяется из размеров нагревательных установок.

В таблице 2 приведены температуры нагретых поверхностей, отдающих тепло, для некоторых видов оборудования.

Количество из6ыточного тепла при открывании дверей нагревательных установок:

,

где b - ширина двери, м;

h - высота двери, м;

g - приведенный коэффициент, Дж/м, (g=2,32);

tвн - температура внутри нагревательной установки, °С;

Z - относительное время открывания дверей.

,

где tот - суммарное время открытой двери за смену, час;

tр  - рабочее время за смену, час.

Время открывания двери определяется видом оборудования и технологическим процессом. Температура внутри нагревательных установок зависит от вида оборудования.

В таблице 2 приведено время открывания двери и температура внутри нагревательных устройств для некоторого вида оборудования. Параметры h и b определяются из конструкции нагревательных установок.

 

 

Количество избыточного тепла от остывшего продукта:

,         

где e - степень черноты (e = 0,81);

d - коэффициент лучеиспускания, Дж/м2 град4с, (d = 5,64×10-8 );

t прод - температура остывающего продукта, °С;

F прод - площадь поверхности продукта, м2.

Степень черноты зависит от вида продукта и температуры продукта.

Данные о продуктах даны в таблице 2.

Количество избыточного тепла при переходе механической энергии в тепловую:

Q4 = 250×N,

где N- мощность электродвигателя, кВт.

Количество избыточного тепла от врывающихся в помещение газов через проемы (двери) и неплотности:

Q5 = G × C г × (tвн - tв),

где G - количество врывающегося газа, кг/с;

Cг - удельная теплоемкость газа, Дж/кг град (C г = 1100).

Количество врывающегося газа G определяется:

,

где rвн - плотность газа внутри установки, кг/м;

H - высота установки, м;

V - объем установки, м.

Плотность газа внутри установки:     .

Количество избыточного тепла от электропечи Q6 , определяется по формуле:

Q6 = 250×N.

Количество тепла Q7, затрачиваемое на испарение влаги со свободной поверхности:

Q7 = 3,6×G1 ×r,

где G1 - количество влаги, обусловленное испарением со свободной поверхности, кг/ч (см. расчет воздухообмена для удаления избыточной влаги).

,

где u- скорость воздуха над поверхностью испарения, м/с;

tж- температура жидкости, °С;

h1 - упругость водяного пара, насыщающего воздуха при температуре поверхности испаряющей жидкости, которая на 5-10°С меньше, чем температура самой жидкости Н/м2;

h2 - упругость водяных паров в окружающем воздухе при температуре tв, Н/м2;

F - поверхность  испарения, м2;

r - удельная теплота фазового превращения при температуре кипения, Дж/кг.

Удельная теплота фазового превращения: 

r = 2500×103 - 2,4×103 tв .

Подбор вентилятора:

По требуемому воздухоо6мену подобрать тип вентилятора.

Производительность выбранного вентилятора должна быть не меньше расчетного значения.

Порядок выполнения расчета:

1. Установить, какое оборудование предполагается разместить в рассматриваемом месте, производственного помещения.

2. Выявить все источники образования тепла.

3. Определить, какой характер имеет тепловыделение.

4. Вычислить суммарное количество избыточного тепла от всех нагревательных элементов.

5. Определить требуемый воздухообмен.

6. Подобрать по каталогу вентилятор (таблица 4).

Таблица 4                                          Рекомендуемые типы вентиляторов

Марка

Номер

Производительность, м3

 

КЦЗ - 90

4

5

6

3200

6500

11800

 

КЦУ - 84

8

10

12

17500

28500

40500

 

Ц 4 - 100

16/2

20/2

120000

200000

240000

Таблица 2 Характеристика технологического оборудования мясной промышленности

Наименование Температура поверхности установки, Тн, 0С Температура внутри установки, Твн, 0С Емкость установки, м куб Габариты установки, м Размер проема, м Время первого открывания дверного проема Продолжительность и технология процесса, ч Температура продукта, 0С Все еденицы подукта Поверхность одного продукта, м кв. Мощность электродвигателя, кВт
длина ширина высота длина ширина
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
1. Чан шпарильный для шпарки свиных туш 40 65 14 7 2 1.7 7 2 всегда открыт 0.6 40 100 1.2 1.7
2. Скребмашина для удаления щетины свиных туш 40 65 7 2 1.8 2 2 1.8 всегда открыт 0.6 40 100 1.2 5.5
3. Опалочная печь для опалки свиных туш 70 1000 - 0.6 0.6 3 2 0.8 20 0.01 80 100 1.2 -
4. Аппарат для вытопки жира из кости 60 90 2.5 1.4 1.4 2 1.4 1.4 0.2 5 - - - -
5. Автоклав для вытопки из свиного жиросырья 40 70 0.75 1.1 1.1 1.5 1.1 1.1 0.2 4 - - - -
6. Диффузор для варки кости 65 120 3 1.4 1.4 2.7 0.4 0.4 0.5 3 - - - -
7. Котел вакуумный горизонтальный для вытопки технического жира 65 120 4.6 3.0 1.6 1.5 0.4 0.4 0.3 7 - - - 48
8.Котел варочный опрокидной для варки мясных продуктов 65 90 0.4 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 - - - - - -
9. Термоагрегат для тепловой обработки сосисок 70 100 - 11 1.4 3 1.2 2.4 0.25 0.75 80 0.1 0.01 9
10. Дымогенератор 70 300 - 1.5 0.8 2.0 0.4 0.4 - - - - - 1.5