Вытяжные вентиляционные зонты.

Приемники местных отсосов, имеющие форму усеченных пирамид или конусов, которые располагаются над источниками выделения вредных веществ или сбоку от них, называются вытяжными зонтами. Вытяжные вентиляционные зонты находят широкое применение в практике вентиляции производственных зданий. В первую очередь применяются для удаления тепловыделения от источников. Но достаточно часто на практике они работают не эффективно.

Характерным для вытяжных зонтов является наличие разрыва между источником вредности и зонтом (см. рис. 12). Вследствие этого разрыва окружающий воздух может свободно подтекать к источнику вредностей и при соответствующем направлении и скорости выносить вредности из приемного сечения зонта. По этой причине вытяжные зонты требуют для эффективного удаления вредностей гораздо большего объема удаляемого воздуха, чем местные отсосы других типов.

На рисунке 15 показаны конструктивные схемы выполнения вытяжных вентиляционных зонтов.

Рис.15

Вытяжные вентиляционные зонты бывают простыми и активными, индивидуальными и групповыми. На 15а показан простой индивидуальный зонт, 15б – зонт козырек у загрузочного отверстия 5 нагревательной печи 6. 15в – активный зонт 7 со щелями 8 по периметру, 15г – активный зонт 9 с поддувом воздуха через воздухораспределитель 10. 15д – групповой зонт 11 выполненный из рам с остеклением подвешенных к перекрытию помещения над группой источников вредностей 12.

Для того чтобы при работе вытяжного вентиляционного зонта поток удаляемого зонтом воздуха не отрывался от стенок зонта центральный угол раскрытия зонта α не должен быть более 60⁰.

Вытяжные вентиляционные зонты могут выполняться как с естественной, так и с механической вытяжкой.

Эффективная работа зонта достигается только в том случае если скорости всасывания воздуха в пространстве между приемным отверстием зонта и источником вредности достаточны, чтобы увлечь вредности под зонт. Приемное отверстие вытяжного зонта должно располагаться непосредственно над тепловым источником, соответствовать конфигурации источника. А размеры вытяжного зонта принимают несколько большими, чем размеры источника в плане. Вытяжные вентиляционные зонты обычно располагают на высоте Н равной 1,8-2 метра от уровня пола, для того чтобы люди не задевали их головой. При использовании вытяжных зонтов их не рекомендуется применять в случае если над источниками отсутствуют восходящие конвективные потоки, и при наличие в помещении горизонтальных воздушных потоков, способных выносить вредности из-под зонта.

В общем виде расход воздуха, который должен удаляться путем отсасывания от вытяжного вентиляционного зонта определяется по следующей формуле:

, (4)

где υ – средняя скорость всасывания воздуха в приемном сечении вытяжного зонта, которая при удалении не токсичных вредностей, т.е. теплоты и газов, может приниматься равной υ=1-1,2м/с.

С целью уменьшения объема воздуха, удаляемого с помощью вытяжного вентиляционного зонта и соответствующей эксплуатационных затрат выполняют вытяжной вентиляционный зон со свесами (рис.16).

Рис. 16

1 – вытяжной зонт над источником прямоугольного сечения в плане.

Свесы могут выполняться с 1, 2, 3, 4 створок зонта. Материал свесов – плотная прорезиненная ткань.

Для вытяжных вентиляционных зонтов с одним свесом, т. е. открытых с трех сторон, скорость всасывания воздуха принимается в пределах 0,9–1,0 м/с. Для зонтов с 2-мя свесами, т.е. открытых с 2-х сторон, скорость всасывания принимается 0,9–0,9 м/с. Для зонтов со свесами, открытых с одной стороны скорость всасывания 0,5–0,8 м/с.

F – площадь приемного сечения вытяжного вентиляционного зонта в м².

С целью снижения объемов воздуха, удаляемого вытяжным вентиляционным зонтом могут применяться вытяжные зонты с коническими вставками, рис. 17.

Рис. 17

3.2.3. Бортовые отсосы

Бортовые отсосы широко применяются для улавливания вредных выделений с поверхности гальванических, травильных, пропиточных и других ванн в тех случаях, когда по условию технологий поверхность ванн должна оставаться открытой. Они выполняются в виде щелевых воздухоприемников, которые размещаются вдоль сторон ванны вблизи зеркала испарения жидкостей. Бортовые отсосы могут быть следующих конструкций:

а) односторонними или однобортовыми, когда щель отсоса размещена вдоль одной из длинных сторон ванны

б) двусторонними (двухбортовыми), когда щели отсоса расположены с двух противоположных сторон

в) угловыми, когда щели отсоса расположены у соседних сторон

г) кольцевыми, когда щели расположены со всех сторон ванны

д) полукольцевыми

е) подковообразные

Бортовые отсосы могут быть простыми (или обычными) (рис. 18а), когда щели отсоса вертикальны, или опрокинутыми, если плоскость щели отсоса горизонтальна, и обращены в сторону зеркала ванны (рис.18б).

Рис. 18

1 – ванна, шириной в

2 – щелевой воздухоприемник простого бортового отсоса

3 – воздуховод, присоединенный к системе местной вытяжной вентиляции

4 – воздухоприемник опрокинутого бортового отсоса

Простые бортовые отсосы целесообразно применять при высоком стоянии уровня раствора в ванне, когда расстояние Н (большое) от поверхности раствора до воздухоприемника составляет Н=80–150мм.

При низком стоянии уровня раствора в ванне, когда Р=150-300мм меньшего объема удаляемого воздуха требуют опрокинутые бортовые отсосы.

Если с одной стороны зеркала вредностей ванны щель для подачи приточного воздуха, то такое устройство называют бортовым отсосом со сдувом (рис.19).

Рис. 19

1 – ванна

2 – простой односторонний бортовой отсос, присоединенный к системе местной вытяжной вентиляции 5

3 – сдув (сдувка) с подачей воздуха от системы приточной вентиляции 4.

Бортовой отсос со сдувом называют активным бортовым отсосом.

Расход воздуха на все виды бортовых отсосов тем больше, чем больше ширина ванны, чем выше температура раствора в ванне и чем ближе к поверхности раствора необходимо прижать поток испаряющихся вредностей с учетом их токсичности. Односторонние бортовые отсосы эффективны и выгодны по расходу воздуха только при малой ширине обслуживаемого зеркала ванны, стола или желоба, двухсторонние бортовые отсосы применяются при большой ширине зеркала.

Обычные бортовые отсосы широко применяются не только в гальванических и травильных цехах, но и во многих других производствах, например их применяют для локализации вредностей в термических цехах у закалочных баков, у пропиточных ванн, у вакуумных аппаратов с периодически открывающими крышками, у плавильных печей, у узких и длинных столов, на которых производится работа, связанная с выделением вредных газов и пыли. Угловые бортовые отсосы применяются для удаления паров т пыли от квадратных в плане аппаратов, например от выбивных решеток, в литейных цехах.

Широкое применение бортовых отсосов в промышленности началось в 30-х гг. XXв и в те же годы появились первые теории работы бортовых отсосов и первые формулы для их расчета. Пионерами в этом деле были отечественные ученые И. Л. Виварелли, М. Ф. Бромлей.

Расход воздуха, который необходимо удалять путем отсасывания от горячих ванн впервые определил инженер Виварелли. Количество воздуха, отсасываемого от ванн, зависит от угла, образованного границами всасывающего факела (рис.20).

рис.20

Для ванн, расположенных у стены (рис.20а) угол φ между границами всасывающего факела принимается π/2.

Для двух стоящих рядом ванн, из которых одна не оборудована бортовым отсосом угол φ принимается π (рис.20б).

Для отдельно стоящих ванн φ=3/2 π.

При расчете бортовых отсосов ванна считается холодной если температура жидкости в ванне t_вн приблизительно равна температуре помещения. Объем воздуха который должен отсасываться от горячих ванн впервые определил И.Л. Вивареллли. (формула 5 это формула Виварелли.)

(5)

Здесь – коэффициент запаса численно равный 1,5-1,75 для обычных ванн; а для ванн с особо вредными растворами 1,75-2;

– коэффициент учитывающий подсос с торцов ванны который зависит от отношения ширины ванны к ее длине. , который принимается следующей:

1. для простых однобортовых отсосов (рис. 18а) к_т определяется по следующей формуле:

(6)

2. для двух бортовых отсосов

(7)

3. для ванн, оборудованных бортовыми отсосами со сдувом =1

Б – безразмерная характеристика для однобортовых отсосов 0,35; для двухбортовых –0,5

φ – угол между границами всасывающего факела, рад, принимается согласно рис. 20.

Т_в, Т_пом – абсолютные температуры жидкости в ванне и воздуха в помещении.

В, l – ширина и длина ванны, м.

В технической литературе по вентиляции приведено описание и графики отражающие расчет бортовых отсосов методами ленинградского института «Промстройпроект», метода разработанного МИОТ на формуле М. М. Баранова. Метода расчета бортового отсоса разработанного институтом «Проектпромвентиляция».

Последний метод включен в справочник проектировщика под редакцией Павлова и Шиллера.

Для того чтобы бортовой отсос со сдувом рис. 19 работал эффективно необходимо, чтобы расход воздуха удаляемого отсосом полностью соответствовал объему воздуха подаваемого на сдув и тому расходу воздуха, который присоединиться к струе подаваемого воздуха на ее пути к щели отсоса.

Бортовые отсосы со сдувом можно рассчитывать по следующим формулам, предложенных профессором В.В. Батуриным:

1. Объем приточного воздуха, необходимый для подачи на сдув:

(8)

к – зависит от температуры раствора жидкости в ванне, который принимается в соответствии со значением приведенными по таблице 1.

Таблица 1

В, l – ширина и длинна ванны.

2. Высота щели для сдува во избежание ее засорения должна приниматься не менее 5-7 мм и она может рассчитываться по формуле 9:

(9)

3. Средняя скорость выхода воздуха из щели сдува не должна превышать 10-12 м/с так как при больших скоростях выхода воздуха, он может поднимать на поверхности ванны волну, и среднюю скорость сдува:

(10)

4. Объем воздуха, который должен удаляться со сдувом:

(11)

5. Высота щели отсоса:

(12)

6. Средняя скорость всасывания воздуха в щели отсоса

(13)

Полученные по формуле 8 и 11 значения L_сд и L_в должны корректироваться на поправочный коэффициент ψ в зависимости от температуры раствора и уровня токсичности жидкости, значение которого должны приниматься:

1. при температуре раствора до 100⁰С и вредных выделений – ψ=1,2-1,3.

2. тоже, но при особотоксичных расходов - ψ=1,3-1,4

3. при температуре раствора выше 100⁰С и вредных выделений – ψ=1,3-1,4

4. тоже, но при особотоксичных растворов – ψ=1,45-1,5

5. при увеличении расходов воздуха должны также корректироваться высота щели для сдува и для отсоса.