Файл: завдання до ІСР.doc

1.Розрахунок систем повітрообміну та нормалізація повітря робочої зони.

Природна та штучна вентиляції повинні відповідати наступним санітарно-гігієнічним вимогам:

— створювати в робочій зоні приміщень нормовані метеорологічні умови праці (температуру, вологість і швидкість руху повітря);

— повністю усувати з приміщень шкідливі гази, пари, пил та аерозолі або розчиняти їх до гранично допустимих концентрацій;

— не вносити в приміщення забруднене повітря ззовні або шляхом засмоктування забрудненого повітря з суміжних приміщень;

— не створювати на робочих місцях протягів чи різкого охолодження;

— бути доступними для управління та ремонту під час експлуатації;

• не створювати під час експлуатації додаткових незручностей (наприклад, шуму, вібрацій, попадання дощу, снігу).

Розглянемо деякі методи розрахунку систем повітрообміну.

Повітрообмін по надлишку вологи

Повітрообмін по надлишку вологи визначаємо по формулі

де: W_тв – кількість вологи, що виділяється однією твариною, г/год.;

Чm – кількість тварин;

W_вп – кількість вологи, що випаровується з підлоги, годівниць, стін, перекриття, г/год.;

W₁ – допустима кількість вологи в повітрі приміщення, г/м³ (абсолютна вологість);

W₂ – кількість вологи у зовнішньому повітрі, яке вентиляцією подається в приміщення;

W₂ = 3,2-3,3г/м³ (абсолютна вологість)

,

де Ч - нормативна вологість повітря в тваринницьких приміщеннях по зооветеринарним нормам в залежності від виду утримуваних тварин знаходиться в межах 95-85%;

W_max – максимальна вологість повітря при даній температурі наведена в таблиці додатку.

Умова задачі

Визначити необхідний повітрообмін в приміщенні ферми, якщо в ній знаходяться 200 корів, а вологовиділення від вологої підлоги складає 7,7кг/год. Параметри повітряного середовища слідуючи: в приміщенні t_n=8⁰C; _n=85%, ззовні t_з=-24⁰C, _n=80%. Вологовиділення від однієї тварини складає 320г/год.

Рішення

1. Визначити сумарну вологу в приміщенні, що виділяється тваринами із підлоги:

W_m+W_випр.=320200+7,710³=71700г/год.

2. Визначити кількість вологи в приміщенні з табл.1 при температурі t_n=8⁰C буде W_n=8,252г/м³.

Враховуючи, що відносна вологість складає 85% (0,85) від кількості вологи в приміщенні, то вологість буде

W₁=W_n_n=8,2520,85=7,014г/м³

3. Визначити кількість вологи в повітрі зовні приміщення (з табл. 1) при температурі

t_з= - 24⁰C г/м³

враховуючи, що відносна вологість ₃=80%, визначаємо її дійсний зміст

W₂=W_з_з=1,0240,8=0,819г/м³.

4. Визначимо повітрообмін

Таблиця 1. Максимальна вологість для даної температури

Відносна вологість повітря

Умова задачі

Визначити відносну вологість повітря в приміщенні, якщо психометр показує температуру сухого термометра t_c=21⁰C, вологою t_вл=19⁰C, а барометричний тиск Б=745мм.рт.ст.., Р_а=760мм.рт.ст.

Рішення

Відносна вологість знаходиться за формулою

=100q_ф/q_max%,

де q_ф – фактична кількість водяних парів в повітрі при температурі сухого термометра, г/м³;

q_max = 18,204г/м³ – максимально можлива кількість пару води при тій же температурі, г/м³;

q_ф – розраховується за формулою (табл. 1)

q_ф=q_вл-0,5(t_c-t_вл)Б/Р г/м³

де q_вл – максимально можлива кількість водяних парів при температурі вологого термометру t_вл=91⁰С – відповідна температура сухого та вологого термометра;

Б=745 та Р=760 мм.рт.ст. – відповідно барометричний і атмосферний тиск повітря.

q_ф=16203-0,5(21-19)745/760=15223г/м³

Відносна вологість =10015,233/18,204=83,6%

Ця вологість не відповідає оптимальній (=83,660).

Повітрообмін по надлишку шкідливих речовин

Розраховуємо по формулі

де G – виділені в приміщенні шкідливі речовини (пил, гази, та ін.), мг/год;

Р_ГДК – гранично допустима концентрація шкідливих речовин, зернового пилу (4 мг/м³); приймається по ГОСТу 12.1-005-76 “Воздух рабочей зоны”;

Р_ш – концентрація шкідливих речовин у припливному повітрі, мг/м³.

Умова задачі

У повітря кормоцеху виділяється 40г/год зернового пилу. Визначити продуктивність вентилятора (повітрообмін), якщо враховувати, що концентрація пилу у припливному повітрі, 0,05 мг/м³.

Дано: G = 40г/год=40000мг/год;

Р_ш = 0,05мг/м³

Р_ГДК = 4мг/м³ по ГОСТу12.1.005-76

Рішення.

Розрахунок по надлишку двоокису вуглецю у приміщенні утримання корів

Розраховуємо по формулі

де С – кількість вуглекислого газу, що виділяється однією твариною 110-162л/год;

С₁ – допустима кількість вуглекислого газу в повітрі приміщення, л/м³, С₁=1,5л/м³;

С₂ – вміст вуглекислого газу у припливному повітрі, С₂=0,3-0,4л/м³.

Умова задачі

Розрахувати годинний повітрообмін (м³/год) по виділенню двоокису вуглецю коровами масою 400-800кг (табл.2) приймаємо середню вагу корів 560кг, кількість корів у приміщенні 200.

Рішення

Таблиця 2. Виділення двоокису вуглецю і водяного пару тваринами різних видів

Повітрообмін по надлишку тепла

Розраховуємо по формулі

де Q_над – надлишок сумарного тепла, кДж/год;

с=1кДж/кг. К – теплоємність сухого повітря;

Чρ – щільність припливного (зовнішнього) повітря, кг/м³, приймається по довідковій літературі, або розраховується по формулі ρ=353/(273+t_n);

t_вн, t_n – відповідна температура відсмоктуваного і припливного повітря в приміщенні.

Умова задачі

Визначити повітрообмін у кормоцеху при слідуючи даних: надлишкове тепло складає 18000кДж/год, температура зовнішнього припливного повітря t_n=14⁰С.

Дано: G_над=18000кДж/год;

t_n=14⁰С, питома теплоємність повітря С=1кДж/кг.ок.

Рішення.

1. Щільність повітря

2. Температура повітря в приміщенні.

Враховуємо, що в цеху виконується робота середньої – δ важкості, яка відповідає температурі 17-19 (ГОСТ 12.1.005-76).

3. Визначити повітрообмін

Природний повітрообмін

Природна вентиляція відбувається внаслідок різниці температур внутрішньої і зовнішньої. Повітря у приміщенні переміщується знизу-уверх.

Розрахунок природного повітрообміну виконують у наступній послідовності.

1. Визначають повітрообмін – L по вище приведеним формулам, або він задається.

2. Знаходять щільність повітря в залежності від температури в приміщенні – Р_т та зовні – Р_х по формулі

ρ=353/(273+t)

3. Розраховуємо швидкість V (м/с) повітряного потоку у витяжній трубі, каналі по формулі:

або

де h – висота каналу (h – приблизно 3м)

t₁-t₂ – різниця температур внутрішнього і зовнішнього повітря, град.;

μ – 0,5 – коефіцієнт, що враховує опір повітряного потоку в трубі, каналі;

q=9,8м/с² – прискорення вільного падіння;

h – умовна висота труби;

P_x, P_m – відповідна щільність зовнішнього (холодного) та внутрішнього (теплого) повітря, кг/м³;

4. Знаходять сумарну площу поперечного перерізу витяжної труби, каналу по формулі

S_с=L/360·Vм²

5. Визначають кількість витяжних труб, каналів, знаючи розміри перерізу труби, каналу – S_м.

n=S_c/S_м

Умова задачі

Визначити для приміщення кількість вентиляційних труб розміром 0,7х0,7м, якщо відомо, що умовна висота труби 3,5м, температура повітря в приміщенні +8⁰, зовні – 24⁰С, необхідний повітрообмін 11574м³/год

Дано: L=11574м³/год, S_mp=0,7x0,7=0,49

h=3,5м; t_m=+8⁰C, t_x=-24⁰C

Рішення.

1. Знаходимо щільність холодного і теплого повітря

Р_х=353/(273-24)=1,428кг/м³

Р_т=353/(273+8)=1,256кг/м³

2. Знаходимо швидкість повітряного потоку в трубі

3. Знаходимо сумарну площу труби

S_c=11,574/3600·1,4=2,3м³

N=2,3/0,49=4,69

4. Кількість витяжних труб: приймають 5 труб.

Кратність повітрообміну

При загальній вентиляції знаючи кратність К повітрообміну можна розрахувати годинну продуктивність вентилятора м³/год. Нижче приводимо значення К для різних відділень майстерень та тваринницьких приміщень

Годинна кратність повітрообміну для приміщень утримання молодняку раннього віку і маточного поголів’я не >3 раз у годину, для решти тварин не >5. При <3 вибирають природну вентиляцію, при К=3-5 – примусову без підігріву свіжого повітря і при К>5 з підігрівом.

Умова задачі

Визначити кратність обміну повітря в приміщенні розмірами 18х12х4, якщо продуктивність вентилятора, що подає повітря складає 2000м³/год.

Дано: L=2000м³/год, об’єм приміщення 18х12х4=864м³

Рішення.

Кратність повітрообміну розраховується по формулі:

де L – повітрообмін, м³/год; V – об’єм приміщення, м³

Розрахунок витрати тепла на нагрів свіжого повітря

Умова задачі

Визначити витрати тепла на нагрів свіжого повітря, що подається в приміщення бухгалтерії розміром 18х12х4 з числом кратності 1,5. Температура зовнішнього повітря 12⁰С.

Дано:

Об’єм приміщення V = 18х12х4 = 864м³

T_зов=12⁰С, К=1,5; с=1кДж/(кг · град) – теплоємність повітря.

де К – кратність обміну;

с – питома теплоємність сухого повітря 1кДж;

ρ – щільність зовнішнього повітря.

Рішення.

Витрати тепла визначаються за формулою

Q=VKс(t_п-t_зов)кДж/год

.

1. Щільність повітря:

ρ=353/(273+12)=1,238кг/м³

2. Температуру в приміщенні приймемо t_п=20⁰С у відповідності із ГОСТом 12.1.005-76 “Воздух рабочей зоны” для легкої праці (20-23⁰С)

3. Витрати тепла. Q=864х1,5х1х1,238(20-12)=12836кДж/год.

2. Розрахунок освітлення та його оптимізація.

Залежно від джерела світла виробниче освітлення може бути:

• природним, що створюється прямими сонячними променями та розсіяним світлом небосхилу;

• штучним, що створюється електричними джерелами світла та суміщеним, при якому недостатнє за нормами природне освітлення доповнюється штучним.

Природне освітлення поділяється на:

• бокове (одно- або двохстороннє), що здійснюється через світлові отвори (вікна) в зовнішніх стінах;

• верхнє, здійснюване через ліхтарі та отвори в дахах і перекриттях;

• комбіноване — поєднання верхнього та бокового освітлення.

Штучне освітлення може бути

• загальним,

• місцевим

• комбінованим.

Загальним називають освітлення, при якому світильники розміщуються e верхній зоні приміщення (не нижче 2,5 м над підлогою) рівномірно (загальне рівномірне освітлення) або з врахуванням розташування робочих місць (загальне локалізоване освітлення).

Комбіноване освітлення складається із загального та місцевого. Його доцільно застосовувати при роботах високої точності, а також, якщо необхідно створити певний або змінний, в процесі роботи, напрямок світла.

Місцеве освітлення створюється світильниками, що концентрують світловий потік безпосередньо на робочих місцях. Застосування лише місцевого освітлення не допускається з огляду на небезпеку виробничого травматизму та професійних захворювань.

За функціональним призначенням штучне освітлення поділяється на:

• робоче,

• аварійне,

• евакуаційне,

• охоронне,

• чергове.

Робоче освітлення призначене для забезпечення виробничого процесу, переміщення людей, руху транспорту і є обов'язковим для всіх виробничих приміщень.

Аварійне освітлення використовується для продовження роботи у випадках, коли раптове відключення робочого освітлення, та пов'язане з ним порушення нормального обслуговування обладнання може викликати вибух, пожежу, отруєння людей, порушення технологічного процесу. Мінімальна освітленість робочих поверхонь при аварійному освітленні повинна складати 5% від нормованої освітленості робочого освітлення, але не менше 2 лк.

Евакуаційне освітлення призначене для забезпечення евакуації людей з приміщень при аварійному відключенні робочого освітлення. Його необхідно влаштовувати в місцях, небезпечних для проходу людей; в приміщеннях допоміжних будівель, де можуть одночасно знаходитись більше 100 чоловік; в проходах; на сходових клітках, у виробничих приміщеннях, в яких працює більше 50 чоловік. Мінімальна освітленість на підлозі основних проходів та на сходах при евакуаційному освітленні повинна бути не менше 0,5 лк, а на відкритих майданчиках — не менше 0,2 лк.

Охоронне освітлення влаштовується вздовж меж території, яка охороняється в нічний час спеціальним персоналом. Найменша освітленість повинна бути 0,5 лк на рівні землі.

Чергове освітлення передбачається у неробочий час, при цьому, як правило, використовують частину світильників інших видів штучного освітлення.

Природне освітлення має важливе фізіолого-гігієнічне значення для працюючих. Воно сприятливо впливає на органи зору, стимулює фізіологічні процеси, підвищує обмін речовин та покращує розвиток організму в цілому. Сонячне випромінювання зігріває та знезаражує повітря, очищуючи його від збудників багатьох хвороб (наприклад, вірусу грипу). Окрім того, природне світло має і психологічну дію, створюючи в приміщенні для працівників відчуття безпосереднього зв'язку з довкіллям.

Природному освітленню властиві і недоліки: воно непостійне в різні періоди доби та року, в різну погоду; нерівномірно розподіляється по площі виробничого приміщення; при незадовільній його організації може викликати засліплення органів зору.

На рівень освітленості приміщення при природному освітленні впливають наступні чинники:

• світловий клімат;

• площа та орієнтація світлових отворів;

• ступінь чистоти скла в світлових отворах;

• пофарбування стін та стелі приміщення;

• глибина приміщення;

• наявність предметів, що заступають вікно як зсередини так із зовні приміщення.

Оскільки природне освітлення непостійне впродовж дня, кількісна оцінка цього виду освітлення проводиться за відносним показником — коефіцієнтом природного освітлення (КПО):

де Е_вн— освітленість в даній точці всередині приміщення, що створюється світлом неба (безпосереднім чи відбитим);