Министерство сельского хозяйства

Министерство сельского хозяйства

И продовольствия республики беларусь

ГЛАВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ И КАДРОВ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ»

Кафедра безопасности жизнедеятельности

 

 

ПРОВЕРКА

ЭФФЕКТИВНОСТИ ВЕНТИЛЯЦИИ

ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к

ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТе № 8

Для студентов всех специальностей очной и заочной

Форм обучения

 

 

Горки 2009

Министерство сельского хозяйства

и продовольствия республики беларусь

ГЛАВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ И КАДРОВ

уЧРЕЖДЕНИЕ оБРАЗОВАНИЯ

«БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ»

 

Кафедра безопасности жизнедеятельности

 

 

ПРОВЕРКА

ЭФФЕКТИВНОСТИ ВЕНТИЛЯЦИИ

ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к

ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТе № 8

 

для студентов всех специальностей очной и заочной

форм обучения

 

Горки 2009

Одобрено методической комиссией факультета механизации сельского хозяйства 22.10.2009 (протокол № 2).

 

 

Составили: В.Е. КРУГЛЕНЯ, А.Е. КОНДРАЛЬ, А.Н. КУДРЯВЦЕВ, С.Н. РАЗИНКЕВИЧ.

 

УДК 631.158:658.345 (072)

 

Проверка эффективности вентиляции производственных помещений: Методические указания / УО «Белорусская государственная сельскохозяйственная академия»; Сост. В.Е. Кругленя, А.Е. Кондраль, А.Н. Кудрявцев, С.Н. Разинкевич. Горки, 2009. 21 с.

 

В методических указаниях изложены назначение и классификация вентиляционных систем, методы проверки эффективности вентиляции. Представлены критерии оценки и целесообразности применения той или иной системы вентиляции, приведено описание и принцип действия приборов для проверки эффективности вентиляции. В процессе выполнения работы студенты получают практические навыки по проверке эффективности вентиляции, учатся пользоваться приборами, проводить соответствующие измерения и делать заключения о работоспособности вентиляции.

Для студентов всех специальностей очного и заочного обучения.

Таблиц 3. Приложение 1.

Рецензенты: А.Е. УЛАХОВИЧ, канд. техн. наук, доцент; В.А. РЫЛКО, канд. с.-х. наук, доцент.

 

 

© Составление: В.Е. Кругленя, А.Е. Кондраль, А.Н. Кудрявцев, С.Н. Разинкевич, 2009

© Учреждение образования «Белорусская государственная сельскохозяйственная академия», 2009

ВВЕДЕНИЕ

Цель работы. Изучить назначение и классификацию вентиляционных систем. Изучить методы проверки эффективности вентиляции. Получить практические навыки по проверке эффективности вентиляции.

Задание по работе. Ознакомиться с методическими указаниями. Изучить представленную на стендах информацию о преимуществах и недостатках вентиляционных систем. Изучить правила пользования приборами, применяемыми в работе. Провести соответствующие измерения и заполнить соответствующие таблицы. Сделать заключение о работоспособности вентиляции.

 

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Теоретические сведения . В сельскохозяйственном производстве многие технологические процессы связаны с выделением пыли, газов, паров, избыточного тепла и влаги. Одним из наиболее эффективных мероприятий по оздоровлению воздушной среды является вентиляция производственных помещений. Вентиляция, являясь средством оздоровления труда, нуждается в систематическом уходе и контроле за ее состоянием и эксплуатацией.

Приступая к выполнению работы, обратите особое внимание на то, что главная задача испытаний вентиляционных установок ‑ определить способность вентиляционной системы поддерживать санитарно-гигиенические параметры воздуха в помещении или на рабочем месте в соответствии с нормами. В свою очередь, способность вентиляционных систем поддерживать нормируемые параметры воздуха оценивается в результате проведения санитарно-гигиенического обследования и технического испытания вентиляционной установки.

Под вентиляцией понимают систему мероприятий и устройств, предназначенных для обеспечения на постоянных рабочих местах метеорологических условий и чистоты воздушной среды, соответствующих гигиеническим и техническим требованиям. Рационально спроектированные и правильно эксплуатируемые вентиляционные системы способствуют улучшению самочувствия работающих и повышению производительности труда.

Системы вентиляции классифицируют по способу перемещения воздуха, направлению потока воздуха, зоне действия, времени работы.

Вентиляции по способу побуждения воздуха может быть принудительной (механической) или естественной.

Механическая вентиляция по принципу действия (направлению потока воздуха) может быть приточной, вытяжной или приточно-вытяжной.

Приточную вентиляцию применяют в производственных помещениях со значительным выделением теплоты при малой концентрации вредных веществ в воздухе, а также для усиления воздушного подпора в помещениях с локальным выделением вредных веществ при наличии систем местной вытяжной вентиляции. Это позволяет предотвратить распространение таких веществ по всему объему помещения.

Вытяжную вентиляцию применяют для активного удаления воздуха, равномерно загрязненного по всему объему помещения, при малых концентрациях вредных веществ в воздухе и небольшой кратности воздухообмена.

Приточно-вытяжную вентиляцию применяют при значительном выделении вредных веществ в воздух помещений, в которых необходимо обеспечить особо надежный воздухообмен с повышенной кратностью (рисунок 1).

Естественная вентиляция может осуществляться посредством аэрации или через вытяжные каналы и шахты.

Аэрация ‑ организованный управляемый воздухообмен за счет естественных природных сил (ветрового и теплового напоров). Аэрацию применяют для вентиляции производственных помещений большого объема, в которых применение механической вентиляции в целом для всего помещения потребует больших капитальных вложений и эксплуатационных затрат.

По зоне действия различают вентиляцию общеобменную, местную и смешанную (комбинированную). При общеобменной вентиляции происходит обмен воздуха во всем помещении, она применяется тогда, когда нарушения санитарно-гигиенических норм воздушной среды незначительны и наблюдаются по всему объему помещения.

Местную вытяжную вентиляцию устраивают в местах значительного выделения газов, паров, пыли, аэрозолей. Такая вентиляция предотвращает попадание опасных и вредных веществ в воздух производственных помещений.

Местную вытяжную вентиляцию следует применять на газо- и электросварочных постах, металлорежущих и заточных станках, в кузнечных цехах, гальванических установках, аккумуляторных цехах, на постах технического обслуживания, в помещениях у мест пуска автомобилей и тракторов.

Контроль за вентиляцией на заводах и сельскохозяйственных предприятиях осуществляется инженерной службой, инженером по охране труда при постоянном участии профсоюзных комитетов и общественных инспекторов.

Задачей контролирующих органов является оценка состояния воздушной среды и эффективности вентиляции с точки зрения обеспечения ею требуемых законодательством уровней температуры и влажности, снижения содержания вредных веществ до предельно допустимых концентраций (по ГОСТ 12.1.005 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» и СанПиН Минздрава РБ №11-19-94 «Перечень регламентированных в воздухе рабочей зоны вредных веществ»).

 

а

б в

а ‑ общий вид; б ‑ схема работы приточной части системы вентиляции;
в ‑ схема работы вытяжной части системы вентиляции:

1 ‑ воздухоприемное устройство; 2 ‑ калорифер; 3, 4 ‑ соответственно приточный и вытяжной вентиляторы; 5, 6 ‑ соответственно вытяжные и приточные воздуховоды; 7 ‑ фильтр (пылеуловитель); 8, 9 ‑ соответственно приточные и вытяжные вентиляционные насадки.

Рисунок 1 − Механическая приточно-вытяжная вентиляция

Состояние воздушной среды на рабочих местах является интегральным показателем при оценке вентиляции, но в ряде случаев возникает необходимость в проверке эффективности отдельных ее элементов с целью обоснования оздоровительных мероприятий. Подобная необходимость может возникнуть при расследовании случаев отравлений, изменениях в технологии, реконструкции вентиляционных систем и отдельных элементов и т. п. Перед тем как приступить к обследованию вентиляционной установки, необходимо ознакомиться с технологическим процессом, установить кубатуру помещения и число работающих в нем лиц. При этом выясняется, какие вредности постоянно или периодически, локализовано или рассеянно поступают в производственную среду. На основании этого оценивается целесообразность избранной системы вентиляции.

Причинами неудовлетворительной работы вентиляции могут быть недостаточный воздухообмен, предусмотренный проектом, подача загрязненного приточного воздуха или вторичное пылеобразование при его подаче в нижнюю зону, недостаточные скорости отсоса в вытяжных устройствах, их конструктивные дефекты, неисправность воздуховодов (нарушение целостности, накопление пыли и др.); неудовлетворительная эксплуатация пылеочистных установок для очистки загрязненного воздуха, неправильное расположение зоны выброса, нарушение соотношения объема притока и вытяжки и ряд других.

Поэтому при обследовании вентиляции подлежат оценке расположение мест забора приточного и выброса отработанного воздуха, состояние устройств для очистки и подогрева приточного воздуха, расположение приточных и вытяжных отверстий в помещении, скорости движения воздуха в проемах укрытий, вид местных приточных устройств, а также скорости и температуры подаваемого ими воздуха, воздухообмен по притоку и вытяжке, воздушный баланс в помещении. Наконец, при оценке вентиляции наряду с показателями воздушной среды (температура, влажность, концентрации токсических веществ и пыли) иногда необходимы дополнительный опрос работающих и даже физиологические наблюдения (например, для оценки состояния теплорегуляции).

 

Нормирование исследуемых параметров. В процессе выполнения лабораторной работы в целях экономии времени, а также благодаря тому, что основные вопросы санитарно-гигиенического обследования помещения рассматриваются в лабораторных работах 1 и 2, необходимо выполнять только техническое испытание вентиляционных систем. При проведении технического испытания вентиляционной установки определяют ее производительность (L, м³/ч) и сравнивают с расчетной.

Расчетная производительность вентиляционной установки (необходимый воздухообмен) определяется в зависимости от вида и количества выделяющихся в помещении вредных факторов.

При выделении газов, паров, пыли воздухообмен (L, м³/ч) определяют по формуле:

 

, (1)

 

где G ‑ скорость выделения вредных веществ, мг/ч;

g_доп ‑ предельно допустимая концентрация данного вредного вещества, мг/м³;

g_пр ‑ концентрация этого вещества в приточном воздухе, мг/м³.

При выделении влаги воздухообмен определяют по формуле:

 

(2)

 

где G_вп ‑ скорость поступления водяных паров в помещение, г/ч;

ρ ‑ плотность воздуха, кг/м³;

d_выт, d_пр – содержание влаги соответственно в удаляемом и приточном воздухе, г/кг.

Воздухообмен при избытке тепла определяют по формуле:

 

(3)

 

где Q_изб ‑ избыточная теплота, поступающая в помещение и обусловливающая нагрев воздуха в нем, Дж/с;

с ‑ удельная теплоемкость воздуха, Дж/(кг К);

ρ ‑ плотность воздуха при 293°К, кг/м³;

Т_у, Т_п – соответственно температура удаляемого и приточного воздуха, °К.

При расчете общеобменной вентиляции в производственных помещениях, где не выделяются вредные вещества в процессе работы, необходимый воздухообмен определяют по формуле:

 

L = n_pL₀, (4)

 

где n_р ‑ количество работающих;

L₀ ‑ норма воздухообмена (если на одного работающего приходится менее 20 м³ объема помещения, то L₀ =30 м³/ч, если на одного работающего приходится 20 м³ и более объема помещения, то L₀ = 20 м³/ч).

Фактическая производительность вентиляционной установки (объем проходящего воздуха через вентиляционные каналы в час) определяют по формуле:

 

L = 3600 v_ср F, (5)

 

где L – объем воздуха, проходящего через вентиляционные каналы, м³/ч;

v_ср − средняя скорость движения воздуха в открытой плоскости вентиляционного канала, м/с;

F ‑ площадь сечения отверстия или воздуховода, м²;

3600 ‑ перевод часа в секунды (60×60).

Приборы и оборудование.

Крыльчатый анемометр АСО-3 предназначен для измерения скорости воздушного потока. Он позволяет производить измерения в пределах от 0,3 до 5 м/с, с чувствительностью не более 0,2 м/с.

Принцип действия данного прибора следующий: движение воздуха воспринимается колесом с пластинками из алюминия, вращающимся под давлением потока воздуха. Это движение системой зубчатых колес передается стрелкам, движущимся по градуированным циферблатам, по которым производится отсчет. Малые циферблаты показывают тысячи и сотни делений; полный оборот большой стрелки дает 100 делений, так как большой циферблат разделен на 100 частей.

Микроманометр ММН-240 (рисунок 2) применяется для измерения избыточного вакуумметрического давления и разности давлений газов не агрессивных к стали, латуни, олову, полиэтилену в пределах до 240 кгс/м² при статическом давлении не более 1000 кгс/м².

Перед измерениями прибор установите на столе, отрегулировав регулировочными ножками 1 положение прибора, чтобы в каждом уровне пузырек стоял в центре.

Установите кронштейн 2 с измерительной трубкой 3 в крайнее верхнее положение, соответствующее К=0,8 (величины постоянной прибора К=0,8; К=0,6; К=0,4; К=0,3 и К=0,2 нанесены на дуге 4 прибора).

Поверните пробку трехходового крана 5 против часовой стрелки до упора.

Выверните из крышки 6 прибора пробку 7 и залейте в резервуар 8 этиловый спирт (с плотностью ρ_с = 0,8095± 0,0005 г/см³) в таком количестве, чтобы его уровень в стеклянной измерительной трубке 3 установился приблизительно против нулевого деления шкалы, а затем, поставив на место пробку, затяните ее до отказа.

Наденьте на штуцер б трехходового крана 5 отрезок резиновой трубки (другой конец которой нужно удерживать в руке) и поставьте пробку трехходового крана в рабочее положение, поворачивая ее по часовой стрелке до упора. Затем поднимите подсосом 9 уровень спирта в стеклянной измерительной трубке 3 примерно до конца шкалы и убедитесь в отсутствии воздушных пробок в столбике спирта.

 

1 − регулировочные ножки; 2 − кронштейн; 3 − измерительная трубка;
4 − дуга; 5 − трехходовой кран; 6 − крышка; 7 − пробка; 8 − резервуар;
9 − регулятор нулевого положения мениска (подсос).

Рисунок 2 − Микроманометр многопредельный с наклонной трубкой ММН−240

В случае обнаружения воздушных пробок выдуйте их вместе со спиртом в резервуар.

Поверните пробку трехходового крана 5 против часовой стрелки до упора, поставьте кронштейн 2 с измерительной трубкой 3 на необходимый угол наклона и регулятором уровня окончательно скорректируйте на нуль. При этом необходимо иметь в виду, что между углом наклона измерительной трубки и верхним пределом измерения прибора существует следующая зависимость (таблица 1).

Соедините прибор резиновыми трубками с концами пневматической трубки. При этом резиновая трубка, в которой будет действовать статическое давление, надевается на штуцер б (он обычно обозначается знаком «минус»), а другая − на штуцер в (обозначается знаком «плюс»).

Термоанемометр testo 417 − это компактный прибор для измерения скорости воздушного потока и температуры воздуха посредствам встроенной крыльчатки диаметром 100 мм с датчиком температуры (рисунок 3).

Таблица 1 − Зависимость между наклоном измерительной трубки и верхним пределом измерения микроманометра ММН-240

Постоянная прибора К, нанесенная на дуге прибора (по ней определяется наклон измерительной трубки)	0,2	0,3	0,4	0,6	0,8
Верхний предел измерения, кгс/м2
Цена наименьшего деления шкалы, кгс/м2	0,2	0,3	0,4	0,6	0,8

 

(Наклон измерительной трубки задается преподавателем).

 

Рисунок 3 − Термоанемометр testo 417

 

Правила, которые необходимо выполнять для безопасного использования прибора:

– во избежание персональных повреждений или повреждения оборудования не используйте прибор для измерения на частях, находящихся под напряжением, или вблизи них;

– используйте прибор, строго соблюдая правила его эксплуатации;

– всегда используйте прибор только по его прямому назначению;

– не применяйте силу;

– прибор не должен применяться во взрывоопасных помещениях и зонах;

– не подвергайте прибор температурному воздействию свыше 70 °С;

– запрещено вскрывать корпус прибора и зонда, проводить ремонт и замену элементов питания.

Для включения прибора нажмите кнопку 1, откроется окно измерений. При этом отображаются текущие показания или загорается «----», если измерения невозможны.

Для выключения прибора нажмите и удерживайте кнопку 1 (около 2 с), пока дисплей не погаснет.

Для включения или выключения подсветки дисплея при включенном приборе нажмите кнопку 1.

Для настройки прибора необходимо открыть меню конфигурации. Прибор при этом должен быть включен и находиться в меню измерений, а функции «Hold», «Max» или «Min» должны быть не активированы. Нажмите и удерживайте кнопку 2 (около 2 с), пока вид дисплея не изменится. Прибор находится в меню конфигурации.

Кнопкой 2 вы можете перейти к другой функции. Выйти из меню конфигурации можно в любое время. Для этого нажмите и удерживайте кнопку 2 (около 2 с), пока прибор не переключится в меню измерений. Все изменения, сделанные в меню конфигурации, будут сохранены.

Для выполнения измерений прибор должен быть включен и находиться в меню измерений.

Для переключения отображения на дисплее между измерением температуры воздуха (°С) и рассчитанным объемным расходом воздуха (м³/ч) нажмите кнопку 3.

Текущие показания могут быть сохранены. Максимальные и минимальные значения (с момента последнего включения прибора) могут быть отображены на дисплее.

Нажмите кнопку 2 несколько раз, пока на дисплее не отобразятся необходимые значения.

Показания отображаются в следующей последовательности:

«Hold» − зафиксированное значение;

«Мах» − максимальное значение;

«Min» − минимальное значение;

текущее значение.

Для расчета среднего значения по нескольким местам измерений необходимо, чтобы «Hold», «Max» или «Min» были не активированы. Затем нажмите кнопку 4. На дисплее отобразится «Mean».

Количество записанных значений будет отображено на верхней строке, значения − на нижней.

Для переключения отображения температуры воздуха (°С), скорости воздушного потока (м/с) и рассчитанного объемного потока воздуха (м^З/ч) нажмите кнопку 3.

Для включения показаний (в необходимом количестве) нажмите кнопку 2 (несколько раз).

Для окончания измерений и расчета среднего значения нажмите кнопку 4, замигает «Mean», отобразятся рассчитанные значения. Для возврата в меню измерений нажмите кнопку 4.

Расчет среднего значения за определенный промежуток времени осуществляется следующим образом. «Hold», «Max» или «Min» должны быть не активированы. Нажмите кнопку 4 два раза. Загорится «Mean». На верхней строке отображается прошедшее время (мм:сс), текущие значения − на нижней.

Для переключения отображения температуры воздуха (°С), скорости воздушного потока (м/с) и рассчитанного объемного потока воздуха (м³/ч) нажмите кнопку 3.

Для начала измерений нажмите кнопку 2. Для приостановки, а затем продолжения измерений каждый раз нажимайте кнопку 2. Для окончания измерений и расчета среднего значения нажмите кнопку 4. Замигает «Mean». Отобразятся рассчитанные значения.

Для возврата в меню измерений нажмите кнопку 4.

Порядок выполнения работы.

Проверка эффективности естественной вентиляции. При проверке эффективности естественной вентиляции необходимо определить фактический объем удаляемого из помещения воздуха и сравнить его с необходимым воздухообменом для данного помещения. Порядок проведения исследований следующий.

1. Записать исходное положение стрелок крыльчатого анемометра, установленного в середине открытой плоскости вентиляционного канала. При этом необходимо иметь в виду: а) малые циферблаты показывают тысячи и сотни делений; полный оборот большой стрелки дает 100 делений, так как большой циферблат разделен на 100 частей; б) при снятии показаний с прибора нужно на маленьких циферблатах принимать во внимание только полные деления и прибор при этом на нуль ставить не нужно.

2. Открыть задвижку вентиляционного канала и отметить время t_нач.

3. Определить необходимый воздухообмен (L, м³/ч) по формуле 4.

4. При этом нужно определить объем помещения и принять норму воздухообмена L₀.

5. Через 45 мин (для учебных целей достаточно 10 мин) от t_нач закрыть задвижку вентиляционного канала и снять конечные показания прибора.

6. Определить скорость движения воздуха v_ср в вентиляционном канале. Для чего необходимо вычесть первые показания из вторых и разделить полученный результат на время экспозиции прибора (в секундах). Полученный результат (дел./с) по графику, прилагаемому к прибору, перевести в м/с.

7. Определить площадь открытой плоскости вентиляционного канала F в м².

8. Определить объем воздуха L, проходящий через вентиляционный канал, по формуле 5.

9. Полученные данные и результаты расчетов записать в протокол (таблица 2).

 

Таблица 2 − Протокол проверки эффективности

Естественной вентиляции

Наименование помещения	Необходимый воздухообмен, м3/ч	Время опыта, сек	Начальные показания анемометра, дел.	Конечные показания анемометра, дел.	Разность показаний анемометра, дел	Скорость движения воздуха, м/с	Площадь вентиляционного канала, м2	Объем удаляемого воздуха, м3/ч

 

10. Сравнить объем удаляемого воздуха с необходимым воздухообменом и сделать выводы.

 

Проверка эффективности искусственной вентиляции. При проверке эффективности искусственной вентиляции на примере лабораторной установки (рисунок 4) необходимо определить производительность этой установки (L, м³/ч), т. е. параметр, наиболее полно характеризующий работу вентиляционной установки при полностью открытой задвижке 5 и полуоткрытой. После этого необходимо сравнить производительность вентиляционной установки с необходимым воздухообменом и сделать вывод об эффективности искусственной вентиляции, а также нужно сравнить полученные результаты и сделать вывод о влиянии состояния вентиляционных каналов на работу системы искусственной вентиляции.

Порядок проведения исследований следующий.

1. Установить в нагнетательный канал пневматическую трубку согласно рисункам 5 и 6 (при проведении исследований в воздуховоде цилиндрического сечения необходимо устанавливать пневматическую трубку в одно из положений рисунка 5).

1 − задвижка; 2 − всасывающий воздуховод; 3 − отверстия для ввода пневматических трубок; 4 − вентилятор;

5 − нагнетательный воздуховод.

Рисунок 4 − Схема лабораторной установки для проверки