ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ ПУТЕМ РАЦИОНАЛИЗАЦИИ МЕСТНЫХ ОТСОСОВ

Поскольку вытяжная вентиляция связана с принудительным удалением загрязненного воздуха, с энергетической точки зрения важна минимизация его количества, чтобы снизить нагрузку вытяжного вентилятора. В связи с этим рассмотрим различные схемы местных отсосов с анализом их функционирования с позиции энергосбережения.

На рис. 4.1 представлена схема полностью закрытого отсоса, смонтированного около шлифовального круга для обработки металлических изделий, которая сопровождается подачей в зону их взаимодействия смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ). Это обусловливает возникновение здесь выброса в воздух тонкодисперсного масляного тумана и твердых частиц (металла и абразива).

Взаимодействие воздушного и жидкостного потоков при шлифовании с подачей СОЖ

Рис. 4.1. Взаимодействие воздушного и жидкостного потоков при шлифовании с подачей СОЖ:

7 — сопло для подачи СОЖ; 2 — насадка; vB — скорость истечения воздуха; v0 — скорость истечения СОЖ; vh — скорость подачи СОЖ в зону обработки; h — зазор между соплом и шлифовальным кругом 3

Объемный расход воздуха Lya, м3/ч, удаляемого от шлифовального станка, определяется в зависимости от диаметра круга dKp:

  • • при dKp < 250 мм Lya = 2dKp;
  • • при dKp от 250 до 600 мм Lya = 1,8^/кр;
  • • при dKp > 600 мм Lya = 1,6dKp.

Отсюда можно заключить, что для минимизации расхода удаляемого воздуха Lya при шлифовании деталей целесообразно использовать шлифовальные круги с меньшим диаметром. Например, при dKp = 200 мм 1уд = 400 м3/ч, а при dKp = 600 мм Lya = 1080 м3/ч, т.е. здесь расход удаляемого воздуха можно практически снизить более чем в 2,5 раза.

Вытяжные зонты, относящиеся к полуоткрытым отсосам, характеризуются наличием пространства между источником и приемником вредных выделений, не защищенного от воздействия воздушных потоков в помещении, в результате чего они могут отклонить поток вытяжного воздуха от зонта. В связи с этим зонты следует оборудовать механической вытяжкой.

При проектировании механизированных зонтов необходимо иметь в виду, что скорость воздуха по оси зонта, имеющего форму усеченного конуса или пирамиды (рис. 4.2), зависит от угла раскрытия (Зр: чем он больше, тем выше осевая скорость по сравнению со средней скоростью vc. У зонтов с углом раскрытия рр = 90° скорость воздуха по оси vz составляет l,65v, а у зонтов с углом раскрытия (Зр = 60° скорость по оси и по всему сечению равна vc.

Схема работы вытяжного зонта

Рис. 4.2. Схема работы вытяжного зонта

Приемное отверстие зонта должно располагаться над источником на расстоянии h3, а его размеры принимают несколько большими, чем размеры а источника в плане. Расход воздуха Lya, удаляемого зонтом, в общем случае может быть определен по формуле

где vcp — средняя скорость движения воздуха в приемном отверстии зонта (принимается равной 0,15...0,25 м/с); F3 площадь расчетного сечения зонта, м2.

Для уменьшения величины ?уд и снижения тем самым энергозатрат вытяжного вентилятора целесообразно максимально возможно сократить величину F3, а скорость vcp принять ближе к ее рациональному минимальному значению.

Бортовые отсосы относятся к открытому типу и применяются в тех случаях, когда по условиям технологического процесса невозможно использовать полные укрытия или полуоткрытые отсосы. Особенно широкое распространение они нашли в гальванических участках при цинковании, хромировании, никелировании изделий, а также при обезжиривании, травлении металлов и в других процессах. Производственное действие здесь происходит в специальных ваннах, заполненных электролитами, и сопровождается выделением вредностей в виде агрессивных аэрозолей. По конструктивному исполнению бывают отсосы однобортовые (щель для отсоса расположена вдоль одной из длинных сторон ванны), двухбортовые (щели расположены у двух противоположных сторон) и угловые (щели расположены у двух соседних сторон). Кроме того, различают простой бортовой отсос (рис. 4.3, а), когда щели расположены в вертикальной плоскости, и опрокинутый (рис. 4.3, б), когда щели расположены горизонтально в плоскости, параллельной зеркалу ванны, а также активированный со сдувом (рис. 4.3, в), когда в про-

Бортовые отсосы

Рис. 4.3. Бортовые отсосы: а — простой; б — опрокинутый; в — активированный

стом однобортовом отсосе выполнен поддув при помощи плоской струи из воздуховода с противоположной стороны ванны.

Для сравнительной оценки энергоемкости этих отсосов по расходу удаляемого воздуха проведем расчет по формуле

где q — удельный расход воздуха, м3/ч на 1 м длины ванны, определяемый по специальному графику в зависимости от высоты спектра вредных выделений h и ширины ванны В; /ван и /пом — температура соответственно раствора в ванне и воздуха в помещении, °С; /ван — длина ванны, м; Кн — поправочный коэффициент на глубину уровня раствора Н в ванне; Kv поправочный коэффициент на скорость движения vnOM воздуха в помещении, определяемый по соответствующему графику.

Примем исходные для расчета простого отсоса условия применительно к ванне хромирования шириной В = 0,75 м, длиной /ван = 1,2 м при температуре раствора в ванне tB = 60°С, температуре воздуха в помещении *пом = 16°С при его скорости vnoM = 0,4 м/с, а также расстоянии от зеркала ванны до кромки ее борта Н = 0,8 м и высоте спектра вредных выделений h = 0,04 м. Тогда по справочным данным имеем, что q = 560 м3/(ч-м), Кн = 1 и Kv =1,57. В этом случае расход воздуха по формуле (4.2) составит Lya = 3730 м3/ч.

При тех же условиях для бортового опрокинутого отсоса принимаем соответствующие исходные данные: ширина каждой щели b = 0,08 м, расчетная ширина ванны В = 0,59 м (меньше предыдущей (0,75 м за счет перекрытия щелями)), q = 500 м3/(ч-м); Кн = 1 и Kv= 1,16. Тогда по формуле (4.2) найдем Туд = 2460 м3/ч.

Отсюда следует, что с энергосберегающей точки зрения двухбортовой опрокинутый отсос предпочтительнее простого.

Что же касается оценки активированного отсоса, то здесь необходимо иметь в виду следующее. Расход приточного воздуха на сдув Ьса определяется по формуле

где К — коэффициент, зависящий от температуры tB раствора в ванне (в нашем случае при tB = 60°С К= 0,85).

Тогда при В = 0,75 м и /ван = 1,2 м найдем, что Тсд = 230 м3/ч. Расход воздуха, удаляемого бортовым отсосом при наличии сдува определяется по выражению

Это существенно меньше, чем в двух предыдущих случаях, что обусловливает экономию электроэнергии в целом даже несмотря на некоторый ее дополнительный расход вентилятором, обеспечивающим сдув воздуха в ванне, т.е. при Lca = 230 м3/ч общий расход Lщ = 1610 м3/ч. Следовательно, из всех трех рассмотренных бортовых отсосов активированный является наиболее предпочтительным с точки зрения энергосбережения.

Вместе с тем существует путь снижения расхода энергии на удаление загрязненного воздуха от ванн, обусловленный уменьшением выделения вредностей с их поверхности. Если зеркало ванны укрыть плавающими шариками диаметром 20...40 мм, стойкими против воздействия кислот и щелочей, то они будут препятствовать испарению раствора, что позволит сократить объем вытяжки бортовыми отсосами. Для укрытия зеркала ванны находят применение поверхностно-активные добавки, образующие пену, что также уменьшает испарение раствора.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >