Что же касается местной вентиляции, то ее устройство сводится в основном к созданию различного типа укрытий для источников выделения вредностей или созданию местных отсосов, встроенных в технологическое оборудование. Преимущество местной (локальной) вентиляции состоит в том, что она дает возможность удалять большие количества вредных веществ, концентрация которых значительно превышает ПДК, при небольших расходах воздуха.
Количество воздуха, отсасываемого из укрытия над оборудованием, должно быть таким, чтобы на рабочих местах обеспечивалась требуемая степень чистоты. Это количество воздуха определяется по следующей формуле (м3/ч):
где F — площадь открытых проемов, отверстий, неплотностей, через которые засасывается воздух, м2; v — скорость воздуха в этих проемах, м/с.
Скорость всасывания зависит от типа вытяжного устройства и характера выделяющихся вредных веществ и колеблется в следующих пределах:
- 0,15…0,2 м/с — при выделении нетоксичных вредностей (тепло, влага); 0,3…0,5 м/с — в том же случае, но когда выбивающиеся из-под укрытия вредности загрязняют атмосферу производственного помещения; 0,5…0,7 м/с — при выделении токсичных веществ; 0,7…1,5 м/с — при выделении ядовитых веществ;
- 1,0—4,0 м/с — если необходимо преодолеть инерцию частиц, движущихся с большими скоростями (пыль, капли краски и т. п.).
В качестве укрытий могут быть использованы кожухи, в которые полностью или частично заключено оборудование, вытяжные шкафы, зонты, укрытия витринного типа, кабины, камеры и т. д. Экономически целесообразно полное укрытие аппаратов, машин, агрегатов, выделяющих вредные вещества. Причем это весьма важно сделать на стадии проектирования технологического оборудования, чтобы также вентиляционные устройства органически вписывались в разрабатываемую конструкцию, не мешая проведению технологического процесса. Особенно это необходимо для оборудования с интенсивным пылевыделением.
Во многих случаях хорошие результаты по удалению вредных паров и газов достигают при применении бортовых отсосов, например для ванн больших размеров, когда применение кожухов или юнтов по техническим причинам невозможно.
Принцип действия бортовых отсосов, представляющих собой щелевидные воздухоотводы размером 40… 100 мм, состоит в том, что затягиваемый в щель воздух, двигаясь над поверхностью ванны, увлекает за собой видные выделения, не давая им распространяться по производственному помещению. Бортовые отсосы делают или у одного борта, если ширина ванны не превышает 0,7 м, или у двух противоположных бортов — при ширине ванны 0,7… 1 м. В отдельных случаях делают бортовые отсосы со "сдувкой", когда в узкую щель подастся чистый воздух, а с противоположной стороны ванны он удаляется.
Особые требования предъявляют к воздухоотводам, материал для которых должен выбираться в зависимости от температуры, химических и физико-механических свойств транспортируемых сред (чаще всего их изготовляют из листовой стали, железобетонных блоков и др.). То же самое относится и к уплотнитсльным прокладкам фланцевых соединений, причем стыки воздуховодов не должны располагаться в толще стен, перегородок и перекрытий.
Несущие конструкции для крепления воздуховодов вентиляционных систем должны быть надежными, нс должны вибрировать и передавать вибрацию.
Для удаления загрязненного и подачи чистого воздуха в производственных помещениях используют различные типы вентиляторов, которые по принципу работы подразделяются на осевые и центробежные (рис. 7.8).
Рис. 7.8. Вентиляторы: а — осевой; б — центробежный: 1 — электродвигатель, 2 — кожух; 3 — станина; 4- колесо
Достоинствами осевых вентиляторов являются простота конструкций, очень высокая производительность и возможность быстро и легко ее регулировать поворотом лопаток. Недостатки их — малая величина развиваемого давления и повышенный уровень шума. Промышленность выпускает различные типы осевых вентиляторов (например, М, МЦ, Д, В, У). Для выбора вентилятора необходимо знать его производительность, определяемую расчетным путем, или кратность воздухообмена К, показывающую, сколько раз в течение 1 ч в данном помещении может быть полностью заменен воздух:
где L — воздухообмен, м3/ч; Vном — объем помещения, м3.
Для большинства производственных помещений при нормальном ведении технологического процесса К колеблется от 3 до 8. Рассчитав производительность вентилятора, по справочнику выбирают тип вентилятора и электродвигатель для него.
Центробежные вентиляторы в зависимости от развиваемого ими давления подразделяются на вентиляторы:
- низкого давления — до 1000 Па;
- среднего давления — от 1000 до 3000 Па;
- высокого давления — от 3000 до 12000 Па.
Для вентиляции производственных помещений в основном используют первые два типа (например, Ц4-76, Ц4-46 и др.). Вентиляторы изготовляют различных размеров, и каждому вентилятору соответствует определенный номер, показывающий диаметр рабочего колеса в дециметрах. Нормативными документами рекомендуются следующие номера вентиляторов: 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50. Например, вентилятор Ц4-76 № 8 имеет диаметр рабочего колеса 8 дм, или 0,8 м.
Для подбора вентилятора необходимо знать суммарные потери давления ΔР на всасывающем ΔРвс и нагнетательном ΔРнаг воздуховодах:
где Рп — полное лавление, развиваемое вентилятором.
Эти потери давления обусловлены потерями на трение вследствие шероховатости воздуховодов (Ртр) и в местных сопротивлениях (повороты, изменения сечения воздуховодов, фильтры и т. д.).
Расчет вентиляционной сети с применением центробежного вентилятора выполняют в следующем порядке:
1) в зависимости от типа производственного помещения, применяемых аппаратов, установок или другого технологического оборудования проектируют конфигурацию сети так, чтобы она нс мешала ведению производственного процесса, не загромождала помещение и не уменьшала естественного освещения,
2) на основе расчета необходимого расхода воздуха на отдельных участках воздуховодов определяют их поперечное сечение при допустимой скорости воздуха (6… 10 м/с);
3) по формуле, использующей справочные данные, рассчитывают потери давления, принимая за расчетную наиболее протяженную магистраль;
4) по каталогам или справочникам подбирают тип центробежного вентилятора и рассчитывают установочную мощность электродвигателя для него по формуле (в кВт)
, (7.20)
где L — производительность вентилятора, м3/с; Р — полное давление вентилятора, Па; ηp — к.п.д. привода (для плоскоременной передачи — 0,9, для клинорсменной — 0,95, при размещении на валу — 1); ηв — к.п.д. вентилятора; ηп — к.п.д. подшипников (0,96…0,97), зависит от их числа и типа; к — коэффициент запаса (1,05… 1.15).
На основе этого расчета по справочникам выбирают необходимую марку электродвигателя, например А02 (закрытое обдуваемое исполнение), АОЛ2 (закрытое обдуваемое исполнение с алюминиевой оболочкой) или А2 (защищенное исполнение).