Указания к выполнению задачи 4

Пример выполнения задачи 1.

Условия задачи:

Вар.	Температура источника теплового излучения, tи, оС	Материал стенки печи - кирпич	Темпера-тура экрана, tэ, оС	Материал экрана	Пло-щадь экра-на F, м2	Температу-ра воды
tн,оС	tух,оС
		Динасовый		Алюминий полированный

Количество проточной воды L, кг/ч, циркулирующей в экранах из стальных (алюминиевых и т.д.) листов, определяют по формуле:

 

, (3)

где а – коэффициент поглощения инфракрасного излучения материалом экрана и водой, равный 0,9; q_u – интенсивность облучения – количество теплоты, переданное излучением с 1 м² горячей стенки воде, Вт/м²; F – площадь экрана, м²; с – теплоемкость воды, с = 4,187 кДж/(кг× град); t_yx – температура уходящей воды, ^оС; t_н – начальная температура воды, ^оС.

Интенсивность облучения q_{u ,} Вт/м², определяют по формуле:

 

(4)

где – приведенная степень черноты, равная и – степень черноты источника и экрана (см. прил. 1); С_о - коэффициент излучения абсолютно черного тела, равный 5,7 Вт/(м² ·К⁴); Т_и и Т_э – соответственно температуры источника излучения и экрана, К.

Расчет:

1. По табл.1 приложения, исходя из условия задачи, находим: = 0.72; = 0.05. Рассчитываем приведенную степень черноты :

 

2. По формуле (4) рассчитываем интенсивность облучения q_u:

 

 

3. По формуле (3) рассчитываем количество проточной воды L:

 

кг/ч

Приложение 1

Степень черноты εполного излучения различных материалов

 

Материал	Температура – применения, оС	e
Алюминий:
полированный	220-580	0,04-0,062
шероховатый	100-300	0,06-0,07
Железо:
полированное	425-1020	0,14-0,38
оцинкованное		0,28
Сталь:
листовая шлифованная	940-1100	.0,52-0,61
окисленная	300-650	0,95-0,98
Жесть белая		0,28
Кирпич:
шамотный	20-1500.	0,59-0,85
динасовый		0,86
силикатный		0,66
доломитовый	20-1000	0,70
красный	20-700	0,88-0,93
магнезитовый	1200-1700	0,39
хромомагнезитовый	1100-1500	0,40
диатомитовый	50-900	0,72
хромитовый	100-1000	0,37-0,39
карборундовый	500-1400	0,32-0,36

 

Пример решения задачи 3.

Условия задачи:

Вариант	Цех, отделение, пролет, размеры, м	Избыточные тепловыделения, Qизб., ГДж/ч	Температура наружного воздуха, tн, оС	Категория тяжести работ	Высота приточных проемов, м
	Конверторный разливочный пролет 230х48х36	19,8	+24	IIб

Воздухообмен (необходимое количество воздуха) L, м³/ч, определяют по формуле:

 

(1)

 

где а – коэффициент, учитывающий высоту расположения оси приточных проемов от пола, его значение следующее: расстояние до оси приточного проема, м – 2, 3, 4, 5, 7 и, соответственно, коэффициент а – 1,04; 1,1; 1,2; 1,35; 1,47; Q_изб – избыточные тепловыделения, ГДж/ч; с – теплоемкость воздуха, с = 1,005·кДж/(кг·град); ρ – плотность воздуха, ρ = 1,2 кг/м³; t_ух – температура воздуха, удаляемого из помещения, ^оС:

 

, (2)

 

где t_рз – допустимая температура воздуха рабочей зоны, ^оС (см. приложение); m – коэффициент, определяемый в зависимости от отношения площади, занимаемой тепловыделяющим оборудованием к площади помещения (в задаче принять m =0,4); t_н – расчетная температура наружного воздуха, ^оС, поступающего в помещение, принимается: для теплого периода года t_н равна температуре самого жаркого месяца в 13 часов дня; для переходного периода года t_н = t_рз – 5 ^оС; для холодного периода года t_н = t_рз – 8 ^оС.

Кратность воздухообмена К (1/ч), показывающую сколько раз в час меняется воздух в помещении, определяют по формуле:

 

(3)

 

где L – расход воздуха, м³/ч; V – объем помещения, м³.

 

Расчет:

1. Исходя из условий задачи, находим t_рз – допустимая температура воздуха рабочей зоны, t_рз = t_н +5=24+5=29 ^оС, но из приложения 2 для работ средней тяжести IIб, теплый период года t_рз не должна превышать 28 ^оС. Тогда принимаем t_рз = 28 ^оС.
2. Рассчитываем температуру уходящего воздуха:

^оС

3. Находим а – коэффициент, учитывающий высоту расположения оси приточных проемов от пола: для высоты 2 м а = 1.04.

4. Находим необходимый воздухообмен:

м³/ч

5. Вычисляем кратность воздухообмена:

1/ч

6. Расчет скорости перемещения:

987 м/ч или 978/3600=0.273 м/с, что почти в 2 раза меньше предельно допустимой скорости перемещения воздушных масс (см. приложение).

Приложение

Допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений с избытками явного тепла (ГОСТ 12Л. 005- 01)

 

Категория работ	Температура воздуха tр.з, оС	Относительная влаж­ность воздуха, φ, %	Скорость движения воздуха, w,м/с
	Холодный и переходный период года
Легкая - I	19-25 75 0,2
Средней тяжести
IIа	17-23 75 0,3
IIб	15-25 75 0,4
Тяжелая III	13-19 75 0,5
	Теплый период года
Легкая - I	не более чем при 28о не 0,2-0,5 на 5о выше более 55, средней температуры при 27о- 60 наружного воздуха в 13 ч
Средней тяжести
Па	не более 28° при 26° не 0,3-0,7 более 65
Пб	тоже при 25° не 0,5-1,0 более 70
Тяжелая - Ш	не более 26° при 24° не то же более 75

Указания к выполнению задачи 4

Необходимый воздухообмен определяют по формулам:

, (4)

, (5)

где G – количество вредных веществ, поступающих в воздух рабочей зоны, мг/ч; где К_ф – концентрация данного вещества в воздухе, мг/м³ в течение часа; V – объем цеха, м³; М – коэффициент неравномерности распределения вредного вещества по помещению, М = 1,2-2,0; К_ух – предельно допустимая концентрация данного вещества, мг/м³ (см.прил. 2); К_пр – концентрация вредного вещества в приточном воздухе, мг/м³.

 

Пример решения задачи 4

Условия задачи

 

Вариант	Цех, участок	Размеры цеха, м	Вредное вещество	Концентрация вредного вещества, мг/м3
				В воздухе рабочей зоны, Кф	В приточном воздухе, Кпр
	Электролиз алюминия	186х26х16	Фтористый водород	0,93	0,15

 

Расчеты:

1. По формуле (5) вычисляем G – количество фтористого водорода, поступающего в воздух рабочей зоны:

мг/ч

 

2. Необходимый воздухообмен определяют по формуле (4):

 

м³/ч

 

Приложение 2

 

Предельно допустимые концентрации вредных веществ

(ПДК) в воздухе рабочей зоны (ГОСТ 12.1.005-01)

 

Вещество	ПДК	Класс	Агрегатное
	мг/м3	опасности	состояние
Оксид углерода			П
Свинец	0,01		А
Серная кислота			А
Бензол			П
Масла минеральные			А
Пыль агломерата			А
Углеводороды			П
Окислы азота			П
Щелочная аэрозоль			А
Фтористый водород	0,5		П
Пыль оксида железа			А