книги / Экология. Энергосбережение. Экономика
.pdfРис. |
|
|
|
воды: |
|
|
|
регрессии; |
'пит Рпит |
= 3-1СР4 2;Па |
ПИТ |
|
|||
|
|
|
величина Рпит » полученная теоретически, равна 2,5x10® Па, экс-, периментально - 2,6*10® Па. Для циклона В = 0,03 м оптималь
ная величина’ Рпит |
полученная экспериментальным путем, состав |
||
ляет 3,0*10® Па, для |
В * 0,04 м - 3,5*10® Па. |
|
|
Изучение влияния концентрации. Спит взвешенных частиц по |
|||
казало следующее. Увеличение |
Спиг и плотности твердогор т при |
||
водит к незначительному росту составляющей |
и практически не |
||
влияет на величины ^ |
и ^ |
• Экспериментально установлено, |
|
что степень очистки шламовой воды возрастает на 6-8 %с увеличе нием Спит до 16000 мг/л. Дальнейший рост Спитприводит к сни жению степени очистки.
Таким образом, выполненные исследования показали возмож ность использования -гидроциклонов в качестве единичных элемен тов батарейных аппаратов системы механической очистки шламовой воды. Применение их в качестве первой ступени комплексной систе мы очистки требует внедрения оборотных систем водоснабжения-.
Библиографический список
1.Кислов Н.В., Санюкевич Ф.Н. Гидроциклонное осветление воды. Минск: Наука и техника; 1990. 128 с.
2.Клячко Л.С., Одельский Э.Х., Хрусталев Б.М. Пневмати
ческий транспорт сыпучих материалов. Минск: Наука-и техника,
198а. 216 с.
. 3. К/ргаев Е.Ф. Осветлители воды. М.: Стройиздат,' 1977.
192с.
4.Найденко Б.В. Применение математических методов и ЭВМ для оптимизации и управления процессами разделения в гидроцикло нах. Горький: Волго-Вятское кн.изд-во, 1976. 287 с.
5.Поваров А .И. Гидроциклоны на обогатительных фабриках. Л.: Недра, 1978. 232 с.
6.Фоминых А.М. Распределение тангенциальной скорости внут-
эи гидроциклона // Известия вузов. Строительство и архитектура. [972. №3. С. 116-119.
7.Хусаинов И.Я. Измерение подя.скоростей движения жидкос ти в микрогидроциклоне оптическим измерителем скорости // Иссле дование и промышленное применение гндроцйклонов: Тез-.докл.пер вого симпозиума. Горький, 1961. .С. 213-216.
Получено 20.01.94
А.А. ГУСЕВ, А.П.КЬШАТЧАНОВ, И.А.ОБУХОВ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОЗДУХООБМЕНА В ПОМЕЩЕНИЯХ ПРИ НЕСТАЦИОНАРНОМ ВЬЩЕШЕНИИ ВРЕДНОСТЕЙ
(Ленинградский инженерно-строительный институт, Якутский государственный университет, Пензенский инженерно-строительный институт)
Приведен метод расчета величины воздухо обмена в производственных помещениях при нестационарном вццелениивредных веществ, что позволяет сократить воздухообмен и повысить эффективность вентиляции и энер госбережения. .
Воздушную среду помещений часто загрязняют вредности, не равномерно выделяющиеся во времени. На отдельных технологичес ких стадиях или в ходе самой производственной операции интенсив ность выделения теплоты, пыли и газов может превышать-допустимую в несколько раз.
Общеобменную вентиляцию таких помещений обычно рассчитыва ют, полагая эмиссию стационарной, протекающей со "средней" ин тенсивностью# - АН/ аЬ , где А М - масса вещества (или теп лота) , выделяющаяся за время А Ь . Расчет же на максимальную на грузку по теплу и примесям предполагает перерасход теплоты и электроэнергии, поскольку, во время незначительной эмиссии возду хообмен окажется завышенным. Поэтому необходимо усовершенство вать расчет и организацию воздухообмена на производствах различ ного типа. Это предполагает снижение воздухообмена .при небольших ввделениях вредностей и экономию за счет уменьшения потребления теплоты и электроэнергии. Качество воздуха при этом должно быть не ниже предельно допустимого в течение рабочего.дня.. Критерием расчета может служить доля отопительно-вентиляционных нагрузок, составляющая в балансе тепловой энергии страны 50-60 %9 а на Севере - до 85-90 %■/8/.
Для расчета нестационарных процессов обычно используют диф ференциальное уравнение, которое при условиях малой инфильтрации и эксфильтрации, и при отсутствии рециркуляции и поглощения при месей в помещении имеет вед
с!С |
(г |
(И |
V ' |
где с!с |
- изменение концентрации примеси за элементарный про |
|
< К |
межуток времени с/1 '; |
|
- кратность воздухообмена в помещении.объемом V , |
||
1., |
К = I / V' ; |
|
- расход приточного |
воздуха; |
|
О" - масса вредности, |
выделяющаяся в единицу времени (ин |
|
|
тенсивность выделения); |
|
|
ДС = С - Сц ( С - концентрация приме.си в поме |
|
|
щении в момент {, |
, Су - то же в наружном'воздухе). |
|
Расчет по уравнению (I) предполагает.быстрое и рав- |
|
|
.номерное смешение примеси с воздухом помещения /10/. |
|
При неполном смешении часть приточного воздуха, не достиг нув рабочей зоны, поквдает помещение, в котором образуются зо ны застоя. Неполноту смешения*можно учесть, введя в формулу (I) вместо расчетной кратности К воздухообмена эффективную К , - тогда К = <рк , где (р - коэффициент смешения. Он характеризу ет долю приточного во.здуха, ассимилирующего ’ вредности, опре деляет эффективность общеобменной вентиляции и зависит от спосо ба организации воздухообмена. Согласно /8/ в жилых и обществен
ных зданиях (р'лежит- в диапазоне 0,15-1. В помещениях объемом, до |
|
800-1000 м3 можно найти, |
зная К[к ( К измерить по методике /2/, |
не перемешивая воздух. |
К вычислить по данным измерений скорос |
тей воздуха в приточнцх и вытяжных отверстиях)*- Приняв среднее
значение (р/5/ и с учетом О = |
( Ъ')%можно уточнить зависи |
|
мость Ь = |
, что позволит более рационально регулировать |
|
воздухообмен.
•*
Чтобы выбрать режим регулирования в помещениях большЪй кубатуры с разнообразным технологическим оборудованием, знание средних по объему'значений (р недостаточно, необходимо опреде-> лить (р в разных зонах помещения, что возможно только в условиях готовых зданий.. При этом исправление выявленных дефектов'сопря жено с серьезными затруднениями. Локальные (р вржно знать уже' в ходе проектирования, поэтому воздухообмен целесообразно'опре делять так |
1.Обобщив данные по соответствующему производству, получить аппроксимацию С/ « О'(Ь).
2.Оценить загрязнение наружного воздуха, рассчитав ожидае
мые значения Су в зоне воздухозаборных устройств, по методике,/б/. При проектировании зданий сложной формы и в особо ответственных случаях требуется продуть модель объекта испытаний в аэродинами ческой трубе.
3. *Задавшись величиной С1и подставив найденные О ( Ь) и Сцв уравнение (I), решить его относительной , при необходимос
ти привлекая программу ,/5/,
4.Исходя из выявленной зависимости I* = I* ( Ь), наметить • способ регулирования. При минимальном и качество воздуха в по
мещении должно быть не хуже предельно допустимого.^Для упрощения регулирование обычно делают ступенчатым.
5.Уточнить решение на физической модели. Сделать выводы, которые можно обобщить на аналогичные производства.
Системы вентиляции,с переменным расходом воздуха еще не нашли распространения. Основная причина - отсутствие доступных непрерывно действующих газоанализаторов, которые должны войти как датчики в системы регулирования. Требуются насосы с электро приводом,, трубопроводы, блоки коммутации и прочие'элементы, бла годаря которым газовая смесь подается на анализ или вырабатывает ся сигнал на исполнительный механизм, связанный с вентиляционной
.установкой. Особенно сложно осуществить регулирование, если эмис сия включает вредности однонаправленного действия.
Иногда регулирование можно упробтить, сведя его к выключе нию (включению) части вентиляционных установок в заданные момен ты времени вручную или с реле времени. Пример таких производств - закрытые стоянки автомобилей с односменным режимом работы.
В ЛИСИ с привлечением данных ГПИ Проектпромвентиляции ус тановлено, что вс время въезда и выезда автомашин прослеживает ся четкая/Ьвяэъ & - .0 {Ь ) с-резким максимумом. При выезде эмис
сия превышает свойственную въезду в 3,5 раза |
и более. В' остальное |
||
время.она ничтожна.и концентрации.вредностей |
в. помещении мало от |
||
личаются от наружных. |
|
|
|
.Текущее вдемя и интенсивность эмиссии выражались в безраз |
|||
мерной форме: Ь |
- I /Ь%\ О = О /О , где |
время выезда (въез |
|
да), а О- средняя интенсивность за время |
. Выявлена |
сильная |
|
корреляционная связь 0 и I : корреляционное |
отношение |
равно |
|
■0,986. Предложено/7/ аппроксимирующее соотношение |
|
||
|
О = А + Аз1п (сЫ + У) |
, |
(2) |
где А ,а> и / - |
величины, устанавливаемые из |
опытных, данных и со |
|
|
ответственно равные I; 2 и'- |
|
|
Сравнение по Р -критерию показало, что эта аппроксимация равноточна с уравнениямирегрессии (многочлен т -степени с коэф фициентами, найденными методом наименьших квадратов). Б дальнейшем
46
использовалось уравнение (2) как более простое. Для конкретной стоянки автомобилей оно записывалось следующим образом:
6 = 6 + СтзСп'СсйЬ - - у ) 9 |
'(3) |
где и) = 2х/Ъ6 .
Решение уравнения (I) с учетом формулы (3) имеет вид
* |
* |
* |
' |
*■ |
|
с = с0е кЬ+(рм*Т’)0~е |
*у(к*+и)*) \к81п^~~г)~ |
||||
|
|
|
|
к е кЬ\ . |
(4) |
|
|
|
|
, |
|
♦
где С0- начальная концентрация примеси в помещении. Отоюда можно определить Ь , при котором в 'любой момент
С 4 |
С 4 |
ЦДК. Задачу может составить и отыскание зависимости |
|
С= |
С (Ь )\ начиная с момента Ьх , когда расход воздуха изменился |
||
до 1*х . В |
этом случае решение уравнения (I) имеет вид |
||
с |
|
(сн * \ ) 0 - е<ЛЬ) * ^ н о ^ \ к51а^ Ь■7")■ |
|
|
|
|
(5) |
|
|
|
} |
где Сх - концентрация примеси при € = |
;-дЬ = Ьх - Ь * |
||
|
При |
П однонаправленных вредностях (диоксид углерода,оксиды |
|
азота и альдегиды). Формулы (4) и (5) заменяются следующими: |
|||
с = А0е к1*(В*-§-)0-е~г*) * |
\ кИл( и&- х) - |
||
|
|
|
(б) |
|
|
• СО СО5 (шб- у*,) * |
, |
с- Веы |
* (В * 1^ ) 0- еы ) * |
'& “ |
|
-шсо5(ш1--^-) - |
у ) ] 4 }» (7) |
где С - суммарная нормированная концентрация;
? а & ь / т V $ с я / т
Ое.±5сШб е ~ А с „ / т '
Такой подход реализован для стоянки,, размещенной в здании с пло щадью-пола 5,2 тыс.м^и* высотой 9 м, входящей в гараж на 160 ав томобилей. 'Вентиляция разработана Промстройпроектом (Новокузнецк). Она предусматривает подачу 186 тыс.мэ/ч подогретого воздуха сос редоточенным» струями на высоте 5‘,8'м от пола и компенсирующую вытяжку поровну из верхней и нижней зон. Принудительная вентиля ция работает по 4 ч при въезде и выезде автомашин/ Анализ пока зывает, что нормируемое качество-воздуха будет обеспечено лишь во время въезда (С.^ 0,52). При выезде условия будут хуже допусти
мых: в течение почти половины этого периода С > I (достигая 1,62). Следовательно, во время выезда автомашин нарушаются санитарные нормы, а при въезде автомашин вентиляция не будет достаточно эф фективной.
Загрязнение наружной атмосферы оценивали, продувая модель стоянки масштаба 1:200 в аэродинамической трубе и применив мето дику /2/. При превалирующих направлениях ветра в зоне воздухозаборов Сн4 0,014.. Отсюда качество наружного воздуха удовлетворяло СН 245т71, и в дальнейшем расчете членами, содержащими Сн и С*н ,
можно было пренебречь. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Режим вентиляции указанных стоянок выбирается следующим |
|
|||||||||
(рисунок).’В.начале выезда механическая вентиляция отключена. |
|
||||||||||
К моменту ^ |
, когда достигается условие С « |
I,. включают*меха |
|||||||||
ническую вентиляцию с расходом |
^ |
, постоянным до момента |
. |
||||||||
Затем его снижают до величины |
1*2 |
* выключив ряд установок. При |
|||||||||
^ |
механическую вентиляцию отключают. Остаточную эмиссию |
||||||||||
ассимилирует |
естественный воздухообмен. |
|
|
|
|
|
|||||
|
При въезде регулирование будет еще проще. Принудительную |
|
|||||||||
вентиляцию включают в момент |
Ь$ после его начала. К |
этому вре |
|||||||||
мени С а I. Вентилирование с расходом |
длится до момента' ^ |
, |
|||||||||
после чего механическую вентиляцию отключают. |
при Ь>&2 и |
|
|||||||||
С * |
Значения |
и Ьц |
выбирают так, |
чтобы |
|
||||||
I. Целесообразно, |
чтобы площадь, под графиком |
I* |
щI* ( I •) |
||||||||
была минимальна. В данной стоянке с учетом формул(4)-(7): |
|
||||||||||
|
0,65 ч и |
1%* 1,85 ч (с начала выезда), |
- |
1,35 ч и |
|
||||||
■ 2,80 ч (с начала въезда), |
1*(, 1*1 и 1*$ равны 314; |
176 и 176 |
|
||||||||
тыс.м3/ч. Для практической реализации такой методики разработана программа к микрокалькулятору "Электроника БЗ-34".
48
Рис. Регулирование воздухообмена при выезде (вверху) и въезде (внизу) автомашин: О- изменение концентра ций примесей в помещении; 5 - изменение воздухооб мена И и I выражены в условных единицах)
Предложенный споооб уточняли, исследуя модель масштаба 1:25. За основу принималась методика /10/. Перенос примесей изучали методом радиоактивных индикаторов /3,4/.
Для сравнения расчетных и опытных зависимостей С = С {I ) измеряли сигналы трассера в вытяжном коллекторе. Согласование было достаточным: кроме зон у нулевых & , данные в среднем
49
отличались на 13 %. Экспериментальные кривые смещены в сторону больших Ь . Это объясняется отклонением распределения примеси в модели от мгновенного и равномерного и инерционностью измере ний. Пересчитанное на натуру запаздывание равно 5,8 мин, т.е. 2,4 %от длительности выезда (въезда).
Приточный воздух в рабочей зоне распределялся в;основном
однородно: коэффициент вариации |
0,20. При регулировании |
отключались системы, мало влияющие на это распределение, а остав |
|
шиеся создавали нужный воздухообмен. Во время выезда, например,
при пяти отключённых системах, получалось распределение, |
близкое |
||
к наблюдавшемуся при работе всех шестнадцати установок: |
=0,19. |
||
Коэффициенты воздухообмена К^ совпадали в пределах точности |
|||
опыта, согласуясь с расчетными значениями /I/. |
|
|
|
Существенного влияния организации вытяжки на поле концент |
|||
раций в рабочей зоне обнаружено: критерии |
и Р |
были меньше |
|
критических. Не является поэтому строгой и рекомендация СНиП 2.93-74 об удалении воздуха поровну из верхней и нижней зон по мещения. В этом случае, наверное, дучше исходить из сокращения числа вытяжных систем и протяженности воздуховодов.
На поля концентраций в рабочей зоне влияют интенсивность ^ выезда (въезда) автомашин, их места на стоянке, типы двигате
лей внутреннего сгорания (ДВС). Особенно сложен режим выезда,ког да эмиссия неравномерна. Роль этих факторов изучали с учетом ве роятности выезда машин с разными ДВС с различных мест стоянки.. Оценки с помощью ^ и Р -критерия показали, что‘с ростом времени осреднения Г различие распределения концентраций вред ных веществ уменьшается тем сильнее , чем’больше } . При V -
= 15 мин (в натуре) отличие среднеквадратичного-разброса концент
раций в рабочей зоне несущественно. Следовательно, когда |
V = |
= 20 мин (регламентируется при назначении ГЩК), величина } |
и ее |
вариация по площади стоянки мало влияют на распределение вред ностей в рабочей зоне.
Чем больше ступеней регулирование, тем оно эффективнее,но и сложнее. Однопозиционное регулирование на въезде и двухпозици онное на выезде тоже эффективны. Для указанной стоянки расходы теплоты и электроэнергии снижаются*на 38 и 50 %по сравнению с вариантом, когда воздухообмен-принят по максимальной эмиссии. При въезде условие д 61 обеспечивает количество воздуха, в 2,5 раза меньшее,чем при постоянном воздухообмене, рассчитанном на величину 0 .