автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНЫХ УСЛОВИЙ ТРУДА ОПЕРАТОРОВ ОКРАСОЧНО-СУШИЛЬНЫХ КАМЕР, ПУТЕМ СНИЖЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА И УРОВНЕЙ ШУМА ДО НОРМАТИВНЫХ ВЕЛИЧИН.

На правах рукописи

Терешкин Борис Юрьевич

Обеспечение безопасных условий труда операторов окрасочно-сушильных камер, путем снижения загрязнения воздуха и уровней шума до нормативных величин

Специальность 05 26 01 - Охрана труда (в машиностроении)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ростов-на-Дону 2008

003447094

Работа была выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Донском государственном техническом университете на кафедре «БЖ и ЗОС»

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Месхи Б Ч

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Беспалов В И кандидат технических наук Мулин А В

Ведущее предприятие ОАО НПП КП «КВАНТ»

Защита состоится 14 октября 2008г в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212 058 06 в ГОУ ВПО Донском государственном техническом университете (ДГТУ) по адресу 344010, г Ростов-на-Дону, пл Гагарина, 1, ауд 252

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ДГТУ Автореферат разослан «_» сентября 2008г

Ученый секретарь диссертационного

совета к т н , доцент

АТ Рыбак

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы исследований В настоящее время особое место в комплексе задач охраны труда принадлежит обеспечению комфортных условий труда в производственных помещениях и на территориях промышленных площадок, включающему снижение концентрации загрязняющих веществ и шума в рабочих зонах Из всех видов примесей, загрязняющих воздушную среду, весьма значимая доля принадлежит различным по своим физико-химическим свойствам жидкостным аэрозолям Наибольшую опасность при этом представляют мелкодисперсные аэрозоли, размеры жидких частиц которых не превышают 10 мкм Это в значительной степени относится к окрасочно-сушильным камерам (ОСК), широко распространенных практически во всех отраслях машиностроения Характерной особенностью этого оборудования является тот факт, что рабочее место оператора находится внутри камеры, те в замкнутом пространстве, в котором и происходит процесс окраски, что приводит к локальному превышению концентрации красочного аэрозоля до 15 мг/м3 при ПДК = 5 мг/м3 и уровней звукового давления на 2 7 дБ

Поэтому обеспечение нормативных значений концентрации красочного аэрозоля и уровней шума, является актуальной задачей и позволит улучшить как условия труда операторов, так и конкурентоспособность отечественных ОСК на международных рынках

В результате проведения многолетних исследований накоплен обширный теоретический и экспериментальный материал, позволивший перейти к эффективной реализации процесса очистки воздуха и снижения шума в производственных условиях При этом остаются недостаточно изученными энергетические параметры красочного аэрозоля, определяющие условия разделения его дисперсной фазы и дисперсионной среды при реализации очистки воздуха от жидкостных частиц, а также особенности шумообразования, применительно к рассматриваемому оборудованию

Целью работы является улучшение условий труда операторов ОСК, путем снижения концентрации красочного аэрозоля и уровней шума в рабочей зоне до нормативных величин

На защиту выносятся следующие основные положения систематизирован и обобщен процесс очистки воздуха от красочного аэрозоля, что в значительной мере облегчает рациональный подбор параметров, исходя из условий обеспечения максимальной эффективности и экономичности параметров процесса при проектировании вентиляционных систем,

доказано, что процесс очистки воздуха от красочного аэрозоля можно однозначно характеризовать энергоемкостным показателем, который учитывает ее эффективность, аэродинамические и технологические

параметры вентиляционной системы, а также аэродинамическую

обстановку в зоне выброса очищенного воздуха,

описаны связи между уровнями звукового давления в рабочей зоне

ОСК, параметрами самой камеры и технологическими показателями

процесса окраски (расход технологической субстанции, диаметр сопла

итд

Научная новизна работы заключается в следующем выполненное математическое описание энергоемкостного показателя процесса очистки воздуха от красочного аэрозоля позволяет рационально подобрать параметры и прогнозировать эффективность реализации процесса для условий окрасочных участков без проведения предварительных опытных испытаний, уточнены энергетические параметры процесса очистки воздуха от красочного аэрозоля и параметрическая зависимость энергоемкостного показателя как критерия оценки экономичности процесса от динамических особенностей и эффективности его реализации,

разработана модель генерации шума, которая позволяет на стадии проектирования различных типов ОСК обеспечить выполнение санитарных норм шума

Практическая ценность, разработана методика выбора высокоэффективной и экономичной системы борьбы с загрязняющими веществами, а также рационального подбора рабочих параметров для окрасочной камеры разработана методика рационального подбора технологии реализации процесса очистки воздуха от красочного аэрозоля на основе обеспечения ПДК загрязняющих веществ в воздухе рабочей зоны ОСК, определены пути дальнейшего совершенствования технологии процесса очистки воздуха от красочного аэрозоля на основе параметрического анализа энергоемкостного показателя, разработаны рекомендации по обоснованному выбору звукопоглощающих материалов, обеспечивающих выполнение санитарных норм шума в рабочей зоне

Реализация работы в промышленности Результаты исследований внедрены при модернизации ОСК окрасочного участка ОАО «Роствертол» (г Ростов-на-Дону),

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на Международной научно-практической конференции «Строительство-2005» (), Научно-технической конференции «Экология и жизнеобеспечение-2005» (Ростов-на-Дону, 7-9 сентября 2005г) и Международной научно-практической конференции «Металлургия,

машиностроение, станкоинструмент-2006» (Ростов-на-Дону, 6-8 сентября 2006г)

Публикации По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, общих выводов и рекомендаций, списка использованной литературы из 117 наименований, имеет 22 рисунка, 3 таблицы и изложена на 124 страницах машинописного текста В приложения вынесены сведения о внедрении, а также ряд вспомогательных расчетов

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы диссертации, направленной на решение важной научно-технической и социально-экономической задачи улучшения условий труда операторов ОСК, путем снижения концентрации красочного аэрозоля и уровней шума в рабочей зоне до нормативных величин

В главе 1 представлен аналитический обзор литературных источников по изучению условий загрязнения красочным аэрозолем воздуха рабочих зон и шумообразования, применительно к условиям оборудования пескоструйной и дробеструйной обработки, что в наибольшей степени соответствует условиям генерации шума ОСК Основополагающими среди них являются теоретические и экспериментальные работы

по жидкостному аэрозолю - Беспалова ВИ, В Гиббса, КСпурного, Коузова П А, Глузберга В Е , Гращенкова Н Ф , Дьякова В В , Журавлева В К, Журавлева В П , Ищука И Г, Кирина Б Ф , Клебанова Ф С , Кудряшова В В , Логачева И Н , Луговского С И , Лукьянова А Б , Менковского М А , Минко В А , Цыцуры А А , Шварцмана Л А , Штокмана Е А и др

по шумообразованию - Дроздовой Л Ф , Иванова Н И , Курцева Г М , Месхи Б Ч , Чукарина А И , Ренча М , Икава Э и др Анализ этих работ показал, что, несмотря на накопленный опыт теоретических и экспериментальных исследований очистки воздуха и снижения шума, закономерности поведения красочного аэрозоля и шумообразования внутри ОСК, недостаточно изучены К основным недостаткам известных методик по выбору оборудования вентиляционных систем окрасочных камер для улавливания ЗВ и очистки от них воздуха, на наш взгляд, можно отнести следующие

необходимость предварительного задания конкретного типа оборудования,

расчетные зависимости эффективности не отражают свойств загрязняющего аэрозоля, что значительно снижает точность и объективность расчетов,

не учитываются энергетические характеристики процессов улавливания ЗВ и очистки от них воздуха, что в значительной мере затрудняет рациональный побдор рабочих параметров выбираемого воздухоохранного оборудования

В имеющихся зависимостях моделях шумообразования, применительно к условиям оборудования пескоструйной обработки, не учтена доля отраженного звука, что исключает возможность обоснованного выбора звукопоглощающих материалов Таким образом, задача снижения концентрации частиц красочного аэрозоля и уровней шума в рабочей зоне операторов ОСК до нормативных значений, является актуальной и решение ее, в первую очередь, зависит от уровня теоретических исследований закономерностей процесса очистки воздуха и шумообразования для данного типа оборудования Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи

1 Исследовать закономерности процесса гидродинамической очистки воздуха от частиц красочного аэрозоля в активной зоне орошения с энергетической точки зрения

2 Уточнить математическое описание энергетических параметров воздушной среды и частиц красочного аэрозоля, взаимодействующих в воздушном потоке для условий участков окраски

3 Уточнить математическое описание показателей эффективности и экономичности как результирующих характеристик процесса гидродинамической очистки воздуха от частиц красочного аэрозоля

4 Провести экспериментальные исследования показателей эффективности и экономичности процесса гидродинамической очистки воздуха в зависимости от основных параметров красочного аэрозоля, воздушного потока и активной зоны очистки, а также виброакустических характеристик на малярном участке

5 Определить направления эффективного и экономичного изменения параметров гидродинамической очистки воздуха от красочного аэрозоля

6 Решить практические задачи по выполнению санитарных норм шума и предельно-допустимых концентраций частиц красочного аэрозоля в воздухе рабочей зоны операторов ОСК

В главе 2 выполнено теоретическое описание процесса снижения загрязнения красочным аэрозолем и шума рабочей зоны ОСК Вероятность реализации процесса снижения загрязнения (Рсз), может быть выражена следующей зависимостью

где Рсзто - вероятность реализации процесса снижения загрязнения технологического оборудования (окрасочной камеры),

Рсзвс - вероятность реализации процесса снижения загрязнения воздушной среды

В рассматриваемых технологических условиях разработку системы снижения загрязнения воздуха необходимо начинать с реализации второго цикла - процесса снижения загрязнения воздушной среды, который предполагает последовательную организацию трех основных этапов улавливания загрязняющих веществ, очистку воздуха от них и рассеивание остаточного количества ЗВ в воздушной среде

Блок-схема физической модели процесса снижения загрязнения воздушной среды для окрасочной камеры, иллюстрирующая взаимосвязь перечисленных выше основных этапов реализации процесса, представлена на рис 2 На основе анализа этой блок-схемы для окрасочной камеры предложена структура специальной инженерной системы, в которой на ЗВ должны последовательно и целенаправленно оказываться соответствующие внешние воздействия Целью этих воздействий является снижение устойчивости загрязняющего аэрозоля в соответствии с представленной на рисЗ схемой трансформации дисперсных систем в процессе снижения загрязнения воздушной среды Анализ схемы трансформации дисперсных систем для условий эксплуатации окрасочной камеры позволяет заключить, что инженерная система снижения загрязнения воздушной среды (ССЗВС) должна включать два функциональных элемента улавливание и очистку

Рис 1 Блок-схема физической модели процесса снижения загрязнения воздушной среды для окрасочной камеры

Физическая сущность процесса улавливания заключается в создании «дополнительной-!! 1» дисперсной системы, свойства которой должны обеспечивать предотвращение распространения (локализацию) красочного аэрозоля, паров растворителей и их удаление из внутреннего объема окрасочной камеры В результате анализа свойств ЗВ, выделяющихся при окрашивании изделий краскораспылителем, установлено, что пары растворителей и красочный аэрозоль обладают выраженными аэродинамическими свойствами Именно поэтому целесообразно организовать их улавливание аэродинамическим методом При аэродинамическом улавливании в качестве внешних воздействий выступают воздушные потоки Известно два основных способа организации аэродинамического метода улавливания линейными и вихревыми потоками

Инч ЯШЛ1(.рЫК)!|Й UIUCMM IUmuiui усгончи» Распы.'пшанпс 1 Процесс снижения шфяшения ВС

краски

Л>ром)ль усгомчми COLT Va>| исусюич COLT "ЛИ 1" "Д-112" "IIII "Л илг "11-И 2" "()-П 3"по и>\ ПСА ГО-1М"

n ipoiojic-ofipaiyio-щпе материал i.i исусгоич юст VM| yuoilM tOCI ур И 1" по мух раб юны (ИДКрЗ) ГО-И 2" II tut г ушли 1 t Но)>|у\|ЫИ VlOlUHJI ИОВ 11, VastVilOl ичсски исшпчич точек

Рис 2 Схема трансформации дисперсных систем в процессе снижения загрязнения воздушной среды окрасочной камеры

Для условий рассматриваемой окрасочной камеры технически процесс улавливания может быть реализован с помощью отсоса воздуха через напольную вытяжную решетку, расположенную в зоне окрашиваемого изделия и подачи воздуха через перфорированный потолок камеры (активированный местный отсос)

На основе анализа и оценки возможности применения различных технологий очистки воздуха от красочного аэрозоля для дальнейшего рассмотрения отобраны следующие технологии, основанные на реализации гидродинамического метода

- низконапорное орошение (давление орошающей жидкости перед соплом оросителя составляет 0,2-2,0 МПа),

- высоконапорное орошение (давление орошающей жидкости перед соплом оросителя составляет 7,2-15,0 МПа),

- использование пены в качестве фильтрующего слоя

Из перечисленных технологий очистки воздуха от красочного аэрозоля наиболее приемлемым по соображениям безопасной эксплуатации, простоты технологической схемы и удобства обслуживания для условий окрасочных участков является низконапорное орошение

Технически гидродинамический метод орошением может быть реализован в камере орошения, в которой установлены форсунки, распыливающие подаваемую под давлением жидкость

Математическое описание процесса улавливания сводится в данном случае к получению параметрических зависимостей эффективности Е3ф и энергоемкостного показателя Е3 реализации аэродинамического улавливания всасывающими линейными воздушными потоками

Параметрическая зависимость эффективности улавливания всасывающими линейными воздушными потоками может быть представлена в следующем виде

ы

где 0В(Ух)- расход всасываемого в активной зоне улавливания воздуха через рассматриваемое сечение в заданной точке рабочей зоны отсоса, м3/с, / - расстояние от заданной точки рабочей зоны до всасывающего сечения активной зоны улавливания, м, ДЭКа - эквивалентный диаметр всасывающего сечения активной зоны улавливания, м, п = I = к - количество фракций частиц красочного аэрозоля, Д, - средний диаметр частиц красочного аэрозоля в каждой фракции, м, р30 - плотность вещества частиц красочного аэрозоля,

- динамическая вязкость воздуха, Па с, ра - плотность воздуха д - ускорение свободного падения = 9,81м/с2

Параметрическая зависимость энергоемкостного показателя процесса улавливания красочного аэрозоля всасывающими линейными воздушными потоками может быть представлена в следующем виде

*■'««>-л г М' "' + 1'33 1Г" ^

ьу -",->1 1„ф ,„ , (4)

где \/аф -объем активной зоны факела улавливания, мЗ, ТадГ - среднее время адгезионного взаимодействия частиц красочного аэрозоля в активном объеме улавливания, с, V* - средняя скорость движения частицы в активной зоне улавливающего факела, м/с, П1 - количество частиц красочного аэрозоля, уловленных единицей объема всасывающего воздуха в единицу времени, 1/м3/с, т- количество всасывающих насадков в окрасочной камере, шт, Нв, - давление воздуха во входном сечении ^той

всасывающей насадки, Па, Ов, - расход воздуха во входном сечении ^той всасывающей насадки, м3/с

Мх - средняя масса одной частицы аэрозоля, кг, Пг - количество частиц красочного аэрозоля, подвергшихся адгезионному взаимодействию во всасывающем сечении, 1/м2, Яадг - площадь адгезионного взаимодействия частиц, уловленных единицей объема всасывающего воздуха в единицу времени, м2/м3/с,

1,33 10'2 - удельная энергия адгезионного взаимодействия между парой частиц красочного аэрозоля, Дж/м2,

Для выбранной конструкции окрасочной камеры и принятой схемы реализации процесса выполнен расчет расхода удаляемого из объема камеры воздуха, который составил 2,03 м3/с Параметрическая зависимость эффективности гидродинамической очистки низконапорным орошением может быть представлена в следующем виде

= О-ОО-/;»,,)

(5)

где Есйтурб, Багдад- эффективность сближения частицы краоочного аэрозоля с каплей диспергированной жидкости соответственно за счет турбулентных и диффузионных сил, Епгде Епмт Епаг эффективность перехода частицы аэрозоля в область на границе раздела фаз за счет соответственно адсорбционных, молекулярных и электростатических сип, Ефд^ Еф*™ - эффективность проникновения частицы аэрозоля в объем жццкости за счет соответственно диффузионных и химических сил, Неэффективность оседания капель с растворенными в них частицами аэрозоля из воздушного потока за смет сил гравитации

Для каждого вида эффективностей, перечисленных в выражении (5), получены следующие зависимости.

Определим эффективность сближения частиц аэрозоля с каплей за счет диффузии как отношение числа частиц, сблизившихся с каплей, к общему числу частиц в активной зоне взаимодействия

= 2л(6)

где Э, - коэффициент диффузии частиц красочного аэрозоля, мЗ/с, с1к - диаметр капли орошающей жидкости, м, Сч - концентрация газа, г/мЗ

= 1 - ехр

/

я,

ч

ди'1>

(7)

где , (8)

При движении частиц аэрозоля вблизи капли скорость диффузии возрастает, а ее величина зависит от числа Яе и числа Эс

, (9)

Число Эс представляет собой безразмерную величину, характеризующую относительные скорости диффузионного и конвективного переноса при постоянном значении йвк Оно определяется как

ои

А

Тогда,

(10)

Г

п0

диф

ум

Кк4г КгА

при Яек<100 при Яе=600-2600 при Яе=100-600

Проведя несложные математические преобразования и учитывая формулу (11), получим

Есбп диф =!<\

I- схр —Р^-Кс ' 1 Чс 1 1

I г.'у.р

1 - ехр ^ < Ьс

( 2,8: 1-ехр—,

при Яе„<100 при Яе=600-2600 при Я?е=100-600

Определим эффективность сближения частиц красочного аэрозоля с каплей за счет турбулентных сил как отношение числа частиц, сблизившихся с каплей, к общему числу частиц в активной зоне взаимодействия

= 1-схр

где

2>

(13)

(14)

При этом число частиц (р радиуса гч , соударяющихся со сферической каплей радиуса г, в турбулентном потоке за одну секунду описывается выражением

где £ - скорость диссипации турбулентной энергии, м2/с3, гч -средний радиус частицы красочного аэрозоля, м, гк - радиус капли, м, Сч -концентрация частиц красочного аэрозоля в основной части газового потока, 1/м , 14 - средняя линейная скорость частиц красочного аэрозоля в активной зоне орошения, м/с

Тогда, используя (24), получим

1,25(е/(у, ОУ'Ча

^сбчауирС СХР

(16)

ПУ£>

Эффективность перехода частицы красочного аэрозоля в область на границе раздела фаз за счет молекулярных сил определяется по формуле

2( 32В _

(17)

Е„

где В »1026, Дж м2 - константа межмолекулярного взаимодействия с учетом эффекта электромагнитного запаздывания, V« -средняя скорость капли, м/с, /V динамическая вязкость воздуха, Па с; Д, - средний поверхностно-объемный диаметр капли, м, Олю/* — средний диаметр частицы красочного аэрозоля, м

Число молекул, адсорбированных на единице поверхности, равно Р

N.. = N.

р + Ык42пткТе'"к1 ' (18)

где - максимально возможная величина Л/а, р - парциальное воздушной среды при данной температуре, т - средняя масса частицы красочного аэрозоля, ажг - поверхностное натяжение жидкости на границе «жидкость-газ»

Тогда, учитывая р = пкТ, эффективность перехода частиц аэрозоля за счет адсорбции рассчитываем по формуле

_М_Ч

= 1 - ехр

Известно [115, 116], что эффективность перехода частиц аэрозоля в область на границе раздела фаз за счет электростатических сил определяется по формуле

Л",

где qк - заряд капли, Кл

Эффективность проникновения частицы красочного аэрозоля в объем капли жидкости за счет химического взаимодействия возможно определить по следующей зависимости

=1-схр(-К„4 (21)

где Кр - константа скорости химической реакции взаимодействия частиц аэрозоля и воды, 1/с, г- время пребывания частицы аэрозоля в объеме капли воды, с

Известно [110], что эффективность оседания капель жидкости из воздушного потока за счет сил гравитации определяется по формуле

У Л „/«.

з

1А>, (22)

где т, - содержание капель )-го размера

Минимальный диаметр капель, успевших осесть на участке длиной I от форсунки до границы активной зоны взаимодействия, рассчитывается в соответствии с [110] по формуле

где I - расстояние от форсунки, м, рж - плотность орошающей жидкости, кг/м3, Ьз- длина активной зоны орошения, м

Средний поверхностно-объемный диаметр капли определяется по формуле [117]

в 3,24 10"

а «2

(24)

Расход орошающей жидкости рассчитывается по уравнению

(25)

неразрывности потока

где - коэффициент расхода сопла оросителя, зависящий от типа форсунки и учитывающий особенности истечения жидкости (р= 0,02-И ,00), ¿с - диаметр сопла форсунки, м, Н„ - давление орошающей жидкости перед оросителем, Па

Объем активной зоны факела орошения рассчитывается по его геометрическим параметрам

„ п, ъ г а (26)

Г. -

Массу капли находили по ее среднему поверхностно-объемному диаметру _

(27)

6

Общее число капель в единице объема с учетом временной поправки на скорость капли рассчитывали по формуле

^-Ш-Ь, (28)

где В» - коэффициент, учитывающий направление и величину скорости воздушного потока и равный

1 ,

Угт

и

¿1 V

при малых скоростях газовоздушного потока, при больших скоростях и спутном движении, (29) при больших скоростях и встречном движении

Полученные уравнения параметров (6) - (29) подставляем в формулу (5) и получаем параметрическую зависимость эффективности процесса очистки воздуха от красочного аэрозоля низконапорным орошением

С =[1~ (1-0,67

3,6В

(1-0,032?.

0,-Р

/у. У, £>,£>;

) (I-

)

р.АЧ

со э0

18/', А

рЛУ, Щ'Л

+ 10"'

сое В +10"

(30)

где О» - расход орошающей жидкости, м /с, П1 - коэффициент характеризующий взаимонаправленность потоков жидкости и красочного аэрозоля, А - коэффициент перекрытия потока красочного аэрозоля и диспергирующей жидкости; Оч - средний диаметр частиц красочного аэрозоля, м, рч - плотность капли красочного аэрозоля, кг/м3, V« -откорректированная скорость капли, м/с2, я - приведенный заряд жидкости,

Кл, 8 - динамический краевой угол смачивания, рад, рж - плотность орошающей жидкости, кг/м3, - средний диаметр капель орошающей жидкости, м, ув - динамическая вязкость воздуха, Па с, В - константа межмолекулярного взаимодействия с учетом эффекта электромагнитного запаздывания, Дж м2

На основе выявления, анализа и математического описания энергетических параметров, характеризующих особенности реализации процесса, нами получена параметрическая зависимость энергоемкостного показателя гидродинамической очистки воздуха от красочного аэрозоля

низконапорным

орошением

2,8 10 '//"Ч2;.,

1,25 10"" 6сг„_ (1-С(м0)

гУ?

(31)

где ЕЭф - эффективность реализации гидродинамической очистки низконапорным орошением, Нв- давление воздуха, Па, сЦ-) -эквивалентный диаметр воздуховода (камеры орошения) в активной зоне орошения, м, - диаметр сопла оросителя, м, ц - к-т сопротивления сопла оросителя Па/м2, Нж - давление орошающей жидкости, МПа, аж-г -поверхностное натяжение на границе фазового раздела "жидкость-газ", Дж/м2, Оч - среднемедианный диаметр частицы красочного аэрозоля, м, \А<

- средняя скорость капли в активной зоне орошения, м/с, Ь - длина активной зоны факела орошения, м, и - время адгезионного взаимодействия кали орошающей жидкости с частицей красочного аэрозоля, с, 6 - динамический краевой угол смачивания, рад, рж -плотность орошающей жидкости, кг/м3, р8 - динамическая вязкость воздуха, Па с, В1 - константа межмолекулярного взаимодействия с учетом эффекта электромагнитного запаздывания, Джм2, д - ускорение свободного падения, равное 9,81м/с2

Исходными данными для расчета результирующих параметров процесса являются

- производственно-технологические параметры, включающие режимы движения воздушного потока,

- физико-химические свойства красочного аэрозоля, включающие плотность, динамическую вязкость, среднюю скорость движения частиц красочного аэрозоля, коэффициент диффузии и другие,

- технологические параметры получения орошающего жидкостного аэрозоля, к которым относятся способ диспергирования (низконапорное орошение), конструктивные параметры оросительного оборудования (форсунок),

- физико-химические свойства орошающей жидкости плотность, вязкость, поверхностное натяжение, водородный показатель,

- параметры, характеризующие физическое состояние внешних условий

Выходными параметрами являются эффективность и энергоемкостный показатель процесса снижения концентрации красочного аэрозоля в воздухе рабочей зоны окрасочной камеры и в вентиляционных выбросах

Для выбора технологии и технических средств реализации процессов улавливания частиц красочного аэрозоля и очистки от них воздуха для участков окрашивания разработана методика оценки и выбора высокоэффективных и энергетически экономичных СБЗВ

Рабочая зона оператора ОСК находится в замкнутом объеме, и звуковое поле создается как прямыми /пр (от окрасочного пистолета), так и отраженными /отр (от деталей и стен камеры) звуковыми волнами Для рассматриваемого процесса снизить шум в самом источнике не представляется возможным и единственным способом обеспечения санитарных норм, является рациональный выбор звукопоглощающего материала Для этого, на основе подхода, разработанного д т н, проф

Ивановым Н И автором получены значения требуемых величин частотно-зависимых коэффициентов звукопоглощения, на основе которых и осуществляется выбор материалов для акустической облицовки ОСК

= анв/е ♦ 104

где 1с - предельно допустимые значения уровней звукового давления, дБ, г - расстояние от источника до расчетной точки, м, 5", -

площади участков с различными звукопоглощающими свойствами, м2,

- площадь внутренней поверхности камеры, м2, О - расход рабочей смеси, м3/с, /1 - собственные частоты колебаний, у/ - коэффициент, учитывающий нарушение диффузности звукового поля, % - коэффициент, учитывающий влияние ближнего звукового поля

Таким образом, в результате теоретических исследований получен математический аппарат, позволяющий на этапе проектирования ОСК обеспечить выполнение предельно-допустимых концентраций окрасочного аэрозоля в воздухе рабочей зоны и санитарных норм шума

В главе 3 приведены результаты экспериментальных исследований процесса очистки воздуха (рис 4) от красочного аэрозоля и уровней шума на окрасочном участке Для оценки достоверности полученных теоретических результатов проведены экспериментальные исследования вентиляционной системы окрасочной камеры на лабораторном стенде (рис 3), которые заключались в определении значений эффективности улавливания красочного аэрозоля и очистки от него воздуха при варьировании рабочих параметров системы Экспериментальные исследования включали два этапа предварительный и основной

Целью предварительного этапа экспериментов являлось определение аэродинамических, гидродинамических и теплофизических характеристик стенда Анализ результатов предварительных

экспериментов позволил сделать следующие выводы

- чем больше время воздействия т на воду электрического тока, тем сильнее изменяется водородный показатель рН жидкости,

- при постоянном напряжении иж с увеличением времени воздействия т возрастает величина тока /ж,

- увеличение расхода воздуха Ов через устройство очистки пропорционально связано с увеличением напряжения ив , подаваемого к электродвигателю побудителя тяги

Целью основного этапа экспериментов исследования являлось определение значений результирующих параметров процессов улавливания и очистки - эффективности и затраченной на реализацию процессов энергии в соответствующих диапазонах изменения варьируемых параметров

- расход воздуха в системе <Эв = 0,001- 0,05 м3/с;

- начальная концентрация красочного аэрозоля Сн = 100 - 1000 мг/м3.

И

1- модель окрасочной камеры; 2 - патрубок приточного воздуха; 3- краскораспы-лительное устройство; 4 - улавливающий патрубок;

5,6 - камеры орошения соответственно щелочной и кислотной воды; 7 - побудитель тяги (вентилятор); 8,9 - расходные баки соответственно щелочной и кислотной воды; 10,11 - питательные насосы соответственно щелочной и кислотной воды; 12 - бак приготовления активированной воды; 13 - блок электроснабжения бака приготовления воды, побудителя тяги и насосов; 14 - дренажный бак; 15 - дренажный насос; 16 - соединительные трубопроводы

Рис.3. Схема лабораторной установки для исследования процессов аэродинамического улавливания линейными всасывающими потоками и очистки воздуха от красочного аэрозоля низконапорным орошением

Рассчитываемые результирующие параметры:

- эффективность очистки ЕЭф(0) (%) воздушного потока от красочного аэрозоля;

- затраченная на реализацию процесса очистки энергия Ы(0), Вт.

Результаты экспериментального определения эффективности очистки и затраченной энергии представлены графически.

Метрологическая проработка используемых в экспериментальных исследованиях приборов и статистическая обработка результатов предварительных экспериментов показали, что:

- максимальная погрешность измерений концентрации загрязняющих веществ (красочного аэрозоля) в воздухе используемыми приборами составляет ±3,5% при доверительно вероятности р = 0,95;

максимальная погрешность измерений затраченной энергии используемыми приборами составляет +9,7% при доверительной вероятности р = 0,95.

Сопоставление эмпирических зависимостей, полученных обработкой корреляционным методом, с теоретическими, полученными в результате реализации на ЭВМ математического описания физических процессов улавливания и очистки воздуха от красочного аэрозоля выполнено графически с учетом погрешности проведенных экспериментов. На графиках представлены теоретические и эмпирические кривые с соответствующими значениями, обозначающими пределы погрешности измерений. Анализ графиков показывает, что с учетом погрешности измерений результаты теоретических расчетов в достаточной степени согласуются с данными экспериментальных исследований.

Рис. 4 Сравнение результатов теоретических и экспериментальных исследований эффективности гидродинамической очистки.

предложенной методики оценки и выбора

высокоэффективных и энергетически экономичных СБЗВ, а также результатов экспериментальных исследовании для рассматриваемой окрасочной камеры разработана СБЗВ, включающая напольную вытяжную решетку, расположенную в зоне окрашиваемого изделия, и потолочную перфорированную приточную панель (активированный местный отсос), а также устройство гидродинамической очистки, состоящее из камер орошения щелочной и кислотной водой. Для обеспечения надежной работы устройства очистки система оборудована блоком приготовления, подачи и сбора орошающей жидкости. В устройстве последовательно создаются активные зоны взаимодействия и очистки потока воздуха от

частиц красочного аэрозоля в щелочной и кислотной средах, а также организуется сбор «отработанной» щелочной и кислотной воды

С учетом обеспечения минимального расхода и давления воды, компактности установки очистки в камере орошения прямоугольного сечения принято низконапорное поперечное по отношению к воздушному потоку орошение (давление воды 0,5-0,6 МПа) плоскофакельными форсунками типа ПФ 3,3-75 с длиной активной зоны 1,0м и углом раскрытия (корневым углом) факела орошения а = 75 град при давлении 0,5 МПа Длина активной зоны факела орошения и угол раскрытия факела предопределили ширину камеры орошения, которая принята равной а = 1,0м При условии неразрывности потока воздуха, его расходе 2,03 м3/с, скорости движения в камере орошения равной 2,0 м/с и ширине камеры орошения 1,0 м ее глубина должна быть равна 1,02 м

Для проведения экспериментальных исследований шумообразования была выбрана наиболее неблагоприятная компоновка (рис 3 7) окрасочного участка ОАО «Роствертол» С точки зрения имеющихся источников шума В наиболее общем случае (что и соответствует выбранной компоновке) шумовые характеристики на рабочем месте внутри окрасочной камеры формируются за счет одновременного воздействия двух источников

источников внутреннего шума, к которым относятся окрасочный пистолет и вытяжные устройства Эти источники присутствуют у любой окрасочной камеры Компрессор практически всегда выносится за пределы участка, источников внешнего шума, которые далеко не всегда располагаются в непосредственной близости от окрасочной камеры В данном случае достаточно интенсивными источниками внешнего шума являются операции рихтовки, работа угловой шлифовальной машинкой и зачистки плоскошлифовальной машинкой Структурный шум, который создается за счет передаваемых вибраций, для

окрасочных участков

нехарактерен и в данной работе вообще не рассматривается

Экспериментальные исследования показали, что внешние источники шума не

Рис. 5 Спектры шума внутри окрасочной камеры, создаваемые окрасочным пистолетом (1), вытяжным устройством (2), норматив (3)

ЦдЕ

1 — — - 2 - 3

приводит к превышению предельно допустимых значений во всем нормируемом частотном диапазоне

Внутренние источники шума создают на рабочем месте спектры шума с четко выраженным высокочастотным характером Норматив превышен в интервале частот 1000 8000 Гц и составляет 3 5 дБ при работе вытяжного устройства и 6 10 дБ при работе вытяжного устройства и окрасочного пистолета

Максимальная интенсивность наблюдается в полосе частот 1000 4000Гц Следует отметить, что спектры шума не претерпевают изменений при окраске тонкостенных деталей (панелей) и толстостенных деталей (блоков цилиндров, корпусов редукторов), т е деталей, существенно отличающихся по величинам изгибной жесткости и габаритным размерам Эти данные подтверждают теоретические выводы о закономерностях шумообразования в рабочей зоне ОСК -

Глава 4 посвящена техническим решениям по обеспечению ПДК окрасочного аэрозоля и санитарных норм шума в рабочей зоне ОСК Для этого проводился второй этап экспериментальных исследований по определению результирующих параметров процесса очистки эффективности и затраченной на реализацию процесса энергии

Внедрение разработанной инженерной системы снижения загрязнения воздушной среды на окрасочном участке ОАО «Роствертол»,

Рис 6 Уровни шума в рабочей зоне камеры с акустической облицовкой 1 - спектр шума, 2 -норматив

позволило снизить

значения фактической концентрации всех

загрязняющих веществ, в воздухе рабочей зоны ОСК до уровня, существенно ниже ПДК, например фактическая концентрация частиц красочного аэрозоля изменилась с 15 мг/мЗ до 2,5 мг/мЗ, что ниже ПДК для данного типа ЗВ (5 мг/мЗ)

Исходя из спектров шума внутри камеры и санитарных норм шума, в качестве звукопоглощающего материала выбираем нетканый материал из отходов ПАН (полиакрилонитрильных) волокон

Внедрение результатов исследова-ний на окрасочном участке ОАО «Роствертол», (рис 7) обеспечило выполнение ПДК красочного

аэрозоля и санитарных норм шума в рабочей зоне ОСК. Ожидаемый годовой экономический эффект составляет от улучшения условий труда 137 тыс. руб. на одну ОСК (в ценах 2007г.)

гоотймешенно щелочной и кислотной воды; ^тт£7Еештцейочн<>й нкнскотиойводы, еосы ¡^тйтствснжпцелочк'зй » кислотной воды.

Рис. 7 Общий вид ОСК со смонтированной установкой гидродинамической очистки воздуха (фото)

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

Конечные результаты работы можно представить следующими основными выводами:

Достижение поставленной цели обеспечено решением следующих задач:

1. Уточнено математическое описание энергетических параметров воздушной среды и частиц красочного аэрозоля, взаимодействующих с потоком капель диспергированной жидкости для условий эксплуатации окрасочной камеры.

2. Уточнено математическое описание показателей эффективности и экономичности как результирующих характеристик процесса гидродинамической очистки воздуха от красочного аэрозоля низконапорным орошением и подтверждение экспериментальными исследования показателей эффективности и экономичности процесса гидродинамической очистки воздуха от красочного аэрозоля низконапорным орошением в зависимости от основных параметров загрязненного воздушного потока и активной зоны очистки.

3. Определены направления эффективного и экономичного изменения параметров гидродинамической очистки воздуха от

красочного аэрозоля низконапорным орошением и решены практические задачи по расчету системы очистки воздуха для экономичного снижения до нормативных значений концентрации красочного аэрозоля в воздухе рабочей зоны производственных помещений и промышленных площадок, а, в конечном счете, в воздушном бассейне застроенных территорий

4 Установлены закономерности формирования спектров шума на рабочих местах операторов ОСК, заключающееся в том, что превышение уровней звукового давления создается только внутренними источниками Эти данные и позволили выбрать наиболее рациональный способ достижения санитарных норм шума за счет обоснованного выбора многослойных звукопоглощающих облицовок

5 В результате внедрения результатов исследований обеспечено выполнение предельно допустимых концентраций красочного аэрозоля и санитарных норм шума на рабочих местах операторов ОСК во всем нормируемом частотном диапазоне

Основное содержание диссертации отражено в 8 работах

1 Терешкин Б Ю Исследования эффективности воздухоохранного оборудования окрасочно-сушильных камер I Б Ю Терешкин II БЖД №6 2007 Москва - с 2-5

2 Терешкин Б Ю Теоретическое обоснование обеспечения санитарных норм шума в рабочей зоне окрасочно-сушильных камер / Б Ю Терешкин II Труды Ростовского государственного университета путей сообщения / Научно-технический журнал №2 (3) Ростов/н/Д, 2006 - с 134-139

3 Терешкин Б Ю Методика расчета устройства гидродинамической очистки воздуха, применительно к окрасочно-сушильным камерам / Терешкин Б Ю , Месхи Б Ч // Известия института управления и инноваций авиационной промышленности (Известия ИУИ АП) -2005 №3-4 с 9-13

4 Терешкин Б Ю Математическое описание процесса очистки воздуха в окрасочных камерах / Терешкин Б Ю , Месхи Б Ч II Известия института управления и инноваций авиационной промышленности (Известия ИУИ АП) - 2005 №3-4 с 33-37

5 Терешкин Б Ю Результаты исследования загазованности и шумовой обстановки в воздухе рабочей зоны предприятий машиностроения и автосервиса / А Н Чукарин, Б Ю Терешкин II «Строительство 2005» Материалы Международной научно-практической конференции - Ростов/н/Д Рост roe строит ун-т, 2005-е 112-114

6 Терешкин Б Ю Выбор звукопоглощающего материала для окрасочно-сушильных камер по показателю выполнения санитарных норм шума / Терешкин Б Ю II С б тр научно-

технической конференции / Выставочный центр «ВертолЭкспо» Ростов/н/Д, 2005-с 241-243

7 Терешкин Б Ю Выбор звукопоглощающего материала для акустической облицовки окрасочно-сушильных камер / Терешкин Б Ю, Месхи Б Ч //Сборник трудов международной научно-технической конференции // Выставочный центр «ВертолЭкспо» Ростов/н/Д, 2006 - с 4 27

8 Терешкин Б Ю Экспериментальные исследования процесса очистки воздуха от красочного аэрозоля в рабочей зоне окрасочно-сушильных камер / Терешкин Б Ю , Месхи Б Ч //Сборник трудов международной научно-технической конференции // Выставочный центр «ВертолЭкспо» Ростов/н/Д, 2006 - с 4 32

В печать 2. 09. Pif.

Объем i, Û уел п л. Офсет Формат 60x84/16

Бумага тип №3. Заказ №У«?0. ТиражdOQ-

Издательский центр ДГТУ

Адрес университета и полиграфического предприятия. 344000, г.Ростов-на-Дону, пл Гагарина,!.

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ НЕГАТИВНЫХ ФАКТОРОВ В РАБОЧЕЙ ЗОНЕ

1.1. Анализ условий загрязнения воздуха рабочих зон 10 красочным аэрозолем

1.1.1. Характеристика технологического процесса 14 окраски на предприятиях машиностроения и автосервиса

1.1.2. Построение физической модели процесса 16 загрязнения воздушной среды красочным аэрозолем

1.1.3. Санитарно-гигиенические нормативы качества 26 воздушной среды

1.2.Исследование шума оборудования с внутренними 29 источниками шума

1.3.Выводы по разделу. Цель и задачи исследований

2. ФОРМИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ БОРЬБЫ С НЕГАТИВНЫМИ ФАКТОРАМИ

2.1. Формирование системы борьбы с загрязняющими 35 веществами для окрасочно-сушильной камеры

2.1.1. Физическая сущность процесса снижения 35 загрязнения воздушной среды

2.1.2. Роль и место системы борьбы с загрязняющими 40 веществами в классификационной схеме систем обеспечения нормативных параметров воздушной среды

2.1.3. Анализ функциональных элементов системы 44 борьбы с загрязняющими веществами, применимых для окрасочной камеры

2.1.3.1. Математическое описание процесса и 44 технических средств улавливания загрязняющих веществ

2.1.3.2. Математическое описание процесса и технических средств очистки воздуха от загрязняющих веществ

2.1.4. Разработка методики выбора высокоэффективной 61 и экономичной системы борьбы с загрязняющими веществами для окрасочной камеры

2.2. Формирование системы борьбы с шумом для 63 окрасочно-сушильной камеры

2.2.1. Выбор звукопоглощающего материала для 63 окрасочно-сушильных камер по показателю выполнения санитарных норм шума

2.2.1.1. Методика расчета шумовых характеристик 65 окрасочной камеры.

2.3. Выводы по главе

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ КРАСОЧНОГО АЭРОЗОЛЯ И ЗВУКОВОГО ПОЛЯ В РАБОЧЕЙ ЗОНЕ ОКРАСОЧНО-СУШИЛЬНОЙ КАМЕРЫ

3.1. Экспериментальные исследования процесса очистки воздуха от красочного аэрозоля

3.1.1. Описание экспериментального стенда

3.1.2. Предварительный этап экспериментальных 71 исследований

3.2. Экспериментальные исследования звукового поля на 77 окрасочном участке

3.2.1. Методика проведения экспериментальных 77 исследований шума

3.2.2. Анализ основных источников шума окрасочного 81 участка

3.2.3. Результаты экспериментальных исследований 84 шума на окрасочном участке

3.3. Выводы по главе

4. ЭФФЕКТИВНОСТЬ МЕРОПРИЯТИЙ ПО

ОБЕСПЕЧЕНИЮ ВЫПОЛНЕНИЯ САНИТАРНЫХ НОРМ ПО СОДЕРЖАНИЮ ПРИМЕСЕЙ И ШУМУ В РАБОЧЕЙ

4.1. Эффективность мероприятий по очистке воздуха от красочного аэрозоля

4.2. Эффективность мероприятий по снижению шума

4.3. Выводы по главе 109 ' 5. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

Актуальность темы исследований.

В настоящее время чрезвычайно большое количество загрязняющих веществ попадает в воздух рабочих зон промышленных предприятий. Антропогенное загрязнение производственной и окружающей воздушных сред представляет собой большую опасность по сравнению с естественным, так как обусловлено значительной концентрацией источников выбросов загрязняющих веществ в зонах наибольшей концентрации людей. Перечень видов загрязняющих веществ постоянно увеличивается, что связано с развитием производственных технологий, появлением новых видов искусственного сырья и рядом других причин. Особое место в комплексе задач охраны труда принадлежит обеспечению комфортных условий труда в производственных помещениях и на территориях промышленных площадок, включающему снижение концентрации загрязняющих веществ и шума в рабочих зонах. Из всех видов примесей, загрязняющих воздушную среду, весьма значимая доля принадлежит различным по своим физико-химическим свойствам жидкостным аэрозолям. , Наибольшую опасность при этом представляют мелкодисперсные аэрозоли, размеры жидких частиц которых не превышают 10 мкм.

Значительный вклад в загрязнение воздушной среды жидкостными аэрозолями вносят предприятия машиностроения, автотранспортные предприятия, и иные имеющие на своей территории окрасочные участки, в состав которых, как правило, входят стационарные источники выбросов, образующие и выделяющие в производственную и окружающую воздушные среды мелкодисперсные красочные аэрозоли, частицы которых способны находиться в воздухе длительное время.

В результате, без организации целенаправленных мероприятий резко возрастает концентрация частиц красочного аэрозоля в воздухе рабочей зоны производственных помещений [1,2,3,4,5]. Окрасочно-сушильные камеры (ОСК) относятся к такому классу оборудования, в котором рабочее место оператора находится непосредственно внутри самой камеры, т.е. в замкнутом пространстве, в которое и происходит излучение звука. В этом случае на рабочих местах рператоров создаются повышенные уровни шума, вред от воздействия которых на здоровье работающих хорошо известен. Поэтому сведение к нормативным значениям концентрации красочного аэрозоля в воздушной среде и уровней шума является одной из актуальных проблем в области обеспечения безопасногсти труда операторов ОСК.

В результате проведения многолетних исследований накоплен обширный теоретический и экспериментальный материал, позволивший перейти к эффективной реализации процесса очистки воздуха в производственных условиях. При этом остаются недостаточно изученными энергетические параметры красочного аэрозоля, определяющие условия разделения его дисперсной фазы и дисперсионной среды при реализации очистки воздуха от жидкостных частиц.

Кроме того, задачей особой важности является правильный выбор конструктивных особенностей и рабочих характеристик каждого функционального элемента систем борьбы с загрязняющим аэрозолем еще на стадии проектирования систем вентиляции окрасочных камер на предприятиях машиностроения и автосервиса.

При эксплуатации упомянутых производственных участков также приходится решать задачи, связанные с экспертной оценкой качества работы и совершенствованием систем борьбы с загрязняющим аэрозолем. В таких случаях необходимо контролировать обеспечение максимальной эффективности при экономичной организации процесса очистки воздуха от красочного аэрозоля в этих системах. При этом оценка экономичности процесса очистки может быть проведена на основе изучения и определения энергетических параметров красочного аэрозоля при его разрушении как дисперсной системы.

Целью работы является улучшение условий труда операторов ОСК, путем снижения концентрации красочного аэрозоля и уровней шума в рабочей зоне до нормативных величин.

Ид ея работы заключается в управлении энергетическими параметрами красочного аэрозоля при очистке воздуха от него в вентиляционных системах окрасочных камер, а также рациональным выбором звукопоглощающего материала.

Автор защищает следующие основные положения:

- систематизирован и обобщен процесс очистки воздуха от красочного аэрозоля, что в значительной мере облегчает рациональный подбор параметров, исходя из условий обеспечения максимальной эффективности и экономичности параметров процесса при проектировании вентиляционных систем;

- доказано, что процесс очистки воздуха от красочного аэрозоля можно однозначно характеризовать энергоемкостным показателем, который учитывает ее эффективность, аэродинамические и технологические параметры вентиляционной системы, а также аэродинамическую обстановку в зоне выброса очищенного воздуха;

- описаны связи между уровнями звукового давления в рабочей зоне ОСК, параметрами самой камеры и технологическими показателями процесса окраски (расход технологической субстанции, диаметр сопла и Т.д.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- выполненное математическое описание энергоемкостного показателя процесса очистки воздуха от красочного аэрозоля позволяет рационально подобрать параметры и прогнозировать эффективность реализации процесса для условий окрасочных участков без проведения предварительных опытных испытаний;

- уточнены энергетические параметры процесса очистки воздуха от красочного аэрозоля и параметрическая зависимость энергоемкостного показателя как критерия оценки экономичности процесса от динамических особенностей и эффективности его реализации;

- разработана модель генерации шума, которая позволяет на стадии проектирования различных типов ОСК обеспечить выполнение санитарных норм шума.

Достоверность научных положений обоснована использованием в исследованиях основополагающих законов фундаментальных наук, достаточным объемом экспериментов в лабораторных и промышленных условиях, использованием современных методик исследований и обработки экспериментальных данных, сходимостью теоретических и экспериментальных результатов в пределах максимальной погрешности ±11,7% для эффективности очистки и ±8,5% для энергоемкостного показателя процесса при доверительной вероятности 0,95, высокой эффективностью практического использования разработанных теоретических положений и инженерных расчетов, обеспечивших ПДК загрязняющих веществ красочного аэрозоля в воздухе и санитарных норм шума.

Практическая ценность.

- разработана методика выбора высокоэффективной и экономичной системы борьбы с загрязняющими веществами, а также рационального подбора рабочих параметров для окрасочной камеры.

- разработана методика рационального подбора технологии реализации процесса очистки воздуха от красочного аэрозоля на основе обеспечения ПДК загрязняющих веществ в воздухе рабочей зоны ОСК;

- определены пути дальнейшего совершенствования технологии процесса очистки воздуха от красочного аэрозоля на основе параметрического анализа энергоемкостного показателя;

- разработаны рекомендации по обоснованному выбору звукопоглощающих материалов, обеспечивающих выполнение санитарных норм шума в рабочей зоне г

- результаты теоретических и экспериментальных исследований использованы при модернизации и эксплуатации окрасочно-сушильной камеры ОАО «Роствертол»

Диссертация состоит из введения, четырех разделов, общих выводов и рекомендаций, списка использованной литературы из 117 наименований, имеет 22 рисунка, 3 таблицы и изложена на 124 страницах машинописного текста. В приложения вынесены сведения о внедрении, а также ряд вспомогательных расчетов.

5. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

При решении задачи снижения загрязнения воздуха рабочих зон внутри производственных помещений и за их пределами на территории промышленной площадки необходимо обеспечивать снижение концентрации красочного аэрозоля при реализации технологических процессов, связанных с окраской изделий, предприятий различных отраслей промышленности, и прежде всего, машиностроения и автосервиса. Важным условием решения задачи снижения загрязнения воздуха при проектировании и эксплуатации окрасочных камер является соблюдение ПДК красочного аэрозоля в воздухе рабочих зон, связанных с обслуживанием окрасочных камер. Поэтому диссертационная работа выполнена с учетом этих положений.

В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований процесса снижения концентрации красочного аэрозоля в воздухе рабочих зон производственных помещений и промышленных площадок предприятий машиностроения и автосервиса достигнута возможность обеспечения нормативных санитарно-гигиенических условий в воздушной среде за счет повышения эффективности и экономичности реализации процесса гидродинамической очистки воздуха от красочного аэрозоля низконапорным орошением.

Достижение поставленной цели обеспечено решением следующих задач:

1. Уточнено математическое описание энергетических параметров воздушной среды и частиц красочного аэрозоля, взаимодействующих с потоком капель диспергированной жидкости для условий эксплуатации окрасочной камеры.

2. Уточнено математическое описание показателей эффективности и экономичности как результирующих характеристик процесса гидродинамической очистки воздуха от красочного аэрозоля низконапорным орошением и подтвержденно экспериментальными исследования показателей эффективности и экономичности процесса гидродинамической очистки воздуха от красочного аэрозоля низконапорным орошением в зависимости от основных параметров загрязненного воздушного потока и активной зоны очистки.

3. Определены направления эффективного и экономичного изменения параметров гидродинамической очистки воздуха от красочного аэрозоля низконапорным орошением и решены практические задачи по расчету системы очистки воздуха для экономичного снижения до нормативных значений концепт-рации красочного аэрозоля в воздухе рабочей зоны производственных помещений и промышленных площадок, а, в конечном счете, в воздушном бассейне застроенных территорий.

4. Установлены закономерности формирования спектров шума на рабочих местах операторов ОСК, заключающееся в том, что превышение уровней звукового давления создается только внутренними источниками. Эти данные и позволили выбрать наиболее рациональный способ достижения санитарных норм шума за счет обоснованного выбора многослойных звукопоглощающих облицовок.

5. В результате внедрения результатов исследований обеспечено выполнение предельно допустимых концентраций красочного аэрозоля и санитарных норм шума на рабочих местах операторов ОСК во всем нормируемом частотном диапазоне.

1. Штокман Е.А. Очистка воздуха.- М.: изд-во «АСВ», 1999. - 319 с.

2. Юдашкин М.Я. Очистка газов в металлургии.- М.: Металлургия, 1978.-258 с.

3. Справочник проектировщика / Под ред. И.Г.Староверова.- Ч.2.-Вентиляция и кондиционирование воздуха,- М: Стройиздат, 1978.511 с.

4. Старк С.Б. Пылеулавливание и очистка газов в металлургии.- М.: Металлургия, 1997.- 315 с.

5. Промышленная и санитарная очистка газов //Обзорная информация центрального института научно-технической информации и технико-экономических исследований по химическому и нефтяному машиностроению.- М.: Щ^ТИхимнефтемаш, 1990.- 124 с.

6. Современные способы очистки вредных выбросов в атмосферу // Обзорная информация Ленинградского ДНТП.- Л.: изд-во ЛДНТП, 1991.- 115 с.

7. Фукс Н.А. Механика аэрозолей.- М.: изд-во АН СССР, 1955.- 486 с.

8. Исследование дисперсных систем при решении вопросов охраны окружающей среды //Сб.научн.тр. КарГУ.- Караганда: изд-во КарГУ, 1983,- 127 с.

9. Седов Л.И. Механика сплошной среды,- Т.1.- М.:Наука, 1983.- 314с.

10. Дейч М.Е., Филиппов Г.А. Газодинамика двухфазных сред. М.: Энергоиздат, 1981.- 267 с.

11. Е.В. Стекольщиков, М.П. Анисимова, И.Я. Ятчени и др. Экспериментальное исследование движения и дробления капель жидкости в газовом потоке // Инж.-физ.журн.- Т. XXIIL.- № 2.-М.,1972.- С. 226.

12. Поляков А.А., Канаво В.А., Бобровников Г.Н. Измерение параметров газообразных и жидких сред при эксплуатации инженерного оборудования зданий // Справочное пособие.- М.: Стройиздат,1987.-238 с.

13. Беспалов В.И., Журавлев В.П. Моделирование и проектирование систем борьбы с промышленной пылыо // В сб.научн.тр. «Обеспыливание при проектировании, строительстве и реконструкции промышленных предприятий».- Ростов-на-Дону: изд-воРИСИ, 1989.-154с.

14. Журавлев В.П., Беспалов В.И. Системный подход к решению проблемы обеспыливания воздуха в промышленности // В сб.научн.тр. «Борьба с пылыо в строительстве и промышленности».-Ростов-на-Дону: изд-во РИСИ, 1989- с.64.

15. Саранчук В.И., Журавлёв В.П., Рекун В.В. и др. Системы борьбы с пылью на промышленных предприятиях.- Киев: «Наукова думка», 1994.-189с.

16. Ужов В.Н., Вальдберг А.Ю. Подготовка промышленных газов кочистке.- JL: изд-во "Химия", 1975.- 189 с.

17. Алиев Г.М.-А. Техника пылеулавливания и очистки промышленныхгазов // Справочник.- М.: "Металлургия", 1986.- 544с.

18. Налимов В.В., Голикова Т.И. Логические основы планированияэксперимента.- Изд. 2-е перераб. и дополн.- М.: "Металлургия", 1981.- 263 с.

19. Идельчик И.Е. Некоторые эффекты и парадоксы в аэродинамике игидравлике. М.: «Машиностроение», 1982. -97 с.

20. Зиганшин М.Н., Колесник А.А., Посохин В.Н. Проектированиеаппаратов пылегазоочистки,- М.: "Татполиграф",1998.- 312 с.

21. Волынский М.С., Липатов А.С. Деформация и дробление капель в потоке газа// Инж.-физ. журн.- Т. 18.- № 5.- М., 1970.- С. 838.

22. Грин X, Лейн У. Аэрозоли: пыли, дымы, туманы: Пер. с англ/ Под ред. А.П. Сытина.- М.: Химия, 1968,- 342 с.

23. Гордон Г.М., Пейсахов И.Л. Пылеулавливание и очистка газов в цветной металлургии.- М.: Металлургия, 1977.- 267 с.

24. Инженерные решения по охране труда в строительстве / Г.Г.Орлов, В.И.Булыгин, Д.В.Виноградов и др.: Под ред. Г.Г.Орлова. М.: Стройиздат, 1985. - 278с.

25. Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред. М.: Наука, 1987. -Т.1, - 464с.

26. Зоннтаг Штренге. Коагуляция и устойвость дисперсных систем. Л.: Химия, 1973.-451 с.

27. Физико-химические основы гидрообеспыливания и предупреждения взрывов угольной пыли / В.И.Саранчук, В.Н.Качан, В.В.Рекун и др. -Киев: Наук.думка, 1984.-451 с.

28. Дерягин В.В., Смирнов Л.П. // Исследования в области поверхностных сил. М. Наука, 1967. - с. 188-207.

29. Дерягин В.В., Смирнов Л.П. // Коллоид, журнал. 1967. - Т.20. - №3. -с 400-412.

30. Качан В.Н., Рекун В.В. и др. Физико-химические основы гидрообеспыливания и предупреждения взрывов угольной пыли. -Киев: Наук.думка, 1984. -451 с.

31. Зимон А.Д. Адгезия пыли и порошков: 2-е изд. перераб. М.: Химия, 1976.-432 с.

32. Грин X., Лейн В. Аэрозоли пыли, дымы и туманы: 2-е изд. перераб. -Л.: Химия, 1972.-428 с.

33. Саранчук В.И., Рекун В.В., Поздняков Г.А. Электрические поля в потоке аэрозолей. Киев: Наук.думка, 1981. - 112 с.

34. Саранчук В.И., Маслов А.Е., Рекун В.В. // Экологическая технология и очистка промышленных выбросов: Межвуз. сб. науч. тр. Л. Изд.

35. ЛТИ им.Ленсовета, 1982. с.51-57. 1

36. Беспалов В.И., Журавлев В.П. // Обеспыливание при проектировании, строительстве и реконструкции промышленных предприятий: Изд-во Рост, инж.-строит ин-та, 1989. с.51-57.

37. Журавлев В.П., Беспалов В.И. // Энергосберегающие установки отопления, вентиляции и кондиционирования: Изд-во Рост, инж.-строит ин-та, 1989. с.32-39.

38. Моделирование и проектирование систем гидрообеспыливания Саранчук В.И., Журавлев В.П., Страхова Н.А. и др. — Киев: Наук.думка, 1987. 156 с.

39. Физико-химические основы гидрообеспыливания и предупреждения взрывов угольной пыли / В.И. Саранчу к, В.В.Реку н, В.П.Журавлев, В.Н.Качан, А.А.Цыцура. Киев: Наук.думка, 1984. - 216 с.

40. Смачивание пыли и контроль запыленности воздуха в шахтах / В.В.Кудряшов, Л.Д.Воронина, М.К.Шуринова, Ю.В.Воронина, В.А.Большаков. М.: Наука, 1979. - 199с.

41. Химические вещества для борьбы с пылыо В.И.Саранчук, В.П.Журавлев, И.В.Вейнсберг и др. Киев: Наук.думка, 1987. - 156 с.

42. Пажи Д.Г., Галустов B.C. Основы техники распыливания жидкости. -М.: Химия, 1984.-254с.

43. Кудряшов В.В. Научные основы гидрообеспыливания шахт Севера. -М.: Наука, 1984.-264с.

44. Колпаков А.В. // Физика аэродисперсных систем. Одесса: Вища шк., 1980.-Вып.20.-с. 18-27.

45. Коузов П.А., Скрябина Л.Я. Методы определения физико-химических свойств промышленных пылей. Л.:Химия, 1983. - 142с.

46. Берлянд М.Е. Прогноз и регулирование загрязнения атмосферы. — Гидрометеоиздат, 1985. 272с.

47. Ламли Д., Пановский Г. Структура атмосферной турбулентности.1. М.: Мир, 1966.-264с.

48. Внутренние санитарно-технические устройства. Вентиляция и кондиционирование воздуха.: Справочник проектировщика / Под ред. Н.Г.Староверова. М.Стройиздат, 1978. - 509 с.

49. Давыдов Ю.М., Белоцерковский О.М. Метод крупных частиц в газовой динамике. М.: Наука, 1982. - 392 с.

50. Давыдов Ю.М., Скотников В.П. Исследование дробных ячеек в методе крупных частиц. М.: ВЦ АН СССР, 1981.-71 с.

51. Логвиненко С.А., Моисеев Ю.В. Метод крупных частиц в произвольных сетках и его приложения е решению задач аэроупругости парашюта // Динамические системы. Киев: Наук.думка, 1987. - Вып. 6. с. 16-22.

52. Райст П. Аэрозоли.-М.: Мир, 1987.-278 с.

53. Никитин B.C., Максимкина Н.Г., Самсонов В.Т., Плотникова JI.B. Проветривание промышленных площадок и прилегающих к ним территорий. М.: Стройиздат, 1980. - 200с.

54. Руководство по ботьбе с пылыо в угольных шахтах. М.: Недра, 1979. -319с.

55. Справочник по борьбе с пылыо в гонодобывающей промышленности / Под ред. А.С.Кузьмича. М.: Недра, 1982. - 240 с.

56. Кудряшов В.В., Воронина Л.Д., Шуринова М.К. и др. Смачивание пыли и контроль запыленности воздуха в шахтах. М.: Наука, 1979. -199с.

57. Саранчук В.И., Журавлев В.П., Страхова Н.А. и др. Моделирование и проектирование систем гидрообеспыливания. — Киев: Наук.думка, 1990.- 132 с.

58. Химические вещества для борьбы с пылыо / В.И.Сарачук, В.П.Журавлев, И.В.Вейнсберг и др. Киев: Наук.думка, 1987. - 156 с.

59. Поздняков Г.А., Мартынюк Г.Н. Теория и практика борьбы с пылью вмеханизированных подготовительных забоях. М.: Наука, 1983. -127с.

60. Качан В.Н., Соколова Г.Н. Выбор эффективных оросителей для систем орошения // Актуальные вопросы физики антидисперсных систем. Одесса, 1986. -с. 115-116.

61. Перечень вибропоглощающих материалов и конструкций, рекомендованных к применению в народном хозяйстве / АКИН АН. -М., 1978. -31 с.

62. Ржевкин С.Н. Курс лекций по теории звука.-М.: Изд-во МГУ,1960.335с.

63. Морз Ф. Колебания и звук.-М.:ГИТТЛ,1949.-496с.

64. Никифоров А.С. Акустическое проектирование судовых конструкций: Справочник.- Л.: Судостроение, 1990.-200 с.

65. Иванов Н.И. Никифоров А.С. Основы виброакустики.-СПб.:Политехника 2000.-482с.

66. Тихонов В.А., Яковлев Н.Г. Применение тонкослойных резинометаллических элементов для виброизоляции систем // Колебания и виброакустическая активность машин и конструкций. -М.-1986. -С. 33-42

67. Балабаева И. А. Шумопоглощающие материалы//Автомобильная промышленность.- 1987.-N9.-С.38-39.

68. Теплошумопоглощающие материалы из синтетических волокон // Автомобильная промышленность.-1982.-К7.-с.8-1 1.

69. Заборов В.И. Теория звукоизоляции ограждающих конструкций. М.:

70. Машиностроение, 1989. 180 с.

71. Материалы и изделия строительные звукопоглощающие и звукоизо ляционные. Классификация и общие технические требования. ГОСТ 23499. М.: Изд-во стандартов, 1979. - 5 с.

72. Звукопоглощающие материалы и конструкции. Справочник. М.: Связь, 1970.-124с.

73. Звукопоглощающие и звукоизоляционные материалы/Под ред. Юдина Е.Я. М.: Стройиздат, 1964. - С. 248.

74. Борисов Л.А., Яновский Г.Д. Акустические подвесные потолки со звукопоглощающими минераловатными изделиями/ Тр. ЦНИИ промизделий. М., 1981.-С. 138-150.

75. Булатов Г.А. Пенополиуретаны и их применение на летательных аппаратах. М.: Машиностроение, 1970. - 231с.

76. Боголепов И.И., Ефимцев Б.М., Панин В.Ф. Экспериментальные исследования звукоизолирующей способности трехслойных панелей с сотовым наполнителем/Тр. ЦАГИ, 1978. Вып. 1920. - С. 39-45.

77. Справочник по судовой акустике. Л.: Судостроение, 1978. - 504 с.

78. ГОСТ 12.1.026-80. Шум. Определение шумовых характеристик источников шума в свободном звуковом поле над звукоотражающей плоскостью. Технический метод.

79. ГОСТ 12.1.028-80. Шум. Определение шумовых характеристик источников шума. Ориентировочный метод.

80. ГОСТ 23941-79. Шум. Методы определения шумовых характеристик Общие требования.

81. ГОСТ 12.1.012-90. Вибрационная безопасность. Общие требования.

82. ГОСТ 12.1.003-83. Шум. Общие требования безопасности.

83. Журцев В.Г., Кубарев A.M., Усан M.B. Статистические методы контроля качества на часовом производстве // Изд-во стандартов. -М., -1972. -218с.

84. Капустянский A.M., Мотин В.Н. Теоретическое исследование воздушной составляющей шума гидродробеструйных эжекторных установок // Производство. Технология. Экология. ПРОТЭК — 2000: тр. Междунар. Конгресса, 19-22 сент. М., 2000. - С. 160-165.

85. Марс Ф., Фешбах Г. методы теоретической физики. М: Изд-во иностр. Лит-ры, 1960.-Т.2.-896 с.

86. Наборов В.И., Лалаев Э.М., Никольский В.Н. Звукоизоляция в жилых и общественных зданиях.-М.: Стойиздат.-1979.-254С.

87. Борисов Л.П., Гужас Д.Р. Звукоизоляция в машиностроении. М.: машиностроение, 1990.-256С.

88. Способы защиты от шума и вибраций железнодорожного состава / Под ред. Г.В. Бутакова.-М.: Транспорт.-1978.-231 С.

89. Клюкин И.И., Колесников А.Е. Акустические измерения в судостроении.-Л.: Судостроение,-1966.-396С.

90. Хиггинсон Р.Ф., Хапес П. Погрешности измерений при определении излучения шума: обзор // Noise Control Engineering Journal.- 1993-Том 40.-№2-C. 173-178.

91. Иванов Н.И. Борьба с шумом и вибрациями на путевых и строительных машинах. 2-е изд., перераб. и доп. - М.:Транспорт,1987. -223С.

92. Капустянский A.M. Экспериментальные исследования собственных форм колебаний пластины //Проектирование технологических машин: Сб. науч. тр. Вып. 23/ Под ред. д.т.н., проф. А.В. Пуша. М.: ГОУДПО «ИУААП», 2001.-С. 15-19.

93. Тартаковскйй Б.Д. Методы и средства вибропоглощения. -В кн.: Борьба с шумом и звуковой вибрацией.-М: Знание, 1974.-С.430-436.

94. Климов Б.И. Современные тенденции развития вибро и звукозатцитных систем полиграфических машин.-М.: Книга, 1983.-48С.

95. Никифоров JI.C. Вибропоглощение на судах. -JL: Судостроение, 1979.-284С.

96. Защита атмосферы от промышленных загрязнений / под ред. С.Калверта и Г.М.Инглунда М.: Металлургия, 1988. - Т.2. -711 с.

97. Даниэльс Ф., Олберти Р. Физическая химия. М.: Мир, 1978. - 645 с.

98. Найденов Г.Ф. и др. Защита воздушного бассейна от загрязнений. Киев, 1973.

99. Рамм В.М. Абсорбация газов. -М.: Химия, 1976. 655 с.

100. Теория турбулентных струй / под ред. Г.Н.Абрамовича. -М.: Наука, 1984. -720 с.

101. Марчук Г.И. Математическое моделирование в проблеме окружающей среды.- М.: Наука, 1982.- 320 с.

102. Беспалов В.И., Мещеряков С.В. Теоретические основы описания процесса очистки воздуха от газообразных загрязняющих веществ // Безопасность жизнедеятельности. Охрана труда и окружающей среды.-Ростов-на-Дону: РГАСХМ, 1999.- с. 19-20.

103. Мещеряков С.В. К расчету эффективности процесса газоочистки гидроорошением // Юбилейная международная научно-практическая конференция «Строительство 99»: Тезисы докладов.- Ростов-на-Дону: РГСУ, 1999.- С. 48.

104. Мещеряков С.В. Расчет эффективности процесса газоочистки гидроорошением // Международная научно-практическая конференция «Строительство 2000»: Тезисы докладов,- Ростов-на-Дону: РГСУ, 2000,- С. 49.

105. Саранчук В.И., Качан В.Н., Рекун В.В. и др. Физико-химические основы гидрообеспыливания и предупреждения взрывов угольнойпыли. Киев: Наукова думка, 1984.- 216 с.

106. Ильичев А.В., Волков В.Д., Грущанский В.А. Эффективность проектируемых элементов сложных систем.- М.: Металлургия, 1988. — Т.1.-760 с.

107. Ушаков И.А. Методы исследования эффективности функционирования технических систем (вып.1).- М.: Знание, 1976,- 56 с.

108. Дерягин Б.В., Смирнов Л.П. О безинерционном осаждении на сфере частиц из потока жидкости под действием сил притяжения Ван-дер-Ваальса / В кн.: Исследования в области поверхностных сил.- М.: Наука, 1967,- С. 188-207.

109. Шелудко А. Коллоидная химия.- М.: Мир, 1984.- 319 с.

110. Дерягин Б.В., Духин С.С. Об осаждении частиц аэрозолей на поверхностях фазового перехода. Диффузионный метод пылеулавливания. Значение в медицине // ДАН СССР. 1956. - т.З. -№3. - С.613-616.

111. Дерягин Б.В., Смирнов Л.П. О безинерционном электростатическом осаждении частиц аэрозоля на сфере, обтекаемой вязким потоком // Коллоидный журнал. 1967. - т. 29. - №3,- С.400-412.

112. Пажи Д.Г., Галустов B.C. Распылители жидкости.- М.:Химия,1979. -216 с.