автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Система вентиляции отделочного цеха мебельного комбината с применением приточного воздухораспределителя ППВ

од

ДзяаиззостогкыЯ государственный техжческмЗ универсаме?

На rpi'jrx рукописи

ЕРИЗСШЛЕЕА ОЛЬГА EIUvTCFOEI-IA

СИСТЕМА ВЕНТИЩК! ОТДЕЗОЧКОГО Ш\ ЩБЕЗЬКОЮ KOISîSAÏA G IPi:~2C3ii:ri ПРИТОЧНОГО ЕОЗДУХСРАСПгЗДЩЯЕЯЯ ISO '

Специальность 05.26.01 - гОхргка трудя и 0эссяасноо?з'!

и з : з р з ç s р я -диссертации на ссмс::.~;:::з загоне'! степезп ксвдщатд ïcxiirrrcc^!-: nay:c

Сладнгосто:; - 199 :

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Работа выполнена в Благовещенском политехническом институте.

Научный руководитель: ' доктор технических

наук, профессор ' Полушкин В.И. заслуженный деятель науки и техники РЗ, . доктор техничоешх наук, профессор Слесаренко В.Н.; кшщидаг технических наук Стр'.^сусов С.Н. Е-аговЕЩбнсшй мебельный кенбйнат

Защита диссертации состоится 13 " 199^?.

¡3 40 часов на заседании диссертационного Согета К 064.01.03 по присугдекиа ученой степени кавдидата технических наук в Дальневосточном государственном техническом университете по адресу: 650500, г. Владивосток, ул. Пушкинская, 33, ауд. Г - 124.

С диссертацией мо,?.по ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разоспт " " ОрР^чР-а. А Х&э£~г.

Ученый секретарь диссертационного

Ссзоте, каццида? техжчзских Олкаевский А.Т.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТ

Актуальность темь?. Интзнспмжация каучкс-т8х1гкчэского прогресса во всех отргсяя;: п г; родного хозяйства во гсиогоу нависи? от гигиены труда» способствующей созцкктгп в производственных помещения:-: благоприятных условий щт-ек поддержания в них заданной температуры воздуха, скорости его двкпения, относительной влажности и чистоты спстедак: вентиляции п КОВДИЦИОМфОВаШЯ воздуха.

Проблема создания благоприятных условий труда, удовлетворявших санитарно-гигиегпгсзскии требованиям9 остро стоит в мебельной промышленности» особенно I- отделочных цзхах , где ввделяется значительное количество тпссичнкх паров растворителей . При нарушении гигиенических условий труда эти вещества способствуют значительному снижение производительности труда, а в ряде случаев приводят к тяжелый профессиональный заболеваниям '.экземе, дерматитам, пневмокониозам).

На устройство систем вентиляции, воздушного отопления и кондиционирования воздуха в стране ежегодно расходуется значительные средства. При этом доля расходов на осуществление систем механической и, в первую очорздь, приточной вентиляции весьма существенна. Анализ результатов испытаний и эксплуатации этих систем в рассматриваемых ценах показывает, что значительная их часть нэ обеспечивает з рабочей зоне помещений требуемых параметров воздушной среди. Причинами такого положения явлеттся недостаточная обоснованность рекомендаций по воздухорзспрсделента и крайне небольшой ек-бор воздухораспределительных устройств, способствующих

создания vpsóye;.:^ параметров юздупной среды в рабочей ксме помещения, оасиом:;.; и&а она пэрогрукена оборудованием.

F работе налоге, rj результата теоретических и экспериментальных песледоганнй систем Ьч.:м»1ш?1Я л стделочном цехе 1.-.вбалького гопешага, ь такие результаты конструкторских разработок но создают «приточного воздухораспределителя для подачи воздуха в рабочу» иону-цеха. Рассматривается boshojk-иость дальнейпего улучшения условий и повышения производительности труда s l так-.-.а сбережения экономических ресурсов в мебельном производстве.

Цель работы состоит в разработке эффективной системы вентиляции отделочного цеха мебельного комбината с использованием воздухораспределителя для подачи приточного воздуха п рабочую гену цеха.

Научная новизна работа. Разработана новая конструкция прточдого воздухораспределители ППВ (приколонный полуцдаш-дрический воздухораспределитель) равномерной раздачи для подачи приточного воздуха а рабочую пону помещений, пзрег-^уггешшх сборудовеккем.

На основе r."-,'nc;jKjjj;:их теоретических и экспериментальных исследований полу ч оаБиеимосуи:

- для определения гсометручес.шх характеристик воздухораспределители равномерной раздачи;

- для определения поэофициоита иестного сопротивления воздухораспределителя равномерной раздачи;

- у.".я расчета приточной струи, Еугехащей из воздухораспределителя;

- для расчета воздухопроницаемости сотки или тхшш возпухо -распределитеm ;

- для опрздзлсния гозфгицпеи-га игетнаг? согтоотиелснж rôeftrai еэткк, ткаин зоздухсрсспрзделгггаля^

- для расчета кээ$яп$5ен?а общего сопротквлекш: cstkîj, тшж гозг^хорз^рецелптеля.

Достоверность каучнж одоеллч^петс;: ос счг.т: '

- использование соврзмз1»::о>; ^сиоткгтсгльноГ! тйсшяа: ;

- проведения кэкляекса тзоро'гяч2&К!'.г псслецовЕНиГ-.:

- проверки теергтичеекчг полс~.зн::Г путэу арзкга-лекктж исследования г- натуркаг услокш: про^ггодегзз Благовещенского обельного .

Практическая ue'irtc^Th работа, Ссгдг-нг коизтс^чиг!-'". приточного воздухораспрзделктэлк ППВ (приколоти!!!;) колуц1*лг.кг;ркчгс-кий воздухораспределитель} рагшггрной раздач;: пля пэдачя приточного воздуха в рабочую зону помещений, перегруженных оборудовать.1,-.

Внедренная б отделочном цехе Благовещенского мебельного комбината система вентиляции с использованием разработанного нами воздухораспределителя ППВ дала возможность получить в 1993 году годовой экономически!', эффект сесть млн.рублей за счет уменьшения необходимого количества приточного воздуха и снижения заболеваемости работаидкх.

Разработанная систеки вентиляции с использованием воздухораспределителя ППБ мог.ет Сыть рекомендована для создания благоприятных условий труда работающих на предприятия:: с газоЕщеленияип.

Реализация работа. Результаты теоротпчаских и эхепзри-ьэтлшьшк иссл^доЕа.-,.:!! ;:г> :*снетрунрозая;:.о воздухораспределителя ППБ раЕнс;лгр;:о»: раздач»:, пеобхошплого для подачи приточного воздуха г, рао'очуп иоку соизцсялК, иорзгруазкных обопудоваш/з:.:,. ¡:сиэяг>зовшы при лоосл;т:-;роБанни и строительстве снстсш йштаяяцик.отделочного цеха' Благоа&шзнского мебельного комбината-

Апробация рао'оти. Осиовние положения работы докладывались на межвузовской научно-тсхнг.чзской конференция (Бвагоззщенск, 1930), па Всесоюзной научной конференции (.Севастополь, 1991), на научко-прглг.'пчоско?! :;ондеронц>ш (Ленинград, 1591), на заседании IV вкожн ''Математические проблем! окологии" (Душанбе, 1591), По теме диссертации олубляховако б работ.

ОЗгом рабо'пт. Длссартация состоит по вселения, четырех ¡.лав, паклач&гшя, списка ьспользивашш источников из 104 иаиузиовшшй и прилокэшШ. Осиоекой текст палеяен на 100 страницах :г Ешмюурнрооси ?м рисунка;,:;? и 2 яоблицами. При- " нздени 7 пралсглпкЯ я докуиопти по лггл^ржло. На додиту 1::посятсл:

- кетодика расчета гозцухораспроделитоля равномерной раздачи для подачи приточного ьозцухи а рабо-зуа зону;

- мзтоцика расчета приточной струи, гхпохахщей из воздухораспределителя;

- теоретически исследования и полученные аазис'.люстн аэродинамических характеристик сеток или тканей воздухораспределителя от расчетных параметров;

- система вентиляции о гццлочного цеха мебельного комбината.

СОДЕШНИЕ РАБОТ!'

В отдеяочке: цз>:а:: угбвяьтх пракг.поцсп' существенно«? значение имея? гапрза.: охргг-зт труда, ты г;-г. » процессе прч-кзнекия дакокрассгалг!: гагерпьлоз ::щслй(П'с:;,: ^ежг^ельнзп количество токсичных лзтучих вецее;': - П2Р0Е< Г.2СЪ"ЭТг?геЛ&Г (бензииц, мтзток, боизол, толуол, . ?• когте

концентры?!« "тих стз прп'.^^э'с- сыгра-

ется производительное?*. трудг.» £■ ьзкло:--:;: тясг-

л.:е профессиональнее заболевания.

Результате нотур:-;.г. ^ослецог'Ч";;;, прогедг-мгкг к отделочном цехе Благовещенского мебельного ксг'.бкк&га* покезап*, что концентрат:,':; ксилола и толуол:. ¿. ггСп-ч^.4, ирзвклая? ГЩК г 6-7 раз. В связи с вь'гоко?. соболе*¡•с-.-.'.оз'г»:?, с тркг.э учитывая песто;тшгкй рост стоимости электроэнергии, возникла необходимость создания гнгие!1ичсски и зкеномичеекп эффективно?. системы Еентиляции цля поддержания требуемо: санитарно-гигиенических параметров возцусно:* среды отделочного цэха.

Обзор литературных источников показал, что проблема охраны труда нз предприятиях с сродными газовицелениями посЕялены работы С.А.Богаткгм Г.А.Максимова, Н.И.Гримитлина, С.Е.БутакоЕа, Б.Н.Юриановг, О.Н.Русака, Б.И.Короткова, Е.Н.Слесаренко, Л.Б.Успенской, В.П.Титова, Е.И.Полупкина, В.Н.Богословского и других. Но необходимо отметить, что в этих работах не учитывз»этся все особенности мебельных производств.

Б разультнте снализа существующих схем позцухораслра-¿.еления, воздухораспределительных устройств и характера ьаделясщихся вредных никоего с процессе отделки набели установлено, что в данном случае наиболее эффективным является способ подачи приточного воздуха непосредственно в рабочую зону; Месту тем, основной сложностью при проектировании систем вентиляция с подачей приточного воздуха непосредственно в рабочую зону является то, что существующие воздухораспределительные устройства нмеэт больше размзры, что затрудняет их использование в цэлях, зачастую перегруженных оборудованием.

Учитивая изложенное выше, б работе определены п поставлены к разрешению следусщис задачи:

- разработка воздухораспределители, пригодного для подачи приточного воздуха в рзбочук» зону по мацони II, перегруженных оборудованной;

- создание :.:етодпки расчета воздухораспределителя равномерного расхода;

- разработка воздухораспределителя с равногкфнвд полей слэростк ко длине;

- проведение ассдодошшй крятоедо{» езруи, езтеаадой из разработанного азах^ораеа^дслятеля;

- установление завусшосад ¿яродлиБ^чоскиз характеристик сеток г тканей гоздуяорасирздедителя от расчетных иараигтров;

- разработка еффективной систеш вентиляции отделочного цеха мебельного комбината.

Разработан приточнШ! воздухораспределитель 'ППВ (прико-ьонный полуцилиндрпческий воздухораспределитель) (рис.Гь,

который состит кз перфорированного полукснуса, воздухопроницаемого полуцилиндра, выполненного из сетпп и плоской стенки, по которой воздухораспределитель нав-гл-свеется на колонны и стены помещения. Воздухораспрздетатсгь имге? длину 1,5 м к устанавливается на высоте 0,5 к от пега, что позволяет охватывать чистым приточкш вэпиухои всп '¿азоту рабочей зоны.

Основным распределительны:.; елементом воздухораспределителя является перфорированная полукокуенгя вставка с равномерно распределенными отверстиями одинаковой пяо-зрли. Исследовались перфорированию ес?авки с ег.й0!:ицтс1Гго.л швого сечения К = 0,023; 0,118: 0,242, конусносты. -¿¡0/Н = = 0,0В9; 0,ПЭ; 0,135; 0,181; 0,219, длиной по.-.уконуез Н = НО мм: 200 iüi; 370 га; 1500 кг.

На основавши экспериментальных исследований определялся коэффициент неравномерности расхода. Геометрические характеристики полуконуса, соответствующие наименьшему коэффициенту неравномерности расхода (среднеквадратичное отклонение допускалось не более.5 %), принимались за расчетные для конусов равномерной раздачи. Б результате обработки этих данных было получено эмпирическое уравнение:

К«.,.--4^ и+да) а

где fj - Л..

du

Значения козффицэнтов местного сопротивления исследован-

- перфорированный усеченный полуконус;

2 - воздухопроницаемый

цилиндр;

3 - плоская стенка;

4 - фланец.

Рис Л. Еозпухопронипаемкй насппок. Обций вид.

них полукокусов определялись по скоту б боль-

сем основании полуконуса.

Обработка этих опытных данных позволила предложить следующее уравнение:

На рис.2,3 приводится сопоставление расчета по уравнениям (I) и (2) с опытными данными. Среднеквадратичная погрешность не превышает 6,3.

На основании прсведенных исследований была разработана конструкция промышленного образца воздухораспределителя с перфорированным полуконусом длиной Н = 1500 мм, коэффициентом пивого сечения К = 0,162 и конусность*) Дс4 = 0,23.

Другим элементом воздухораспределителя является воздухопроницаемый полуцилиндр, выполненный из сетки, которая служит для выравнивания поля скорости по длине воздухораспределителя.

Для промышленного образца была подобрана капроновая сетка с

дм3

воздухопроницаемостью В = 1660 • Коэффициент неравномер-

ности поля скорости по длине воздухораспределителя в сборе при установке воздухопроницаемого полуцилиндра составил 4,7^.

Далее рассматривалась возможность определения воздухопроницаемости и коэффициента сопротивления сетки, ткани воздухораспределителя в зависимости от расчетных параметров.

При протекании среда через мелкие решетки, сетки, ткани одновременно имеют место процесс протекания среда в крупногабаритных сквозных ячейках 'и фильтрация через пористые структуры, хотя до сих пор рассматривались однородные структуры, либо ячеистые, либо пористые. Нами ясздухопроницаемость сис-

(2)

Рис.2.. Взаимосвязь геометрических характеристик

пепфориропянных конусов равномерной разпзчи.

Рис.3 Зависимость коэффициента сопротивления перфорированных конусов от их геометрических характеристик.

гг

теш рассматривалась как сумма воздухопроницаемости через сквозные ячейки и через сквозные пару

8 = В.+В„ (3)

Считал, что воздух©проницаемость через ячейки определяется параболической закономерностью изменения давления от скорости, а воздухопроницаемость через поры - линейной зависимостью, получим

В0= а}(-

р иг,

В„-в,дР (5)

Зная, что^зависит от эквивалентного диаметра пор, коэффициента трения л толщины конструкции, используя ферьулу Де-зиса с потерей точности до 3%, получили

а = г о.оочнб ¿1 р'

Оп ьг ^ ^ (иди (б)

В дальнейшей будут использоваться данные по воздухопроницаемости, приведенные х АР = 49 Па, тогда

а -р Л11?.

и П(.

Определим коэффициент местного сопротивления ячейки, считая, что потери на трение в ячейке пренебрежимо калы. Тогда

&р=дрв*+д Р&а (8)

Известное уравнение

- А ,Г /.Г _.Г \ (9)

лРе^Ат&Ыс-Я)

для рассматриваемой задачи приеобразуек к виду или

г v

В рассматриваемом случае форма входных кромок определяется формой нити, близкой к цилиндру. Примем А = 0,25.

Потери на еыход из ячейки можно определить, к еле потери на упругий удар, т.е. по уравнению Борда.

Для рассматриваемой задачи

Лгес1/~ 2 ^ 1 ^иКолс./

или

и. ¿а*

б«1' I . К «х.с.

(14)

гДе^[1+о,гЧ9ехрЫчбй^(14,1540% а5)

Таким образом, коэффициент местного сопротивления через решетку будет

¿•г( >сСаС685/ + 0'г5 (СпС.Ы (16)

Из (3), (4), (б) найдем, что

П8)

Результаты замеров воздухопроницаемости и сопротивления нарушого слоя воздухораспередйтельного насадка, которыйвы-полняется из различных сеток, показали, что уравнения (17), (18) удовлетворительно согласовываются с опытными данными при а = I и в = 2 (сх^едкеквадратичная погрегпность 2,7%) .Найдены значения С а для полотняного и саржевого переплетений, для трикотажного полотна, для металлической и нитяной"сеток. Так-т.е определены значения С3 для нитей из льна, персти, хлопка, искусственных и синтетических волокон. Для более слогных переплетений, которые встречаются на практике крайне редко, эти хесжягцнентн требуют уточнения.

Таким образом,

» --оп о 41-Я:) (15)

ИбЧоМ^г^)

и

Далее был произведен расчет приточной струи, вытекакцей из воздухораспределителя ППВ, в соответствии с теорией турбулентных струй слогзюй формы. Схема истечения из отверстий з криволинейной поверхности приведена на рис.4.

Поверхность турбулентного обмена струи с окрукаящей средой равна

= • (21)

где X =

Относительный расход воздуха з струе

V

Плоскости.

1 « V = Ь х V.

* «. 1

V

I \

е

1 X

•

• ---

«

.А.

Гис.5 Изменение осевой скорости струи, вытекающей из воэпухорзслрепелителп.

зп(ьТ = о,зк\17х (22)

О"

0,377 - постоянный коэффициент, характеризующий интенсивность турбулентного" обмена.

Отсюда коэффициент ожекции

У/ I А

о = ~77Г = 0,31 т^л" (23)

Из (22) подучим

Сг^О.ЯШ С'О X = Л. (24)

С другой стороны в произвольном сечении X расход з струе составит

(25)

о О

= у (26)

Г) ¡¡-.гзультатз ряда цсэобразсаааия из (25) колотили

?] р, л ■'Л , г (27)

! г, !лл -л | ПГ« У ~ *"

Рспсяьзуя (24) полупили

ь

,, 7"л ]Г г „ ( -35

... ^£1. • ' <-'-9)

1)г :"/'•}( "" Т

Дга определения избыточных температур з струен :;спальиу еч условие сохранения теплового потока, т.е. '^с-

бсЧСр^Р^с Ь^лТо (30)

с^ II, { (31) •

ъ '

7 ___Я±__(32)

3 СрсТгГШ;6' ' Щш+ТТ'

После ряда преобразоиалкй из (32) получили

. (33)

Считал иД -(Ср)г из (31) подучили

^ £33

Т (34)

Используя (23), получили

= (35)

"Ь С ~ С? X

Учитывал аналогию полей температур к концентраций, можнс написать

--_— _ —_— (00)

С с ~ с. X

Для скорости в произвольной течке струи имеем

5(1)7 (3"

Аналогично для избыточной температуры и концентрации имеем

" Со. л I 1 '

Сопоставление опытных данных и полученных по уравнений (29) показано на рис.5.

Ка основании выполненных исследований к создания ьозду-

распределителя ШВ, позволяющего подавать ггриточгай воздух непосредственно з рабочуэ зону поме?ле:::и1, загруженных оборудованием, была -лзработана эффективная схема вентиляции отделочного цеха ;збельнсго комбината.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

I. Последствия, проведениыз в отделочном цехе Благопе-ценского г:ебель::ого комбината, показали, что состояние боз-среды не удовлетворяет санитарно-гигиеническим трзбо-

гглигс:.

'2, Неблагсгсиятноз состояние воздулпсЛ сре,гч з отд»:;оч-•'от ц-гхн (по гргдз-гих всп;естз) опрсдзлязт доста-

г.-счно высокий ^зземъ претесснснальнс:; забслгзасмсстн, ссобзн-"о, '-яболаганп."] орг-зноэ '-гхгяля.

4. 2 ргзуллгате а::.-слга спсооиоз подгон ттрпточногз гоз-,'гСГ<а и ••i:\brivfr:-: ^згг7хсрас[г0--дз;;пгиянг:-!х ус^псйс--; исгз! Сило ус?2нсзлс::з} '¡гао длл дашсго ггро5!ззс.",сТ!}а :-;г::болс:> сф^-гк-.'"'з;'"; способ аптечного лозду-^. ;::ппсср°дсг-

.:сНпо з рас-оту^ зону 1:о::_чон!<л.

'1. Оспоп:::.; слеггл-.-ьэ при прссхтнрог-'Ушп онстгм ^.ЛЦ'Л! о лрл-сл.таго зоздуха а р^ис-'уу ослу ~ллл>„::с.;

'."рудпссть зо ¡духораспрудзлитг'лз'л а :»ергру;.'.5К!-.ч<

обоу-удспзлиглл с.

5. Разработана Бозд^ораспр-здодитель ППЗ (ир:;:солон;пл5 г.олуцилиндрнчеспсго воздухордеггсудзни--елл) длл подачи '¡грнтсг-ього воздуха з рабочуп зону помещении» перзгру/.ешах 0'5сру;:<;--

анисы.

6. На осксзе выполне-нн-« тгсрзтичесюк л -кспцр:;мсн?лль-

ных исследований получены зависимости:

- для определения геометрических характеристик воздухораспределителя ППВ равномерной раздачи воздуха;

- для определения коэффициента местного сопротивления воздухораспределителя ППВ равномерной раздач]! воздуха*,

- для расчете воздухопроницаемости сет::!;, ткаш. воздухораспределителя ППВ:

- для расчета коэффициента сопротивления сетки, ткани воздухораспределителя ППВ;

- для расчета приточной струп, вытекающей кз воздухораспределителе ППБ.

7. Споекткрована гигиенически и экономически эффективная система вентиляции отделочного цеха, обеспечиваюцал снижение концентраций вредных веществ до 1Щ.

8. Основные результаты, выводы и рекомендации, содержащиеся ь работе, внедрены в отделочном цехе Благовещенского мебельного комбината.. Экономическая эффективность, полученная от внедрения, в 1993 году составила шесть млн.рублей.

9. Использование полученных результатов исследований на предприятиях аналогичных производств позволит улучзить санитарно-гигиенические условия труда, повысить производительност: труда и снизить заболеваемость работающих.

Основные поло-ения диссертации опубликованы в следующих работах:

I. Особенности проектирования "чистных устройств деревообрабатывающих производств, расположенных на Дальнем Востоке/ Актуальные проблемы строительства и архитектуры б районах Дальнего Востока: Сб.научн.тр.- Благовещенск, 1990.- с.93-100

2. Пути есггрзенствозияю шлеулавлисгкцего оборудования г.л переходных процессах текстильного производства// Проблемы га'зулазливкгцеро оборудования д'--: текстильно:! прсузаленностн: Ci.nayvxr.q).- Сззастогюль, ÍS9I.- с.С4-90 (соозт.г Пояупкнн ii.II.). '

3. Рлстот траектории твердых частиц в потоке воздуха// /"•CXI Иаупно-текгкческая конференция: Сб.пяуад.тр.~ Владивосток, 1991,- с. 23-28 (соавт.: Полушшш В.П.).

4. Уравнение траектории взвеси в свободной затопленной струе // Математические проблемы зкологии: Сб.каучн.тр.- Душанбе, 1291.- c-16-IO (с авт.: Полушкин В.И.. Рахимов С.Т.).

5. Некоте—е цутп утилизации ?оксяте« отходов деревообработки // Аятуалыше проблем строительства и архитектуры г районах Далказго Востока: Сб.научи.т.- Благоиещенск, 1290.-сЛОЗ-III (сеаза?. : Леыгаксз Л.И.).

G. С-глстт некоторых шорзеоз дерзгссСрабатцЕЗ'гг.ей про-;.иалгкнсст:1 // к^иторни? праслкекагс г-ососсз в а-иоссеру: Окиаух.п.- ":л7'нгр?д, ГЛ?1.-- (ссгь?.: ''.злупкин D.H.,

Лэзпазоз А.П.).