Національний університет “Львівська політехніка” Кафедра “Охорони праці”
Лабораторна робота №9 ”Вентиляція” з курсу “Основи охорони праці” Мета роботи – провести технічні випробування витяжної вентиляційної установки. Теоретичні відомості. Для забезпечення в робочих приміщеннях комфортних метеорологічних умов і належної чистоти повітря з метою нормального фізіологічного стану і високої ефективності праці робітників, встановлюються вентиляційні установки. Безпосереднє призначення виробничої вентиляції – боротьба з надлишком тепла і вологи /створення достатнього повітрообміну в приміщенні/, а також видалення шкідливих газів, парів і пилу, що надходять в повітря робочих приміщень /за допомогою місцевих локалізуючи пристроїв/. В останньому випадку вентиляційні пристрої повинні також попереджувати забруднення атмосферного повітря. Ефективність роботи вентиляції провіряється в порядку плавного обслідування санітарних умов праці з метою оцінки вентиляційних пристроїв, які повторно здаються в експлуатацію, і т.д. Під час випробувань встановлюються подача вентилятора, тиск, який він розвиває, частота обертів вентилятора і електродвигуна. При русі повітря по повітроводі, розрізняють три види тиску: статичний Рст, динамічний Рд і повний Рп. Статичний тиск є додатнім, якщо він вищий, і від’ємним, якщо він нижчий від атмосферного тиску. Динамічний тиск Рд на відміну від статичного рст виникає тільки в повітрі, що рухається, і являє собою кінетичну енергію, яку необхідно надати нерухомому потоку для приведення його в рух зі швидкістю V
/9.1/ де Рд - динамічний тиск, Н/м2 , значення Рд завжди позитивно; V - швидкість потоку повітря у повітроводі, м/с; γ - щільність вимірюваного середовища, Н/м3; g - прискорення вільного падіння, м/с2. Повний тиск являє собою алгебраїчну суму статичного і динамічного тисків. РП = РСТ+РД /9.2/ де Рп, Рст, Рд - повний, статичний і динамічний тиск, Н/м2.Значення рп можуть бути позитивними і негативними. У нагнітаючих повітроводах, розташованих у системі після вентилятора, починаючи від останнього і до кінця повітроводу, тиск вище атмосферного і, отже, статичний і повний тиски позитивні РП = РСТ+РД /9.3/ В усмоктувальних повітроводах /до вентилятора/ вентилятором створюється розрідження, за рахунок якого і відбувається засмоктування повітря в систему. Тиск у повітроводі нижчий атмосферного, тому статичний і повний тиски мають негативні значення: -РП = -РСТ+РД Опис застосовуваних приладів Тиск у повітроводах вимірюють тягомірами і мікроманометрами /мал. 9.1 і 9.2/ у сукупності з пневмометричними трубками системи МИОТ /мал.9,3/ які представляють собою дві вигнуті мідні трубки, спаяні по довжині, одна трубка з отвором на кінці /має знак «+»/ вимірює повний тиск, друга трубка, що має збоку ряд невеликих отворів і закрита на кінці /позначений знайомий «-» - статичний тиск. Рис.9.1. Тягомір: 1 - скляний резервуар; 2 - нерухома похила трубка; 3 - дерев'яна колодка;4 - рухома шкала; 5 – клин.
Рис. 9.2. Мікроманометр: 1 – резервуар; 2 – накидна скоба; 3 – чавунна станина; 4 – рівень; 5 – гвинти для установки приладу по рівнях; 6 – стійка; 7 – стопорний пристрій; 8 – скляна трубка, захищений кожухом; 9 – штуцер з’єднаний з верхнім кінцем трубки; 10 – штуцер резервуара.
Рис.9.3 Пневмометрина трубка МИОТ: I - трубка для виміру повних тисків; ІІ - трубка для виміру статичних тисків. Рас.9.4. Схема приєднання пневмометричних трубок до мікроманометра: І - усмоктувальний повітровід; ІІ – нагнітальний повітровід; ІІІ – вентилятор. Мікроманометр має металевий резервуар, звичайно заповнений спиртом, похилу трубку зі шкалою і штуцери для приєднання до місця виміру. Кут нахилу трубки можна змінювати, змінюючи тим самим діапазон вимірюваних тисків. Величини виправлень на кут нахилу можна знайти у відповідних описах приладів. Мікроманометри з постійним кутом нахилу називаються тягомірами. Пневмометричні трубки встановлюються назустріч потоку і приєднуються до тягоміра /мікроманометру/ по одній зі схем, показаних на мал.9.4. Вимір частоти обертання Частоту обертання електродвигуна вентилятора вимірюють ручними тахометрами /мал.9,5/, що приводять у контакт із валом чи машини двигуна /для цієї мети на валу є спеціальне виточення/, чи з'єднують з валом спеціальними наконечниками, що входять у комплект приладу. При виконанні цієї операції необхідно дотримувати наступні вимоги: - при зіткненні тахометра з валом осі останніх повинні строго збігатися; - включення тахометра повинне бути по можливості короткочасним /5...10с./.
Рис. 9.5. Ручний тахометр Вимір швидкості руху повітря Швидкість руху повітря вимірюють чашковими і крильчатими анемометрами /мал.9.6 і 9.7/.
Рис.9.6. Чашковий анемометр: 1 - крильчатка зі сферичними лопатами; 2 - рахунковий механізм зі шкалою; 3 – арретир.
Рис.9,7. Крильчатий анемометр: 1 - крильчатка з плоскими лопатами; 2 – рахунковий механізм зі шкалою; 3 – арретир. Чашкові анемометри вимірюють швидкості від 1 до 20 м/с, крильчаті анемометри - від 0,2 до – 6 м/с. Чашкові і крильчаті анемометри складаються з таких трьох основних елементів: крильчатка 1 зі сферичними чи плоскими лопатами, рахунковий механізм зі шкалою 2 і арретир 3 для включення і вимикання рахункового механізму. Крильчатий анемометр завжди встановлюється крильчаткою назустріч потоку повітря, а чашковий - у потік без дотримання цієї умови, тому що при будь-якім положенні крильчатка обертається тільки по годинній стрілці. Методика виміру швидкості анемометрами полягає в наступному: анемометр поміщають у повітряний потік і через 10...15із включають рахунковий механізм і одночасно секундомір, Що Фіксує час виміру. Для виміру середньої швидкості потоку анемометр повільно переміщають по площі перетину, у якому виробляється вимір. Через 60...90с, не виймаючи анемометр із потоку, включають рахунковий механізм і секундомір. Перед виміром записується початкове показання анемометра n1,після виміру - кінцеві показання анемометра n2 і секундоміри. Різниця показань, віднесена вчасно виміру, дає так називану швидкість анемометра /кількість розподілів у секунду/, що визначають по формулі
/9.5/ де V - швидкість анемометра, справ./с; n1, n2 – початкове і кінцеве показання анемометра, розподілів; t – час, с. Швидкість повітряного потоку V знаходять за графіком, прикладеному до приладу /мал.9.8/. Проведення вимірів у повітроводах Для визначення подачі вентилятора необхідно замірити статичний, динамічний і повний тиски в перетині А і Б /мал.9.9/. Оскільки тиск повітря у повітровід в різних крапках по поперечному перерізі не однаково, при вимірі тисків у круглому повітроводі площа перетину останнього думкою поділяють на рівновеликі по площі концентричні кільця /мал.9.10/, а крапки вимірів поміщають у їхніх центрах. При діаметрі повітроводу менше 250мм кількість кілець приймається – 2, при діаметрі 250...500мм – 3 і.т.д. Відстань крапок виміру від центра повітровода визначають по формулі, мм:
/9.6/ де R0 - радіус круглого повітроводу, мм; n - порядковий номер крапки відліку від центра повітроводу; т - число кілець. Для полегшення вимірів в обчислених крапках перетину повітроводів лабораторної установки на пневмометричній трубці нанесені ризики. Після одержання для кожної крапки величин статичного, повного і динамічного тисків визначають., середні значення для перетинів по кожнім виді тисків. Так, наприклад,
/9.7/ де Рср.ст – середній статичний тиск, Н/м; Р1.ст, Р2.ст, Р3.ст – статичний тиск, заміряний у кільцях, Н/м; п – число вимірів. Аналогічно підраховують середні значення повного Рполн і динамічного Рдин тисків. Якщо Рср.повне = Рср.стат + Рср.дин, значить виміри і розрахунки зроблені правильно. Приєднуючи по черзі за приведеною схемою /див. мал.9.4/ мікроманометри на усмоктувальній магістралі в крапці А и нагнітальної магістралі в крапці Б, визначають статичне Рст, динамічне Рдин. і повне Рполн. тиску в даних крапках. У відповідностей з отриманими значеннями Рдин. у перетинах А и Б розраховують швидкості руху повітря, м/с:
/9.8/ де γ - середня щільність повітря, Н/м. Знаючи швидкості VA і VБ, годинна витрата повітря в перетинах А и Б визначають по формулі, м/ч:
/9.9/ де F - площа поперечного переріза повітроводу, V - швидкість руху повітря в даному перетині повітроводу, м/с.

 Рис.9.8. Графік переходу показань лічильника крильчатого анемометра і показання швидкості руху повітря.
 Рис.9.9. Схема вентиляційної установки: 1 - усмоктувальний патрубок; 2 - електродвигун; 3 - відцентровий вентилятор; 4 - нагнітальний повітровід.
Рис. 9.10. Концентричні кільця. Кількість повітря, що проходить через вентилятор на усмоктуванні LД і на нагнітанні LБ повинне бути однаковим /розбіжність не більш 5 %/. Середню подачу вентилятора розраховують по формулі, м/год:
/9.10/ де LА, LБ - кількість повітря, що проходить через перетин відповідно А і Б, м3/ч. Повний тиск, що розвивається вентилятором /Н/м2/ буде дорівнює різниці абсолютних величин повних тисків на нагнітань /перетин У/ і на усмоктуванні /перетин А/;
/9.11/ Рпалн.нагн., Рполн.всас. - повний тиск, створюваний вентилятором відповідно на нагнітанні /перетин Б/ і на усмоктуванні /перетин А/, Н/м2. Для визначення кількості повітря, що проходить через усмоктувальний патрубок чашковим анемометром вимірюють швидкість руху повітря в перетині усмоктувального патрубка. Виміри роблять при плавному переміщенні анемометра по перетині усмоктувального патрубка. Знаючи швидкість повітря Vвс перетині усмоктувального патрубка, розраховують витрата повітря, що проходить через усмоктувальний патрубок, м3/год:
/9.12/ де F – площа перетину усмоктувального патрубка, м; Vвс - скoрость руху повітря в усмоктувальному патрубку, м/с. Середню подачу вентилятора Lср визначену по вимірах у перетинах повітроводу А і Б, порівнюють з кількістю повітря Lвс, що проходить через усмоктувальне отвір патрубка. Розбіжність результатів не повинне перевищувати 10 %. Частоту обертання вентилятора й електродвигуна замірять тахометром. Кратність повітрообміну за 1год у лабораторії визначають по формулі:
/9.13/ де Lcp - обсяг повітря, що видаляється з приміщення, м3/год; Vn - обсяг приміщення /вимірити/, м3. Вимоги ГОСТ. Розрахункові температури і повітрообмін у приміщеннях житлових і суспільних будинках. Вищі навчальні заклади СНиП II-68-78 Порядок проведення роботи Ознайомитися з вентиляційною установкою /вентилятором, електродвигуном, повітроводами/. Скласти схему вентиляційної установки і вказати на ній крапки передбачуваних вимірів. Підготувати вимірювальні прилади /мікроманометр, тягонапороміри, пневмометричну трубу МИОТ, чашковий анемометр, секундомір/. Включити електродвигун вентилятора. Визначити повний, статичний і динамічний тиски в крапках А і Б, приєднуючи пневмометричну трубу до макроманометра а відповідності з мал.9.4. Визначити по формулах /9.8/ - /9.10/ відповідно швидкість руху повітря в даних перетинах. Визначити по формулі /9.9/ годинна витрата повітря в перетинах А і Б, а по формулі /9.11/ — повний тиск, що розвивається вентилятором. Визначити по формулі /9.12/ витрата повітря, що проходить через усмоктувальне отвір усмоктувального патрубка, Вимірити частоту обертання електродвигуна вентилятора. Визначити кратність повітрообміну в приміщенні лабораторії по формулі /9.13/. Зробити необхідні розрахунки і дані записати до протоколу за приведеною формою. Виключити установку.