Федеральное агентствожелезнодорожного транспорта
Уральскийгосударственный университет путей сообщения
Кафедрабезопасности жизнедеятельности
К У Р С ОВ О Й П Р О Е К Т
попроизводственной санитарии и гигиене труда
на тему:«Конструирование и расчет технических средств коллективной защиты работников отвоздействия вредных производственных факторов»
Проверил: Выполнил:
Попова Н.П. студентгр.Бп-414
Пьянкова Ж.А.
Екатеринбург
2008
Содержание
Задание на курсовойпроект. Исходные данные
Теоретические сведения
Расчет поступлений теплав помещение
Расчет вентиляции термическогоцеха
Приложения
Список литературы
Задание накурсовой проект. Исходные данные
Целью курсовогопроектирования является закрепление навыков в проведении расчетов ожидаемыхуровней вредных производственных факторов (далее – ВПФ), выборе и расчететехнических средств защиты, а также в графическом изображении установок исистем обеспечения нормируемых условий труда.
На основании содержащихсяв задании данных необходимо рассчитать показатели ВПФ, выбрать ссоответствующим обоснованием и рассчитать средства защиты. Результатом работыдолжны стать конкретные предложения с необходимыми для их реализациитехническими характеристиками защитных устройств, систем, конструкций и т.д.работа выполняется с использованием лекционного материала, а такженаучно-технической литературы.
Задание: рассчитатьвентиляцию термического цеха на основе использования аэрации для теплогопериода года.
Таблица 1 – Оборудованиецеха№ позиции на плане Наименование оборудования Габариты оборудования Температура внутренних стенок, °С а, м в, м h, м 1 Печь камерная 1,8 1,2 1,8 1150 2 Печь шахтная Æ 1,5 0,8 900 3 Печь шахтная Æ 1,4 0,8 900 4 Электрическая ванна с солевым раствором 1,2 0,6 120 5 Бак закалочный (вода) 1,3 1,0 80
Объект находится вЛипецке. Общая установочная мощность электродвигателей в цехе составляет N = 150 кВт при коэффициентеодновременности работы – Код = 0,7. Количество работников в смене n = 20 человек. Конструкции стенодинаковы для всех печей: слой шамота толщиной σш = 0,23 и слой диатомитатолщиной σд = 0,115. Коэффициенты теплопроводности материалов зависят оттемпературы и определяются по формулам:
для шамота λ = 0,7 +0,00064 t,
для диатомита λ =0,163 + 0,00043 t,
где t – температура на внутреннейповерхности стенки печи, °С. Категория тяжести работ в цехе Т – тяжелая III.
Требуется рассчитатьплощади открывающихся приточных и вытяжных фрамуг на основе составлениятеплового баланса в корпусе цеха и определении количества избыточного тепла.Теплопотери через наружные ограждения цеха компенсируются системой отопления,поэтому при составлении теплового баланса их не следует учитывать.
Теоретическиесведения
В рассматриваемомтермическом цехе находится 3 печи, что дает основание предполагать, что в цехеповышенная температура, нарушены оптимальные условия микроклимата. Оптимальныемикроклиматические условия установлены по критериям оптимального теплового ифункционального состояния человека. Они обеспечивают общее и локальное ощущениетеплового комфорта в течение 8-часовой рабочей смены при минимальном напряжениимеханизмов терморегуляции, не вызывают отклонений в состоянии здоровья, создаютпредпосылки для высокого уровня работоспособности и являются предпочтительнымина рабочих местах. Перепады температуры воздуха повысоте и по горизонтали, а также изменения температуры воздуха в течение сменыпри обеспечении оптимальных величин микроклимата на рабочих местах не должныпревышать 2 град.С.
В цехе расположена ваннас солевым раствором. Испарения солей также могут неблагоприятно воздействоватьна работающих. Для уменьшения концентрации испарений следует устанавливать местнуювытяжку. Это может быть зонт, расположенный над ванной, или местные отсосы,расположенные по периметру ванны.
Аэрацией зданий называюторганизованную регулируемую естественную вентиляцию. Аэрация осуществляется поддействием аэростатического и ветрового давлений. Ее применяют в цехах созначительными тепловыделениями, если концентрация пыли и вредных газов вприточном воздухе не превышает 30% предельно допустимой в рабочей зоне. Аэрациюне применяют, если по условиям технологии производства требуется предварительнаяобработка приточного воздуха или если приток наружного воздуха вызываетобразование тумана или конденсата.
Для притока наружноговоздуха в теплый период года в одно- и двухпролетных цехах устраивают проемы внаружных стенах, располагая низ проемов на высоте 0,3 – 1,8 м от пола; приточные проемы можно размещать в два яруса и более в продольных стенах здания,которые должны быть свободны от пристроек. В качестве приточных проемовиспользуют также ворота, раздвижные стены и проемы в полу помещения (спропуском наружного воздуха через подвалы, вентиляционные этажи или поспециальным каналам). Проемы для притока наружного воздуха в переходный ихолодный периоды года устраивают в наружных стенах, располагая низ проемов вцехах высотой менее 6 м на высоте не менее 3 м от пола (при этом проемы оборудуют козырьками или другими конструктивными элементами, отклоняющими приточныйвоздух под углом вверх), в цехах высотой более 6 м – на высоте не менее 4 м от пола.
Для притока наружноговоздуха в многопролетных цехах устраивают проемы в наружных стенах и фонари в«холодных» пролетах, которые должны чередоваться с «горячими», причем«холодные» пролеты отделяют от «горячих» спущенными сверху перегородками, недоходящими до пола на 2 – 4 м.
Для удаления воздуха изаэрируемого помещения устраивают незадуваемые аэрационные и светоаэрационныефонари или шахты. Допускается использовать для удаления воздуха незадуваемыеаэрационные проемы в верхней части наружных стен. Ветрозащитные панели уП-образных фонарей можно не устраивать, если аэрируемое здание защищено снаветренной стороны более высоким зданием, причем расстояние между зданиями непревышает пяти высот более высокого здания, или если створки на внешней сторонекрайнего фонаря закрыты, а расстояние между осями одинаковых с ним фонарей непревышает пяти высот фонаря.
Створки аэрационныхпроемов должны быть оборудованы механизмами для открывания и закрывания.Механизмы открывания предусматриваются строительной частью проекта.
Расчет аэрации учитываеттемпературное расслоение воздуха по высоте, имеющееся в аэрируемом здании.Нагретый у источников тепловыделений воздух поднимается к перекрытию и частьего удаляется через проемы фонаря, а часть скапливается в верхней зонепомещения, образуя «тепловую подушку». Нижняя граница тепловой подушки,называемая «температурным перекрытием», условно разделяет помещение на двезоны: нижнюю с температурой, равной температуре воздуха в рабочей зоне, иверхнюю с температурой, равной температуре удаляемого воздуха.
Знание высотырасположения температурного перекрытия позволяет рассчитать аэрацию с учетомдействительных значений температур воздуха в каждой из зон.
2 Расчетпоступлений тепла в помещение
а) теплопоступления отлюдей
В производственном цехеработает 20 мужчин. При тяжелой работе, температуре окружающего воздуха каждыйчеловек выделяет 290 Вт полного тепла.
/>
б) теплопоступления отэлектродвигателя
/>,
где Nэу – установочная номинальнаямощность электродвигателей, 150 кВт;
kзагр– коэффициент загрузкиэлектродвигателя, равный отношению передаваемой мощности к установочной,принимаем kзагр = 0,75;
kод – коэффициент одновременностиработы электродвигателей, 0,7;
η – КПД с учетомзагрузки, принимаем равным 0,8.
/>
в) теплопоступления отнагретых поверхностей
/>
где Fп – площадь теплоотдающейповерхности, м2,
k – коэффициент теплопередачи, />;
tср – средняя температура нагретойповерхности, °С;
tв – температура окружающего воздуха,°С.
Коэффициенттеплопроводности для печи камерной:
слой шамота λ = 0,7+ 0,00064*1150 = 1,436,
слой диатомита λ =0,163 + 0,00043*1150 = 0,6575,
Коэффициенттеплопередачи:
/>,
где αвн – коэффициенттеплоотдачи, принимаем по СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника» 8,7 Вт/(м2×°С);
αн – коэффициенттеплоотдачи для зимних условий, принимаем по СНиП II-3-79 «Строительнаятеплотехника» 12 Вт/(м2×°С);
σi – толщина слоя ограждения, м;
λi – коэффициент теплопроводности.
/>,
Теплопоступления от печикамерной:
/>
Коэффициенттеплопроводности для печи шахтной:
слой шамота λ = 0,7+ 0,00064*900 = 1,276,
слой диатомита λ =0,163 + 0,00043*900 = 0,55,
Коэффициенттеплопередачи:
/>
Теплопоступления отпервой печи шахтной:
/>
Теплопоступления отвторой печи шахтной:
/>
Теплопоступления отэлектрической ванны с солевым раствором:
/>,
где α = 1,16(4,9 +3,5υ), />,
F – площадь нагретой поверхности, м2,
υ – скоростьвоздуха, υ = 0,5 м/с.
/>
/>.
Теплопоступления отзакалочного бака с водой:
/>
/>
г) суммарныетеплопоступления в технологический цех
/>
3.Расчетвентиляции термического цеха
3.1 Температурауходящего воздуха
/>,
где /> – температура воздуха врабочей зоне, °С;
а – градиент температур– изменение температуры по высоте здания, 0,8 – 1,5 °С, принимаем равным 1,5 °С;
hвыт – расстояние от поверхности пола до уровня серединыфромуги фонаря, 9,85 м.
/>;
Средняя температура вцехе:
/>;
3.2 Плотностьвоздуха
Плотность воздуха,температура которого обеспеченностью 0,95 равна для Липецка 23,5 °С(см.СНиП23-01-99 «Строительная климатология»):
/>,
Плотность уходящеговоздуха: />,
Плотность воздуха среднейтемпературы: />.
3.3Необходимый воздухообмен
/>,
где Qизб — суммарные теплопоступления втехнологический цех, 38,41 кВт;
с – удельная теплоемкостьвоздуха, с = 1 />;
/>
3.4Условное давление на уровне середины приточных проемов
/>.
3.5Условное давление на уровне середины вытяжных проемов
/>.
3.6Расчетная разность давлений между приточным и вытяжным проемами ΔР
/>
3.7 Потеридавления
Величину потерь давленияв приточных проемах принимаем равной 20% от ΔРрасч
/>
3.8 Давлениев технологическом цехе
/>
3.9Площадь проемов
/>,
где ςпр –коэффициент местного сопротивления, т.к. окна нижнего яруса имеют двойныеверхнеподвесные створки с углом открывания α = 90° и соотношением bхh = 1 (размеры – 1,8х2), то ςпр= 2,4, т.к. фромуги фонаряимеют одинарные верхнеподвесные створки с углом открывания 45° и соотношением bхh = 1(размеры 1,5х2), то ςпр= 3,7.
/>;
/>.
3.10Проверка
Проверяем, хватит ли дляобеспечения теплового баланса в цехе количества окон и величины углов открытиястворок:
/>
где b – ширина окна, 1,8 м;
h – высота окна, 2 м;
k – количество окон в цехе, 10 шт.
/>
Количества окон нижнегояруса достаточно для притока необходимого объема наружного воздуха.
/>
где b – ширина окна, 2 м;
h – высота окна, 1,5 м;
k – количество окон в цехе, 6 шт.
/>
Количества фромуг фонаря достаточнодля вытяжки воздуха из цеха. В качестве запаса можно увеличить угол открытыхстворок, чтобы увеличить вытяжку воздуха.
Списоклитературы
1. «Справочникпроектировщика. Вентиляция и кондиционирование воздуха» под ред. Староверова,М., Стройиздат, 1978;
2. СНиП II-3-79 Строительнаятеплотехника;
3. СНиП 23-01-99«Строительная климатология»;