ВОЗДУХООБМЕН В ЗАЛИВОЧНЫХ ЗАЛАХ ЛИТЕЙНЫХ С РАССЕЯННЫМ РЕЖИМОМ ЛИТЬЯ

ВОЗДУХООБМЕН В ЗАЛИВОЧНЫХ ЗАЛАХ ЛИТЕЙНЫХ С РАССЕЯННЫМ РЕЖИМОМ ЛИТЬЯ1

Кандидат технических наук Бт Д. Симаков

Из санитарно-эпидемиологической станции Москвы

В некоторых чугунолитейных с рассеянным режимом литья состояние воздушной среды не удовлетворяет необходимым требованиям из-за недостаточной эффективности вентиляционных установок и неудовлетворительной организации воздухообмена. Обследовния ряда литейных цехов Москвы, проведенные автором совместно с работниками Московского института охраны труда ВЦСПС и санитарно-эпидемиологической станции Москвы, показали, что в теплое время года объемы приточного воздуха при механической или естественной вентиляции, равные 30 С'ОО— 37 500 ма/час на 1 т заливаемого металла не могут обеспечить требуемый по Н 101-54 температурный перепад в рабочей зоне А^р.з. = tp.з. —¿пр. =5' (где t р. з. —температура в рабочей зоне на высоте 1,5—2,0 м от уровня пола, /Пр. —температура приточного воздуха, Л?р.3. —температурный перепад в рабочей зоне по всей площади) и только при объемах приточного воздуха 43 000—45 000 ма/час на 1 т возможно достижение нормальных санитарно-гигиенических условий работы.

Обследования литейных с рассеянным режимом литья показали, что даже при больших объемах приточного воздуха на 1 т литья, но при неудовлетворительно организованном воздухообмене нельзя получить должного эффекта.

Работа «Вентиляция заливочных отделений литейных с рассеянным режимом литья» 2, проведенная нами, позволяет сделать вывод, что состояние метеорологических условий в рабочей зоне формовочно-заливочных залов в период заливки определяется циркуляцией потоков воздуха, которая вызывается:

а) организацией воздухообмена, включающей в себя определение объемов вентиляционного воздуха, мест и направления его подачи и удаления, скоростей выхода приточного воздуха, высоты подачи и способов распределения воздуха по помещению формовочно-заливочного зала;

б) организацией технологического процесса, т. е. расположением участка заливки в плане формовочно-заливочного зала.

Участки заливки на площади формовочно-заливочного зала литейных могут располагаться по всей площади зала, в центральной части зала (вдоль продольной оси зала) и вдоль одной из продольных наружных стен зала.

Основными принципами размещения заливаемых участков в литейных с рассеянным режимом литья должны быть одностороннее или срединное расположение опок на площади формовочно-заливочного зала, так как в этом случае наилучший санитарно-гигиенический эффект достигается меньшими объемами вентиляционного воздуха, чем при двустороннем расположении опок.

При одностороннем расположении опок и естественной вентиляции наилучшие температурные условия в рабочей зоне достигаются при поступлении воздуха против опок. На рис. 1 показана циркуляция воздушных потоков, возникающая при суммарном действии тепловых струй (залитые опоки) и струй приточного воздуха, который поступает в цех через проемы со стороны стены, противоположной расположению опок. При такой организации воздухообмена в поперечном сечении цеха образуется одно циркуляционное кольцо, при этом поток приточного воздуха откло-

1 Печатается в порядке обсуждения.

2 Экспериментальная часть работы была проведена автором в лаборатории про' мышленной вентиляции МИОТ ВЦСПС.

няет тепловые струи, возникающие над опоками, в сторону продольной стены, вдоль которой расположены опоки.

Опыты показа'ли, что значительная часть нагретого воздуха уходит через фонарь и только часть его, идущая для питания приточных струй, возвращается в рабочую зону и снова включается в циркуляцию. Приведенная организация воздухообмена может рассматриваться как наиболее рациональная и правильная с точки зрения распределения воздуха в цехе и создания в нем благоприятных санитарных условий.

Зю.г/ о,4 ^ ю^

Рис. 1. Распределение воздушных потоков и перепадов температур при одностороннем расположении опок.

Из многочисленных опытов следует, что с изменением высоты приточных проемов от 0,7 до 3 (при высоте низа проема 1 м от уровня пола цеха) увеличивается объем приточного воздуха, что приводит к ониже-нию перепадов температур в рабочей зоне по всей площади заливочного зала и особенно резкому в зоне, не занятой опоками. На рис. 1 приведена, такая организация воздухообмена, когда при поступлении воздуха в цех через приточные проемы высотой 3 м объем приточного воздуха был равен 34 200 м3/час на 1 т залитого металла.

На этом же рисунке нанесены перепады температур между приточ ным воздухом и воздухом внутри помещения. Такая организация воздухообмена при данных условиях позволяет поддерживать температурный перепад по всей рабочей зоне = 6,4° и в рабочих проходах между

залитыми опоками, п. = 3,95 '. Такие низкие перепады температур в рабочей зоне, не занятой опоками, достигаются за счет того, что при большой высоте приточных проемов происходит затапливание свежим воздухом значительных площадей вглубь от приточных окон, так как подмешивание опускающегося из верхней зоны нагретого воздуха начинается выше рабочей зоны и он более медленно перемешивается с приточными струями.

При срединном расположении опок — вдоль продольной оси формо-вочно-заливочного зала —; наилучшим способом организации воздухообмена является двусторонний приток воздуха со стороны обеих продольных стен помещения. На рис. 2 приводится распределение потоков воздуха при поступлении его в помещение через проемы высотой 2,5 м. Такая

циркуляция воздушных потоков сохраняется при любой высоте приточных проемов. Потоки воздуха в этом случае распределяются в виде двух симметрично расположенных циркуляционных колец, которые замыкаются непосредственно над центром опок. При такой организации воздухообмена рабочие проходы вдоль продольных стен здания затапливаются струями свежего приточного воздуха, поступающего из приточных отверстий; здесь циркулируют потоки свежего воздуха с малыми температурами, не содержащие больших количеств окиси углерода.

При организации воздухообмена, приведенной на рис. 2, количество приточного воздуха равно 50 ООО м3/час на 1 т литья.

'л

I

—/

//'/

. 7. Л \4

Гл^:

2,1 гХ

Хчч Л

=97,5

\

\ > V/////

—; _ \

I \

Л

/. гМ

/ */, / щ, I

/

г.

/ ' " 7.в | .¡9.7 V

х- \

ч

/у у/

Г 3,0^ -С /лГ1В. 0 . 3,0

в.г / /

7,6 I

/

^УМ'Б.о

т

3,0

ТЖ.

3,2 -_г

2,7

4,0

Рис. 2. Распределение воздушных потоков и перепадов температур при среднем расположении опок.

' т

В этом случае мы имеем средний перепад по всей рабочей зоне д^р.з,= 5,6° и в рабочих проходах — А/Р.п. =2,96°, что значительно меньше допустимого по Н ¡101-54.

При срединном расположении опок и одностороннем притоке большие массы воздуха, поступая в помещение, создают благоприятные условия работы со стороны приточных проемов и неудовлетворительные у противоположной стены из-за того, что тепловые потоки, восходящие над опоками, сбиваются в эту сторону большими массами воздуха, поступающего в помещение. Это обстоятельство приводит к крайне неравномерному распределению температурных полей в рабочей зоне помещения и поэтому при среднем расположении опок всегда надо отдавать предпочтение двустороннему притоку воздуха.

При двустороннем расположении опок (по всей площади) наилучшей организацией воздухообмена является подача приточного воздуха с двух сторон. На рис. 3 показано распределение воздушных потоков и перепадов температур для случая поступления в цех 40 ООО м3/час приточного воздуха на 1 т литья через приточные проемы высотой 2,6 м.

При такой организации естественного воздухообмена в более благоприятных условиях находится средний проход, куда поступает часть свежего воздуха, прошедшего между опоками и не успевшего усвоить тепло, выделенное от опок.

Существенное значение для получения достаточного эффекта от создаваемого вентиляционного воздухообмена при механической вентиляции имеют «калибр» приточных отверстий, а следовательно, и скорости выпуска приточного воздуха. Обследования ряда литейных и опыты на моделях показали, что для создания благоприятных санитарно-гигиенических условий работы в местах расположения залитых опок необходимо приточный воздух выпускать с малыми скоростями, чтобы не нарушать естественного движения восходящих тепловых и газовых потоков над опоками.

двустороннем расположении опок.

Когда воздух в помещение поступал через приточные патрубки со скоростями 2,8 м/сек в объеме Ь = 178 000 ма/час, то перепад температур в рабочей зоне был равен д/р.3. = 11,25° и в рабочих проходах — = 10,8°. При такой организации воздухообмена сильные приточные струи вызывают усиленную циркуляцию воздушных потоков и перемешивают воздух помещения, увеличивая тем самым температуру в рабочей зоне.

На рис. 4 приведено распределение температурных полей для случая, когда приточный воздух в помещение поступал в том же объеме, что и в предыдущем случае, но выходил не через патрубки, а через приточные панели, расположенные равномерно вдоль обеих стен помещения и составляющих 50% от длины продольных стен.

В этом случае при скоростях выхода приточного воздуха V п. р. =1,0 м/сек мы имеем более равномерное распределение температур в рабочей зоне и снижение их до Л/р.3. =7,6-' и At р. п. =5,8°. Опыты показали, что такое снижение скоростей выпуска воздуха (в 2,8—3,4 раза), а также его равномерное распределение по помещению приводят как к снижению перепадов температур в рабочей зоне в 1'/2—2 раза, так и к их более равномерному распределению по помещению.

Выпуск воздуха должен производиться только в рабочую зону.

В работу введен критерий температур:

А'р.п. 'р.п.—'пр. _

'ух--'пр.

где/р. п. —температура в рабочих проходах между залитыми опоками на высоте 1,5—2 м от уровня пола; ¿пр. — температура приточного воздуха; t ух. —температура уходящего воздуха; Л^ — общий температурный перепад; Л1р п. — температурный перепад в рабочих проходах; А — величина, характеризующая отношение перепадов температур в рабочих проходах к общему перепаду.

Введение этого критерия обусловлено тем, что основным местом пребывания рабочих являются участки вне залитых опок. Поэтому более правильно метеорологические условия в рабочей зоне характеризовать величиной п.

Как показала проведенная работа, основным показателем, характеризующим качественную сторону организации воздухообмена, является

Рис. 4. Распределение температурных полей (перепадов температур) в рабочей зоне при скоростях выхода воздуха из приточных панелей Упр. =1,0 м/сек.

критерий А. Совершенно очевидно, что чем меньше величина А, тем лучше санитарно-гигиенические условия труда, характеризующиеся состоянием воздушной среды в рабочей зрне при той или иной организации воздухообмена. Следует при этом заметить, что критерий А может характеризовать одновременно как распределение температур в летнее время, так и распределение концентраций СО в холодное время года.

Определение величины отношения перепадов температур А для рациональной организации воздухообмена при естественной и механической вентиляции в теплое время года мы рекомендуем производить по данным таблицы, основанным на результатах многочисленных экспериментов.

Необходимый воздухообмен для летнего времени может быть определен по формуле:

Св. А

£ - - . - м3/час,

7-с Л/р.п.

где <3В.— тепловыделения при заливке металла, принятые в 100 000 ккал/час на 1 т литья; Ь — воздухообмен в ма/час на 1 т литья в зависимости от величины А; т —объемный вес приточного воздуха кг/ма; с — теплоемкость приточного воздуха ккал/кг град; А—безразмерная ве-

А'рп. 'р.п.—¿пр.

личина — —^ = , принимаемая по таблице; Агр. п. — тре-

буемый перепад температур в рабочих проходах. При расчетах воздухо-обменов по приведенной формуле нет необходимости определять так на-

Естественная венти- Механическая вентиляция

ляцня

Расположение опок

Одностороннее

Среднее

Направление выпуска приточного воздуха

С двух сторон Против опок в

рабочий проход То же

Со стороны торцевых стен вдоль рабочего прохода

С одной стороны То же

С двух сторон То же

характеристика приточных проемов

высота приточ

ных проемов

0,7

2

3

характеристика приточных надсадков

Л о Л

н - « и:

8 °

й- >- ч г

О = л

?! к

и с М ^

1,5 1,2

1,3

тип приточных надсадков

0,65

0,54 0,307

Приточные панели

Ппиточные патрубки Приточные панели

0,236 —

скорость выпуска воздуха

1

Больше 2

1,5

2 4

0,7 3

1,7 0,8

1,5

0,81 0,69

0,7 0,43

Приточные патрубки Приточные панели

Двустороннее

С двух сторон С четырех сторон

В средний проход

В средний проход и с боков

2,6 1—1,5

0,75 1,7-1,1

0,67 0,405

Приточные патрубки Приточные тумбочки Приточные тумбочки и патрубки

0,565

0,92 0,6

0,76 0,55

0,85 1

Меньше 1,0

0,74 1,1

0,9—1

Примечание. Расположение низа приточных проемов при естественной вентиляции и приточных надсадков при механической вентиляции дано при высоте от уровня пола 1 м.

¿р.п.

зываемые градиенты температур, так как отношения ~ представляла

ют собой изменения температуры по высоте помещения.

В том случае, если расчетные тепловыделения не равны 100 000 ккал/час на 1 т литья, то полученные по формуле воздухообмены

С?..

необходимо умножить на величину "Уооооо" > гДе Ув.—тепловыделения

1 т залитого металла.

Этой же формулой можно пользоваться для определения воздухооб-менов при естественной вентиляции и в холодное время года, так как величина А включает в себя не температуру наружного воздуха ¿нар., а температуру приточного воздуха /пр. , которая может быть определена на рабочем месте расчетным путем.

Выводы1

1. Основными способами размещения заливаемых участков литейных с рассеянным режимом литья должны быть одностороннее или срединное расположение опок на площади формовочно-заливочного зала.

1 Предложенные рекомендации в полной мера могут быть распространены на однопролетные формовочно-заливочные залы. »

2. В заливочных залах нужно иметь незастроенными не менее 60% протяженности наружных стен помещения из-за необходимости организации аэрации.

3. При одностороннем расположении опок приточный воздух должен поступать с противоположной продольной стены или же со стороны обеих продольных стен помещения.

4. При срединном расположении опок приточный воздух должен поступать со стороны обеих продольных стен формовочно-заливочного зала.

5. Двустороннего расположения опок, как правило, допускать не следует.

6. При естественном воздухообмене воздух поступает через оконные проемы высотой 2—3 м при расстоянии низа окна от уровня пола, равном 1 м.

7. При механический вентиляции выпуск воздуха следует производить через воздуховоды типа панелей на высоте 1,5—2 м от уровня пола вдоль продольных стен, что способствует выпуску его с малыми скоростями и более равномерному распределению по помещению.

Проведенная работа в лаборатории и производственных условиях показала, что только при одновременно правильной организации воздухообмена и технологического процесса можно достигнуть удовлетворительного эффекта в отношении улучшения условий труда.

ЛИТЕРАТУРА

Батурин В. В., Кучерук В. В Вентиляция машиностроительных заводов, М., 1954.—Батурин В. В., Эльтерман В. М. Аэрация промышленных зданий, М., 1953.—Кудрявцев Е. В. Моделирование вентиляционных систем, М.—Л., 1950.—К учерук В. В. и др. Вентиляция чугунолитейных цехов, М.—Л., 1934.—Фанта лов Л. И. Основы проектирования литейных цехов, М., 1953.

Поступила 3/V 1955 г.

AIR CONDITIONING IN THE FOUNDRY MOULDING SHOPS DURING A DISPERSED METHOD OF CASTING

B. D. Simakov, candidate of technical sciences

In the working zone of ironfoundry shops, using a dispersed method of casting, satisfactory sanitary-hygienic labour conditions may be obtained at the time of moulding by rational organization of the technological process and by air conditioning. The foundry moulds should all be placed on one side or in the center of the moulding shop, for with such an arrangement it is easier to obtain normal working conditions both with natural and mechanical air conditioning. In case of natural ventilation the air should enter through windows at the height of 2—3 m, in case of mechanical ventilation the air should be supplied at a rate not exceeding 1 m/sec.

b Ъ tV

ОСТРЫЕ ОТРАВЛЕНИЯ КАРБОНИЛОМ НИКЕЛЯ1

Кандидат медицинских наук С. Н. Соринсон

Из Горьковского научно-исследовательского института гигиены труда и профессиональных болезней Министерства здравоохранения РСФСР

Тетракарбонил никеля — № (СО)4 — встречается в промышленности главным образом в качестве промежуточного продукта при получении из никелевых руд чистого, так называемого карбонильного никеля.

1 Доложено на научной конференции института 20 мая 1955 г. и на заседании общества гигиенистов г. Горького 26 мая 1955 г.