Металлургическая промышленность — отрасль тяжелой промышленности, производящая разнообразные металлы. Она включает две отрасли: черную и цветную металлургию.
Черная металлургия
Черная металлургия — одна из главных базовых отраслей промышленности. Значение ее определяется прежде всего тем, что стальной прокат является главным конструкционным материалом.
Особенности размещения черной металлургии изменяются со временем. Так география черной металлургии исторически сложилась под влиянием двух типов ориентации: на каменноугольные бассейны (так возникли главные металлургические базы в США, Европе, России, Украине, Китае) и на железнорудные бассейны. Но в эпоху научно-технической революции происходит общее ослабление прежней топливно-сырьевой ориентации и усиление ориентации на грузопотоки коксующегося каменного угля и железной руды (в результате черная металлургия Японии, стран Западной Европы начали тяготеть к морским портам) и ориентации на потребителя. Поэтому наблюдается уменьшение размеров строящихся комбинатов и более свободное их размещение.
Оценка общегеологических запасов железной руды позволяет говорить о том, что наиболее богаты железной рудой страны СНГ, на втором месте Зарубежная Азия, где особенно выделяются ресурсы Китая и Индии, на третьем — Латинская Америка с огромными запасами Бразилии, на четвертом — Африка, где большими запасами обладают ЮАР, Алжир, Ливия, Мавритания, Либерия, на пятом — Северная Америка, на шестом — Австралия. Мировое производство железной руды в 1990 году впервые достигло уровня в 1 млрд т, но при этом суммарная добыча только стран СНГ, Китая, Бразилии, Австралии составляет 2/3 общемировой. Причем, если 30 — 40 лет назад почти вся добыча была сосредоточена в экономически развитых странах, то сейчас отрасль быстрее растет в развивающихся странах. Бразилия и Республика Корея, например, стали обгонять по выплавке стали Великобританию и Францию.
Главными странами — экспортерами железной руды являются Бразилия, Австралия, Индия, причем на первые две из них приходится 1/2 всего мирового экспорта.
Основные импортеры железной руды — страны ЕС, Япония, Республика Корея.
Главными странами-производителями стали в мире сейчас являются Япония, Россия, США, Китай, Украина, Германия.
Цветная металлургия
Цветная металлургия — по размерам производства уступает черной примерно в 20 раз. Она также относится к числу старых отраслей промышленности, и с началом научно-технической революции испытала большое обновление , прежде всего в структуре производства. Так, если до второй мировой войны преобладала выплавка тяжелых цветных металлов — меди, свинца, цинка, олова, то в 60-70-е годы на первое место выдвинулся алюминий, а также стало расширяться производство «металлов XX века» — кобальта, титана, лития, бериллия и др. Сейчас цветная металлургия обеспечивает потребности примерно в 70 различных металлах.
Размещение предприятий отрасли складывается из того, что металлургия тяжелых, цветных, легирующих и благородных металлов, в руде которых обычно низке содержание полезного компонента, обычно тяготеет к странам и районам их добычи. Этим, в частности, объясняется то, что в ряде стран Азии, Африки, Латинской Америки отрасль возникла еще в колониальный период. Правда в этих странах сложились, в основном, нижние стадии производственного процесса, а верхние — в США, Западной Европе, Японии.
В середине XX века все большая ориентация стран Запада на сырье из развивающихся стран привела к перемещению предприятий к морским побережьям. После кризисов 70-х годов выплавка цветных металлов в странах Запада стала сокращаться, и большую роль стало играть вторичное сырье. Усилилась потребительская ориентация отрасли. Новые производственные мощности в сфере этих экологически «грязных производств» в основном возникают в развивающихся странах. Между производством и потреблением конечной продукции сохраняется территориальный разрыв, т. к. основная часть тяжелых цветных металлов, производимых в странах Азии, Африки, Латинской Америки потребляется в странах Запада.
Для подтверждения сказанного можно отметить, например, соотношение развитых и развивающихся стран в запасах медной руды составляет 30:70, в производстве медных концентратов 40:60, а в потреблении рафинированной меди: 85:15. По размерам добычи меди выделяются США. Канада, Чили, Замбия, Перу, Австралия. Главные страны экспортеры — рафинированной меди — Чили, Замбия, Заир, Перу, Филиппины.
Первая 10 стран по выплавке рафинированной меди — США, Чили, Япония, Канада, Замбия, Германия, Бельгия, Австралия, Перу, Респубпика Корея.
В отличие от тяжелых, руды легких цветных металлов, прежде всего алюминия, по содержанию полезного компонента напоминают железную руду и вполне транспортабельны, поэтому вполне рентабельно перевозить их на далекие расстояния. На экспорт идет 1/3 бокситов, добываемых в мире, а среднее расстояние их морских перевозок превышает 7 тыс. км. Это объясняется тем, что около 85% мировых запасов бокситов связаны своим происхождением с распространенной в тропиках и субтропиках корой выветривания. Вот почему запасы бокситов очень невелики или вообще отсутствуют в большинстве стран Западной Европы, Японии, Канаде, а так же в США. Всем им приходится ориентироваться прежде всего на импортное сырье.
По добыче бокситов выделяются Австралия, Гвинея, Ямайка, Бразилия. Китай, Индия, Суринам, причем первая «тройка» дает 70% всей добычи.
По выплавке алюминия лидируют США, Япония, Россия, Германия, Канада, Норвегия, Франция, Италия, Великобритания, Австралия.
Как черная, так и цветная металлургия сильно загрязняют окружающую среду, поэтому в последние десятилетия наметилась тенденция к переносу предприятий в развивающиеся страны, в связи с усилением природоохранительной политики в экономически развитых странах Запада.
Экспериментируя с двухслойным графеном, ученые из Массачусетского технологического института сумели получить очень редкое состояние материи — вигнеровский кристалл, но не распознали его. Ошибку исправила другая команда физиков.
Вигнеровский кристалл — это особое состояние электронов, которые находятся в поле равномерно распределенного положительного заряда. Такой кристалл образуется при очень низких температурах, когда расстояние между электронами значительно больше боровского радиуса (радиуса ближайшей к ядру орбиты электрона в атоме водорода).
Фото: TechNewSources
Физик Бикаш Падхи объясняет явление вигнеровского кристалла при помощи следующей аналогии: «Представьте себе группу людей, заключенных в шары, которые в этих самых шарах перемещаются по замкнутому пространству. Чем меньше шар, тем проще людям двигаться; но когда шар становится больше, обходить другого человека становится затруднительно. По мере возрастания диаметра шаров наступает такой момент, когда движение невозможно — при любом колебании в сторону натыкаешься на другого человека. Вот это и есть кристалл, только в роли людей здесь электроны, а сферы — сила их отталкивания».
Падхи — один из группы ученых из Иллинойского университета в Урбане-Шампейне, которая обнаружила, что двухслойный графен, изогнутый под особым углом, переходит в состояние вигнеровского кристалла. Что самое интересное — обнаружили они это, анализируя данные другого исследования, проведенного на полгода ранее. В нем ученые из Массачусетского технологического института наблюдали явление сверхпроводимости в таком графене — но ошибочно классифицировали его как другое состояние вещества, Моттовский изолятор. Это вещество, которое согласно теории должно проводить ток при нормальных температурах, но вопреки всем выкладкам оказывается диэлектриком.
Такое исправление наверняка порадовало первую группу ученых. Хоть они и ошиблись, но моттовские изоляторы встречаются довольно часто, а вот существование кристаллов Вигнера ученые не могли подтвердить очень долго. «Ученые пытаются получить вигнеровские кристаллы в чистом виде с 1930-х годов, когда Вигнер их предсказал. Поэтому это даже хорошо, что графен в итоге оказался вовсе не моттовским изолятором», — отметил профессор Филлип Филлипс, большой эксперт в области моттовских изоляторов.
Фото: phys.org
Предполагаемая структура вигнеровского кристалла в графене. В крайней левой позиции на рисунке критерии построения кристалла не выполняются, что приводит к переносу электрона и состояниям, который показаны на центральной и правой позиции рисунка: в них 2 или 3 электрона соответственно находятся внутри решетки кристалла.
Антифрикционные свойства, стойкость к воздействию агрессивных сред, абразивов; стабильность при сверхнизких температурах (–270 °С), механическая прочность, водостойкость, диэлектрические свойства позволяют применять ДСП в различных областях техники, таких как:
Узлы трения.
Зубчатые колеса.
Закрытые и открытые металло-полимерные зубчатые передачи.
Вкладыши подшипников скольжения.
Для изготовления пуленепробиваемых дверей, банковского оборудования.
Криогенная и космическая техника.
В судостроительной промышленности для изготовления дейдвудных подшипников гребных валов.
Для изготовления затворов гидротехнических сооружений.
В авиационной технике лопасти; винты вертолётов.
В транспортном машиностроении: настил полов в автобусах, троллейбусах, трамваях; направляющие эскалаторов метрополитена.
В строительстве.
В электротехнической промышленности для изготовления изоляторов, деталей трансформаторов высокого напряжения, выпрямителей (заменяет стеклопластик, текстолит и гетинакс).
Для изготовления деталей машин текстильной промышленности.
Как самосмазывающийся антифрикционный материал, материал в качестве ползунов лесопильных рам и других аналогичных деталей.
В металлургическом оборудовании.
В горнодобывающем оборудовании.
Марки ДСП
В зависимости от расположения волокон древесины шпона в смежных слоях и назначения древесные слоистые в России пластики изготовляют следующих марок:
ДСП-А;
ДСП-Б; ДСП-Б-э; ДСП-Б-м; ДСП-Б-т; ДСП-Б-о;
ДСП-В; ДСП-В-э; ДСП-В-м;
ДСП-Г; ДСП-Г-м.
Буквы А, Б, В, Г указывают порядок укладки шпона в пластике:
А — волокна древесины шпона во всех слоях имеют параллельное направление или каждые 4 слоя с параллельным направлением волокон древесины шпона чередуются с одним слоем, имеющим направление волокон под углом 20—25° к смежным слоям.
Б — каждые 8—12 слоев шпона с параллельным направлением волокон древесины шпона чередуются с одним слоем, имеющим перпендикулярное направление волокон древесины к смежным слоям.
В — волокна древесины шпона в смежных слоях взаимно перпендикулярны.
Г — волокна древесины шпона в смежных слоях последовательно смещены на угол 45°.
Буквы э, м, т и о определяют назначение материала:
э — для изготовления конструкционных и электроизоляционных деталей аппаратуры высокого напряжения, электрических машин, трансформаторов, ртутных выпрямителей и т. п.
м — как самосмазывающийся антифрикционный материал, материал в качестве ползунов лесопильных рам и других аналогичных деталей
т — для изготовления деталей машин текстильной промышленности
о — как конструкционный и антифрикционный материал.
Размеры
Древесные слоистые пластики изготовляют прямоугольной формы в виде листов толщиной менее 15 мм и плит толщиной 15—60 мм, длиной 700—5600 мм, шириной 950—1500 мм.
Свойства
Плотность — 1,3 г/см³ Предел прочности: при сжатии — 100—180 МПа при растяжении — 140—280 МПа при изгибе — 150—280 МПа Прочность при скалывании по шву — 11—15 МПа Ударная вязкость — 25—80 кДж/м² Твердость по Бринеллю — 250 МПа Водопоглощение за 24 ч — 5—15 % Электрическая прочность: поперек слоев — 26—32 МВ/м вдоль слоев — 3—13 МВ/м Древесно-слоистые пластики стойки в трансформаторном масле, уксусном альдегиде, моторном топливе, бутаноле, стироле; нестойки в окислителях, сильных кислотах и щелочах. Перерабатывают в изделия механической обработкой на обычных станках со специальными инструментами.
Технологический процесс изготовления
Получают последовательно пропиткой шпона толщиной 0,3—0,8 мм лиственных пород древесины (обычно березы) фенолоформальдегидной смолой или крезолоформальдегидной смолой в открытых ваннах или автоклавах (0,4—0,8 МПа), сушкой при ступенчатом нагревании до 90 °С, сборкой полученных препрегов в пакеты и прессованием их на этажных прессах (до 20 МПа, 150 °С) и обрезкой в размер.
Водоотводящие системы и сооружения — это один из видов инженерного оборудования в металлургии, обеспечивающих необходимые санитарно-гигиенические условия труда людей.
При выборе системы и схемы водоотведения промышленных предприятий необходимо учитывать:
1) требования к качеству воды, используемой в различных технологических процессах;
2) количество, состав и свойства сточных вод отдельных производственных цехов и предприятия в целом, а также режимы водоотведения;
3) возможность сокращения количества загрязненных производственных сточных вод путем рационализации технологических процессов производства;
4) возможность повторного использования производственных сточных вод в системе оборотного водообеспечения или для технологических нужд другого производства, где допустимо применять воды более низкого качества;
5) целесообразность извлечения и использования веществ, содержащихся в сточных водах;
6) возможность и целесообразность совместного отведения и очистки сточных вод нескольких близко расположенных промышленных предприятий, а также возможность комплексного решения очистки сточных вод промышленных предприятий и населенных пунктов;
7) возможность использования в технологическом процессе очищенных бытовых сточных вод;
8) возможность и целесообразность использования бытовых и производственных сточных вод для орошения сельскохозяйственных и технических культур;
9) целесообразность локальной очистки сточных вод отдельных цехов предприятия;
10) самоочищающуюся способность водоема, условия сброса в него сточных вод и необходимую степень их очистки;
11) целесообразность применения того или иного метода очистки. При вариантном проектировании водоотводящих систем и очистных сооружений на основании технико-экономических показателей принимается оптимальный вариант.
При проектировании канализационных сетей и сооружений необходимо знать не только суточное количество сточных вод, но и режим их поступления по часам суток, иначе говоря, часовой график притока сточных вод. Производственные сточные воды в течение смены могут поступать равномерно и неравномерно. На ряде производств происходят залповые поступления высококонцентрированных и высокотоксичных стоков, при этом периодичность сброса может быть раз в смену, в сутки, в неделю. Режим спуска производственных стоков целиком определяется регламентом технологического процесса производства отдельных цехов и промышленного предприятия в целом.
Расчет лотков и труб для отвода сточных вод от отдельных аппаратов производится по максимальному секундному расходу. Цеховые лотки и трубопроводы, а также наружные коллекторы от отдельных цехов или заводских корпусов рассчитывают по максимальному часовому расходу от цеха или по сумме максимальных часовых расходов от отдельных цехов, если их в корпусе несколько. Специфика технологии производств требует в ряде случаев учитывать режим притока сточных вод не только в течение суток, но и по месяцам или сезонам года.
Ливневая канализация (ливнёвка) — это система сбора, фильтрации и хранения природных осадков в жидком состоянии. Как правило, ливневая канализация производится из трёх главных составных частей: системы сбора осадков (каналы, лотки и желоба), фильтров для их фильтрации от разного типа загрязнений и цистерны для их хранения.
Ливневая канализация и её задача защитить территорию участка от воды, скапливающейся вследствие атмосферных осадков. Для решения этой же задачи можно использовать линейные водостоки или точечный водоотводы, но, в отличие от них, ливневая канализация решает задачу комплексно и поэтому более надежно справляется с функцией защиты строений и земли от талых и дождевых вод.
В устройстве традиционной так называемой системе — ливневая канализация, зачастую используются элементы системы линейного водостоков и точечного водоотвода, присутствуют грязезащитные приспособления. Кроме того, среднестатистическая ливневая канализация может предусматривать возможность подключения к основной канализационной системе называемой — ливневая канализация.
Профессионально спроектированная и устроенная ливневая канализация практически универсальна. Ливневая канализация комплектуется в соответствии с особенностями территории участка. Один из важных элементов системы — ливневой канализации — водоотвод, самый распространенный тип водоотвода – линейный водоотвод (водостоки). Ливневая канализация наиболее проста в устройстве с точки зрения подготовки поверхности.
Ливневая канализация и её основа линейного ливневого водоотвода – водосток (водостоки), по обе стороны которого выполняются плоские уклоны. Такая конструкция системы уменьшает вероятность проседания грунта, позволяет сократить протяженность основных каналов системы — ливневая канализация увеличивает объем водосбора для водостока.
Для устройства линейного водоотвода ливневой канализации применяется система заглубленных желобов (водостоки, лотки) и специальных емкостей – пескоуловителей.
Пескоуловители в системе ливневая канализация естественным образом задерживают песок, частицы мелкого мусора, которые выносит поток воды. Они соединяют поверхностную часть системы ливневая канализация – водоотвод и подземную часть системы ливневая канализация. Из соображений эстетичности и безопасности лотки водоотвода и пескоуловители на поверхности прикрывают декоративные дренажные решетки.
Вода в системе ливневая канализации отводится с участка самотеком. С кровли строения вода стекает по желобам через водосточные трубы водостоков системы ливневая канализация, затем попадает в водоотводные каналы (водостоки), которые обычно устраивают с небольшим наклоном для беспрепятственного прохождения воды.
Приемная часть ливневая канализация — водостоки, представляет собой воронку, чтобы эффективнее собирать и направлять потоки воды. Ливневая канализация и эта часть называется дождеприемником или системой точечного сбора ливневой канализации осадков. Для продления срока эксплуатации всей системы водостоков, которая называется ливневая канализация, иногда их оснащают фильтрами для первичной очистки стекающей воды от смытого с кровли и труб мусора.
Эффективное и экономичное решение – ливневая канализация должна объединить в себя и систему дренажа строения. Отведение водостоков в этом случае осуществляется в коллекторный колодец, общий для обеих систем ливневой канализации. В местах, где водоотводные трубы – водостоки, системы ливневая канализация, соединяются с колодцем, обычно устанавливаются специальные клапаны, чтобы при обильных осадках или интенсивном таянии снега, когда колодец переполняется, вода не имела возможности обратного хода.
По маршруту прохождения водосточных труб (водоотводов) системы ливневая канализация располагают пескоуловители, задерживающие песок и мелкий мусор, чтобы они не попадали в коллекторный колодец водостока и не засоряли его. Коллекторный колодец водостока соединяется с общей канализационной системой или сбрасывает воду в ближайший овраг, канаву. Если рельеф не позволяет организовать сброс воды самотеком, безнапорные системы водостоков, на этом участке системы ливневая канализация — используют насос.
Если ни один из вариантов водостоков из местной системы ливневой канализации по тем или иным причинам неприемлем, на участке устраивается дренажная система, представляющая собой перемежающиеся слои песка и гравия. Дренажную систему ливневой канализации устраивают параллельно с наземными частями конструкции, которая называется система — ливневая канализация. Если по условиям рельефа, структуры почв, площади участка и т.п. дренажные слои прокладываются глубоко под землей, то устройство ливневой канализации талых и дождевых вод может быть проложено над дренажными слоями.
При проектировании и эксплуатации систем канализации промышленных предприятий различают внутриплощадочную и внеплощадочную канализацию. К первой относится размещаемый на территории промышленной площадки комплекс канализационных сетей, сооружений, насосных станций и локальных установок по очистке цеховых сточных вод. Канализационные сети и коллекторы, сооружения, насосные станции и очистные сооружения, расположенные за территорией промышленной площадки, относятся к внеплощадочной канализации.
Если производственные сточные воды направляются в канализационную сеть или непосредственно на очистные сооружения населенного пункта, то внеплощадочная канализация ограничивается системой сетей, коллекторов и сооружений, обеспечивающей присоединение коллекторов промышленного предприятия к канализационной сети населенного пункта или к комплексу объединенных очистных сооружений.
Канализация промышленных предприятий, как правило, осуществляется по полной раздельной системе.
Производственные сточные воды в зависимости от вида загрязняющих веществ и их концентрации, а также от количества сточных вод и мест их образования отводятся несколькими самостоятельными потоками: слабозагрязненные, содержащие один или несколько видов загрязнений; содержащие токсичные и ядовитые вещества; кислые; щелочные; сильноминерализованные; содержащие масла и жиры, волокно, поверхностно – активные вещества и т.д. Незагрязненные сточные воды, как правило, объединяют в отдельный поток.
Дождевые воды, стекающие с незагрязненных территорий промышленного предприятия, отводятся отдельной системой канализации или объединяются с незагрязненными производственными сточными водами и спускаются в водоем без очистки. Дождевые воды, стекающие с площадок для складирования сырья, жидкого и твердого топлива, масел, красителей и т.п., отводятся вместе с загрязненными производственными сточными водами и подлежат совместной очистке перед выпуском в водоем.
Целесообразность разделения или объединения отдельных потоков сточных вод при проектировании систем канализации промышленного предприятия является одним из наиболее актуальных вопросов, от правильного решения которого зависят сметная стоимость строительных очистных сооружений, надежность охраны водоемов от загрязнения и рентабельности основного производства.
Схема водоснабжения и канализации промышленных предприятий и населенных пунктов в целях достижения наиболее экономичных и комплексных решений разрабатываются, как правило, одновременно на основе планировки и застройки по единому генеральному плану.
В случае расположения промышленного предприятия или группы промышленных предприятий в городской черте либо в непосредственной близости от жилого массива, имеющего централизованную канализацию, необходимо в первую очередь рассматривать вопрос о совместном отведении и очистке производственных и городских сточных вод. При невозможности совместной очистке следует предварительно обрабатывать производственные сточные воды либо на очистных сооружениях, расположенных на территории предприятия, либо на общих очистных сооружениях. Совместная очистка этих сточных вод, как правило, экономически целесообразна, а с санитарной точки зрения более надежна.
Кардинальным решением проблемы защиты водоемов от загрязнения является организация замкнутого цикла водообеспечения и водоотведения промышленных предприятий, при котором полностью ликвидируется сброс сточных вод в поверхностные водоемы, а свежая вода используется только для пополнения безвозвратных потерь. Эффективность «бессточного» производства несомненна. Перед сбросом в водоемы сточные воды подвергают глубокой очистке для обеспечения санитарных норм показателям. При повторном использовании сточные воды очищают только от тех примесей, которые затрудняют проведение технологического процесса.
Все сточные воды, образующиеся на территории промышленного предприятия, транспортируются по системе труб и каналов. Выбор системы транспортирования и схемы канализования зависит от количества, состава и свойств сточных вод (температуры, наличия газообразных и токсичных примесей), а также от местных условий (взаимного расположения цеха, подъездных путей, насыщенности промышленной площадки инженерными коммуникациями и ее рельефа). Наибольшее распространение имеет закрытая канализационная сеть. Сточные воды, опасные в санитарном отношении, а также содержащие взрывчатые и пожароопасные примеси, транспортируются только по закрытой сети трубопроводов.
Чаще предприятия канализуются по централизованной схеме, однако при определенных условиях возможно применение и децентрализованной схемы.
При проектировании систем вентиляции и кондиционирования воздуха предусматривают технические решения, обеспечивающие нормируемые параметры воздушной среды. Конкретные требования к воздушной среде для объектов различного назначения излагаются в строительных нормах и правилах.
Классификация систем вентиляции.
Нормативной классификации СВ не существует, но на практике и в технической литературе сложились определенные терминология и классификация, которой мы будем придерживаться.
В зависимости от способа, вызывающего движение воздуха, системы вентиляции подразделяются на естественные и исксственные.
По назначению – на приточные, вытяжные и смешанные.
По зоне обслуживания – на общеобменные и местные.
По конструктивному исполнению – на канальные и бесканальные.
Воздухообмен при естественной вентиляции (аэрация) происходит за счет разности плотностей внутреннего и наружного воздуха или разности температур атмосферного воздуха и воздуха в помещении.
В помещениях с большими тепловыделениями воздух всегда теплее наружного. Более тяжелый наружный воздух, поступая в помещение, вытесняет из него менее плотный воздух. Вследствии этого в помещении возникает циркуляция воздуха, аналогичная той, которую искусственно создают вентилятором.
В системах с естественной вентиляцией, в которых перемещение воздуха создается за счет разности давлений воздушного столба, минимальный перепад по высоте между уровнем забора воздуха из помещения и его выбросом через дефлектор должен быть не менее 3 м. При этом рекомендуемая длина горизонтальных участков не должна превышать 3 м, а скорость воздуха в воздуховодах – 1 м/с.
Аэрацию применяют в цехах, если концентрация пыли и вредных газов в приточном воздухе не превышает 30 % от предельно допустимой в рабочей зоне. Если требуется предварительная обработка приточного воздуха, аэрацию не используют.
Иногда для организации потока воздуха в помещении используется явление ветрового давления, которое заключается в том, что на стороне здания, обращенной к ветру, образуется повышенное давление, а на противоположной – разрежение.
Системы с естественной вентиляцией просты, не требуют сложного дорогостоящего оборудования и эксплуатационных затрат. Однако зависимость эффективности этих систем от внешних факторов (температуры наружного воздуха, направления и скорости ветра), а также небольшое давление не позволяют решать с их помощью все сложные и многообразные задачи в области вентиляции. Поэтому применяют системы с механическим побуждением.
В системах с механическим побуждением используется оборудование (вентиляторы), позволяющие перемещать воздух на нужные расстояния. При необходимости воздух подвергают различным видам обработки: очистке, нагреванию, охлаждению, увлажнению, осушке. Вентиляцию с механическим побуждением можно разделить на местную и общеобменную.
Местнойвентиляцией называется такая, которая обеспечивает подачу воздуха на определенные места (местная приточная вентиляция) и загрязненный воздух удаляют только от мест образования вредных выделений (местная вытяжная вентиляция).
Местная вентиляция обеспечивает воздухообмен только в рабочей зоне, а общеобменная – во всем помещении.
К местной вентиляции относятся воздушные души (сосредоточенный приток воздуха с повышенной скоростью). Они должны подавать чистый воздух к постоянным рабочим местам, снижать в их зоне температуру воздуха и обдувать рабочих, подвергающихся тепловому облучению.
К местной приточной вентиляции относятся воздушные оазисы – участки помещений, отгороженные от остального помещения перегородками высотой 2-2,5 м, в которые нагнетается воздух с пониженной температурой. Местную приточную вентиляцию применяют также в виде воздушных завес (у ворот, входов, печей и пр.), которые создают как бы воздушные перегородки или изменяют направление потоков воздуха. Местная вентиляция требует меньших затрат, чем общеобменная. В производственных помещениях при наличии вредных выделений (газов, влаги, тепла и пр.) обычно применяют смешанную систему вентиляции: общую – для устранения вредных выделений во всем объеме помещения и местную (местные отсосы и приток) – для обслуживания рабочих мест.
Местную вытяжную вентиляцию применяют, когда места вредных выделений в помещении локализованы и нельзя допускать их распространения по всему помещению. Местная вытяжная вентиляция в производственных помещениях обеспечивает улавливание и отвод вредных выделений: газов, дыма, пыли и тепла. Для удаления вредных выделений применяют местные отсосы (укрытия в виде шкафов, зонты, ботовые отсосы и пр.).
Вредные выделения необходимо удалять от места образования в направлении их естественного движения: горячие газы и пары следует удалять вверх, а холодные тяжелые газы и пыль – вниз. При устройстве местной вытяжной вентиляции для улавливания пылевыделений удаляемый из помещения воздух перед выбросом в атмосферу должен быть очищен с помощью фильтров. Если местной вентиляцией не удается обеспечить санитарно-гигиенические или технологические требования, применяют общеобменные системы вентиляции.
Общеобменные вытяжные системыравномерно удаляют воздух из всего помещения, а общеобменныеприточные– подают воздух и распределяют по всему объему вентилируемого помещения. При одновременной работе приточной и вытяжной вентиляции они должны быть сбалансированы по расходу воздуха.
Если воздух, подаваемый в помещение, образуется путем смешивания наружного воздуха и воздуха, забираемого из помещения, то такая система называется приточно-рециркуляционной.
Системы вентиляции, подающие и удаляющие воздух по каналам или воздуховодам, называют канальными, а не имеющие каналов – бесканальными.
Система, предназначенная для удаления пыли, которая образуется при технологических процессах, называется аспирационной.
Аспирационные системы подразделяются на:
индивидуальные, когда каждое рабочее место имеет отдельную вытяжную установку;
центральные, когда одна установка обслуживает группу рабочих мест.
Для перемещения легковесных материалов (древесная стружка, отходы текстильных материалов, хлопок и др.) создают вентиляционные системы, называемые пневмотранспортом.
Естественная вентиляция
Воздухообмен в производственных помещениях осуществляется с помощью естественной вентиляции или механических вентиляционных установок.
Организованный воздухообмен при естественной вентиляции (аэрации) обеспечивается вследствие разности температур (плотности) воздуха, а также в результате действия ветрового напора.
Под действием тепла, выделяемого машинами и механизмами, нагретым углем (при сушке), людьми, а также нагретыми поверхностями повышается температура воздуха в производственных помкщениях и становится выше температуры наружного воздуха.
Нагретый воздух в производственных помещениях поднимается кверху и через отверстия в перекрытиях (крыше) выходит наружу.
Холодный наружный воздух поступает в помещение через открытые проемы в нижней или средних зонах. В результате создается естественный воздухообмен, называемый тепловым напором.
Значение теплового напора определяется по формуле
Нm= h (ρн – ρв ) g , Н/м2,(1)
где h – высота между центрами вытяжных и приточных отверстий, м; ρн и ρв – плотность наружного и внутреннего водуха, кг/м3; g – ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2.
Естественная вентиляция может быть неорганизованной и организованной. При неорганизованной вентиляции неизвестные объемы воздуха поступают и удаляются из помещения, а сам воздухообмен зависит от случайных факторов (направления и силы ветра, температуры внешнего и внутреннего воздуха). Неорганизованная естественная вентиляция включает инфильтрацию– просачивание воздуха через неплотности в окнах, дверях, перекрытиях и проветривание, которое осуществляется при открывании окон и форточек.
Организованная естественная вентиляция называется аэрацией. Для аэрации в стенах здания делают отверстия для поступления внешнего воздуха, а на крыше или в верхней части здания устанавливают специальные устройства (фонари) для удаления отработанного воздуха. Для регулирования поступления и удаления воздуха предусмотрены перекрытия на необходимую величину аэрационных отверстий и фонарей. Это особенно важно в холодное время года.
Искусственная вентиляция.
Искусственная (механическая) вентиляция, в отличие от естественной, дает возможность очищать воздух перед его выбросом в атмосферу, улавливать вредные вещества непосредственно возле мест их образования, обрабатывать притекаемый воздух (очищать, подогревать, увлажнять), более целенаправленно подавать воздух в рабочую зону. Кроме того, механическая вентиляция дает возможность организовать забор воздуха в наиболее чистой зоне территории предприятия и даже за ее пределами.
Обще-обменная искусственная вентиляция.
Обще-обменная вентиляция обеспечивает создание необходимого микроклимата и чистоты воздушной среды во всем объеме рабочего помещения. Она применяется для удаления избыточного тепла при отсутствии токсичных выделений, а также в случаях, если характер технологического процесса и особенности производственного оборудования исключают возможность использования местной вытяжной вентиляции.
Различают четыре основных схемы организации воздухообмена при обще-обменной вентиляции: сверху вниз, сверху вверх, снизу вверх, снизу вниз.
Схемы сверху вниз и сверху вверх целесообразно применять в случае, если приточный воздух в холодный период года имеет температуру ниже температуры в помещении. Приточный воздух, прежде чем достичь рабочей зоны, нагревается за счет воздуха в помещении. Другие две схемы рекомендуется использовать в тех случаях, когда приточный воздух в холодный период года нагревается, и его температура выше температуры внутреннего воздуха в помещении.
Если в производственных помещениях выделяются газы и пары с плотностью, которая превышает плотность воздуха (например, пары кислот, бензина, керосина), то обще-обменная вентиляция должна обеспечить до 60% воздуха из нижней зоны помещения и 40% – из верхней.
Если плотность газов меньше плотности воздуха, то удаление загрязненного воздуха осуществляется в верхней зоне.
Приточная вентиляция. Схема приточной механической вентиляции, включает: воздухосборник; фильтр для очищения воздуха; воздухонагреватель (калорифер); вентилятор; сеть воздуховодов и приточные патрубки с насадками. Если нет, необходимости подогревать приточный воздух, то его пропускают непосредственно в производственные помещения через обводный канал.
Схема приточной вентиляции
Воздухозаборные устройства необходимо располагать в местах, где воздух не загрязняется пылью и газами. Они должны находиться не ниже 2 м от уровня земли, а от выбросных каналов вытяжной вентиляции по вертикали –ниже 6 м и по горизонтали – не более 25 м.
Приточный воздух подается в помещения, как правило, рассеянным потоком для чего используются специальные насадки.
Вытяжная и приточно-вытяжная вентиляция. Вытяжная вентиляция состоит из очистительного устройства, вентилятора, центрального и отсасывающих воздуховодов.
Воздух после очищения необходимо выбрасывать на высоте не менее чем 1 м над гребнем крыши. Запрещается делать выкидные отверстия непосредственно в окнах.
В условиях промышленного производства наиболее распространена приточно-вытяжная система вентиляции с общим притоком воздуха в рабочую зону и местной вытяжкой вредных веществ непосредственно из мест образования.
В производственных помещениях, где выделяется значительное количество вредных газов, паров и пыли вытяжка должна быть на 10% больше чем притока, чтобы вредные вещества не вытеснялись в смежные помещения с меньшей вредностью.
В системе приточно-вытяжной вентиляции возможно использование не только внешнего воздуха, но и воздух самих помещений после его очищения. Такое повторное использование воздуха помещений называется рециркуляциейи осуществляется в холодный период года для экономии тепла, израсходованного на подогревание приточного воздуха. Однако возможность рециркуляции обуславливается целым рядом санитарно-гигиенических и противопожарных требований.
Местная вентиляция.
Местная вентиляция может быть приточной и вытяжной.
Местная приточная вентиляция, при которой осуществляется концентрированное представление приточного воздуха заданных параметров (температуры, влажности, скорости движения), выполняется в виде воздушных душей, воздушных и воздушно-тепловых завес.
Воздушные души используются, для предотвращения перегревания рабочих в горячих цехах, а также для образования так называемых воздушных оазисов (участков производственной зоны, которые резко отличаются своими физико-химическими характеристиками от остальных помещений).
Воздушные и воздухо-тепловые завесы предназначены для предотвращения поступления в помещения значительных масс холодного наружного воздуха и необходимости частого открывания дверей или ворот. Воздушная завеса генерируется струей воздуха, которая подается из узкой длинной щели, Д под некоторым углом навстречу потоку холодного воздуха. Канал со щелью размещают сбоку или сверху ворот (двери).
Местная вытяжная вентиляция осуществляется с помощью местных вытяжных зонтов, всасывающих панелей, вытяжных шкафов, бортовых насосов.
Конструкция местной вытяжной вентиляции должна обеспечивать максимальное улавливание вредных веществ при минимальном количестве удаляемого воздуха. Кроме того, она не должна быть громоздкой и мешать обслуживающему персоналу работать и присматривать за технологическим процессом.
Основными факторами при выборе типа местной вытяжной вентиляции являются характеристики вредных факторов (температура, плотность газов и паров, токсичность), положение рабочего при выполнении работы, особенности технологического процесса и оборудования.
В случаях, если источник производственных помещений можно поместить внутри просторного, ограниченного стенками, местную вытяжную вентиляцию устраивают в виде вытяжных шкафов, кожухов, ветровых насосов. Если по условиям технологии или обслуживания источник происшествий нельзя изолировать, тогда устанавливают вытяжной зонт или всасывательную панель. При этом поток воздуха, который удаляется, не должен проходить через зону дыхания рабочего
Частным случаем местной вытяжной вентиляции являются бортовые насосы, которыми оборудуют ванны (гальванические, травильные) или другие емкости с токсичными жидкостями, поскольку необходимость использовать при их загрузке подъемно-транспортного оборудования делает невозможное использование вытяжных зонтов и всасывательных панелей. При ширине ванны 1 м и более необходимо устанавливать бортовой насос с обдувом, у которого с одной стороны ванны воздух отсасывается, а с другой – нагнетается. При этом подвижный воздух будто бы экранирует поверхность испарения токсичных жидких веществ.
Сохранение здоровья людей напрямую связано с обеспечением свежим воздухом, поэтому вентиляция является жизненно важной задачей, поставленной перед инженерами-строителями специальности.
Если в статье вы найдете неточности и разночтения, пишите, будем вам благодарны!
All children, except one, grow up. They soon know that they will grow up, and the way Wendy knew was this. One day when she was two years old she was playing in a garden.
All children, except one, grow up. They soon know that they will grow up, and the way Wendy knew was this. One day when she was two years old she was playing in a garden.
