Разработка систем защиты от воздействия вредных производственных факторов на рабочем месте проводника пассажирских вагонов, страница 11

              Рисунок 3.2. Последовательно-параллельное расположение

элементов системы защиты от вредных производственных факторов

Первый подход позволяет выбрать структурную схему, при которой будет обеспечиваться минимальное значение надежности при минимуме суммарных приведенных расходов на систему, второй подход – структурную схему системы защиты с требуемым уровнем надежности при максимуме суммарных приведенных расходов на систему.

3.2. Проектирование элементов защиты

3.2.1. Система защиты воздушной среды

В ходе выполнения технологических операций на ПРОВОДНИКА ПАССАЖИРСКИХ ВАГОНОВ действуют вредные вещества такие как: окись углерода, окись азота, окись серы, сажа, пыль от балласта. Поэтому в СЛУЖЕБНОМ КУПЕ ПРОВОДНИКА необходимо установить местную вытяжную вентиляцию.

Исходные данные: температура воздуха в вагоне 23 0С, длина участков, м: 1 – 1, 2 – 3, 3 – 4, 4 – 2, 5 – 3; расход воздуха по местным отсосам, м3/ч; 2500, 2000, 1850.

Расчет и выбор элементов местной вытяжной вентиляции.

1.  Подготовим схему местной вытяжной вентиляцию к расчету.

  По данным расхода воздуха по местным спискам определим расходы во всех участках системы.

Участок № 1 расход воздуха равен 2500 м3/ч, участок № 2 – 2000  м3/ч, участок № 3 – 4500 м3/ч, участок № 4 – 1850 м3/ч, участок № 5 – 6350 м3/ч.

  Определим элементы и устройства системы по участкам (данные занесем в расчетную табл. 3.2.3).

2.  Согласно табл. 2.1[3] выбираем скорости движения воздуха по участкам (данные заносим в табл. 3.2.2 в скобках).

3.  По номограмме (рис. 2.1[3]) по скорости и расходу воздуха участков наметим диаметры воздуховодов и окончательно примем после сопоставления с диаметрами унифицированных тройников (табл. 2.2.[3]).

4.  Для принятого диаметра определим скорость движения воздуха по участкам по формуле

,

где L – расход воздуха на участке, м3/ч; F – площадь сечения воздуховода, м.

V1 = 2500/3600×0,159 = 4,36 м/с;

V2 = 2000/3600×0,099 = 5,6 м/с;

V3 = 4500/3600×0,196 = 6,4 м/с;

V4 = 1850/3600×0,126 = 4,1 м/с;

V5 = 6350/3600×0,159 = 11,1 м/с.

5.  Рассчитаем потери давления на трение в воздуховодах по формуле

,

1 участок DpRl = 0,42×1 = 0,42 Па/м;

2 участок DpRl = 0,8×3 = 2,4 Па/м;

3 участок DpRl = 1,4×4 = 5,6 Па/м;

5 участок DpRl = 2.1×3 = 6,3 Па/м;

где  - удельные потери давления на трение, Па/м; l – расчетная длина участка воздуховода, м.

6.  Определим потери давления на местное сопротивление по формуле

,

где PД – динамическое давление потока, Па: z - коэффициент местного сопротивления вентиляционных устройств участка (табл. 2.3 [3]).

  Динамическое давление потока в сечении, для которого определяют коэффициент местного сопротивления, определяется по формуле

,

где v – скорость движения воздуха, м/с; r - плотность воздуха, 1,293 кг/м3.

1 участок PД =12,28 Па, Dpz = 19,65 Па;

2 участок PД =20,27 Па, Dpz = 36,49 Па;

3 участок PД =26,48 Па, Dpz = 52 Па;

4 участок PД =10,87 Па, Dpz = 19,13 Па;

5 участок PД =79,65 Па, Dpz = 241,66 Па;

Коэффициенты местного сопротивления выбираем из табл. 2.3[3] применительно включенных в систему вентиляционных устройств.

6.1 Зонт.

Из табл. 2.3 [3] для коллектора конического типа (j = 450, l = 150 мм);

1 участок l/d1 = 150/355 = 0,422, z = 0,19

2 участок  l/d2 = 150/400 = 0,375, z = 0,19

3 участок  l/d2 = 150/400 = 0,375, z = 0,19.

6.2. Дроссель-клапан

Из табл. 2.3 [3] для дроссель-клапана одностворчатого круглого сечения при d = 0, z = 0,6.

6.3. Отвод 900

Из табл. 2.3 [3] для отвода унифицированного для систем общего назначения с a = 900; z = 0,35.

6.4. Тройник

1 – 2 участок. Из табл. 2.3 [3] для унифицированного тройника, работающего в режиме всасывания.

При Fп/Fс = 0,099/0,196 = 0,51, Lо/Lс = 2000/4500 = 0,44, z = 0,66.

3 – 4 участок.  При Fп/Fс = 0,099/0,196 = 0,51, Lо/Lс = 1850/6350 = 0,29, z = 0,27.

6.5. Диффузор за вентилятором