CHƯƠNG TÍNH TỐN THỦY LỰC MẠNG ðƯỜNG ỐNG DẪN KHƠNG KHÍ 6.1 ðẠI CƯƠNG VỀ HỆ THỐNG THƠNG GIĨ Kỹ thuật thơng gió chống bụi khí độc: Kỹ thuật thơng gió mơn khoa học kỹ thuật tổ chức trao đổi xử lý khơng khí nhằm tạo mơi trường khơng khí mong muốn 6.1.1 HỆ THỐNG THƠNG GIĨ CHUNG Thơng gió chung khái niệm rộng cấp không khí vào hút khơng khí khỏi khu vực, khơng gian định, phòng, phân xưởng khối nhà Hệ thống thơng gió chung hệ thống thơng gió khí nguồn lực cho khối khơng khí lưu chuyển quạt gió hệ thống thơng gió tự nhiên tận ñụng nguồn lực tự nhiện nhiệt, sức gió để lưu chuyển khối khơng khí Thơng gió chung có tác dụng hồ lỗng chất gây nhiễm việc cấp khơng khí từ bên ngồi hồ trộn với khơng khí bị nhiễm bên nhà nhằm mục đích kiểm sốt chất có khả ảnh hưởng đến sức khỏe người, có nguy gây cháy nổ gây mùi nhiệt, bụi, loại khí Thơng gió chung áp dụng lượng chất ô nhiễm phát sinh khơng q lớn, trải diện rộng, vị trí thao tác người lao ñộng phải cách ñủ xa nguồn ô nhiễm nồng ñộ chất ô nhiễm mà người lao ñộng tiếp xúc phải thấp TCCP, mức ñộ ñộc hại chất ô nhiễm phải thấp, lan toả chất nhiễm phải tương đối đồng ñều Miệng hút Miệng hút ðường ống dẫn Thiết bị lọc Quạt hút Ống thải Miệng hút Sơ ñồ khối hệ thống hút chất gây ô nhiễm 6.1.2 HỆ THỐNG HÚT BỤI CỤC BỘ ðây hệ thống hút khí, thu gom bụi nguồn phát sinh, có xử lý (hoặc khơng xử lý) trước thải mơi trường bên ngồi Một hệ thống thơng gió hút bụi cục tốt thông thường bao gồm chụp thu bắt bụi bụi nguồn toả bụi máy nghiền, sàng, mài, trộn, ñấu băng tải, gầu tải…; Hệ thống ñường ống dẫn tôn , thiết bị lọc bụi quạt hút Hệ thống thơng gió hút bụi cục tốt phải có hiệu thu bắt bụi cao, làm giảm nồng ñộ bụi chỗ làm việc Hiệu thu bắt bụi có ý nghĩa định tới việc bảo vệ sức khoẻ người lao động Hệ thống thơng gió hút bụi cục tốt phải có hiệu lọc bụi khơng khí hút cao trước thải ngồi trời 6.1.3 HỆ THỐNG HÚT HƠI KHÍ ðỘC CỤC BỘ Tương tự hệ thống hút bụi cục bộ, hệ thống hút khí, thu gom khí độc nguồn phát sinh, có xử lý (hoặc không xử lý) trước thải mơi trường bên ngồi Một hệ thống thơng gió hút khí độc cục tốt bao gồm chụp thu bắt khí độc bụi nguồn toả máy trộn, bể mạ, máy chiết chai…; Hệ thống đường ống dẫn tơn hay INOX, thiết bị lọc khí độc quạt hút Hệ thống thơng gió hút khí độc cục tốt phải có hiệu thu bắt khí ñộc cao, ngăn chặn triệt ñể khí ñộc tràn lan vào mơi trường lao động, làm giảm nồng độ khí độc chỗ làm việc xuống mức cho phép Hệ thống thơng gió hút khí độc cục tốt phải có hiệu lọc khí độc khơng khí hút cao trươc thải trời Vài lưu ý chung cho hệ thống hút cục bộ: Tổ chức thu bắt chất ô nhiễm tốt, nguồn phát sinh không ñể chúng lan toả rộng biện pháp ñể ngăn chặn lan toả chất ô nhiễm, ngăn chặn tiếp xúc chất ô nhiễm người lao ñộng tạo ñiều kiện thuận lợi cho trình lọc ðể thu bắt chất nhiễm tốt có hiệu cao, cần ñảm bảo nguyên tắc sau đây: - Càng chụp kín nguồn toả chất nhiễm tốt - Miệng hút gần nguồn toả chất ô nhiễm tốt - Vận tốc thu bắt phải ñủ lớn ñể hút ñược hết chất ô nhiễm phát - Các miệng thu bắt chất ô nhiễm khơng cản trở thao tác cơng nghệ - Khơng khí chứa chất nhiễm vào chụp hút khơng ñược ñi qua vùng thở người thao tác 6.2 MIỆNG HÚT VÀ CHUYỂN ðỘNG KHƠNG KHÍ QUANH MIỆNG HÚT Quanh miệng hút, khơng khí từ phía chuyển động phía miệng hút chênh lệch áp suất Vì tốc độ khơng khí tăng nhanh theo chiều từ ngồi vào miệng hút theo phía Nếu xem khơng khí khơng dãn nở khí vào miệng hút lưu lượng khơng khí qua mặt cắt nhau, khí vận tốc khơng khí tỷ lệ nghịch với diện tích mặt cắt qua Nếu xem miệng ống hút khơng khí tròn đường kính khơng gian điểm hút, phần tử khơng khí điểm khơng gian vào miệng hút nên mặt ñẳng tốc không gian quanh miệng hút mặt cầu ñồng tâm tâm miệng hút Lưu lượng khơng khí vào miệng hút là: L h = v x × Fx = v x × × π × rx2 = v o × Fo ( m / s) π × d o2 Lh = vo × d v d ⇒ x = × o = k × o v o 16 rx rx Trong trường hợp quanh miệng hút có bề mặt giời hạn, diện tích mặt ñẳng tốc thay ñổi theo hướng giảm bớt làm cho trường ñẳng tốc giảm bớt chênh lệch, phổ vận tốc trước miệng hút ñược kéo dài 6.3 ðƯỜNG ỐNG DẪN KHƠNG KHÍ 6.3.1 GIỚI THIỆU - Nhiệm vụ - Cấu tạo: Miệng hút; chi tiết nối ống; ống dẫn; cút; chạc ba; chạc tư; ñổi tiết diện; thiết bị làm sạch; quạt hút; miệng ống thải khí - Vật liệu - ðộng lực 6.3.2 ỐNG TRỊN – CÁC CHI TIẾT ỐNG TRỊN - Kích thước: Tùy theo khổ tơn lấy cho chẵn Có thể lấy theo sổ tay - Vật liệu: - Các chi tiết: 6.3.3 ỐNG VUÔNG HAY CHỮ NHẬT - Nhược ñiểm; lĩnh vực áp dụng - Các chi tiết cho ống vng hay chữ nhật 6.4 TÍNH TỐN KHÍ ðỘNG HỆ THỐNG HÚT 6.4.1 TIẾT DIỆN ðƯỜNG ỐNG - Vận tốc khí ống hút khí độc: theo vận tốc kinh tế v= 10~12 m/s - Vận tốc khí ống hút bụi: Khi µ ≤ v = (1,2~1,3) vt Khi µ = v = (1,5) vt (m/s) (m/s) µ − Hệ số vận chuyển, trọng lượng hạt bụi kg không khí Vt – Vận tốc treo hạt bụi Theo kinh nghiệm v = 16 ~ 20 m/s (cho không khí lẫn bụi) Hay tra bảng sổ tay thiết kế Tiết diện ñường ồng: f= L v ( m2 ) 6.4.2 TỔN THẤT ÁP SUẤT TRONG ðOẠN ỐNG Áp suất tương đối khơng khí ống ñiểm: Pi = Pt + Pd Pt – Áp suất tĩnh Pd – Áp suất ñộng Trong ống dẫn khơng khí, dòng khơng khí chuyển động từ nơi có áp suất cao tơi nơi có áp suất thấp Chênh lệch áp suất tiết diện vào tổn thất áp suất đoạn ống Nó thơng số thị lượng bị tiêu hao ñoạn ống ma sát khơng khí với thành ống với Tổn thất áp suất (hay gọi “trở lực”) tính cơng thức: ∆p = P1 – P2 = ∆pms + ∆pcb ∆pms – Trở lực ma sát (pa) ∆pms = R ΣL (Pa) ΣL – Tổng chiều dài ñoạn ống (m) (Pa) R – Trở lực đơn vị tính cho mét ống (Pa/m) λ λ v2 R = × Pd = × × ρ d d (Pa ) ∆pcb – Trở lực cục (Pa) ∆Pcb = ∑ ξ × v2 × ρ = ∑ ξ × Pd (Pa ) ξ - Hệ số sức cản cục Tra bảng số tay thiết kế v – Tốc độ khơng khí ống (m/s) ρ - Mật độ khơng khí (kg/m3) d – ðường kính ơng dẫn (m) Pd – Áp suất động dòng khí (Pa) λ - Hệ số ma sát λ= Khi 103 ≤ Re ≤ 104 λ= Khi 104 ≤ Re ≤ 109 0,3164 R 1e/ 0,1266 R 1e/ Người ta lập biểu ñồ tra R = f(v; d hay L) ứng với điều kiện nhiệt độ khơng khí t = 200C ñộ nhám tuyệt ñối K ≠ 0,1 mm Hiệu chỉnh ảnh hưởng ñộ nhám tuyệt ñối ống nhiệt độ khơng khí khác tính theo công thức: Rt = R n η n – Hệ số hiệu chỉnh kể tới nhiệt ñộ khơng khí ≠ 20OC η - Hệ số hiệu chỉnh ñộ nhám tuyệt ñối ống ≠ 0,1 mm Với ống vng hay chữ nhật, người ta tính đường kính tương đương theo: d= b × (a + b ) (m ) Kích thước dùng để tra hay tính hệ số trở lực ma sát Khơng dùng ñể tính lưu lượng 6.4.3 TỔN THẤT ÁP SUẤT TRONG HỆ THỐNG ỐNG Trong hệ thống hút khơng khí có nhiều nhánh ống rẽ, cần thiết phải tính trở lực cho đoạn ống có tiết diện khơng đổi, chi tiết ñổi tiết diện, chạc ba, chạc tư theo hướng rẽ ñường ống từ miệng hút tới miệng thải khí Trở lực hệ thống trở lực tuyến từ miệng hút tới miệng thải khí có trị số lớn thoi ∆Pht = ∑ ∆Pi hut max Trên nhánh khác, người ta phải lắp ñặt van tiết lưu ñể hiệu chỉnh lưu lượng cho với u cầu tính tốn Trở lực hệ thống hút bụi cần ñược hiệu chỉnh theo hệ số vận chuyển bụi khí thải µ Khi µ < 0,01 (≈ 12.000 mg/m3) coi khơng khí không chứa bụi Trở lực hệ thống trở lực hệ thống hút khơng khí ∆p = ∆pht Khi µ > 0,01 Trở lực hệ thống hiệu chỉnh theo cơng thức sau: ∆p = ∆pht (1+k.µ) + η µ ρκκ g (Pa) µ − Hệ số vận chuyển k - Hệ số tỷ lệ, phụ thuộc vào loại vật liệu (tra bảng) h - ðộ chênh cao ñoạn ống (m) ρκκ − Mật ñộ khơng khí g – Gia tốc trọng trường 6.4.4 TUẦN TỰ TÍNH TỔN THẤT ÁP SUẤT TRONG HỆ THỐNG ỐNG Bước 1: Xác ñịnh lưu lượng hút ñiểm lưu lượng tổng cộng hệ thống Bước 2: Vạch tuyến ống từ ñiểm bất lợi tới vị trí đặt quạt thiết bị xử lý Bước 3: Vạch tuyến ống từ điểm lại tới tuyến ống Bước 4: - Vẽ sơ đồ khơng gian tồn tuyến ống - ðánh số điểm tuyến; ghi chiều dài đoạn ống có lưu lượng vận tốc khơng đổi; Ghi vận tốc thiết kế dự kiến - Tính trở lực đoạn ống chọn cấu tạo chi tiết hệ thống (cút; chạc ba; chạc tư…) Bước 5: Tích hợp trở lực theo tuyến chọn tuyến có trở lực cao Bước 6: Tính độ mở cấu tạo van hay ống tiết lưu cho nhánh lại ... kính ơng dẫn (m) Pd – Áp suất động dòng khí (Pa) λ - Hệ số ma sát λ= Khi 103 ≤ Re ≤ 104 λ= Khi 104 ≤ Re ≤ 109 0,3 164 R 1e/ 0,1 266 R 1e/ Người ta lập biểu ñồ tra R = f(v; d hay L) ứng với điều kiện... chữ nhật 6. 4 TÍNH TỐN KHÍ ðỘNG HỆ THỐNG HÚT 6. 4.1 TIẾT DIỆN ðƯỜNG ỐNG - Vận tốc khí ống hút khí độc: theo vận tốc kinh tế v= 10~12 m/s - Vận tốc khí ống hút bụi: Khi µ ≤ v = (1,2~1,3) vt Khi µ... treo hạt bụi Theo kinh nghiệm v = 16 ~ 20 m/s (cho không khí lẫn bụi) Hay tra bảng sổ tay thiết kế Tiết diện ñường ồng: f= L v ( m2 ) 6. 4.2 TỔN THẤT ÁP SUẤT TRONG ðOẠN ỐNG Áp suất tương đối khơng