Белгород, Белгородская область, Россия
Белгород, Белгородская область, Россия
Белгород, Белгородская область, Россия
Белгород, Белгородская область, Россия
Произведен расчет бортового отсоса от гальванической ванны различными методами. При помощи метода конформных отображений построены профили скоростей при разных размерах механического экрана. Показано влияние экрана на спектр всасывания. Найдена высота механического экрана, который исключает выделение в помещение паров с поверхности электролита, уменьшает количество удаляемого воздуха, а также снижает энергозатраты.
местный отсос, метод конформных отображений, гальваническая ванна
Данная статья является логическим продолжением статьи [1], где разработана математическая модель экранированного бортового отсоса, и относится к научному направлению снижения энергоемкости систем вентиляции [2-4]. С использованием расчетных соотношений, полученных в указанной статье, построены профили вертикальной и горизонтальной составляющих скорости при разных размерах экрана (рис.1-10).
Как видно из этих графиков сносящая скорость отсасываемого воздуха uxвозрастает по абсолютной величине при увеличении высоты экрана h. Например, при h>0,2 м горизонтальная составляющая скорости воздуха на расстоянии x>0,1 м (y = 0) превышает 6uп, где uп - скорость восходящего потока паров электролита (см. рис. 3,5,7,9). В зоне прорыва вредных паров при тех же Qo=Lп уменьшается область отрицательной величины скорости подъема паров и uy увеличивается при наличии экрана высотой уже более 0,2 м (см. рис. 2,4,6,8).
Определим требуемые объемы удаляемого воздуха для однобортового отсоса без экрана и с экраном. Расчет расхода отсасываемого воздуха произведем по методам ГИПРОНИИАВИАПРОМ и В.Н. Талиева. А затем сравним с результатами, полученными с помощью метода конформного отображения.
В качестве исходных данных для расчета используем технологические характеристики линий подготовки поверхности деталей перед операцией пассивирования деталей, а также параметры воздуха рабочей зоны (табл. 1), принятые по СанПин 2.2.4.548-96 и соответствующие категории работ по уровню энергозатрат 2а.
Таблица 1
Допустимые параметры внутреннего воздуха
|
Период года |
Температура внутреннего воздуха tв, °С |
Относительная влажность внутреннего воздуха φ, % |
Скорость движения воздуха υ, м/с |
|
Теплый |
22,1–27 |
60 |
0,4 |
|
Холодный |
17–18,9 |
15–75 |
0,1анна обезжиривания, состав электролита: натрий едкий – 30–50 г/л, сода кальцинированная – 20–40 г/л, тринатрий фосфат – 30–50 г/л, жидкое стекло – 10-15 г/л, размеры ванны |
Д×Ш – 1,2×1 м, tр-ра =50 °С; ванна травления: соляная кислота – 150–350 г/л, размеры ванны Д×Ш – 1,2×1 м, tр-ра =10–25 °С; ванна глянцевого травления: азотная кислота – 410–-430 г/л, серная кислота – 900–920 г/л, соляная кислота – 5–10 г/л, размеры ванны Д×Ш – 1,2×1 м, tр-ра=10–25 °С; ванна пассивирования: хромовый ангидрид – 70–90 г/л, серная кислота – 5–10 г/л, размеры ванны Д×Ш – 1,2×1 м, tр-ра =10–25 °С.
Расчет по методу ГИПРОНИИАВИАПРОМ
Расчет по методу проф. В.Н. Талиева
Расчет выполняем для температуры воздуха в помещении 17 ºС, Н – расстояние от оси щели до уровня электролита примем равное 0. Согласно графику линий тока при , ∆Н=0,2284 [5]. Находим , для этого определим , , , α, , u.
Для ванны обезжиривания:
Для ванны травления, глянцевого травления и пассивирования:
Суммарный объем удаляемого воздуха .
Расчет экранированного однобортового отсоса
В методике В.Н. Талиева ванна расположена у стены, т.е. имеет бесконечный экран, соотношение . В производстве случаи расположения ванны у стены встречаются очень редко. Мы же получили соотношение , установив экран h=0,8м; для экранированного бортового отсоса для ванн: обезжиривания – 804,8 , травления, глянцевого травления и пассивирования – 432 Суммарный объем удаляемого воздуха , что в 3 раза меньше чем расчетный объем удаляемого воздуха по методике ГИПРОНИИАВИАПРОМ.
Заключение. Для того чтобы поддерживать требуемые условия микроклимата в гальванических цехах нужны эффективные местные отсосы. На сегодняшний день существуют различные методики расчета и большое количество конструкций бортовых отсосов. Нередко расходы удаляемого воздуха или завышены, или занижены. В первом случае имеем высокий расход электроэнергии, во втором нарушение требований к воздуху рабочей зоны. В работе показано влияние экрана на спектр всасывания. Правильно подобранная высота экрана (h» 0,8B) исключает выделение в помещение паров с поверхности электролита, уменьшает количество удаляемого воздуха, а также снижает энергозатраты.
*Исследования выполнены по гранту РФФИ №16-08-00074а
1. Аверкова О.А., Крутикова Д.Н., Логачев И. Н., Логачев К.И., Уваров В. А., Математическое моделирование течения вблизи экранированного бортового отсоса// Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова, 2016. №9. С. 96-102.
2. Киреев В.М., Минко В.А. Разработка аспирационных укрытий и инженерной методики их расчета// Безопасность труда в промышленности. 2013. № 2. С. 42-46.
3. Минко В.А., Юров Ю.И., Овсянников Ю.Г. Нагнетатели в системах теплогазоснабжения и вентиляции// Международный журнал экспериментального образования. 2010. № 10. С. 86-87.
4. Маконин А.Л., Семиненко А.С. Бункеры силосного типа //Современные наукоемкие технологии. 2013. № 8-1. С. 42-43.
5. Талиев В.Н.. Аэродинамика вентиляции. М.: Стройиздат, 1979, 295 с.
6. Рекомендации по проектированию отопления и вентиляции гальванических и травильных цехов. ГИПРОНИИАВИАПРОМ, 1989. 78 с.
