Материал: K_5

Залежно від способу покриття виробів лакофарбовими матеріялами їх витрата така [1]:

• розприскуванням кольорових аеролаків та емалей А = 180 г/м², олійних лаків та емалей А = 60…90 г/м²;

• нанесенням пензлем безколірного аеролаку А = 200 г/м², нітрошпатлівок А = 100…180 г/м², нітроклею А = 160 г/м².

Приклад 5.13. Визначити виділення у виробниче приміщення шкідливої пари фарбувальних розбавників при покриванні виробів розпорскуванням кольорової емалі ХВ-518, якщо протягом 1 год покривають емаллю вироби із загальною поверхнею F = 100 м².

Розв’язування.

Із вище вказаних рекомендацій витрата кольорової емалі А = 180 г/м², а відсотковий вміст розбавника (сольвенту) в ній, згідно табл. 5.17 , становить 43,4 %.

Масові виділення в приміщення пари сольвенту розраховуємо за формулою

г/год = 7,812 кг/год.

5.4.3. Випаровування рідких хімічних речовин з відкритих поверхонь розчинів [24]

Процес перенесення речовини описується критеріальним рівнянням

, (5.74)

де - критерій Нусельта для процесів випаровування; - критерій Прандтля для процесів випаровування; - критерій Грасхофа; с^* - коефіцієнт, який залежить від крайових умов, форми і режиму вільної конвекції; - показник степеня, який залежить від режиму вільної конвекції і змінюється в межах від 0 до 1/3; - масова швидкість випаровування, тобто масова кількість речовини, яка випаровується з одиниці поверхні в одиницю часу, що віднесена до одиниці різниці концентрацій на поверхні рідини і в навколишньому повітрі, м/с; – визначальний (характерний) розмір поверхні випаровування, м; - коефіцієнт кінематичної в’язкості навколишнього повітря, м²/с; – прискорення сили тяжіння, м/с²; – густина навколишнього повітря, кг/м³; – густина вологого повітря над поверхнею рідини при її температурі, кг/м³; – коефіцієнт молекулярної дифузії речовини, м²/с.

Розв’язування задачі для трьох режимів.

1. Плівковий режим. Характеристики режиму: . Для поверхні рідини – плівка (прошарок) умовно нерухомого повітря значної товщини. Перенесення речовини від поверхні рідини через цю плівку відбувається дифузією.

Об’єм пари речовини , що випаровується в одиницю часу з 1 м² поверхні рідини, за формулою Стефана для даного режиму

, м³/(см²) (5.75)

де – барометричний тиск, мм.рт.ст; – парціальний тиск пари (випарів) в насиченому повітрі безпосередньо над поверхнею рідини при температурі випаровування, мм.рт.ст; – парціальний тиск пари (випарів) в навколишньому (внутрішньому) повітрі, мм.рт.ст.

Оскільки величини і суттєво менші порівняно з величиною , то величину можна знайти за спрощеною формулою

, м³/(см²). (5.76)

2. Ламінарний режим. Характеристика режиму: . Ламінарний режим руху повітряних потоків біля поверхні випаровування спостерігається при (кр – критичний). Критеріальне рівняння для ламінарного режиму руху має вигляд

. (5.77)

Розв’язавши рівняння (5.77) отримуємо формулу, за якою можна визначити кількість випарів (пари), г/год, з поверхні рідини площею F:

, (5.78)

де при випаровуванні з горизонтальних поверхонь рідин, пара яких легша за навколишнє повітря: – те ж, пара яких тяжча за повітря; – концентрації пари в навколишньому середовищі (внутрішньому повітрі) і над поверхнею розчину, г/м³_.

3. Турбулентний режим. Характеристика режиму: . Має місце за умови .

При турбулентному режимі критеріальне рівняння (5.74) має вигляд

(5.79)

Розв’язавши рівняння (5.79), отримуємо

, г/год. (5.80)

Приймають: (при ); (при ).

В інженерних розрахунках величину , при випаровуванні з вільної поверхні рідини в навколишнє повітря, можна визначити за формулою [30]

, кг/год (5.81)

де – коефіцієнт молекулярної дифузії речовини, м²/год; - витрата повітря через смок (щілинний бортовий) системи місцевої витікальної вентиляції, м³/год; – коефіцієнт смока (відсмокта), який приймають рівним: при задіянні системи місцевої вентиляції 0,9; при не задіяній системі місцевої вентиляції – 0; – характерний розмір поверхні випаровування (ширина ванни), м; - просторовий кут підтікання повітря до смока: за відсутності смока ; для смока (і відповідно ванни) при стіні приміщення ; для окремої ванни на відстані від стіни, за наявності смока, ; для смока біля ванни, що розміщена поряд із ванною без місцевого смока, ; – площа дзеркала розчину у ванні, м²; – коефіцієнт, який залежить від різниці температур поверхні рідини і навколишнього повітря:

– концентрації пари речовини відповідно над поверхнею розчину і в навколишньому повітрі, кг/м³, які визначаються за величиною парціальних тисків:

, кг/м³

де – молекулярна маса речовини, кг/кмоль (табл. 5.25); – парціальний тиск пари речовини, Па (табл.5.27); – густина навколишнього (внутрішнього) повітря кг/м³; – барометричний тиск, Па.

Таблиця 5.27

Молекулярна маса М_р і парціальний тиск р насиченої пари

деяких рідких речовин при температурі 20 ^оС

Якщо рідини не перемішуються, то температура їх поверхні визначається аналогічно як і температура поверхні води (див.п.5.4.1).

Коефіцієнт дифузії пари речовини в повітрі , м²/год, який залежить від температури поверхні рідини , ^оС, і барометричного тиску можна визначити за формулою:

, м²/год (5.82)

де – коефіцієнт дифузії речовини за нормальних умов, м²/год: для водяної пари ; для хлористого водню ; для ціанистого водню ; для пари азотної кислоти .

Коефіцієнт дифузії для любих газів і пари може бути визначений за законом Грехема, згідно якого, в однакових умовах, швидкості дифузії газів i обернено пропорційні до їх молярних мас і , тобто

.

Концентрацію пари речовини в навколишньому (внутрішньому) повітрі потрібно приймати за величиною ГДК цієї речовини.

Витікання пари і газів через нещільності устаткування і трубопроводів залежить від внутрішнього тиску в них. При перепаді тисків в обладнанні і навколишньому середовищі Па витрату пари (газу) _, визначають за формулою [24]

, кг/год (5.83)

де - коефіцієнт витрати щілинних отворів ( ); – сумарна площа всіх нещільностей устаткування (трубопроводів), яка приймається за паспортними даними або згідно проєктного завдання, м²; – густина пари (газу), кг/м³.

При величині Па витрату витікальної пари (газу) можна визначити за формулою Н.Н.Рєпіна

, кг/год (5.84)

де – коефіцієнт, який залежить від тиску в обладнанні (трубопроводі) і визначається по рис. 5.19; - внутрішній об’єм обладнання або трубопроводу, м³; – молекулярна маса пари або газів, які перебувають під тиском , кг/кмоль; – абсолютна температура пари (газу), К.

Рис. 5.19. Залежність коефіієнта k_p від внутрішнього тиску р в обладнанні (трубопроводі)

5.5. Газовиділення в приміщення

Основним газовим забрудником у приміщеннях громадських будівель є диоксид вуглецю (СО₂), який виділяється людьми.

Виділення СО₂ визначають сумуванням газовиділень групами осіб (мужчин, жінок, дітей), залежно від фізичної навантаги, за формулою

, л/год (5.85)

де - виділення СО₂ однією особою залежно від фізичного стану, л/год (табл. 5.28); – кількість осіб, які перебувають в приміщенні, люд.

Таблиця 5.28

Виділення СО₂ дорослою людиною

Заувага. Дитина виділяє СО₂ в кількості 70 … 80 % від величин, які вказані в таблиці.

Газовиділення при роботі стаціонарних дизель-генераторів через їх нещільності можна розрахуватри за формулою [1]

, мг/год (5.86)

де - ефективна потужність дизельного двигуна, к.с.; і – концентрації окремих газових забрудників в суміші газів, яка утворюється в циліндрах двигуна ( ) та в картері ( ) в мг/л, (приймаються по табл. 5.29).

Таблиця 5.29

Концентрації окремих газових забрудників в газовій суміші,

яка утворюється в циліндрах двигуна С_ц і в картері С_к, мг/л [1]

Газовиділення при роботі автомобільних двигунів. Основними забруднювальними виділеннями при роботі автомобільних двигунів є оксид вуглецю (СО) і оксиди азоту (NO_x). Загальні газовиділення в приміщеннях для зберігання і технічного обслуговування автомобілів можна визначити за формулою [30]

, г/год (5.87)

де – максимальне число автомобілів, які виїжджають із приміщення (будинку) протягом 1 год, виїздів/год; – питомі газовиділення при роботі автомобільного двигуна, г/кВт, (табл. 5.30); - потужність двигуна автомобіля, кВт (табл. 5.31); – коефіцієнт врахування інтенсивності руху автомобілів (табл. 5.32).

Таблиця 5.30

Газовиділення при роботі автомобільних двигунів [30]

Таблиця 5.31

Потужності автомобільних двигунів [30]

Таблиця 5.32

Коефіцієнт k_i врахування інтенсивності руху автомобілів [30]