Введение к работе
Актуальность проблемы. На предприятиях, производящих и использующих технический углерод, при осуществлении многих технологических процессов, в частности, при дроблении, истирании и т. д., а также транспортировке порошкообразного сырья и продуктов, выделяется большое количество мелкодисперсной пыли, часто одновременно с газами и теплом.' Это создает неблагоприятные санитарно - гигиенические условия труда на рабочих местах. В особую группу производственных помещений, отличающихся сложностью пространственного размещения технологического оборудования, можно выделить цеха, имеющие технологические площадки на различных отметках. Оборудование, имеющееся на таких площадках, как правило, вызывает необходимость присутствия на них обслуживающего персонала, то есть обеспечения нормативов качества воздушной среды.
Именно поэтому важно иметь представление о факторах, определяющих параметры воздушной среды на площадках, оценить эффективность того или иного способа обеспыливания.
Среди производств, имеющих подобные архитектурно-планировочные решения, можно назвать отделения грануляции и улавливания на заводах технического углерода, подготовительные цеха шинных заводов и резинотехнических изделий, и т.д.
Натурные замеры, проведенные в цехах данных производств, показали, что запыленность воздуха на рабочих местах в ряде случаев более чем в 10 раз превышает ПДК, а перепады температур по высоте производственных помещений достигают 13С и 8С в плане помещений.
На данных предприятиях наблюдаются заболевания пнев-мокониозом, дерматитом, и другие заболевания, вызванные пылью технического углерода.
Цель работы. Для улучшения санитарно - гигиенического состояния производственной среды необходима разработка комплекса мероприятий по обеспыливанию и организации воздухообмена в рабочих зонах корпусов с многоярусным расположением технологического оборудования.
Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:
- анализ факторов, определяющих уровень запыленности
воздушной среды рабочих зон корпусов с многоярусным рас
положением технологического оборудования;
-экспериментальная и теоретическая оценка технологического оборудования как источника пылевыделения, определяющего запыленность воздушной среды на технологических площадках;
-исследование дисперсного состава и физико-химических свойств пылей, образующихся в процессах производства и использования технического, углерода;
составление физико-математических моделей, описывающих закономерности массопереноса частиц пыли от технологического оборудования, в экологоохранном оборудовании;
разработка комплекса мероприятий по обеспыливанию и инженерного метода расчета воздухообмена в рабочих зонах корпусов с многоярусным расположением технологических площадок.
Основная идея работы состоит в использовании вероятностно-статистического подхода для прогнозирования состояния воздушной среды при производстве и использовании технического углерода за счет трехмерной постановки задачи и учета дополнительных параметров. .
. Методы исследования включали: анализ и обобщение исследований других авторов, математическое и физическое моделирование, обработку данных экспериментов методами математической статистики с применением ПЭВМ, сопоставление полученных результатов экспериментальных исследований, выполненных в лабораторных и промышленных условиях, с результатами, полученными другими авторами.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендации доказана применением классических положений' теории механики аэрозолей и аэродинамики при моделировании изучаемых процессов и подтверждена сходимостью результатов лабораторных и промышленных экспериментов с теоретическими положениями и даннымидругих авторов.
Научная новизна работы состоит в том, что:
- сформулированы требования по расчету воздухообмена и
организации обеспыливания воздушной среды технологически*
площадок в корпусах с многоярусным расположением техноло
гического оборудования;
- разработаны физико-математические модели и получены
аналитические зависимости, описывающие процессы массопе-
реноса пыли от технологического оборудования, в пылеулав
ливающих аппаратах со встречными закрученными потоками;
-получены аналитические зависимости, характеризующие закономерности распределения концентрации пыли и температур в восходящих воздушных потоках над технологическим оборудованием с сосредоточенным выделением теплоты;
- разработаны элементы теории расчета воздухообмена в
корпусах с технологическими площадками и получены анали
тические зависимости для расчета величин воздухообмена;
экспериментально определены и обоснованы эмпирические
константы расчетных уравнений.
Практические результаты:
разработана методика экспериментального определения мощности лылевыделения технологического оборудования и исследованы различные виды оборудования при наличии продольных и поперечных воздушных потоков.
разработаны и исследованы пылеулавливающие аппараты на встречных закрученных потоках;
разработана система пневмоуборки с аппаратами отвеивания и пылеулавливания со встречными закрученными потоками и двухпозиционная схема воздухообмена производственных помещений;
Реализация результатов работы. Результаты работы нашли воплощение в: "Унифицированной методике обследования предприятий, производящих и потребляющих технический углерод", утвержденной ЯНПА "Техуглерод" для исследования на предприятиях, производящих и потребляющих техуглерод.
на основе "Унифицированной методики" выполнены обследования и даны рекомендации по улучшению организации воздухообмена и работы аспирационных систем на Волгоградском, Ивановском, Ярославском заводах технического углерода, подготовительных цехах Ярославского, Волжского, Барнаульского, Нижнекамского шинных заводов;
выполнены оптимизационные расчеты организации воздухообмена для Волгоградского, Ивановского и Ярославского ЭТУ;
- запроектирована и смонтирована двухпозиционная система вентиляции в корпусе обработки технологического углерода Волгоградского ЗТУ. На защиту выносятся;
-результаты натурных исследований, характеризующие запыленность воздушной среды рабочих зон в корпусах с технологическими площадками и мощность пылевыделения технологического оборудования;
-физико-математические модели и аналитические зависимости, описывающие процессы массопереноса от технологического оборудования, в пылеулавливающих аппаратах со встречными закрученными потоками;
-аналитические зависимости, характеризующие закономерности распределения концентрации пыли и температур в восходящих воздушных потоках над технологическим оборудованием с сосредоточенным выделением теплоты;
-элементы теории расчета и оптимизации схем воздухообмена в корпусах с технологическими площадками. Апробация работы.
Основные положения и результаты работы с 1977 по 199' годы докладывались и получили одобрение на ВУЗовских, областных, межотраслевой и межреспубликанской конференциях (г.Волгоград, г.Рига, г.Пенза, г.Ростов-на-Дону), на Всесоюзном совещании по проблемам охраны воздушного бассейне (г.Ереван), на областных семинарах (г.Волгоград, г.Пенза), на семинаре Ленинградского дома научно-технической пропаганды, на технических совещаниях на различных предприятиях (Воронежский, Ярославский, Волжский, Барнаульский шинный заводы; Волгоградский, Ивановский, Ярославский ЗТУ, Волгоградский алюминиевый завод и др.). Публикации.
Основные результаты исследований диссертации изложен] в 26 работах, в том числе: тематическом обзоре, статьях, авторском свидетельстве, заявке на получение патента, а также научно-технических отчетах.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из вве дения, пяти разделов, выводов, списка использованной литературы и приложений. Общий объем работы - 235 страниц. В том числе: 176 страниц - основная часть, содержащая 36
рисунков и 21 таблицу; 14 страниц - список литературы из 117 наименований; 4 приложения на 38 страницах.
