اهداف كلي تهويه صنعتي:

1. تهويه صنعتي industrial ventilationتهیه کننده : دکتر مسعود مطلبیhttp://healthf.kaums.ac.ir/motallebi_m@kaums.ac.ir

2. تهويه صنعتي industrial ventilationتعريف: برقراري سيستمي است كه به وسيله آن ذرات آلاينده شامل گرد و غبار،‌بخارات، دود و گازهاي شيميايي از طريق تأمين هواي پاك و يا تخليه هواي آلوده از محيط كار خارج شده و از تماس كارگران با مواد خطرناك در مقدار بيش از حد مجاز جلوگيري نمايد.

3. اهداف كلي تهويه صنعتي: • 1- كنترل آلوده كننده ها و رساندن آنها به سطحي پايين تر از حد انفجار و يا اشتعال (LEL) • 2- كاهش آلاينده ها و رساندن آنها به ميزان TLV

4. تهويه صنعتي دو نوع است: • 1- تهويه ترقيقي Dilution ventilation • 2- تهويه موضعي local ventilation

5. تهويه ترقيقيDilution vent • يعني رقيق كردن هواي آلوده به وسيله هواي پاك و تميز، در موارد زير از آن مي توان استفاده كرد • 1- سميت آلوده كننده كم باشد. • 2- منبع توليد آلودگي نزديك كارگر نباشد. • 3- تراكم مواد آلوده كننده در هوا زياد نباشد. • 4- مواد آلوده كننده به صورت گاز يا بخار باشد(نه گرد و غبار) • 5- آلاينده به طور يكنواخت در محيط پراكنده شود. • 6- شرايط آب و هوايي معتدل باشد. • 7- به وسيله تميز كننده نياز نباشد

6. روش هاي تهويه ترقيقي: • 1- تهويه طبيعي natural vent • 2- تهويه مكانيكي mechanical vent

7. تهويه مكانيكي: • در اين روش معمولاً با استفاده از فن هاي محوري هوا جابجا مي گردد و خود به چند دسته تقسيم مي شود: • الف- تهويه مكانيكي دمشي بدون جهت مشخص • ب- تهويه مكانيكي مكشي بدون جهت مشخص • ج- تهويه دمشي جهت دار • د- تهويه مكانيكي مكشي- دمشي

8. به طور كلي تهويه ترقيقي مكانيكي كاربرد بيشتري در محيط كار دارد. اين تهويه با يكي از دو هدف زير در محيط كار مورد استفاده قرار مي گيرد. • 1- كاهش ميزان آلودگي و رساندن آن به حد TLV يا كمتر. • 2- كاهش ميزان گازها و بخارات قابل اشتعال يا انفجار و رساندن آن به حد LEL يا كمتر.

9. در هريك از اهداف فوق اصول زير بايستي د رتهويه ترقيقي رعايت شود. • 1- مقدار هواي لازم جهت رقيق كردن هوا و تأمين دو هدف فوق فراهم گردد. • 2- محل خروج آلودگي حتي الامكان نزديك سرچشمه آلودگي باشد. • 3- مسير عمودي هواي تهويه طوري باشد كه سرچشمه آلودگي بين كارگر و خروجي قرار گيرد. • 4- از ورود مجدد هواي خارج شده به داخل سالن جلوگيري شود.

10. تهويه مؤثر: وقتي سيستم تهويه كار مي كند و هوا را از محل خارج مي كند، تمامي اين هوا حاوي آلودگي نبوده و مقداري از هواي تميز را نيز به همراه هواي آلوده از محيط خارج مي كند. تهويه مؤثر ميزان هوايي است كه تمامي آلودگي را با خود حمل نموده و از محيط خارج مي سازد و برابر است با :

11. K ضريب ثابت تهويه مؤثر است كه مي باشد (هر قدر كمتر باشد يعني تهويه مؤثرتر است). به اين ضريب (K) ، ضريب ايمني هم گفته مي شود زيرا داريم: Q=KQ’ • ميزان K به عواملي نظير سميت آلاينده، توزيع تهويه در محل، نوع فرآيند و نوع توليد آلودگي ميزان تهويه طبيعي، محل استقرار پرسنل و ... بستگي دارد. • مثلاً هرچه سميت ماده بيشتر باشد K بيشتر خواهد بود.

12. ميزان هواي مورد نياز براي رقيق كردن هوا به منظور رساندن آلودگي به حد استاندارد (TLV)

13. تهویه ترقیقی بر مبنای تعویض هوا

14. تهويه موضعي LOCALVENTILATION • تهويه موضعي يعني گرفتن آلودگي در منبع توليد و انتقال آن به خارج از محيط كار و تصفيه هوا در صورت نياز . • اين سيستم در مقايسه با تهويه ترقيقي كارايي بالاتري دارد و به ميزان هواي كمتري نيز نيازمي باشد.

15. اجزاء اين سيستم عبارت است از • 1- هود (يك يا چند هود) • 2- كانال هاي انتقال • 3- وسيله تميز كننده هوا • 4- فن • 5-دودكش

16. در يك سيستم تهويه 3 نوع فشار وجود دارد: • - فشار استاتيك (static pressure) :فشاري است كه هوا در تمام جهات به جدار كانال اعمال مي كند. اين فشار همان انرژي پتانسيل است كه در كانال تبديل به افت فشار مي شود. اين فشار در قسمت مكش منفي و در قسمت دمش مثبت است.

17. - فشار سرعت (velocity per): فشاري است كه در اثر سرعت جريان هوا به وجود مي آيد. اين فشار همواره مثبت است (اگر هوا ساكن باشد اين فشار صفر است ولي فشار استاتيك همواره وجود دارد). • - فشار كل (total per): مجموع فشارهاي استاتيك و سرعت TP=VP+SP

18. افت فشار (friction loss) : جریان هوا در داخل کانال موجب اصطکاک بین هوا و جداره کانال می شود. این اصطکاک سبب می گردد که مقداری از انرژی هوا صرف خنثی کردن آن شده و تبدیل به حرارت شود. هر قدر سرعت حرکت سیال در کانال زیادتر باشد اصطکاک بیشتر و در نتیجه افت فشار بیشتر است:

19. نکته : چون در یک سیستم تهویه در مقاطع مختلف کانال سرعت بایستی ثابت بماند یعنی فشار سرعت ثابتاست. از طرفی چون فشار سرعت تبدیل به افت فشار می شود لذا فشار استاتیک به فشار سرعت تبدیل شده و آن را جبران یم کند تا مقدار VP ثابت بماند. بدین ترتیب فشار سرعت ثابت مانده و فشار استاتیک به افت فشار تبدیل می گردد.

20. هود (HOOD): عبارت است از جمع آورنده ی هوای آلوده یا به عبارت دیگر دهانه ای که به وسیله آن هوای آلوده به سیستم راه پیدا می کند. عقیده بر این است که مهم ترین قسمت یک تهویه موضعی همان هود است. • در طراحی و یا انتخاب یک هود بایستی به شکل، اندازه، میزان جریان هوای لازم و محل قرار گرفتن هود توجه نمود

21. در طراحی و انتخاب هود ها بایستی نکات زیر رعایت شود : • 1- هود تا آنجا که ممکن است عملیات را در برگیرد و در غیر این صورت تا حد امکان به محل تولید آلودگی نزدیک باشد. • 2- سرعت جریان هوا در دهانه هود به اندازه ای باشد که بتواند ذرات آلودگی را جمع نماید. • 3- محل هود بایستی به گونه ای باشد که مزاحم کارگر نشده و کارگر بین منبع تولید آلودگی و هود قرار نگیرد.

22. اصطلاحات مهم در رابطه با هود: • 1- سرعت ربایش (capture velocity): عبارت است از سرعت هوا در نقطه ای در جلوی هود که برای گرفتن آلاینده توسط هود مورد نیاز است. در واقع این سرعت حداقل سرعت مورد نیاز برای غلبه بر نیروی جریان مخالف است و موجب می گردد که مواد آلوده کننده به سمت هود حرکت نماید. (حداقل سرعتی که بایستی در محل تولید آلودگی وجود داشته باشد تا ذرات آلوده به سمت هود حرکت کند)

23. Hood Design Data - Range of Capture Velocities.pdf

24. - سرعت در دهانه باز هود (Face velocity): عبارت است از سرعت هوا در دهانه باز هود و یا به عبارت دیگر سرعتی که هوای آلوده بایستی در دهانه هود داشته باشد قادر به ادامه جریان در داخل سیستم شود. • 3- شکاف (slot): عبارت است از شکاف های مستطیل شکل با عرض کم که در برخی مواقع در دهانه هود قرار گرفته و کارایی آن را افزایش می دهد

25. - سرعت در اطاقک هود (plenum velocity): سرعت لازم برای هدایت هوای آلوده کننده به داخل کانال است. • 6- سرعت در کانال (duct velocity): عبارت است از سرعت هوای آلوده در داخل کانال پشت هود که هوا را منتقل می نماید.

26. هود فلنج دار

27. میزان مکش هوا توسط هود (هواگذر هود): • ابتدایی ترین و مهمترین معیار در یک هود میزان مکش هوا یا هواگذر هود (Q) است به عبارت دیگر میزان Q باید به اندازه ای باشد که بتواند سرعت ذره آلوده کننده در محل تولید را به سرعت ربایش برساند و موجب کشیدن آلودگی به سمت هود گردد.

28. برای محاسبه Q روش های مختلفی وجود دارد. به طور کلی هودهای استاندارد (هودهایی که از قبل برای عملیات معین طراحی شده اند • دارای Q های مشخص هستند که کار با آنها راحت است و می توان مقدار آنها را به راحتی محاسبه نمود. اما در اینجا ابتدا محاسبه Q را برای هودهای غیر استاندارد بیان می کنیم (البته این رو ش برای همه هودها کابرد دارد هم استاندارد و هم غیراستاندارد).

29. روش محاسبه Q: در دهانه هود داریم Q= V.A بنابراین با داشتن سطح مقطع دهانه هود و سرعت در دهانه میزان Q مشخص می شود. • براي محاسبه سرعت در دهانه هود دو نموگرام وجود دارد

30. - فشار استاتیک ، افت فشار و راندمان هود ها: • همانطور که قبلاً بیان شد فشار استاتیک با تبدیل فشار سرعت باعث می شود تا سرعت در سیستم ثابت بماند (زیرا فشار سرعت به دلیل اصطکاک در سیستم مرتباً کاهش) می یابد. • لیکن وقتی هوا از هود وارد کانال می شود در مقطع ورودی جمع یم شود (مطابق شکل) • بنابراین در گلوگاه کانال یک حالت همگرایی و انقباض بوجود می آید که به آن vena-contract می گویند که در این حالت قطر جریان هوا از قطر کانال کمتر است. • در نتیجه سرعت هوا در این مقطع افزاش می یابد و چون هر چه سرعت بالا رود افت فشار بیشتر می شود. یک افت فشار موضعی در مقطع کانال پدید می آید.

31. تقسيم بندي هود ها : • - هودهاي محصور يا محفظه اي enclosure hoods • - هودهاي غير محصور يا غير محفظه اي non-enclosure • هودهای محصور هودهايي هستند كه عمليات را در بر مي گيرند مثل هود آسياب ها، ماشين سمباده زني، اره نجاري و ... • هودهاي غير محصور عمليات را در بر نمي گيرند و خود به دو دسته تقسيم مي شوند: • الف- هودهاي به دام اندازنده capturing hood • ب – هودهاي دريافت كنند receiving hood

32. كانال ها(DUCTS): • شبكه كانال به منظور انتقال هواي حاوي آلودگي از هود يا هودها به وسيله تميز كننده هوا وبالاخره تخليه در هوا مورد استفاده قرار مي گيرد. • اين شبكه در طول مسير خود مي تواند شامل لوله هاي مستقيم، زانويي ها، سه راهي ها، تبديل هاي كوچك به بزرگ و برعكس، دريچه هاي بازديد و نظافت و بالاخره قطعات تبديل بريا اتصال به تميز كننده هوا و قن مي باشد

33. محاسبه قطر كانال: باتوجه به معين بودن هواگذر (Q) و حداقل سرعت حركت هوا در داخل كانال (Vd) قطر كانال با استفاده از رابطه Q= VA به راحتي محاسبه مي گردد. • حداقل سرعت طراحی در کانال (Minimum design duct vel) : حداقل سرعت لازم جهت هوای آلوده جهت حمل ذرات و آلاینده و جلوگیری از ته نشینی آن در کانال.

34. Hood Design Data - Range of Capture Velocities.pdfLocal Exhaust Ventilation.pdf • در جدول فوق حد پایین در شرایط زیر به کار می رود: • 1- سرعت جریان هوا در محل حداقل باشد. • 2- آلاینده دارای سمیت کم باشد. • 3- هود بزرگ باشد. • حد بالا در موارد زیر به کار می رود: • 1- جریان آشفته هوا در محل وجود داشته باشد. • 2- آلودگی بسیار سمی باشد. • 3- هود کوچک باشد

36. محاسبه افت فشار در كانال ها: در كانال ها بدليل وجود اصطكاك بین هوا و جداره كانال افت فشار به وجود مي آيد. همچنين در تبديل ها، سه راهي ها، زانويي ها و هرگونه تغيير مسير حركت هوا نيز افت فشار خواهيم داشت كه به شرح زير حساب مي گردد: • در اين روش هاي ساده: محاسبه افت فشار به دو طريق مي تواندانجام شود: • 1- محاسبه افت به روش طول معادل (فوت معادل) • 2- محاسبه افت به روش فشار سرعت (تعداد فشار سرعت)

37. تميزكننده هاي هوا • 1- انواع جمع كننده هاي گرد و غبار( Dust collector) • الف - اتاقك ته نشين (اتاقك رسوب دهي) gravity settling chamber

38. ب - جمع كننده هاي خشك گريز از مركز dry centrifugal collectors • Dry centrifugal collectors: • -Cyclone collectors • -Inertial separators • -Dynamic precipitators

39. ج - جمع كننده هاي تر( scrubbers) wet collectors • Wet collectors (scrubber): • برج آب پاش spry tower • وانتوري ventury scrubber • صافي تر سانتريفيوزي Cyclone scrubber (wet centrifugal collectors) برج توپر packed tower • جمع كننده ديناميك تر wet dynamic precipitators

41. ح - صافي ها filters

42. د - جدا كننده هاي الكترواستاتيك electrostatic precipitators

43. انواع جمع کننده های گاز ها و بخاراتGaseous contaminant collectors: • absorsers جاذب هاي عمقی • adsurbers جاذب هاي سطحي • thermal oxidizer (after burners) پس سوزها • direct combustors احتراق مستقيم • catalttic oxidizer • Local Exhaust Ventilation.pdf

44. روش هاي طراحي سيستم تهويه صنعتي • 1- طرح سيستم بالانس Balance system designe • 2- طرح دريچه تنظيم هوا blast gate designe • 3- طرح محفظه يا اتاقك plenum designe

45. - طر ح سيستم بالانس: در اين روش اساس كار بر مبناي افزايش افت فشار در شاخه با مقاومت كمتر از طريق كاهش قطر كانال است. يعني اگر د رشاخه اي مقاومت نسبت به شاخه ديگ رخيلي كمتر باشد قطر آن به نحوي كاهش داده مي وشد كه مقاومت افزايش پيدا كرده و با شاخه ديگر به تعادل برسد.

46. - طرح دريچه تنظيم هوا: در اين روش از يك دمپر يا مانع د رشاخه اي كه مقاومت كمتر دارد استفاده مي شود به طوريكه با راه اندازي سيستم محل قرار گيري دمپر را به گونه اي تنظيم مي كنند كه افت فشار د رشاخه اي با مقاومت كمتر افزايش يافته و به تعادل با شاخه ديگر برسد.در اين روش ابتدا بايستي شاخه اي كه افت بيشتر دارد را پيدا نمود و سيستم را بر اساس آ‹ طراحي كرد سپس در شاخه هاي با مقاومت كمتر يك دريچه تنظيم هوا يا دمپر نصب كرد و محل آن را تنظيم نمود.

47. - طرح plenum: در اين روش كليه شاخه ها قبل از ورود به فن به يك محفظه (plenum) متصل مي گردند. اين محفظه يكنواخت سازي نيز مشهور است. در اين طرح فن فشار استاتيك ثابتي را در محفظه اعمال مي كند (تأمين مي كند) فشار استاتيك در سرعت پايين در محفظه ثابت است. بنابراين 2 اتاقك بايستي طوري طراحي شود كه سرعت داخل آن 2000fpm باشد.

48. مراحل اصلي در طراحي يك سيستم تهويه صنعتي موضعي: • 1- جمع آوري اطلاعات در خصوص محل كار و دستگاه هاي موجود شامل ابعاد محل، نوع و اندازه دستگاه ها، محل هايي كه مي تواند كانال عبور كند، موانع و... • 2- انتخاب نوع هود و تعيين مشخصات آن و انتخاب نوع كانال • 3- انتخاب نوع تميز كننده مورد نياز • 4- تعيين محل دقيق قرار گيري هودها، تميز كننده و فن.

49. 5- تعيين مسير عبور كانال ها (شامل خم ها، وورودي ها و...) و تهيه نقشه ايزومتريك طرح تهويه صنعتي • 6- تعيين روش طراحي تهويه صنعتي • 7- تصحيح شرايط دمايي و فشار غير استاندارد و تعيين دبي مورد نياز براساس شرايط غير استاندارد. • 8- انجام محاسبات و تعيين دبي و فشار استاتيك فن • 9- انتخاب نوع و اندازه فن براساس محاسبات • 10- نظارت بر اجراي سيستم تهويه صنعتي • 11- تست سيستم تهويه (Check Out)

50. انواع فن ها Fans • فن هاي محوري (Axial flow fan) • فن هاي گريز از مركز (centrifugal fan) • fans.ppt • Axial Fan Performance.ppt • Fans and blowers[1].ppt