industrial ventilation تهويه صنعتي

مطلبی : مسعود دکتر کننده تهیهhttp://healthf.kaums.ac.ir/motallebi_m@kaums.ac.ir

industrial ventilationتهويه صنعتي

تعريف: برقراري سيستمي است كه به وسيله آن ذرات آالينده 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.

اهداف كلي تهويه صنعتي:•

- كنترل آلوده كننده ها و رساندن آنها به سطحي 1•( LELپايين تر از حد انفجار و يا اشتعال )

TLV- كاهش آالينده ها و رساندن آنها به ميزان 2•

تهويه صنعتي دو نوع است:•

Dilution ventilation- تهويه ترقيقي 1•

local ventilation- تهويه موضعي 2•

Dilution vent تهويه ترقيقي

يعني رقيق كردن هواي آلوده به وسيله هواي پاك و تميز، •در موارد زير از آن مي توان استفاده كرد

- سميت آلوده كننده كم باشد.1•- منبع توليد آلودگي نزديك كارگر نباشد.2•- تراكم مواد آلوده كننده در هوا زياد نباشد.3•- مواد آلوده كننده به صورت گاز يا بخار باشد)نه گرد و 4•

غبار(- آالينده به طور يكنواخت در محيط پراكنده شود.5•- شرايط آب و هوايي معتدل باشد.6•- به وسيله تميز كننده نياز نباشد7•

روش هاي تهويه ترقيقي:•

natural vent- تهويه طبيعي 1•

mechanical vent- تهويه مكانيكي 2•

تهويه مكانيكي: •Y با استفاده از فن هاي محوري • در اين روش معموال

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•

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. يا TLV- كاهش ميزان آلودگي و رساندن آن به حد 1•

كمتر.

- كاهش ميزان گازها و بخارات قابل اشتعال يا 2• يا كمتر.LELانفجار و رساندن آن به حد

در هريك از اهداف فوق اصول زير بايستي د رتهويه •ترقيقي رعايت شود.

- مقدار هواي الزم جهت رقيق كردن هوا و تأمين دو 1•هدف فوق فراهم گردد.

- محل خروج آلودگي حتي االمكان نزديك سرچشمه 2•آلودگي باشد.

- مسير عمودي هواي تهويه طوري باشد كه 3•سرچشمه آلودگي بين كارگر و خروجي قرار گيرد.

- از ورود مجدد هواي خارج شده به داخل سالن 4•جلوگيري شود.

وقتي سيستم تهويه كار مي كند و هوا تهويه مؤثر:•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 :

• K ضريب ثابت تهويه مؤثر است كه مي باشد )هرقدر كمتر باشد يعني تهويه مؤثرتر است(. به اين

( ، ضريب ايمني هم گفته مي شود زيرا Kضريب ) ’Q=KQ داريم:

به عواملي نظير سميت آالينده، توزيع تهويه Kميزان •در محل، نوع فرآيند و نوع توليد آلودگي ميزان تهويه

طبيعي، محل استقرار پرسنل و ... بستگي دارد.Y هرچه سميت ماده بيشتر باشد • بيشتر خواهد Kمثًال

بود.

ميزان هواي مورد نياز براي رقيق كردن هوا به •(TLVمنظور رساندن آلودگي به حد استاندارد )

• تعویض مبنای بر ترقیقی هوا تهویه

LOCAL VENTILATIONتهويه موضعي •

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 •

باالتري دارد و به ميزان هواي كمتري نيز نيازمي باشد.

از است عبارت سيستم اين اجزاء

- هود )يك يا چند هود(1• - كانال هاي انتقال2•- وسيله تميز كننده هوا3•- فن 4•-دودكش5•

نوع فشار وجود دارد:3در يك سيستم تهويه

:فشاري (static pressureفشار استاتيك )- •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.

فشاري است كه (:velocity per- فشار سرعت )•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(.

(: مجموع فشارهاي استاتيك total per)فشار كل - •TP=VP+SPو سرعت

جریان هوا در داخل ( :friction lossافت فشار )•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:

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 ثابت VPتبدیل شده و آن را جبران یم کند تا مقدار

بماند. بدین ترتیب فشار سرعت ثابت مانده و فشار استاتیک به افت فشار تبدیل می گردد.

• 

عبارت است از جمع آورنده ی هوای (:HOODهود )•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 الزم و محل قرار گرفتن هود توجه نمود

در طراحی و انتخاب هود ها بایستی نکات زیر رعایت •شود :

- هود تا آنجا که ممکن است عملیات را در برگیرد و 1•در غیر این صورت تا حد امکان به محل تولید آلودگی

نزدیک باشد.- سرعت جریان هوا در دهانه هود به اندازه ای باشد 2•

که بتواند ذرات آلودگی را جمع نماید.- محل هود بایستی به گونه ای باشد که مزاحم 3•

کارگر نشده و کارگر بین منبع تولید آلودگی و هود قرار نگیرد.

اصطالحات مهم در رابطه با هود: • عبارت (:capture velocity- سرعت ربایش )1•

است از سرعت هوا در نقطه ای در جلوی هود که برای گرفتن آالینده 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(

Hood Design Data - Range of Capture Velocities.pdf

(: Face velocity- سرعت در دهانه باز هود )•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.عبارت است از شکاف های (: slot- شکاف )3•

مستطیل شکل با عرض کم که در برخی مواقع در دهانه هود قرار گرفته و کارایی آن را افزایش می

دهد

(: plenum velocity- سرعت در اطاقک هود )•سرعت الزم برای هدایت هوای آلوده کننده به داخل

کانال است.عبارت (: duct velocity- سرعت در کانال )6•

است از سرعت هوای آلوده در داخل کانال پشت هود که هوا را منتقل می نماید.

دار فلنج هود

میزان مکش هوا توسط هود )هواگذر هود(: •ابتدایی ترین و مهمترین معیار در یک هود میزان •

( است به عبارت دیگر Qمکش هوا یا هواگذر هود ) باید به اندازه ای باشد که بتواند سرعت ذره Qمیزان

آلوده کننده در محل تولید را به سرعت ربایش برساند و موجب کشیدن آلودگی به سمت هود گردد.

روش های مختلفی وجود دارد. به Qبرای محاسبه •طور کلی هودهای استاندارد )هودهایی که از قبل

برای عملیات معین طراحی شده اند های مشخص هستند که کار با آنها راحت Q دارای •

است و می توان مقدار آنها را به راحتی محاسبه را برای هودهای Qنمود. اما در اینجا ابتدا محاسبه

غیر استاندارد بیان می کنیم )البته این رو ش برای همه هودها کابرد دارد هم استاندارد و هم

غیراستاندارد(.

Q= V.A در دهانه هود داریم :Qروش محاسبه •بنابراین با داشتن سطح مقطع دهانه هود و سرعت

مشخص می شود.Qدر دهانه میزان براي محاسبه سرعت در دهانه هود دو نموگرام وجود •

دارد

- فشار استاتیک ، افت فشار و راندمان هود ها:•Y بیان شد فشار استاتیک با تبدیل فشار • همانطور که قبًال

سرعت باعث می شود تا سرعت در سیستم ثابت بماند Y )زیرا فشار سرعت به دلیل اصطکاک در سیستم مرتبا

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 •

vena-contractبوجود می آید که به آن 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 باال رود افت فشار بیشتر می شود. یک افت فشار موضعی در مقطع کانال پدید می

آید.

تقسيم بندي هود ها :•enclosure hoods- هودهاي محصور يا محفظه اي •-non- هودهاي غير محصور يا غير محفظه اي •

enclosureهودهای 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:

capturing hoodالف- هودهاي به دام اندازنده •receiving hoodب – هودهاي دريافت كنند •

(:DUCTSكانال ها)•شبكه كانال به منظور انتقال هواي حاوي آلودگي از •

هود يا هودها به وسيله تميز كننده هوا وباالخره 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 باالخره قطعات تبديل بريا اتصال به تميز

كننده هوا و قن مي باشد

باتوجه به معين بودن هواگذر محاسبه قطر كانال:•(Q( و حداقل سرعت حركت هوا در داخل كانال )Vd )

به راحتي Q= VAقطر كانال با استفاده از رابطه محاسبه مي گردد.

Minimum designحداقل سرعت طراحی در کانال )•duct vel حداقل سرعت الزم جهت هوای آلوده : )

جهت حمل ذرات و آالینده و جلوگیری از ته نشینی آن در کانال.

Hood Design Data - Range of Capture Velocities.pdfLocal Exhaust Ventilation.pdf

در جدول فوق حد پایین در شرایط زیر به کار •می رود:

- سرعت جریان هوا در محل حداقل باشد.1•- آالینده دارای سمیت کم باشد.2•- هود بزرگ باشد.3•حد باال در موارد زیر به کار می رود: •- جریان آشفته هوا در محل وجود داشته باشد.1•- آلودگی بسیار سمی باشد.2•- هود کوچک باشد3•

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:

- محاسبه افت به روش طول معادل )فوت معادل(1•- محاسبه افت به روش فشار سرعت )تعداد فشار 2•

سرعت(

تميزكننده هاي هوا

Dust - انواع جمع كننده هاي گرد و غبار)1•collector)

gravity settlingالف - اتاقك ته نشين )اتاقك رسوب دهي( •chamber

dryب - جمع كننده هاي خشك گريز از مركز centrifugal collectors

•Dry centrifugal collectors:•-Cyclone collectors •-Inertial separators•-Dynamic precipitators• 

wet collectors( scrubbersج - جمع كننده هاي تر)

•Wet collectors (scrubber):spry towerبرج آب پاش •ventury scrubberوانتوري • Cyclone scrubber (wet centrifugal صافي تر سانتريفيوزي•

collectors) برج توپرpacked towerwet dynamic precipitatorsجمع كننده ديناميك تر •

filtersح - صافي ها

د - جدا كننده هاي الكترواستاتيكelectrostatic precipitators

Gaseousانواع جمع کننده های گاز ها و بخاراتcontaminant 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

روش هاي طراحي سيستم تهويه صنعتي

Balance system designe - طرح سيستم باالنس 1•blast gate designe- طرح دريچه تنظيم هوا 2•plenum designe- طرح محفظه يا اتاقك 3•

در اين روش اساس كار طر ح سيستم باالنس: -•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.

در اين روش از يك - طرح دريچه تنظيم هوا: •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.

در اين روش كليه شاخه ها قبل از :plenum- طرح •( متصل مي plenumورود به فن به يك محفظه )

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 اتاقك 2سرعت پايين در محفظه ثابت است. بنابراين

بايستي طوري طراحي شود كه سرعت داخل آن 2000fpm.باشد

مراحل اصلي در طراحي يك سيستم تهويه صنعتي موضعي:

- جمع آوري اطًالعات در خصوص محل كار و 1•دستگاه هاي موجود شامل ابعاد محل، نوع و اندازه دستگاه ها، محل هايي كه مي تواند كانال عبور كند،

موانع و...- انتخاب نوع هود و تعيين مشخصات آن و انتخاب 2•

نوع كانال- انتخاب نوع تميز كننده مورد نياز3•- تعيين محل دقيق قرار گيري هودها، تميز كننده و 4•

فن.

- تعيين مسير عبور كانال ها )شامل خم ها، وورودي 5•ها و...( و تهيه نقشه ايزومتريك طرح تهويه صنعتي

- تعيين روش طراحي تهويه صنعتي6•- تصحيح شرايط دمايي و فشار غير استاندارد و 7•

تعيين دبي مورد نياز براساس شرايط غير استاندارد.- انجام محاسبات و تعيين دبي و فشار استاتيك فن8•- انتخاب نوع و اندازه فن براساس محاسبات9•- نظارت بر اجراي سيستم تهويه صنعتي10•(Check Out- تست سيستم تهويه )11•

Fans انواع فن ها

(Axial flow fanفن هاي محوري )•(centrifugal fanفن هاي گريز از مركز )•

•fans.ppt•Axial Fan Performance.ppt•Fans and blowers[1].ppt

مشخصات فن ها: ••RPM *: (Revolution Per Minute) يعني دور در

دقيقه پره هاي فن•*( Cfm فوت مكعب هوايي است كه در دقيقه به :)

وسيله فن حركت داده مي شود.•FP * (Fan pressure) فشار فن نيروي محركي است :

كه بوسيله فن براي غلبه بر افتها در سستم فراهم مي گردد

( Air horse powerاسب بخار )توان فن( )•(AHP)

عبارت است از اسب بخار الزم جهت حركت حجم •هواي مورد نظر در مقابل يك فشار استاتيك معين.

:% باشد داريم100اگر راندمان فن •

دامنه فعاليت فن ها :

تهویه سیستم تست

نیاز • مورد وسایلپیتو • لولهمانومتر •آنمومتر•

دار شیب متر مانو

ای پره آنمومتر

گیری اندازه قابل های پارامتر

سرعت • فشاراستاتیک • فشارربایش • سرعتهود • دهانه در سرعت

Local Exhaust Ventilation.pdf