Проект теплообмінника типу "труба в трубі"

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ, НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ

Кафедра процесів та апаратів харчових виробництв

Курсовий проект

з дисципліни:

“Процеси і апарати харчових виробництв”

На тему:

Проект теплообмінника типу «труба в трубі»

Розробила: студентка

групи ХТ-III-5 Швець Т.

Керівник проекту:

Проф., доктор.техн. наук

Марценюк О.С.

Київ 2015

Вступ

Процеси теплообміну посідають одне з найважливіших місць при обробці харчових продукті. Умовно їх можна поділити на чисті теплообмінні процеси, де масообмін відіграє підпорядковану роль (нагрівання, охолоджування, заморожування, конденсація, випаровування); а також на суміщені тепло - та масообміні процеси (сушіння, ретифікація, дистиляція, випічка та ін.)

До обладнання, що здійснює чисто теплообмінні процеси належать теплообмінники - підігрівачі, охолоджувачі, випарні установки та апарати, конденсатори, тощо.

У ролі теплоносія у виробництві харчових продуктів використовується водяна пара, повітря, вода та ін. Найбільш часто використовується водяна пара завдяки тому, що вона зручна для транспортування, легко можна корегувати її температуру та витрати, має велику теплоту конденсації, незначна її дії на матеріал паропроводів та апаратів, а також її можна використовувати в умовах безпосереднього контакту з харчовими продуктами.

Розрізняють два способи нагрівання насиченою парою: відкритою та закритою. При нагріванні відкритою парою її вводять безпосередньо в рідину, яку нагрівають. Пара конденсується і віддає теплоту рідині, яка нагрівається. Конденсат змішується з рідиною, внаслідок чого їхні температури вирівнюються. Нагрівання відкритою парою використовується досить рідко, тому що при цьому рідина, яку нагрівають, розбавляється конденсатом - водою. Звичайно цей спосіб використовують для нагрівання води і водних розчинів. Значно частіше на практиці нагрівання насиченою парою здійснюють через стінку. Нагрівна пара повністю конденсується і виводиться із теплообмінника у вигляді конденсату.

Класифікація теплообмінників, технологічне призначення

Технологічне призначення теплообмінників різноманітне. Як правило розрізняються:

теплообмінники, у яких передача тепла є основним процесом;

реактори, у яких тепловий процес відіграє допоміжну роль,

Класифікація теплообмінників можлива по різних ознаках.

1. За способом передачі тепла розрізняються теплообмінники:

змішування, у яких робітничі середовища безпосередньо стикаються або перемішуються;

поверхневі теплообмінники -- рекуператори, у яких тепло передається через поверхню нагрівання -- тверду (металеву) стінку, що розділяє ці середовища.

В поверхневих теплообмінниках обидва теплоносії відокремлені один від одного твердою стінкою або по черзі контактують з однією і тією самою стінкою, яка бере участь у процесі теплообміну й утворює так звану поверхню теплообміну. Поверхневі теплообмінники, у свою чергу, поділяють на рекуперативні і регенеративні. В рекуперативних апаратах один бік поверхні теплообміну весь час омиває гарячий теплоносій, а другий - холодний. Теплота від одного теплоносія до другого передається крізь стінку з теплопровідністю матеріалу, що їх розділяє. Напрямок теплового потоку в стінці лишається незмінним. У регенеративних апаратах одна й та сама поверхня теплообміну поперемінно омивається то одним, то другим теплоносієм. У період нагрівання, тобто під час контакту з гарячим теплоносієм, у твердих тілах, що заповнюють апарат, акумулюється теплота, яка в період охолодження віддається рухомому холодному теплоносію.

2. За основним призначенням розрізняються підігрівники:

випарники;

холодильники;

конденсатори;

3. В залежності від виду робочих середовищ розрізняються теплообмінники:

рідинно-рідинні -- при теплообміні між двома рідкими середовищами;

паро-рідинні -- при теплообміні між парою i рідиною (парові підігрівники, конденсатори);

газорідинні -- при теплообміні між газом i рідиною (холодильники для повітря) i ін.

4. За тепловим режимом розрізняються теплообмінники:

періодичної дії, у яких спостерігається нестаціонарний тепловий процес;

безперервної дії - зі сталим у часі процесом.

У теплообмінниках періодичної дії тепловій обробці піддається окрема порція (завантаженого) продукту; в наслідок зміни властивостей продукту i його кількості параметри процесу безперервно варіюють, у робочому режимі апарата в часі.

При безперервному процесі параметри його також змінюються, але уздовж проточної частини апарата, залишаючись постійними в часі в даному перерізі потоку. Безперервний процес характеризується сталістю теплового режиму i витрати робітничих середовища, що протікають через теплообмінник.

Як теплоносій найбільш широко застосовуються насичена чи злегка перегріта водяна пара. У змішувальних апаратах, пар як правило барботують у рідину (впускають під рівень рідини); при цьому конденсат пари змішується з продуктом, що не завжди припустимо. У поверхневих апаратах пар конденсується на поверхні нагрівання i конденсат віддаляється окремо від продукту за допомогою водо-відвідників. Водяний пар як теплоносій має безліч переваг: легкість транспортування по трубах і регулювання температури, високою інтенсивністю тепловіддачі та iн. Застосування пари особливо вигідно при використанні принципу багаторазового випарювання, коли з продукту вода направляється у вигляді пари, що гріє, інші випарні апарати i підігрівники.

0бiгpiв гарячою водою i рідинами також має широке застосування i вигідне при вторинному використанні. Тепло конденсатів i рідини (продуктів), що по ходу технологічного процесу нагріваються до високої температури. У порівнянні з паром, рідинний підігрів менш інтенсивний. Однак регулювання процесу i транспорт рідини так само зручний, як i при паровому обігріві.

Загальним недоліком парового i водяного обігріву є швидкий ріст тиску з підвищенням температури. В умовах технологічної апаратури харчових виробництв при паровому i водяному обігріві найвищі температури обмежені 150 - 160 0С, що відповідає тиску (5 - 7) 105 Па.

В окремих випадках (у консервній промисловості) застосовується масляний обігрів, що дозволяє при атмосферному тиску досягти температур до 2000С.

Широко застосовується обігрів гарячими газами i повітрям (до 300 - 1000 0С) у печах, сушильних установках. Газовий обігрів має велику кількість недоліків: труднощі регулювання i транспортування теплоносія, малою інтенсивністю теплообміну, забрудненням поверхні апаратури (при використанні топкових газів) i ін. Однак у ряді випадків він є єдино можливим (наприклад, у повітряних сушарках) .

У холодильній техніці використовуються ряд холодоагентів: повітря, вода, розсоли, аміак, вуглекислота, фреон та ін.

При будь-якому використанні теплоносіїв i холодоагентів, теплові i масообміні процеси підлеглі основному технологічному процесу виробництва, заради якого створюється теплообмінні апарати й установки. Тому рішення задач оптимізації теплообміну підлеглі умовам раціонального технологічного процесу.

При виборі системи охолодження й форми охолодних елементів необхідно враховувати такі фактори.

Абсолютна безпека при експлуатації апаратів. Відповідно до інструкції щодо техніки безпеки або норм на апарати, які працюють під тиском, у випадку застосування аміачної системи охолодження останню повинні прийняти відповідні органи.

Повне використання охолоджувальної поверхні.

Для нагрівання та охолодження рідких середовищ розроблені теплообмінники різноманітних конструкцій. Одним з них є теплообмінник типу "Труба в трубі" конструкція якого розглядається в даній курсовій роботі. Такі теплообмінники широко застосовуються в харчовій промисловості.

1. Описання проектованого апарата

Теплообмінники типу „труба в трубі” складаються з кількох послідовно з'єднаних елементів, утворених двома концентрично розміщеними трубами. Один теплоносій рухається у внутрішніх трубах, а другий - у кільцевому зазорі між внутрішніми і зовнішніми трубами. Внутрішні труби окремих елементів з'єднані послідовно колінами (калачами), а зовнішні - патрубками. Завдяки невеликому поперечному перерізу в теплообмінниках „труба в трубі” досягають високих швидкостей руху теплоносіїв (для рідин 1,0...1,5 м/с) і високої інтенсивності теплообміну. Проте ці теплообмінники дуже громіздкі та маломісткі. Тому їх використовують лише при малих об'ємних витратах теплоносія і незначних поверхнях теплообміну.

Теплообмінники „труба в трубі” застосовують при незначних витратах теплоносіїв для теплообміну між двома рідинами і між рідиною та парою, що конденсується. Ці апарати прості, їх легко виготовляти, вони дають можливість здійснити чисту протитечію і досягати високих швидкостей руху для теплоносіїв. Проте при значних теплових навантаженнях вони громіздкі і матеріалоємні.

Рис.1 Схема теплообмінника типу «труба в трубі»

Теплообмінник „труба в трубі” складається з таких основних елементів:

внутрішні труби

зовнішні труби

коліна або калачі

патрубки

Спіральний теплообмінник

У цих теплообмінниках поверхню теплообміну утворюють два зігнутих у вигляді спіралей металевих листи 1 і 2 (рис. 2.7), внутрішні кінці яких приварені до перегородки 3. Зовнішні кінці листів зварені один з одним. Між листами утворюються канали прямокутного перерізу, в яких рухаються теплоносії І і II. З торців канали закриті плоскими кришками 4 на прокладках.

Переваги спіральних теплообмінників -- компактність, можливість пропускання обох теплоносіїв з високими швидкостями, що забезпечує великий коефіцієнт теплопередачі. При однакових швидкостях робочих середовищ у спіральних теплообмінниках гідравлічний опір менший, ніж у кожухотрубних.

Недоліками спіральних теплообмінників слід вважати складність виготовлення та низький робочий тиск -- до 106 Па.

Рис. 3 Схема спірального теплообмінника

Кожухотрубний теплообмінник

Багатотрубний теплообмінник являє собою пучок трубок, поміщених у циліндричну камеру (кожух); таким чином, внутрішність камери є між трубним простором. Трубки вальцьовані в трубні ґрати, що обмежують камеру по обидва боки. До трубних ґрат кріпляться розподільні коробки з патрубками для впуску робочої рідини протікаючої в середині трубок. Камера постачена також патрубками для підведення і відводу другого робочого тіла. Патрубки, показані на ескізі суцільними лініями, застосовуються при теплообміні між рідкими середовищами; при паровому обігріві використовуються патрубки (для пари П, конденсату К і газів, що не конденсуються, Г), показані пунктиром.

Трубки латунні, мідні чи сталеві застосовуються діаметром від 10 мм і вище; трубки мають великі діаметри при грузлих чи забруднених рідинах. Для приміщення в кожусі більшої поверхні теплообміну й одержання більшого коефіцієнта тепловіддачі вигідніше застосовувати трубки меншого діаметра. При надходженні пари в камеру можливі вібрація і поломка тонких трубок. Щоб уникнути цього проти парового патрубка встановлюють кільце, що захищає трубки. Для проходу пари в ньому роблять отвору.

Трубні ґрати можуть бути наглухо приварені чи приклепані до корпуса, одна з ґрат може бути не з'єднана з камерою. У цьому випадку ущільнення досягається гумовим кільцем, що затискає щілину між корпусом і ґратами. Такий спосіб кріплення забезпечує вільне подовження трубок при їхньому нагріванні й охороняє від порушення кріплення трубок у ґратах.

Кожух теплообмінника звичайно сталевий, циліндричний. Іноді для забезпечення волі температурного розширення кожуха і трубок на кожусі влаштовують компенсатор. Розподільні коробки мають різну конструкцію. При зварюванні трубних ґрат з корпусом розподільна коробка виконується у виді опуклого днища з патрубком днище з'єднують із ґратами на болтах. Ця конструкція незручна, тому що при чищенні трубок треба демонтувати трубопровід, з'єднаний із кришкою.

Краще застосовувати розподільні коробки зі знімною кришкою. Для пристрою таких коробок подовжують кожух над трубними ґратами. У цьому випадку патрубки для підведення рідини влаштовують на корпусі теплообмінника .

Вибір конструкції теплообмінних апаратів.

Конкретна задача нагрівання чи охолодження даного продукту може бути вирішена за допомогою різних теплообмінників. Конструкцію теплообмінника варто вибирати, виходячи з наступних основних вимог, пропонованих до теплообмінних апаратів.

Найважливішою вимогою є відповідність апарата технологічному процесу обробки даного продукту; це досягається за таких умов:

підтримка необхідної температури процесу;

забезпечення можливості регулювання температурного режиму;

відповідність робочих швидкостей продукту мінімально необхідної тривалості перебування продукту в апараті;

вибір матеріалу апарата відповідно до хімічних властивостей продукту;

відповідність апарата тискам робітничих середовищ.

Другою вимогою є висока ефективність (продуктивність) i економічність роботи апарата, зв'язані з підвищенням інтенсивності теплообміну й одночасно з дотриманням оптимальних гідравлічних опорів апарата. Ці вимоги звичайно виконуються при дотриманні наступних умов:

достатні швидкості однофазних робітничих середовищ для здійснення турбулентного режиму;

сприятливий відносний рух робітничих середовищ (звичайно краще протиток);

забезпечення оптимальних умов для відводу конденсату і газів, що не конденсуються, (при паровому обігріві);

досягнення відповідних термічних опорів по обидва боки стінки поверхні нагрівання;

запобігання можливості забруднення i легке чищення поверхні нагрівання, мікробіологічна чистота й ін.

Істотними вимогами є також компактність, мала маса, простота конструкцій, зручність монтажу i ремонту апарата. 3 цього погляду впливають наступні фактори; конфігурація поверхні нагрівання; спосіб розміщення і кріплення трубок у трубних гратах; наявність i тип перегородок, ущільнень; пристрій камер, коробка, днищ; габаритні розміри апарата й ін.

Ряд факторів визначає надійність роботи апарата та зручність його експлуатації: компенсація температурних деформацій, міцність, i щільність рознімних з'єднань, доступ для огляду i чищення, зручність контролю за роботою апарата, зручність з'єднання апарата з трубопроводами i т.д.

Ці основні вимоги повинні бути покладені в основу конструювання i вибору теплообмінних апаратів. При цьому найбільше значення має забезпечення заданого технологічного процесу в апараті.

Для орієнтування при виборі теплообмінників приведемо наступні розуміння. 3 паро-рідинних підігрівників найбільш раціональним є багатоходовий по трубному просторі -- трубчастий теплообмінник твердої конструкції (до рухливих трубних грат прибігають, у крайньому випадку). Цей же теплообмінник з успіхом застосуємо в якості газового чи рідинного при великих витратах робочих тіл невеликому числі ходів у між трубному просторі. При малих витратах чи рідин газів краще застосовувати елементні апарати без рухливих трубних грат.

Ребристі апарати варто застосовувати, якщо умови тепловіддачі між робітничими середовищами i стінкою по обидва боки поверхні нагрівання істотно відрізняються (у газорідинних теплообмінниках);конструктивна досконалість: простота пристрою, мала маса i габаритні розміри, технологічність конструкції, високий ККД; собівартість продукції.

2.Конструкція теплообмінника типу "Труба в трубі"

Рис. 2 Елементний теплообмінник типу "Труба в трубі".

Велике застосування на підприємствах харчової промисловості знайшли теплообмінні апарати типу «труба в трубі». Вони можуть бути нерозбірними, коли теплообмінні труби з'єднані жорсткою сваркою, або розбірними, які мають розподільні камери і кришки, які з'єднані з теплообмінними трубами та кожухами за допомогою фланцевих потовщень. Крім того вони можуть бути однопоточними, двопоточними та багатопоточними

Однотрубні теплообмінники складаються з окремих елементів типу «труба в трубі» (мал. 1); кожен елемент складається з двох труб, вставлених одна в іншу. Елементи з'єднані в батарею послідовно, чи паралельно комбіновано.

При цьому труби з'єднують із трубами i кільцеві простори з кільцевими просторами. Швидкість робочих тіл i коефіцієнт теплопередачі k залежать від діаметрів внутрішньої i зовнішньої труб; при виборі відповідних діаметрів можна обом робочим тілам дати бажану швидкість i досягти високих значень.

Переваги теплообмінника:

дотримання подвійної протитечії, що забезпечує найбільш повне використання теплоносія.

витримують великий тиск

витримують великі швидкості теплоносіїв

Недоліки теплообмінника

громіздкість

велика витрата металу

складності в очистці колінного простору теплообмінних труб

Проектний розрахунок теплообмінника

Розрізняють два види розрахунків теплообмінника:

проектний

перевірочний

Проектний розрахунок виконується при проектуванні теплообмінного апарата, коли задана витрата теплоносіїв їхні параметри. Його мета -- визначення поверхні теплообміну i конструктивних розмірів обраного апарата.

Перевірочний розрахунок встановлює можливість використання наявних теплообмінників для заданого процесу визначають умови, що забезпечують оптимальний режим роботи.

Проектний розрахунок включає:

тепловий

конструктивний

гідравлічний

Техніко-економічний

3.Місце та призначення апарату в апаратурно-технологічній схемі

Молоко зі збірника 1 насосом 2 подають в ємність 3. Далі молоко насосом 4 подають на вакуумний гомогенізатор 5 для надання молоку однорідної консистенції. Гомогенізоване молоко подається на сепаратор- нормалізатор 6 для вирівнювання жирності молока. Попередньо молоко підігрівають у трубчастому підігрівачі 7.

З сепаратора-нормалізатора виходять вершки та нормалізоване молоко, яке подають в теплообмінник типу «Труба в трубі» для охолодження. Охолоджене молоко подають у проміжний резервуар 9, а далі насосом 10 відправляють на розлив.

Вершки з сепаратора нормалізатора також подають на теплообмінник типу «Труба в трубі» для охолодження а далі в проміжний резервуар 11 для зберігання вершків, а потім насосом 10 подають на подальше виробництво.

Розрахунки

Вибір недостатніх даних

Теплофізичні характеристики овочевого соку при температурі

tcр =610C :

Густина соку при середній температурі tcр :с1= 1030 кг/м3

Теплопровідність пива при середній температурі tcр : л1= 0,56 Вт/(м·К)

Динамічна в'язкість пива при середній температурі tcр :м1=0.03 Па·с

Критерій Прандля пива при середній температурі tcр : Pr1=148.2

Теплофізичні характеристики пари при тискові 0.09мПа:

Густина ропи : с2=0.5350 кг/м3

Теплопровідність: л2=104.36 Вт/(м·К)

Динамічна в'язкість :м2=5.2*106 Па·с

Критерій Прандля: Pr2=0.48

4. Розрахунок елементного теплообмінника типу «труба в трубі» для нагрівання соку

Вихідні дані для розрахунку:

Продуктивність апарату: G=7 т/год= 1.95 кг/с

Початкова температура соку: tn1=300C

Кінцева температура соку: tk1=800C

Теплоємність соку: С=3983Дж/кг*К

Тиск пари Р=0.09мПа

Всі інші необхідні дані приймаємо самостійно по ходу розрахунку.

Тепловий розрахунок

Обчислюємо середню різницю температур між парою і соком, температура пари 97є C:

?tб= tп1 - tк2 = 97 - 30=67є C

?tм = tк1- tп2 = 97 - 80=17є C

?tcр= є C

?tcр - середня різниця температур,0C;

Визначимо середню температуру соку:

tс=tп-tp

tс=97-68.5=60.5(61)

Визначення теплового навантаження теплообмінника за рівнянням теплового балансу:

Q=Q1=Q2,

Теплове навантаження з урахуванням теплових витрат, Дж/с або Вт:

Q1 = х*G1*с1*(tк - tп),

де G1 - витрати соку, кг/с;

с1 - теплоємність соку, Дж/(кг*К);

Q1 = 1,04*1,95*3983(80 - 30 )=403876,2 Дж

Рівняння теплового балансу має вигляд:

G1 с1(tп1 - tк1)=G2 с2(tк2 - tп2),

Q1 =Q2

де G2 - витрати води,кг/с;

с2 - теплоємність води, Дж/(кг*К).

Визначимо витрати пари на підігрів соку:

D=, V=226500Дж/кг

х=1,02..1,05; х=1,004

D= м/c

Розрахунок критерія Рейнольдса:

Приймаємо швидкість руху пива: щ1 =0,7 м/c

Внутрішній діаметр внутрішньої труби:

,

де dв - внутрішній діаметр внутрішньої труби, м;

с1 - густина пива, кг/м3;

щ1 - швидкість пива, м/с.

м

Приймемо значення внутрішнього діаметру(за ГОСТ): dв=0,076 м

Уточнюємо швидкість:

м/с

Розрахуємо критерій Рейнольдса:

,

Для овочевого соку:

(режим руху ламінарний)

Розрахунок критерія Нуссельта:

,

де Рr - критерій Прандля;

Рrct - критерій Прандля при температурі стінки.

Критерій Nu для пива:

Розрахунок коефіцієнта тепловіддачі:

б2 - коефіцієнти тепловіддачі відповідно для гарячого і холодного теплоносія, Вт/(м2 К).

,

де л - теплопровідність середовища,Вт/(м·К).

Для соку:

 Вт/(м2 К)

Для пари:

Приймемо: tпл=93,50C

Вт/м*К

Розрахунок коефіцієнта теплопередачі К0 :

,

де К0 - коефіцієнта теплопередачі, Вт/(м2 К);

д - товщина стінки;

д = 0,004 м.

лcm - коефіцієнт теплопровідності матеріалу стінки,Вт/(м·К);

Як матеріал приймаємо нержавіючу сталь, теплопровідність якої 17,5 Вт/(м·К).

Вт/(м2 К)

Розрахунок поверхні теплопередачі:

м2

Конструктивний розрахунок

Розрахуємо загальну довжину труби :

теплообмінник труба нагрівання

м

Визначимо кількість елементів теплообмінника:

,

де, n - кількість елементів теплообмінника;

l - довжина труби одного змійовика, м;

приймемо, що l =3 м

шт.

Розрахуємо кількість елементів в кожній секції

Кількість “калачів” у кожній секції

Загальна кількість “калачів” у n секціях

Загальна кількість “калачів” ,що з`єднують секції

Відстань між осями елементів у секціях

, де

Приймаємо стандартний Dв=0,133 д=4мм

Довжина потоку соку в одному “калачі”

Загальна довжина шляху руху потоку соку від входу до виходу з апарата

Конструктивна загальна довжина шляху руху потоку соку від входу до виходу з апарата

Кількість патрубків , що з'єднують елементи однієї секції

Кількість патрубків , що з'єднують секції

Довжина одного з'єднувального патрубка

Загальна довжина з'єднувальних патрубків в апараті

Загальна довжина шляху руху потоку соку від входу до виходу з апарата

Конструктивна загальна довжина шляху руху потоку соку від входу до виходу з апарата

Гідравлічний розрахунок. Коефіцієнт гідравлічного тертя для потоку продукту за формулою

Сума коефіцієнтів місцевих опорів

Сумарні втрати напору потоку продукту від входу до виходу з апарата

Витрати енергії на переміщення продукту від входу до виходу з апарата

5. Умови безпечної експлуатації спроектованого об'єкта і питання екології

Конструкція установки виконана відповідно до вимог стандартів, забезпечує безпечні умови праці в процесі її експлуатації при дотриманні засобів безпеки.

Установка в процесі експлуатації не виділяє шкідливих виділень: газ, пил (при нормальній роботі), теплові (вище норми) та радіаційні випромінювання, вище припустимих шуму і вібрацій.

У сучасній техніці застосовується безліч речовин, які можуть надходити в повітря, де знаходяться люди, і становити небезпеку їх здоров'ю. Для визначення небезпечності медики досліджують вплив цих речовин на організм людини і встановлюють безпечні для людини концентрації та дози, які можуть потрапити різними шляхами в організм людини.

На харчових та переробних підприємствах повітря робочої зони може забруднюватися шкідливими речовинами, які утворюються в результаті технологічного процесу або містяться в сировині, продуктах та напівпродуктах і відходах виробництва. Ці речовини потрапляють в повітря у вигляді пилу, газів або пари і діють негативно на організм людини. В залежності від їх токсичності та концентрації в повітрі вони можуть бути причиною хронічних отруєнь або професійних захворювань.

Тому в залежності від ступеня токсичності, фізико-хімічних властивостей, шляхів проникнення в організм, санітарні норми встановлюють гранично допустимі концентрації (ГДК) шкідливих речовин в повітрі робочої зони виробничих приміщень, перевищення яких не припустиме.

За ступенем дії на організм людини шкідливі речовини ділять на чотири класи небезпеки:

1 - надзвичайно небезпечні;

2 - високонебезпечні;

3 - помірно небезпечні;

4 - малонебезпечні.

Для деяких речовин, що досить часто потрапляють у повітря виробничих приміщень, встановлюються так звані середньогодинні допустимі концентрації. Наприклад, для оксиду вуглецю, який постійно потрапляє у повітря топкових приміщень, встановлені такі допустимі середнього динні норми:

50 мг/м3 - при тривалості роботи до 1 години;

100 мг/м3 - до 30 хвилин;

200 мг/м3 - не більше 15 хвилин.

Наступні роботи можна виконувати при наведених концентраціях не раніше ніж через дві години.

Особливості газового та парового забруднення повітря

Рідини та пил можуть бути присутні в повітрі робочої зони у вигляді аерозолю, тобто у вигляді краплин рідини або твердих часток, які рухаються у повітрі під дією повітряних потоків. При певних умовах аерозолі осідають і повітря очищується. Тверді частки, що випали з повітря на поверхню, називають аерогель.

Гази та пара змішуються із повітрям на молекулярному рівні і видалити їх з повітря механічними методами досить важко. При повітряних потоках гази та пара шкідливих речовин розповсюджуються разом з повітрям на великі відстані і можуть забруднювати зони приміщень, що не контролюються як робочі, і привести до раптового отруєння людей.

Газові та парові забруднення повітря, як правило, не визначаються візуально і в багатьох випадках вони не мають запаху - тому є небезпечними. Деякі досить поширені у виробничому процесі гази мають питому вагу більшу за питому вагу повітря і накопичуються у низьких ділянках приміщень (підвалах, шахтах, підземних галереях та ін.), досягаючи значних концентрацій. Це дуже небезпечно, бо може привести до отруєння, а в разі горючого чи вибухового газу - до вибуху або пожежі.

Харчові та переробні підприємства мають справу з процесами, які пов'язані з утворенням або використанням таких газів, як діоксид вуглецю (СО2), аміак (NH3), сірчаний водень (Н2S), діоксид сірки (SO2) та ін.

Пилове забруднення повітря

Пил - основний шкідливий фактор на багатьох харчових та переробних підприємствах, обумовлений недосконалістю технологічних процесів. Природний пил знаходиться в повітрі в звичайних умовах мешкання людини в межах концентрацій 0,1...0,2 мг/м3; в промислових центрах, де діють великі підприємства, він не буває нижче 0,5 мг/м3, а на робочих місцях запиленість повітря іноді сягає 100 мг/м3. Значення ГДК для нейтрального пилу, не маючого отруйних властивостей, дорівнює 10 мг/м3.

Деякі види пилу (свинцевий, миш'яковий, марганцевий і т.п.) обумовлюють отруєння і ведуть до функціональних змін ряду органів і систем. Отрути, що надходять до організму через дихальні шляхи, створюють підвищену небезпеку, тому що потрапляють безпосередньо у кров.

Методи боротьби з шкідливими речовинами, що потрапляють в повітря робочої зони

Існує багато різних способів та заводнення з'єднань, люків та отворів, удосконалення технологічного процесу.

Герметизація та ущільнення є основними заходами щодо вдосконалення існуючих технологічних процесів, в яких використовуються або утворюються шкідливі речовини. Застосування автоматизації дає змогу вивести, людину із забрудненого приміщення в приміщення із чистим повітрям.

Удосконалення технологічних процесів дозволяє замінювати шкідливі речовини нешкідливими, відмовлятися від застосування пилоутворюючих процесів, замінювати тверде пальне на рідке або газове, встановлювати газо-, пилоуловлювачі в технологічний цикл та ін.

При недосконалості технології, коли уникнути проникнення шкідливих речовин в повітря не вдається, застосовують їх інтенсивне видалення за допомогою вентиляційних (газ, пара, аерозолі) або аспіраційних систем (тверді аерозолі).

Встановлення кондиціонерів повітря в приміщеннях, де є особливі вимоги до його якості, створює нормальні мікрокліматичні умови для працюючих.

Особливі вимоги ставляться до приміщень, де проводяться роботи з шкідливими речовинами, що пилять. Так, підлога, стіни, стеля повинні бути гладкими, легко митися. В цехах, де виділяється пил, регулярно роблять вологе або вакуумне прибирання.

В приміщеннях, де не можна створити нормальні, відповідні до норм мікроклімату умови, застосовують засоби індивідуального захисту (ЗІЗ).

Згідно з ГОСТ 12.4.011-87 "ССБТ. Средства защиты работающих. Классификация" всі ЗІЗ в залежності від призначення поділяються на такі класи: ізолюючі костюми, засоби захисту органів дихання, одяг спеціальний захисний, засоби захисту ніг, засоби захисту рук, засоби захисту голови, засоби захисту обличчя, засоби захисту очей, засоби захисту слухових органів, засоби захисту від падіння з висоти та інші запобіжні засоби, захисні дерматологічні засоби, засоби захисту комплексні.

Ефективне застосування ЗІЗ залежить від їх правильного вибору і умов експлуатації. При виборі необхідно враховувати конкретні умови виробництва, вид та тривалість впливу шкідливого фактора, а також індивідуальні особливості людини. Тільки правильне застосування ЗIЗ може максимально захистити працюючого. Для цього працівники повинні бути ознайомлені з асортиментом та призначенням ЗIЗ. Всі вони зводяться до конкретних заходів:

1. Запобігання проникненню шкідливих речовин у повітря робочої зони за рахунок герметизації обладнання, ущільнення з'єднань, люків та отворів, удосконалення технологічного процесу.

2. Видалення шкідливих речовин, що потрапляють в повітря робочої зони, за рахунок вентиляції, аспірації або очищення і нормалізації повітря за допомогою кондиціонерів.

3. Застосування засобів захисту людини.

Для роботи з отруйними і забрудненими речовинами користуються спецодягом - комбінезонами, халатами, фартуками та ін.; для захисту від кислот та. лугів - гумовим взуттям та рукавичками. Для захисту шкіри, рук, обличчя, шиї застосовують захисні креми та пасти: антитоксичні, водостійки, жиростійки. Очі від можливих опіків та аерозолей захищають окулярами із герметичною оправою, масками, шоломами.

До засобів індивідуального захисту органів дихання (ЗІЗОД) належать респіратори, промислові протигази та ізолюючі дихальні апарати, які застосовуються для захисту від шкідливих речовин (аерозолів, газів, пари), що знаходяться в оточуючому повітрі.

Дія електричного струму на організм людини та електротравматизм

Для персоналу електрогосподарств найважливішими питаннями охорони праці є електробезпека, яка являє собою систему організаційних, технічних заходів та засобів, що забезпечують захист людей від шкідливого та небезпечного впливу електричного струму, електричної дуги, електромагнітного поля і статичної електрики.

До небезпечних і шкідливих виробничих факторів відносять підвищене значення напруги в електричному колі, замкнення якого може відбутися через тіло людини, підвищений рівень статичної електрики, електромагнітних випромінювань, підвищену напруженість електричного та магнітного полів.

Електричне обладнання становить велику потенційну небезпеку для людини, особливо у зв'язку з тим, що органи почуттів не відчувають на відстані електричну напругу на відміну від теплоти, світла, елементів, що рухаються, запаху та інших шкідливих і небезпечних виробничих факторів. Тому, коли струм впливає на людину, її захисна реакція проявляється тільки після безпосереднього контакту з частинами обладнання, що є під напругою.

Дія електричного струму на живу тканину, на відміну від інших фізичних факторів, носить своєрідний і різнобічний характер.

Механізм ураження людини електричним струмом надзвичайно складний і супроводжується термічним, електролітичним та біологічним впливами. При цьому можливі незворотні порушення функціональної діяльності життєво важливих органів людини.

Термічний вплив характеризується нагріванням тканин тіла, кров'яних судин, нервів, серця та інших .органів, які знаходяться на шляху струму.

Електролітичний вплив розкладає кров, лімфу та плазму, порушує їх фізико-хімічний склад. Біологічний вплив виявляється у порушенні біологічних процесів, які відбуваються в організмі, що супроводжуються подразненням або руйнуванням нервових та інших тканин та опіками, аж до повного припинення діяльності органів дихання та кровообігу. За наслідками електротравми поділяються на місцеві, що супроводжуються явно визначеними місцевими ушкодженнями організму, та загальні, або електричні удари, які призводять до ураження всього організму через порушення функцій життєдіяльності найважливіших органів та систем. Більшість електроуражень (~55%) - це сукупність місцевих електротравм та електричних ударів.

Електронебезпека на виробництві забезпечується відповідною конструкцією електроустановок, застосуванням технічних способів та засобів захисту; організаційними та технічними заходами.

Конструкція електроустановок повинна відповідати умовам експлуатації, забезпечувати захист персоналу від дотику із струмоведучими і рухомими частинами та від попадання всередину обладнання сторонніх предметів і води.

Забезпечення електробезпеки від випадкового дотику до струмоведучих частин досягається такими способами та засобами, що застосовуються або окремо, або в поєднанні один з одним: захисні огорожі; ізоляція струмоведучих частин; застосування малих напруг; електричний розподіл мережі; захисне заземлення; захисне занулення; захисне відключення; захист від небезпеки при переході напруги з вищої сторони на нижчу; компенсація струмів замикання на землю; ізолюючі захисні та охоронні засоби; організація безпечної експлуатації електроустановок.

Список використаної літератури

Проектування процесів і апаратів харчових виробництв. Під ред.. В.Н. Стабнікова. - Київ, Вища школа. Головне вид-во, 1989. - 199с.

Процеси і апарати харчових виробництв: Метод. вказівки до виконання контрольних робіт для студ. техн.. спец. заочної форми навч../Уклад.: І.Ф. Малежик, Л.В, Зоткіна, П.М. Немирович, О.В.Саввова - К.: НУХТ, 2002.-64 с.

Процеси і апарати харчових виробництв: Підручник. За ред.. проф.. І.В. Малежика. - К.: НУХТ, 2003. -400с. іл.

Методические указания к выполнению курсовых проектов по дисциплине «Процессы и аппараты пищевых производств» для студентов технологических специальностей всех форм обучения/ сост. П.С. Цыганков. - К.: КТИПП, 1989. - 48 с.

Методичні вказівки до виконання курсових проектів з дисципліни «Процеси і апарати харчових виробництв»/ Розділ «Теплообмінні апарати»/ для студентів усіх спец. ден. і заоч. форми навчання/ Укл. П.С. Циганков, О.П. Ніколаєв. - К.: НУХТ, 1995. - 24 с.

Размещено на Allbest.ru

...