По страницам журнала «Отопление и вентиляция» за 1938 год

«Мир климата» продолжает знакомить читателей с материалами, публиковавшимися на страницах ноябрьского выпуска журнала «Отопление и вентиляция» за 1938 год.

Вентиляция стиральных цехов сапоговаляльных фабрик

Производственный процесс стиральных цехов является основным в изготовлении валяной обуви. Он заключается в том, что заготовка валенка, выработанная на катальных станках заростного цеха, подвергается специальной обработке с целью дальнейшего уплотнения и валки материала. Обработка заготовок ведется мокрым способом, главным образом на молотовых и кольцевых машинах. В настоящей статье мы рассмотрим вопросы вентиляции стиральных цехов, оборудованных преимущественно молотовыми машинами, где количество кольцевых машин не превышает 15% от числа молотовых.

Кольцевые машины отличаются от молотовых производственным процессом, а также количеством и характером вредных выделений, которые должны удаляться вентиляцией. Кроме того, на кольцевых машинах, по существу, производится лишь механизированная ручная обработка, и они могут быть оборудованы достаточно эффективной местной вентиляцией. Наоборот, на молотовых машинах осуществляется массовая одновременная валка значительного количества заготовок, и по своим конструктивным особенностям эти машины не могут быть оборудованы рационально устроенной местной вентиляцией.

Молотовая машина имеет барку и два деревянных молота-поршня, перемещающихся возвратно-поступательным движением по дуге круга при помощи шатунов от специального коленчатого вала. Поршни, периодически сжимая загруженные в барку заготовки и переворачивая их при этом в присутствии горячей воды и растворов серной кислоты, обеспечивают валку.

Обычно процесс валки разбивается на пять периодов, происходящих на различных машинах, из которых каждая специально закреплена за данным периодом. Один период отличается от другого температурой растворов, повышающейся в последнем периоде до 75 °C, и добавлением в средних периодах обработки раствора серной кислоты различной крепости, но не свыше 8 градусов Бомэ.

В процессе валки происходит растяжка голенища валенка на растяжных станках и специальная оправка заготовки вручную. Оправка заготовки сопровождается резкими движениями рабочего и разбрызгиванием воды, так как он неоднократно ударяет мокрой заготовкой по верстаку или стенке барки. В некоторых случаях, когда не свалявшаяся заготовка еще длинна, рабочий берет ее за носок и пятку и, перебрасывая голенище через голову, ударяет им с силой, повторяя это движение два-три раза.

Сам процесс стирки на молотовых машинах также сопровождается значительными влаговыделениями при парении из барки и разбрызгивании жидкости из-под молота снопом мелких брызг, разлетающихся с большой скоростью на расстояние до полутора метров от машины.

Изучение производственного процесса показывает, что в цехе влага испаряется с поверхности пола, стенок барок и ванн, стен здания, поверхности складываемого в кучи и обрабатываемого поштучно материала и от неплотностей паропровода. Кроме того, влага испаряется и с поверхности самих брызг и капель, разлетающихся при обработке. Испарение в молотовой машине наблюдается не только с поверхности заготовок, лежащих в данный момент наверху, но и с поверхности заготовок, лежащих внизу. Это объясняется тем, что барка машины жидкостью не заполняется, заготовки лежат неплотно и поршень машины периодически сжимает заготовки до устранения всех пустот, которые появляются вновь при его отходе вследствие большой упругости мокрой заготовки. При образовании пустот происходит интенсивное испарение под влиянием некоторого вакуума. Пустоты быстро заполняются воздухом в смеси с паром, а при последующем ходе машины эта смесь стремительно выжимается, захватывая жидкость, налитую на дне барки. Таким образом, создаются струи брызг и быстро текущего тумана в самых разнообразных направлениях.

Помимо влаговыделений, для производственного процесса стиральных цехов характерны тепловыделения. Обычно рабочие этих цехов и зимой и летом вынуждены работать без рубашки, в коротких трусиках и резиновых фартуках. Состояние атмосферы цеха при недостаточно мощной приточно-вытяжной вентиляции, обеспечивающей потребный воздухообмен не более чем на одну половину, может быть иллюстрировано по данным наблюдений на Камышевской фабрике цифрами, приведенными в таблице:

Без всякой вентиляции состояние атмосферы в цехе может быть значительно хуже.
Сложная обстановка производственных процессов в стиральных цехах чрезвычайно затрудняет теоретические подсчеты количества вредных выделений, каковыми нужно считать все факторы, влияющие на состояние микроклимата цеха. Поэтому при проектировании было признано недопустимым строить расчеты вентиляции только на теоретических выкладках и было решено провести предварительные обследования с целью составления воздушно-теплового баланса. Такому обследованию в августе 1937 г. подвергся стиральный цех Камышевской пимокатной фабрики. Проверка полученных результатов была произведена один раз — 16 ноября 1937 г.

Обследование показало, что количество воздуха, извлекаемого вентиляцией (включая и естественное, примерное троекратное проветривание), составляет 33 000 килограммов в час; параметры удаляемого воздуха: d = 26 г/кг,t = 32,8 °C и параметры приточного воздуха: d =12,6 г/кг,t = 27,2°C. При составлении теплового баланса по этим данным на одну молотовую машину оказалось: влаговыделений — 31,6 килограмма в час; тепловыделений — 3170 калорий в час.

Для сравнения уместно привести цифры теоретических расчетов. По тепловыделению учитывались (в %):

1. Теплоприход от энергии, расходуемой в цехе          74,0
2. Теплоприход от работы людей          4,80
3. Теплоприход от солнечной радиации          4,85
4 и 5. Тепловыделения горячей воды и водяного зеркала в барках          7,95
6. Теплопотери красильных барок          6,0
7. Охлаждение продукции          2,4
Всего          100

По влаговыделению учитывались (в %):

1. Испарения от молотовых машин          44,2
2. Испарения с пола          З0,8
3. Испарения с поверхности продукции          20,0
Всего          100

На одну молотовую машину, по этим данным, приходится: тепловыделений — 5180 калорий в час, влаговыделений — 4,75 килограмма в час или соответственно 164 и 15% от величин, найденных экспериментальным путем.

Если из теоретического расчета исключить весьма сомнительные тепловыделения от горячей воды и ее зеркала в барках, а также от остывающей продукции и учесть, что влага, испаряющаяся с пола, поверхности оборудования и стен, поглощает теплоту воздуха, то теоретически определенные цифры тепловыделений будут весьма близки к наблюдаемым, разница составит лишь 30%, чего и следовало ожидать ввиду большей обоснованности расчетов тепловыделений.

Что касается влаговыделений, то здесь мы убеждаемся в полной несостоятельности расчетов испарения, покоящихся на целом ряде условных допущений и поэтому дающих грубо неверные результаты.

Методика предварительных обследований заключалась в том, что во вторую половину летнего дня, когда солнечные лучи не проникали непосредственно в помещение, а наружный воздух и стены здания были достаточно прогреты, определялись объемы воздуха, извлекаемого из помещения. Для этой цели применялись: анемометр, трубка Пито и микроманометр «Ксидин». Одновременно производился замер температуры и относительной влажности этого воздуха как в воздуховодах, так и в отдельных точках помещения. По полученным цифрам составлялся воздушный и тепло-влажностный баланс, причем учитывалось также сквозное проветривание.

Нужно отметить, что наши обследования не носили научно-исследовательского характера, а поэтому, возможно, были недостаточно полны, не охватывая различных режимов в разные сезоны года. Наблюдения были поставлены исключительно с практической целью — дать необходимое обоснование для проектирования вентиляции в стиральном цехе названной выше фабрики. Однако размеры и условия производства стиральных цехов, оборудованных молотовыми машинами, могут быть целиком охарактеризованы числом этих машин, поскольку в составе оборудования этих цехов красильные барки и кольцевые машины имеются лишь в небольшом количестве (как мы указывали, до 15%). Поэтому данные, добытые в результате такого обследования, могут быть применены при расчете вентиляции стиральных цехов вообще, впредь до получения более точных данных. При этом в качестве первого приближения мы рекомендуем основываться в расчетах на следующих цифрах, отнесенных к одной молотовой машине (при условии устройства местной вытяжной вентиляции от кольцевых машин и кожухов красильных барок): влаговыделений — 30 килограммов в час, тепловыделений относительных — 4000 калорий в час, тепловыделений абсолютных (включая скрытую теплоту пара, насыщающего воздух) — 23 000 калорий в час.

Все кольцевые машины и красильные барки должны быть снабжены местными отсосами со специальными закрытиями. Рационально устроить местные вытяжные системы с обособленными вентиляторами как для барок, так и для группы кольцевых машин.

Объем вытяжки от кольцевых машин достаточно принимать в 875 кубометров в час на одну машину. Вытяжка от барок рассчитывается и конструируется общеизвестными способами, разработанными для вентиляции красильных барок текстильной промышленности.

Условия, необходимые для рационального устройства вентиляции в стиральных цехах, по нашему мнению, должны быть разбиты на две основные группы: 1) размещение технологического оборудования и 2) архитектурно-строительное проектирование зданий для пимокатных фабрик.

К первой группе относятся следующие требования:

1. Установка молотовых машин должна проектироваться в две линии. Машины располагаются посередине помещения задними сторонами одна к другой. Между машинами оставляется лишь неширокий проход, необходимый для ремонтных работ.
2. Оправочные столы и растяжные станки устанавливаются у стен; между ними и молотовыми машинами оставляются главные проходы вдоль цеха.
3. Пимокатная фабрика должна проектироваться в виде трехэтажного (минимум) неширокого здания, со светом с двух сторон (примером может служить Камышевская фабрика). Стиральный цех должен помещаться под заростным цехом, непосредственно над насадочным, то есть на этаже, не имеющем холодных перекрытий (верхнего и нижнего). Это требование сохраняется в силе и для насадочного цеха, под которым (в подвале) рационально помещать сушилки.

Ко второй группе относятся требования:

1. Верхнее и нижнее перекрытия должны быть влагонепроницаемы.
2. Окна устраиваются в количестве, минимально необходимом для освещения. Окна должны иметь двойные рамы и легко открывающиеся фрамуги в верхней части. Суммарная площадь открывающихся фрамуг во всех окнах должна быть не меньше 0,85 м² на одну машину.

Общий объем притока механической вентиляции при подборе оборудования рассчитывается на переходный период (наружная температура +12 °C, температура в рабочей зоне +22 °C при 80% относительной влажности) и определяется из формулы

V₁ = 3150 x n м³/ч.

Калориферы приточных камер должны быть рассчитаны на производительность, необходимую для подогрева воздуха от низшей расчетной наружной температуры для вентиляции (по стандарту для данной местности) с учетом охлаждения здания.

Техник-механик Л. А. Глушков, Свердловск