Industrielle Belüftung: lokale Abluftöffnungen

Haben Sie sich jemals in Ihren Keller gewagt und das Labyrinth der Kanäle, die aus dem Ofen führen, ehrfürchtig betrachtet? Ob Sie es glauben oder nicht, hinter diesem Spaghetti-Schüssel-Setup steckt eine Wissenschaft. Kanäle können flexibel oder starr, quadratisch oder rund sein. Ihre Aufgabe in einem lokalen Abluftsystem besteht darin, Luftschadstoffe von der Ursprungsquelle, der sorgfältig platzierten Haube am Arbeitsplatz, zum Abgaskamin zu transportieren, wo sie außerhalb des Gebäudes entlüftet werden. Dieser Job ist nicht einfach. Flüssigkeiten, wie mit Giftstoffen und giftigen Gasen beladene Luft, wollen nur dann sehr gut durch die Kanäle fließen, wenn Sie sich so frei wie möglich bewegen.

Sie können sich die Luft und die Schadstoffe vorstellen, die durch Ihre Kanäle strömen, wie ein Auto, das eine Autobahn entlang fährt. Schnellstraßen haben keine scharfen 90-Grad-Kurven oder abrupten Änderungen der Breite. Dies würde zu einer Verlangsamung des Verkehrs führen, es sei denn, es liegt ein Unfall auf der Straße vor. Schnellstraßen sind in der Regel auch ziemlich große Straßen. Die Wissenschaft hinter den Kanälen folgt denselben Grundprinzipien, um effektiv zu arbeiten. Es minimiert oder eliminiert scharfe Kurven und verhindert plötzliche Durchmesseränderungen. Es hat auch einen Durchmesser, der so breit ist, wie es der Umgebung entspricht, um das Luftvolumen auf die effizienteste Weise zu bewegen.

Die Leistung eines lokalen Abluftventilationssystems kann erheblich beeinträchtigt werden, und die Arbeiter können Gefahren ausgesetzt sein, wenn die Kanäle undicht sind. Und wenn die Lecks dem Lüfter vorgeschaltet und groß genug sind, können sie die Fähigkeit des lokalen Abluftventilationssystems verringern, Luftschadstoffe in die Haube zu ziehen. Luft beginnt durch die Lecks anstatt durch die Haube einzutreten. Wenn sich die Lecks stromabwärts des Lüfters befinden, können Luftschadstoffe durch die Lecks wieder in den Arbeitsbereich gelangen, anstatt durch das Auspuffrohr auszutreten.

Kanäle gibt es in einer unendlichen Vielfalt von Durchmessern, wobei der Durchmesser Teil einer einfachen mathematischen Gleichung ist, die sich auf die Strömungsgeschwindigkeit bezieht. Im einfachsten Sinne wird der Luftstrom durch die Kanäle durch die folgende Gleichung geregelt:

Q = V × A.

wo Q. ist die Luftströmungsrate durch den Kanal in Kubikfuß pro Minute (CFM), V. ist die Luftströmungsgeschwindigkeit in Fuß pro Minute und EIN ist die Querschnittsfläche des Kanals in Quadratfuß.

Angenommen, Sie möchten ein lokales Absaugsystem mit Kanälen mit einem Durchmesser von nicht mehr als 5 Zoll aus Platz- und Freiraumbeschränkungen entwerfen. Sie möchten runde Kanäle für das System verwenden, da diese effizienter mit Luft umgehen und keine scharfen Ecken haben, in denen sich Staub ansammeln kann. Wenn ein Industriehygieniker feststellt, dass Luft mit einer Geschwindigkeit von mindestens 800 Fuß pro Minute durch den Kanal strömen muss, wie hoch ist der Luftdurchsatz durch den Kanal? Nun, da dies ein runder Kanal ist, ist seine Querschnittsfläche die eines Kreises:

A = (π × d2) ÷ 4

wo Re ist der Durchmesser der Innenseite des Kanals, wie in Abbildung 1 unten gezeigt.

Abbildung 1 – Querschnitt eines runden Kanals

Also, um diese Gleichung für die Fläche zu verwenden, um zu lösen Q.müssen wir zuerst den Kanaldurchmesser von Zoll in Fuß umrechnen, wodurch unsere Gleichung folgendermaßen aussieht:

5 Zoll ÷ 12 Zoll pro Fuß = 0,416 Fuß

Dies gibt uns eine Querschnittsfläche des Kanals von:

A = (π × (0,416 Fuß) 2) ÷ 4 = 0,136 Quadratfuß

Und die Luft strömt mit dieser Geschwindigkeit durch den Kanal:

Q = V × A = 800 Fuß / Minute × 0,136 Fuß.2 = 108,8 CFM

Es ist gut, diesen Luftstrom zu kennen, da er dem Konstrukteur hilft, einen geeigneten Lüfter für das lokale Abluftsystem auszuwählen. Dies liegt daran, dass Lüfter in den Herstellerkatalogen aufgeführt sind, basierend auf der Menge an CFM, die sie verarbeiten können.

Das nächste Mal werden wir mehr über den Rest des lokalen Abluftventilationssystems erfahren, dh den Filter, den Lüfter und den Abgaskamin.

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