33.Характеристика свободных изотермических и неизотермических струй

Различают струи изотермические ии неизотермические. Струю называют изотермической, если температура во всем объеме ее

одинакова и равна температуре окружающего воздуха. Для вентилирования помещений в подавляющем большинстве случаев применяются

неизотермические струи. Струю называют свободной, если она истекает в достаточно боль-

большое пространство и не имеет никаких помех для своего свободного развития. Если на развитие струи ограждающие конструкции помещения оказывают какое-либо воздействие, то такую струю называют

несвободной, или стесненной Распространение изотермической турбулентной струи.Если из сопла (рисунок 12.1) диаметром d вытекает струя со скоростью больше критической в среду той же температуры при равномерном поле скоростей в выходном сечении сопла, то на поверхности раздела струи со средой возникают вихри, беспорядочно движущиеся вдоль и поперек потока. Между струей и средой происходит обмен конечными массами газа, чем осуществляется поперечный перенос количества движения. Газ из прилегающих слоев окружающей среды увлекается в струю, а  самой струи – затормаживается; масса струи и ее ширина увеличиваются, а скорость у границ падает. По мере удаления от сопла это возмущение распространяется на все большее количество слоев окружающего газа. С другой стороны, в струю все глубже проникают частицы окружающего газа, пока не достигают оси струи (точка С). Дальнейшее смешение струи с газом из окружающей среды происходит по всему сечению струи и сопровождается увеличением ее ширины и падением скорости на оси. Область смешивания вещества струи с газом из окружающей среды называется турбулентным пограничным слоем или зоной смешения струи Кривые распределения скоростей в различных сечениях основного участка имеют максимум на оси струи, а по мере удаления от нее скорость падает и у границы становится равной скорости спутного потока или нулю при затопленной струе. По мере удаления от сопла струя становится шире, а профиль скоростей ниже

Распространение неизотермической турбулентной струи. При расширении неизотермической струи увлечение в нее окружающего газа, обладающего иной температурой, приводит к теплообмену между струей и окружающим газом.На начальном участке, в ядре постоянных скоростей, температура остается неизменной и равной температуре на выходе из сопла. В пограничном слое происходит интенсивный теплообмен. По мере увлечения окружающего газа в поперечных сечениях струи избыточные температуры, представляющие собой разность между температурой в данной точке струи и в окружающей среде, изменяется от максимального значения до нуля. По мере удаления от сопла избыточные температуры также падают.В зоне смешения неизотермической струи под влиянием изменения температуры изменяется плотность газа, т.е. имеется струя сжимаемого газа. Полагая, что механизм расширения неизотермической струи является таким же, как и изотермической, соотношение для интенсивности расширения газовой струи в зависимости от параметров потока на границах зоны смешения, называемое уравнением распространения струи, можно выразить соотношением: а угловой коэффициент расширения неизотермической струи: _.

№34,Расчет воздухообмена в помещении.

Требуемым воздухообменом называют минимальный воздухообмен, определяемый по одному из видов вредных выделений (тепло, влага, газы) в один из расчетных периодов года (теплый, переходный или холодный). воздухообмена по теплоизбыткам

При общеобменной вентиляции и при кондиционировании воздуха воздухообмен по избыткам явного тепла определяется по формуле:

где  G_П , G_У – расходы приточного и удаляемого из верхней зоны помещения воздуха, кг/ч; t_У , t_П – температура удаляемого и приточного воздуха,  ⁰С; С – удельная теплоемкость воздуха, равная 1,005 кДж/(кг  ⁰С).

При удалении воздуха из верхней зоны помещения его температура  t_У  определяется по формуле: t_У = t_В + qrad t (Н_ПОМ – h_РЗ),

где  qrad t – повышение температуры воздуха на каждый метр высоты помещения свыше  h_РЗ. Величина  qrad t  зависит от теплонапряженности помещения (Q_ИЗБ / V_ПОМ).Объемные расходы воздуха определяются по формулам:L_П = G_П / r_П ; L_У = G_У / r_У где  r_П , r_У  – плотности приточного и уходящего воздуха, кг/м³.

Воздухообмен по избыткам тепла и влаги

В помещениях с тепло- и влаговыделениями воздухообмен определяется по  I-d - диаграмме с одновременным учетом изменения теплосодержания  I, кДж/кг, и влагосодержания  d, г/кг.Основной характеристикой изменения параметров воздуха в помещении является величина тепловлажностного отношения (угловой коэффициент луча процесса в помещении) e, кДж/кг: Эта характеристика определяется для каждого из трех расчетных периодов года.

Требуемый воздухообмен в помещении  G_П, кг/ч, рассчитывается по формулам:

Обе формулы дают одинаковый результат, который легко проверить, определив воздухообмен по «избыкаявного тепла» –  (кДж/ч): М_ВЛ – избытки полного тепла и влаговыделения в помещении, кДж/ч и  кг/ч;

Расчет воздухообмена по газовым вредностям Количество воздуха, необходимого для разбавления углекислоты до предельно допустимой величины, рассчитывается по формуле:

  где  ,  – концентрация углекислого газа в наружном и внутреннем воздухе, л/м³.

Требуемые воздухообмены в помещении с местной вытяжной вентиляцией К помещениям, в которых воздух удаляют на двух разных уровнях, а следовательно, с разными параметрами, относятся лаборатории научных и учебных зданий, различного рода мастерские при театрах, конструкторских бюро, научных и учебных заведениях (т. е. помещения с местными отсосами от вытяжных шкафов или станков). Вид оборудования определяет расход местной вытяжной вентиляции.

Воздухообмен общеобменной вентиляции определяют с учетом суммы расходов всех местных отсосов – G_У2 , кг/ч. Например, требуемый расход вытяжки из верхней зоны помещения по избыткам полного тепла G_У1 , кг/ч, определяется по формуле: Здесь индексы  У1  и  У2  обозначают расходы и параметры общеобменной и местной вытяжки, а  П – притока. Аналогичный вид имеют формулы для требуемых воздухообменов по влаге и избыткам явного тепла.

Расчет воздухообмена по кратности

Для всех вентилируемых помещений жилых и общественных зданий воздухообмен определяется по кратности или нормированной величине, которые установлены соответствующими главами СНиП «Отопление, вентиляция, кондиционирование»:

L = k V_ПОМ, 

где  L – количество удаляемого или приточного воздуха в помещении, м³/ч;

k – кратность воздухообмена, 1/ч;

V_ПОМ – объем помещения по внутреннему обмеру,

Выбор расчетного воздухообмена. После расчета воздухообмена необходимо провести анализ полученной требуемой производительности системы общеобменной вентиляции в разные периоды года. В отличие от производительности систем местной вентиляции, которая не изменяется в течение года, требуемая производительность систем

общеобменной вентиляции меняется по сезонам (иногда в широких пределах) . Для систем с естественным побуждением движения воздуха

сезонное изменение производительности достигается эксплуатационным регулированием. Для этих систем расчетным является такой воздухообмен, для осуществления которого требуется большее сечение

каналов или большая площадь открываемых проемов. Как правило, это

воздухообмен, определенный для теплого периода года (аэрация) или периода с ?Н=5°С (системы канальной вентиляции).

Для систем с механическим побуждением движения воздуха выбор расчетного (для подбора оборудования) воздухообмена сложнее. Этот выбор производят по воздухообмену, определенному в объемных единицах для трех расчетных периодов года. На практике встречаются самые разнообразные сочетания требуемого воздухообмена для различных периодов года и разные способы его обеспечения.

Рассмотрим наиболее часто встречающиеся случаи.

1. Открывание окон и проветривание помещения

не допускается (помещение чистое или здание расположено в загрязненном районе, или окна помещения выходят на автомагистраль и

т.п.). В этом случае для подбора вентилятора, фильтра и других элементов вентиляционной системы принимается больший из требуемого

воздухообмена для холодного, переходного и теплого периодов года.

2. В помещении возможно проветривание

(аэрация) в теплый период года (здание находится в зеленой зоне, нет жестких требований к чистоте и микроклимату в помещении — большинство помещений промышленных и общественных зданий). Производительность механической приточной системы вентиляции для этих помещений принимается равной большему из требуемого воздухообмена для холодного и переходного периода года. Производительность вытяжной системы в этом случае принимается равной большему из требуемого воздухообмена для трех периодов года. Иногда приточная система может рассчитываться на зимний воздухообмен, а

вытяжная— на летний. Летом при открытых окнах эта система обеспечит необходимый воздухообмен. В холодный период года такую вытяжную систему необходимо дросселировать, т. е. уменьшать ее

производительность. Для помещений, в которых проветривание летом легко осуществимо, например, возможно сквозное проветривание, производительность вытяжной системы можно принимать равной производительности приточной. При этом необходимо проводить проверочный расчет возможности обеспечения требуемого воздухообмена проветриванием в летний период.