Фиг. 14. Схема аэрации ib однопролетном цехе под действием тепловых избытков и ветра.

Так как t_нap =t_ср.пом, баланс воздухообмена формулируется следующим образом: объем приточного воздуха равен объему уходящего воздуха, т. е.

;

;

м³/сек

По произведенному расчету приток оказался меньше вытяжки, следовательно, избыточное давление в цехе должно быть меньше. Ввиду малой разности расходов принимаем среднее значение

м³/сек.

Находим частное п = 68,75 : 66 = 1,042.

При этом скорость движения воздуха через фрамуги для притока увеличивается в 1,042 раза, а через фрамуги для вытяжки уменьшается в 1,042 раза.

В этом случае баланс воздухообмена запишется так:

,

что дает

м³/сек,

т. е. ранее принятое среднее значение расходов.

44. Определить естественный воздухообмен в однопролетном цехе (фиг. 14) при совместном действии избытков тепла и ветра.

Исходные данные. Площадь аэрационных проемов (фрамуг) : нижних f₁ = 20 м², f₃ = 25 м²; верхних f₂ = 15 м², f ₄ = 18 м²- Расстояние оси фрамуг над уровнем пола: нижних Н₁ – 2,4 м, Н_з = 2,7 м; верхних Н₂ – 20,2 м, Н₄ = 21 м.

Температура воздуха наружного t_нap – 20°С, в рабочей зоне t_pз = 25°С, уходящего из помещения t_yx = 43°С. Барометрическое давление Р_бар = 745 мм рт. ст. Средняя скорость ветра υ_вет ⁼ 2,8 м/сек (динамическое давление ветра Р_д = 0,49 кГ/м²). Аэродинамические коэффициенты равны: для нижних фрамуг к₁ = 0,5, к₃ = –0,5; для верхних фрамуг к₂ = 0,4, к₄ = –0,6.

Во время открытия фрамуг работает механическая вытяжная вентиляция. Производительность системы механического притока G_np = 5,7 кГ/сек а системы механической вытяжки G_выт = 21,5 кГ/сек.

Расчет. Под влиянием тепловых избытков, ветра и механической вытяжки в цехе устанавливается внутреннее избыточное давление, различное по высоте цеха.

Примем величину избыточного давления на полу цеха Р_изб = – 0,6 кГ/м². Тогда избыточное давление в плоскостях центров фрамуг будет больше на величину произведения высоты центра фрамуг над полом на разность объемных весов наружного воздуха и воздуха внутри цеха:

кГ/м³,

тогда

кГ/м²,

кГ/м²,

кГ/м²,

кГ/м².

Давления и разрежения, создаваемые ветром в центрах фрамуг, равны:

кГ/м²;

кГ/м²;

кГ/м²;

кГ/м².

Величины избыточных давлений внутри здания и давления ветра снаружи записаны на фиг. 14. В фрамуге 1 давление ветра равно 0,245 кГ]м², а внутри помещения внутреннее и избыточное давление равно –0,468 кГ/м²; следовательно, фрамуга 1 будет работать, на очиток.

В центре фрамуги 3 в помещении цеха разрежение равно – 0,452 кГ/м², а снаружи цеха –0,245 кГ/м²; следовательно, проем будет работать на приток и т.д.

Из большего давления вычитаем меньшее и определяем разность давлений и скорости движения воздуха в фрамугах.

Фрамуга 1

;откуда υ₁ = 3,45 м/сек

;откуда υ₁ = 3,45 м/сек

Составляем баланс воздухообмена

или

Ввиду сравнительно небольшого расхождения баланса воздухообмена расчет этим можно закончить и окончательные результаты записать в табл. 6.

Таблица 6

Результаты определения воздухообмена в цехе под действием тепловых избытков и ветра (избыточное давление на полу цеха P_u3g = –0,6 кГ/м², А7 = 0,055 кГ/м³, динамическое давление ветра Pq = 0,49 кГ/м²)

№ фрамуги	Высота центра фрамуги над	полом в м	Изменение из-	быточного давления в кГ/м2	Избыточное дав- '	f- ^-» – 1й in ч а-	Аэродинамический коэффи-	циент	Давление ветра	к >> Sea ад с** к а		Разность давлений в кГ/м2	Температура воздуха в °С	Скорость движе-	ния воздуха в фрамуге в м/сек	га сх л Щ 3« 3s о и в%	Расход воздуха в кГ/сек		Характер действия фрамуги
/	• 2,	0	0,	132	-0	,468	+о,	5	+о	,245	0	,713	+20	з,	45	20	60	,6	Приток
2	17,	6	1,	111	+о	,511	+о,	4	+о	,196	0	,315	+43	2,	35	15	25	Л	Вытяжка
3	2,	3	о,	148	–0	,452	-о,	5	–0	,245	0	,207	+20	1,	82	25	34	,9	Приток
4	17,	8	1,	156	+о	,555	-о,	6	–0	,294	0	,850	+43	з,	90	18	50	,0	Вытяжка

45. Рассчитать незадуваемый фонарь МИОТ X? 2 в промышленном здании, схематически изображенном на фиг. 15. Определить необходимую площадь приточных фрамуг и ширину фонаря в плоскости его основания. Дать объяснение необходимости применения незадуваемых фонарей.

Исходные данные. Теплоизбытки в здании Q изб – * >5 * • 10⁶ ккал/ч. Высота центра приточных фрамуг от основания (горловины) незадуваемого фонаря Н – 12 м. Аэродинамические коэффициенты к\ = + 0,58, к₂ = –0,3. Средняя скорость ветра ^v_eem –= 3,8 м/сек. Температура воздуха наружного t_Hap = 22°С, в рабочей зоне tp.₃= 27°С; уходящего из цеха t_yx – 42°С. Барометрическое давление Рбар = 745 мм рт. ст. Объемный вес наружного воздуха, воздуха удаляемого из помещения, и воздуха при средней температуре помещения соответственно равны: у_нар = = 1,173 кГ/м², у_ух = 1,099 кГ/м\, Чср.пом – 1,125 кГ\м^ъ. Длина фонаря МИОТ N2 2 и длина приточных фрамуг а = 50 м. Направление господствующих ветров перпендикулярно оси фонаря.

Расчет. При задувании ветра в верхние фрамуги здания цеха потоки наружного воздуха опускаются вниз, смешиваясь с пылью и газами, попадают в рабочую зону. В этом случае уменьшается естественный воздухообмен, что ведет к повышению температуры воздуха в рабочей зоне.

Таким образом, задувание ветра в верхние фрамуги цеха всегда приводит к ухудшению санитарно-гигиенических условий труда. В последнее время получили широкое распространение так называемые незадуваемые фонари. Незадуваемые фонари работают на вытяжку при изменяющихся направлениях ветра, что позволяет обойтись без регулирования положения створок.

Находим величину необходимого естественного воздухообмена