5. Определение воздухообмена. Основное дифференциальное уравнение воздухообмена. Основные принципы расчета расхода приточного воздуха.

лекц вентил стр 37-39

Для общественных и административно-бытовых зданий производительность СКВ рассчитывается по упрощенным формулам: м3/час.

- по избыткам явной теплоты, :

- по избыткам полной теплоты,

- по избыткам влаги W, :

- по нормируемому удельному расходу приточного воздуха m, :

где - плотность воздуха (принять = 1,2 ); С - теплоемкость воздуха (С = 1,005 ); – температура, энтальпия, влагосодержание воздуха; N – количество человек в помещении.

Производительность СКВ следует принимать большей, рассчитанной по формулам (9.3…9.6) для теплого периода, считая ее одинаковой для круглогодичной работы (для холодного периода).

Массовый расход воздуха рассчитывается по уравнению:

6. Аэродинамический расчет систем вентиляции. Подбор вентиляционного и воздухораспределительного оборудования.

Аэродинамический расчет систем вентиляции выполняют после рас- расчета воздухообмена, а также решения трассировки воздуховодов и каналов. Для проведения аэродинамического расчета вычерчивают аксонометрическую схему системы вентиляции, на которой выделяют фасонные части воздуховодов. По аксонометрической схеме и планам строительной части проекта определяют протяженность отдельных ветвей системы.

Различают прямую и обратную задачи аэродинамического расчета вентиляционных систем. Цель аэродинамического расчета зависит от типа задачи: для прямой — это определение размеров сечений всех участков системы при заданном расходе воздуха через них; для обратной — это определение расходов воздуха при заданных размерах сечений всех

участков.

При аэродинамическом расчете вентиляционных систем схему разбивают на отдельные расчетные участки. Расчетный участок характеризуется постоянным расходом воздуха. Границами между отдельными участками схемы служат тройники. Потери давления на участке зависят от скорости движения воздуха и складываются из потерь на трение и потерь в местных сопротивлениях.Так же, как при гидравлическом расчете системы отопления, в системе вентиляции намечается основное расчетное йаправление —магистраль, представляющая собой цепочку последовательно расположенных участков от начала системы до наиболее удаленного ответвления. При наличии двух или более таких цепочек, одинаковых по протяженности, за магистральное направление принимается наиболее нагруженная (имеющая больший расход).

Потери давления в системе равны потерям давления по магистрали, слагающимся из потерь давления на всех последовательно расположенных участках, составляющих магистраль, и потерь давления в вентиляционном оборудовании (калориферы, фильтры и пр.).

Существует много различных способов расчета вентиляционных систем. Некоторые из них получили широкое распространение в проектной практике. Мы рассмотрим лишь классические инженерные способы решения прямой и обратной задач аэродинамического расчета.

1. Определение нагрузки отдельных расчетных участков.

2. Выбор основного (магистрального) направления.

3. Нумерация участков магистрали. Участки основного направления нумеруют, начиная с участка с меньшим расходом. Расход и длину каждого участка основного направления заносят в таблицу аэродинамического расчета.

4. Определение размеров сечения расчетных участков магистрали. Площадь поперечного сечения расчетного

участка, м2, определяют по формуле где Lp — расчетный расход воздуха на участке, м3/с; V — рекомендуемая скорость движения воздуха на участке, м/с (принимается по табл).

5. Определение фактической скорости.

6. Определение потерь давления на трение. По номограммам или по таблицам определяют R = f(v, d) и βш.

7. Определение потерь давления в местных сопротивлениях.

О братная задача. Эту задачу называют иногда задачей о потоко-распределении. Формулируется она так: даны разветвленная сеть и давление, создаваемое вентилятором (или известна его характеристика), требуется определить расход воздуха, проходящего через все участки системы. Необходимость решения этой задачи возникает при реконструкции системы, когда отключаются некоторые ответвления или подключаются новые ответвления, т. е. меняется геометрия системы. Иногда в существующей вентиляционной сети достаточно поменять частоту вращения вентилятора (или сменить его), и вентиляция будет удовлетворять поставленным требованиям. Необходимость в такого рода расчетах возникает при изменении расположения технологического оборудования в цехе или при изменении назначения помещения.

Известны три способа решения обратной задачи. *

С пособ эквивалентных отверстий (или сопел), разработанный в конце прошлого столетия, заключается в условной замене участков системы эквивалентными по потере давления отверстиями. Вычислив площади эквивалентных отверстий каждого участка и применяя правило сложения площадей параллельно расположенных отверстий и правило эквивалентирования (замены одним) отверстий, расположенных последовательно, можно вычислить площадь отверстия, эквивалентного всей системе. Определив расход воздуха через это отверстие по заданному перепаду давлений, можно вычислить расходы во всех ответвлениях системы.

Профессор П. Н. Каменев для решения обратной задачи предложил способ перемещения единицы объема. Этим способом удобно пользоваться, когда задан общий расход воздуха и требуется определить его распределение по отдельным ветвям. Так же, как и предыдущий, этот способ описан в работе [20] и др.

Способ характеристик, предложенный проф. С. Е. Бутаковьгм [15], заключается в определении характеристик сопротивления каждого участка и последующем их сложении с учетом параллельного или последовательного расположения участков. Характеристикой сопротивления автор назвал коэффициент пропорциональности k_i в уравнении

7. Аэродинамические основы организации воздухообмена. Классификация струй. Геометрическая структура свободных изотермических струй, их свойства. Расчетные формулы для основного участка свободной изотермической струи.

лекц вентил стр 40-52

8. Свободные неизотермические и изотермические струи, конвективные тепловые струи. Критерий Архимеда. Настилающиеся струи. Закономерности их отрыва. Вертикальные струи. Стесненные струи.

лекц вентил стр 44-67

9. Основные схемы движения воздуха в вентилируемых помещениях. Особенности движения воздуха в горячих цехах.

лекц вентил стр 74-79

10. Воздушные фильтры для приточного воздуха. Классификация фильтров, показатели их работы. Расчет параметров.

лекц вентил стр 79-91

11. Борьба с шумом и вибрацией в системах механической вентиляции. Источники шума. Конструктивные меры снижения шума и вибрации.

12. Местная вытяжная вентиляция. Местные отсосы, их классификация. Вытяжные зонты, требования и расчет.

+ лекц вентил2 стр 1-11

Приемущества местной вытяжной вентиляции (МВВ):Удаление вредных выделений непосредственно от мест их выделения;

Относительно небольшие расходы воздуха.

В связи с этим МВВ наиболее эффективный и экономичный способ.

Основными элементами систем МВВ является

1 – МО

2 – сеть воздуховодов

3 – вентиляторы

4 – очистные устройства

Основные требования к местным отсосам:

1. локализация вредных выделений в месте их образования

2. удаление загрязненного воздуха за пределы помещения с высокими концентрациями на много больше чем при общеобменной вентиляции.

Требования которые предъявляют к МО разделяются на санитарно-гигиенические и технологические.

Санитарно-гигиенические требования:

1. максимальная локализация вредных выделений

2. удаляемый воздух не должени проходить через органы дыхания рабочих.

Технологические треьования:

1. место образования вредных выделений должно быть максимально укрыто на сколько это позволяет технологический процесс, а открытые рабочие проемы должны иметь минимальные размеры.

2. МО не должен мешать нормальной работе и снижать производительность труда.

3. Вредные выделения как правило должны удалятся от места их образования в направлении их интенсивного движения. Например горячие газы – вверх, холодные – вниз.

4. Конструкция МО должна быть простой, иметь малое аэродинамическое сопротивление, легко монтироватся и демонтироватся.

Классификация МО

Конструктивно МО оформляют в виде различных укрытий этих источников вредных выделений. По степени изоляции источника от окружающего пространстрва МО можно разделить на три группы:

1. открытые

2. полуоткрытые

3. закрытые

К МО открытого типа относятся воздухопроводы располагаемые за пределами источнмков вредных выделений над ним или сбоку или снизу, примерами таких таких МО является вытяжные панели.

К полуоткрытым относятся укрытие внутри которых находятся источники вредностей. Укрытие имеет открытый рабочий проем. Примереми таких укрытий является:

- вытяжные шкафы

- вентиляционные камеры или шкафы

- фасонные укрытия от вращающихся или режущих инструментов.

К полностью закрытые отсосы являются кожухом или частью аппарта, который имеет небольшие неплотности (в местах соприкосновения кожуха с движущимися частями оборудования). В настоящее время некоторые виды оборудования выполняются со всьроенными МО (это окрасочные и сушильные камеры, дерево оьрабатывающие станки).

Открытые МО. К открытым МО прибегают тогда когда неваозможно применить полуоткрытые ли полностью закрытые МО что обуславливается особенностями технолгического процесса. Наиболее распостраненнвми МО открытого типа являются зонты.

Вытяжные зонты.

Вытяжными зонтами называется воздухоприемники выполненные в виде усеченных перамид расположенные над источниками вредных выделений. Вытяжные зонты как правило служат только для улавливающихся вверх потоков вредных веществ. Это происходит когда вредные выделения нагреты и образуется стойкий температурный поток (температура >70). Вытяжные зонты имеют большое распостранение значительно больше того чем они заслуживают. Для зонтов характерно то, что между источником и воздухоприемником имеется разрыв, пространство незащищенное от воздуха окружающей среды. Вледствии чего окружающий воздух свободно подтекает к источнику и итклоняет поток вредных выделений. В результате чего зонты требуют значительных объемов, что являетяс недостатком зонта.

Зонты бывают:

1. простые

2. в виде козырьков

3. активные(со щелями по периметру)

4. с поддувом воздуха (активированные)

5. групповые.

Зонты устраиваются как с местной так и с механической вытяжной вентиляцией, но основное условие применение последних является наличие мощных гравитационных сил в потоке.

Для работы зонтов должно соблюдатся следующее

1. отсасываемое зонтом количество воздуха должно быть не менее того которое выделяется из источника и присоединяется на пути от исочника до зонта с учетом влияния боковых токов воздуха.

2. Воздух подтекающий к зонту должен иметь запас энергии (в основном тепловой достаточный для преодрления гравитационных сил)

3. Габариты зонта должны быть больше габаритов подтекающей среды/

4. Необходимо наличие организованного потока во избежании опрокидования тяги (для естественной вентиляции)

5. Эффективная работа зонта во многом определяется равномерности сечения. Она зависит от угла раскрытия зонта α. α =60 то Vц/Vс=1,03 для круглого или квадратного сечения, 1,09 для прямоугольного α=90 1,65.Рекомендуемый угол раскрытия α=65, при котором достигается наибольшая равномерность поля скоростей.

6. Размеры прямоугольного зонта в плане А=а+0,8h, Б=b+0,8h, где h расстояние от оборудования до низа зонта h<08dэ, где dэ эквивалентный по площади диаметр источника

7. Объем отсасываемого воздуха, определяется в зависимости от тепловой мощности источника и подвижности воздуха в помещении Vn при малой тепловой мощностим ведется по формулам L=3600*F3*V3 м3/ч где f3 – площадь всасывания, V3 – скорость всасывания. Для нетоксичных выделений V3=0.15-0.25 м/с. Для токсичных следует принимать V3= 1.05-1.25, 0.9-1.05, 0.75-0.9, 0.5-0.75 м/с.

При знасительных тепловыделениях объем воздуха отсасываемый зонтом определяется по формуле L₃=L_kF₃/F_n Lk- объем воздуха поднимающийся к зонту с конвективной струей Qk – количество конвективной теплоты выделенной с поверхности источника Q_k= α_kFn(t_n-t_в).

Если расчет зонта производят на максимальное выделение вредности то можно активный зонт не устраивать, а обходится обычным зонтом.