2.1.1 Примеры расчета естественной вентиляции

Пример 1

Исходные данные

Животноводческое помещение оборудовано шес­тью вытяжными шахтами естественной вентиляции сечением ab = 0,7·0,7 м. Каждая из них оборудована заслонкой, позволяю­щей регулировать сечение. Определить площадь проходного сече­ния шахты, через которое удаляется 1,5 м³/с загрязненного возду­ха. Температура удаляемого воздуха t_В = 20°С, температура при­точного воздуха t_Н = 8°С, коэффициент, учитывающий потерю скорости воздуха в канале шахты, ψ = 0,6; расстояние между при­точными отверстиями и верхним торцом шахт h = 3,5 м.

Решение

Рассчитаем плотность удаляемого из помещения воз­духа:

Плотность приточного воздуха

Необходимый воздухообмен в помещении

Суммарная площадь сечения вентиляционных каналов

Площадь проходного сечения одной шахты

Таким образом, удаление из животноводческого помещения 1,5 м³/с загрязненного воздуха будет обеспечено при условии, что площадь проходного сечения каждой из шести шахт 0,25 м² (заслонки открыты на 357 мм).

Пример 2

Исходные данные

Рассчитать диаметр патрубка звездообразного дефлектора, если в помещении необходимо шестью вытяжными шахтами обеспечить воздухообмен 18000 м³/ч. Скорость ветра v_B = 4 м/с.

Решение

Производительность одного дефлектора

Диаметр патрубка дефлектора

Полученное значение D_П округляем до ближайшего из указан­ного ранее ряда. Окончательно принимаем D_П = 0,8 м.

2.2 Расчет аэрации

Аэрацию максимально используют в горячих цехах (литей­ных, кузнечно-прессовых и др.) для отвода из помещений из­лишка выделяемой теплоты, уменьшения концентрации пыли, газов и снижения энергопотребления системами вентиляции.

Расчет аэрации проводят без учета ветрового напора для летнего времени, как наиболее неблагоприятного для осуществления этого процесса.

Сущность расчета состоит в определении площа­ди приточных и вытяжных проемов.

Сначала определяют требуемый воздухообмен, м³/ч, помеще­ния, в воздух которого выделяются вредные вещества

L = G/(g_mn-g).

При расчете по избыткам теплоты количество воздуха L, м³/ч, поступающего через проемы в стенах и удаляемого через аэрационные фонари, рассчитывают по формуле

где - коэффициент, учитывающий высоту расположения центров приточных проемов от пола;

k_а - коэффициент, учитывающий температурный режим в по­мещении и определяемый по формуле: k_а = (t_B – t_Н)/(t_y - t_Н);

Q - количество теп­лоты, выделяющейся в помещении, Вт;

t_В - температура воздуха в рабочей зоне, °С;

t_H - расчетная температура наружного воздуха, °С, принимаемая равной средней температуре в 13 ч самого жаркого месяца года (таблица А.2 приложения);

t_y - темпе­ратура удаляемого воздуха, определяемая из выражения

t_у = t_В + a(h_B - 2),

где а - гра­диент температуры по высоте помещения, °С/м: для помещений с удельным коли­чеством выделяемой теплоты q < 23Вт/м³ а = 0,5°С/м, при q ≥ 23Вт/м³ а = 0,7...1,5 °С/м. Приближенно можно считать t_У = t_Н + (10...15) °С;

h_B - расстоя­ние от пола до оси вытяжных проемов (рисунок 3). Как правило, принимают h_B ≥ 4,5 м.

Рисунок 3 – Схема к расчету аэрации:

1 – среднеподвесная приточная створка; 2 – верхнеподвесная приточная створка; 3 – верхнеподвесная вытяжная створка

Коэффициент принимают из следующих значений:

Расстояние от пола до оси проема, м 2 3 4 5

1,04 1,1 1,2 1,35

Коэффициент k_а можно также определить в зависимости от значений отношения f/F (здесь f - площадь, занимаемая выделя­ющим теплоту оборудованием, F - площадь цеха):

f/F 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

k_а 0,25 0,45 0,62 0,68 0,83 0,87

По полученному значению возду­хообмена L вычисляют площадь приточных и вытяжных проемов, м²

где - коэффициент расхода, зависящий от конструкций устанавливаемых в приточных и вытяжных проемах створок (см. рисунок 3) и угла α их открытия:; = 0,15...0,67;

h_а - расстояние между центрами приточных и вытяжных проемов по высоте, м.

Значения коэффициента расхода для створок различных конструкций и назначения при угле их открытия α = 15...90° при­ведены ниже:

Тип створки Среднеподвесная Верхнеподвесная Верхнеподвесная

приточная приточная вытяжная

0,15...0,64 0,25…0,62 0,3...0,67

При наличии одновременно теплового и ветрового напоров площадь приточных и вытяжных проемов, м², определяют по сле­дующей зависимости:

где ζ - аэродинамический коэффициент, зависящий от конструкции здания и на­правления ветра (его определяют в процессе продувки модели здания в аэродина­мической трубе): при расчетах можно принять ζ = 0,5...0,85 на наветренной сторо­не и ζ = - 0,3...- 0,45 на заветренной стороне здания; v_В - скорость ветра, м/с.