1861

Пример выполнения расчета

Исходные данные: оборудование стоит в помещении 12 × 12 метров, высотой 8 метров. В помещении расположены: 3 сварочных поста с панелью, тип сварки-автоматическая, габаритные размеры поста 645 x 1745 мм, коэффициент одновременности работы сварочных по-

стов – 0,8.

При ручной сварке на стационарных постах, включая сварку в кабинах, устраивают местный отсос в виде панели равномерного всасывания (рис. 5). Хороший эффект достигается при удалении 32003300 м3/ч воздуха на 1 м2 панели. Длина панели на 100 мм превышает длину рабочего стола сварщика (с двух сторон).

Рисунок 5 - Панель равномерного всасывания конструкции Чернобережского (применяемая при сварке мелких и средних деталей)

Воздухообмен для сварочных постов - 3300 м3/ч для одного поста, суммарный воздухообмен LK=3×3300=9900 м3/ч. Местные отсосы выполнены в виде панелей равномерного всасывания.

∑F=645×1945 м2.

L=9900×0,8=7250 м3/ч.

21

Лабораторная работа №5

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕПАДОВ ДАВЛЕНИЙ В ВОЗДУХОВОДАХ СИСТЕМЫ МЕХАНИЧЕСКОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ

Цель работы: научиться определять давление и расход воздуха в воздуховодах механической вентиляции.

Приборы и принадлежности

1.Цифровой термоанемометр «Testo 425».

2.Дифференциальный цифровой манометр «ДМЦ».

3.Секундомер.

4.Испытательная установка

Теоретические положения

Давление жидкостей, паров и газов определяется силой, нормально действующей равномерно на единицу поверхности. При измерении следует различать давления атмосферное, избыточное и абсолютное.

Атмосферное, или барометрическое, давление а pа соответствует среднему давлению атмосферного воздуха и равно давлению ртутного столба высотой 760 мм при t = 0oC.

Избыточное давление и pи есть превышение давления среды над атмосферным.

Абсолютное давление p – общее давление, под которым находятся жидкость, газ или пар. Оно равно сумме давлений: p = p и + pа.

Если абсолютное давление меньше атмосферного на величину в pв, то эту величину называют разрежением: в pв = pа − p.

Единицей измерения давления в системе СИ служит паскаль (Па): 1Па =1Н/м2 . Шкалы приборов могут быть проградуированы в различных единицах давления.

При необходимости для пересчета единиц давления пользуются следующим равенством: 1 ат = 1 кгс/см2 = 10 м вод. ст. = 735,5 мм рт.

ст. = 98100 Па.

При движении жидкостей и газов по трубопроводам и каналам недостаточно характеризовать их давление одним из названий – атмосферное, избыточное или абсолютное. В этом случае рассматривают следующие давления: статическое, динамическое и полное p.

22

Статическое давление pс – это потенциальная энергия потока, действующая по нормали к стенке канала. При измерении его за начало отсчёта принимают атмосферное давление.

Динамическое давление pд – это кинетическая энергия потока, давление его на препятствие движению, или давление, которое необходимо сообщить неподвижному потоку для приведения его в движение со скоростью υ0 . Динамическое давление связано со скоростью потока следующей зависимостью:

(16)

где υ0 – скорость потока (осевая скорость), измеренная по оси трубопровода, м/с;

ρ – плотность воздуха, ρ =1,2 кг/м3 (при t = 20 oC).

Полное давление p представляет собой алгебраическую сумму статического и динамического давлений:

Как видно из формулы (16), зная динамическое давление можно рассчитать осевую (т.е. максимальную) скорость воздушного потока:

(18)

Однако при расчете расхода воздуха необходимо знать не осевую, а среднюю скорость потока υ . Она связана с осевой скоростью следующим соотношением:

(19)

где α – коэффициент поля скоростей, который зависит от типа измерительного прибора и принимается равным от 0,85 до 0,7; для цифрового термоанемометра α = 0,75 .

Расход воздуха в воздуховоде L , м3/с, рассчитывается по форму-

ле

(20)

где υ – средняя скорость потока воздуха, м/с; S – площадь сечения воздуховода, м2.

23

Приборы для измерения давления и скорости воздуха имеют ряд технических характеристик, наиболее важными из которых являются диапазон измерения и класс точности. Диапазон измерения определяется величинами верхнего и нижнего пределов измерения прибора, т.е. максимальной и минимальной величиной параметра, которую способен измерить данный прибор. Класс точности прибора – это максимальная относительная погрешность, выраженная в процентах от верхнего предела измерения.

Рис. 6. Измерение полного, статического и динамического давлений

Порядок выполнения работы

После ознакомления с теоретическим материалом каждый студент получает индивидуальное задание от преподавателя, в котором даны номера двух точек замеров на лабораторной установке и номер воздухораспределителя (ВР). В каждой из точек необходимо измерить статическое и полное давления (при помощи манометра ДМЦ01), рассчитать динамическое давление, скорость и расход. Для заданного воздухораспределителя необходимо измерить скорость и температуру воздушного потока (при помощи термоанемометра AVM-03), рассчитать динамическое давление и расход воздуха. Ре-

24

зультаты измерений и вычислений занести в табл. 4. Рассчитать погрешность проведенных измерений, результаты занести в табл. 5.

Таблица 4

Таблица 5

25

Лабораторная работа №6 (расчетная)

ВОЗДУШНО-ТЕПЛОВЫЕ ЗАВЕСЫ ШИБЕРУЮЩЕГО ТИПА

Цель работы: определить расход воздуха для тепловой завесы и типоразмер воздушно-тепловых завес.

Теоретические положения

У ворот промышленных зданий устраивают воздушные завесы шиберующего типа, которые в результате частичного перекрытия проема воздушной струей сокращают прорыв наружного воздуха через открытый проем.

Завесы шиберующего типа (название от термина «шибер» – заслонка) предназначены для уменьшения поступления наружного воздуха. Для получения нужного шиберующего эффекта истекающая струя должна иметь достаточное количество движения, сопоставимое с количеством движения поступающего наружного воздуха. Завесы шиберующего типа выполняются как с подогревом, так и без подогрева воздуха. Воздух в завесе подогревается до определенной температуры, обеспечивающей в рабочей зоне заданную температуру смеси поступающего воздуха.

В воздушных завесах шиберующего типа воздух рекомендуется выпускать через щелевидные насадки под углом 30° к плоскости проема с направлением наружу.

Раздаточные короба располагают с внутренней стороны проема на расстоянии не более 0,1 Fпр (где Fпр – площадь открываемого проема,

оборудованного завесой) от его плоскости, забирая воздух для завесы на уровне установки агрегата. Если раздаточные короба отстоят на некотором расстоянии от стены, зазор между ними и проемом рекомендуется зашивать.

26

Рисунок 7– Схемы установки агрегатов завес шиберующего типа: а - центробежные вентиляторы и калориферы на полу; б – то же на пло-

щадке над воротами; в – то же на раздаточных коробах; г – осевые вентиляторы и калориферы на раздаточных коробах; 1- вентилятор; 2- калорифер; 3- раздаточный короб.

Двусторонние боковые завесы по сравнению с односторонними более надежно перекрывают проем при движении и остановке транспорта.

Отключение завес предусматривают не ранее восстановления нормируемой температуры в районе ворот.

Пример выполнения расчета

Рассчитать боковую двустороннюю завесу у распашных ворот без тамбура размером 3,6 × 3,6 м в одноэтажном производственном здании высотой 7,5 м без фонарей. Приток и вытяжка сбалансированы. Расчетная температура наружного воздуха tн= -25°C, температура воздуха в помещении tв = +18°C. Барометрическое давление – 745 мм рт.ст. Работа средней

тяжести (tсм= +12°C). Расчетная скорость ветра (зимой) – υв =4,5 м/с. Общий расход воздуха, кг/ч, подаваемой завесой шиберного типа,

определяем по формуле:

27

где q ˗ отношение расхода воздуха, подаваемого завесой, (G3) к расходу воздуха, проходящего в помещение через проем при работе завесы (Gпр). Рекомендуется принимать 0,6…0,7. Принимаем 0,6;

μпр – коэффициент расхода проема при работе завесы. Определяется табл. 6 в зависимости от типа ворот (раздвижные или распашные), вида завесы (боковая или нижняя) и относительной площади определяемой по формуле:

где Fпр – площадь проема ворот (Fпр=12,96 м2);

Fщ – площадь воздуховыпускных щелей, м2, F задаются в пределах 20…30. Примем F =20, тогда по табл. 12 μпр=0,27;

ρсм ˗ плотность, кг/м3, смеси подаваемой завесой воздуха при температуре tсм=12°C, можно определять по формуле

ρсм = 353T = 273353+12 =1,24кг/ м3

∆P – разность давлений воздуха с двух сторон наружного ограждения на уровне проема, оборудованного завесой, Па.

Значение ∆P можно определять по формуле:

где к1 – поправочный коэффициент, учитывающий степень герметичности здания. Для зданий без аэрационных проемов к1=0,2.

Гравитационное расстояние давление ∆PT, Па находим по формуле:

где hрасч – расстояние по вертикали от центра проема оборудованного завесой до уровня нулевых давлений, где давление снаружи и внутри здания равны (высота нейтральной зоны), м. Для зданий без аэрационных проемов можно принимать 0,5 высоты ворот, hp=1,8 м;

ρн – плотность воздуха при наружной температуре (-25°C)

28

ρв – плотность воздуха, кг/м3, при tв=18°С, ρв=1,21 кг/м3.

Ветровое давление, Па

где c – расчетный аэродинамический коэффициент, значение которого для вертикального ограждения – 0,8 (СНиП 2.01-07-85. Нагрузки и воздействия);

vв – расчетная скорость ветра, м/с, при параметрах «Б» для холодного периода года

(vв =4,5 м/с)

Тогда расчетная разность давлений составит:

∆P =9,8 1,8(1,42 −1,21) + 0,2 0,8 4,521,42/ 2 = 6Па

Подставим ∆P в формулу расхода воздуха завесы:

G3 =5100 0,6 0,27 12,966 1,24 = 29200кг/ч

По таблице выбираем завесу ЗВТ1 00.000-0.2 суммарной производительностью по воздуху Gтаб=28800 кг/ч, по теплу Q3=232600 Вт, F = 24.

Из формулы G3 находим действительное значение qД

Требуемую температуру воздуха, подаваемого завесой, t3,°C, находим по формуле

29

где Q ˗ отношение теплоты, теряемой с воздухом, уходящим через открытый проем наружу, к тепловой мощности завесы (находим по рис.

где t3=40,6°C;

tнач – температура воздуха, забираемая для завесы °C, можно принимать равной tсм, т.е. +12°C.

Q3 = 0,28 28800(40,6 −12) = 230630Вт.

Это близко к расчетной производительности (отклонение допускается +10%). В случае значительного превышения тепловой мощности над расчетной, рекомендуется: в одном из агрегатов завесы не устанавливать калориферы или принять однорядную установку калориферов в одном или обоих агрегатах завесы.

Тип воздушно-тепловой завесы определяют по таблице.

30