книги из ГПНТБ / Сорокин, Н. С. Вентиляция, отопление и кондиционирование воздуха на текстильных предприятиях учебник

тепла окружающего воздуха. В Этих условиях количество испа­ ряющейся воды G2 может быть определено по формуле

Формулы (68) и (68а), предложенные инж. К. Н. Раттэлем и уточненные докт. техн. наук Л. С. Клячко, справедливы лишь для адиабатического испарения.

Количество испаряющейся воды в состоянии кипения с 1 м2 поверхности при нагревании воды глухим паром, т. е. при помощи змеевиков, по данным В. В. Батурина, составляет около 40— 50 кг/ч. При нагревании воды острым паром, выпускаемым непо­ средственно в воду, при установившемся состоянии кипения коли­ чество испаряющейся воды приблизительно равно расходу пара.

При подсчете теоретическим путем количества испарений в от­ делочных фабриках часто встречаются с большими затруднениями, так как наряду с испарением с поверхности красильных и промыв­ ных ванн происходит испарение с поверхности мокрой ткани, мок­ рой поверхности машин, пола и пр. В таких случаях целесооб­ разно пользоваться экспериментальными формулами, полученными на основании результатов испытаний. Некоторые такие зависи­ мости приведены в главах I, II и III второго раздела.

Определение производительности обестуманивающей установки графо-аналитическим методом

Расчет обестуманивающих установок наиболее удобно и просто вести графо-аналитическим путем при помощи і—cf-диаграммы.

Положим, что в рабочем зале установлено разнородное техно­ логическое оборудование с укрытиями различной степени плот­

в эти укрытия и затем удаляется наружу; в то же время некоторая часть тепла и влаги прорывается через укрытия и поступает в по­ мещение. Это учитывается коэффициентами прорыва тепла а и

100

Количество тепла и влаги, поступающее в каждое укрытие, со­ ответственно равно

герметичности укрытий, интенсивности воздухообмена или удель­ ного расхода воздуха, приходящегося на 1 кг удаляемой влаги, а также от способа подачи воздуха. Эти коэффициенты опреде­ ляют опытным путем. Для закрытых ограждений, как, например, сушилок, при хорошей герметичности и термоизоляции можно при­

ное тепло, минуя рабочую зону, уходит в верхнюю часть поме­ щения и оттуда удаляется. Таким образом, количество тепла, поступающее в рабочую зону Qpaб, будет равно

вкДж/ч;

аи оц — коэффициенты теплопоступлений в рабочую зону со­ ответственно для оборудования и солнечной ра­ диации.

При теплопоступлениях от солнечной радиации через боковое остекление <хі=1, а через верхние покрытия — 0,5.

Количество влаги, поступающее в рабочую зону,

высоты помещения и системы воздухообмена, т. е. от способа по­ дачи воздуха в цех и удаления его из цеха.

Так как характер распределения тепла и влаги в помещении весьма сходен, то практически можно считать a~ ß . Значения этих коэффициентов находят опытным путем. На рис. 46 показаны

101

кривые изменения значений а и ß для помещений высотой 4—5 м (кривая 3) и для помещений высотой 5,5—6 м (кривая 4).

Разделив уравнение (71) на уравнение (72), найдем удельное приращение тепла еі на 1 г водяного пара в рабочей зоне:

многочисленных испытаний (без учета теплопоступлений от сол­ нечной радиации и теплопотерь через ограждения здания).

и влаги в рабочей зоне на і—d-диаграмме в летнее время, учиты­ вая, что в таких отделах рециркуляцию воздуха не производят ни летом, ни зимой.

Как известно, направление этого процесса на і—d-диаграмме определяется лучом еі, проведенным из точки О — начала коорди­ нат (рис. 47). Пусть точка Di характеризует состояние наружного воздуха. Если воздух перед поступлением в цех не обрабатывают, то процесс одновременного поглощения тепла и влаги пойдет из точки Di по линии DiC, параллельной лучу Оеі.

102

Руководствуясь санитарными нормами, выбираем на линии DiC точку А\, характеризующую состояние воздуха в рабочей зоне. Производительность вентиляции L0 определяется по одному

р — плотность воздуха в кг/м3.

Может случиться, например, при расчете вентиляции в местностях с жарким климатом, что на луче ТДС, изображенном на і — d-диа­ грамме, нельзя найти точку с параметрами, удовлетворяющими санитарно-гигиеническим требованиям. Тогда прибегают к обра­ ботке наружного воздуха холодной или рециркуляционной водой. Пусть этот процесс идет по линии DiBy. Находим на і—d-диа­ грамме точку А2, параметры которой удовлетворяют санитарным нормам. Из точки А2 проводим линию А2Ві, параллельную лучу Оеь параметры точки Вt будут характеризовать состояние приточ­ ного воздуха.

Для большей гибкости регулировки в камере целесообразно делать обводной канал, чтобы иметь возможность часть воздуха увлажнять до 90% (точка В2), а другую часть воздуха пропускать через обводной канал неувлажненной. Клапанами можно устано­ вить требуемое состояние приточного воздуха, характеризуемое точкой В1. Для более эффективного поглощения водяного пара влажность воздуха по выходе из камеры должна составлять обычно не выше 65%.

При небольших выделениях водяного пара в зале, когда еі>8 кДж/г, влажность воздуха, выходящего из камеры, можно увеличить до 75—-80%).

При отсутствии укрытий, т. е. при общеобменной вентиляции,

(^раб — ^пр) ПР

103

Построим схему, изображающую на і —d-диаграмме процесс поглощения тепла и влаги в зимнее время (рис. 48).

Перед выпуском в зал наружный воздух (точка D) нагревается в калорифере при постоянном влагосодержании обычно до 16— 18° С и затем при состоянии Di подается в цех. Направление про­

где 2QnoT —теплопотери через ограждения данного цеха в кДж/ч. Следовательно, из точки Di процесс поглощения тепла и влаги

в рабочей зоне пойдет по линии DiCit параллельной лучу Огг.

На линии DiCi находим точку Аз с параметрами воздуха, удов­ летворяющими санитарным нормам.

Производительность вентиляции для поглощения избытков тепла и влаги определяют из выражений:

При общеобменной вентиляции a = b= l.

Производя расчет вентиляции для зимнего времени, необхо­ димо сделать проверку на образование тумана в верхней зоне по­ мещения и появления конденсации на внутренних поверхностях перекрытий и наружных стен. Для этого находят состояние воз­ духа Д<2Вер в верхней зоне. Его можно легко найти по прираще­ нию влагосодержания в верхней зоне, определяемому из выра­ жения

и величине ез-

Так как для верхней зоны a = ß = l , то величина ез в этом слу­ чае будет равна

Проведя из точки Di луч DIC2 параллельно лучу 0г3 и откла­ дывая от точки Di величину AdBep, найдем искомую точку Ви ха­ рактеризующую состояние воздуха в верхней зоне помещения. Если точка Ві находится на линии DIC2 левее точки пересечения В этой линии с кривой ср=100%, тумана в верхней зоне не будет,

104

хотя это it не гарантирует от конденсации водяного пара на пере­ крытии. Если же точка Si лежит правее точки пересечения этой линии с кривой ср = 100%, в верхней зоне помещения будет обра­ зовываться туман.

Туманообразования в верхней зоне помещения можно избе­ жать, увеличив производительность вентиляционной установки с та­ ким расчетом, чтобы влажность воздуха в верхней зоне равнялась

Находим далее точку росы tp для воздуха верхней зоны, харак-' теризуемой точкой BL. Если тв> /р, конденсации влаги на внутрен­ ней поверхности ограждения не произойдет. Если же тв<^р, воз­ можна конденсация влаги.

Для избежания конденсации влаги необходимо воздух верхней зоны подогреть настолько, чтобы тв= г‘р. Практически это обычно осуществляется установкой отопительных труб в верхней зоне.

Г л а в а X

БОРЬБА С ВРЕДНЫМИ ГАЗАМИ

Некоторые производственные процессы, главным образом в це­ хах отделочных фабрик, сопровождаются выделением вредных, а иногда токсических (ядовитых) газов. Вредные газы образуются при испарении растворов, химических реакциях, в результате пригорания органических веществ к горячим поверхностям и пр.

Определение количества вредных газов теоретически возможно лишь в очень редких случаях. Обычно для их определения исполь­ зуют опытные данные..

105

Лучшим средством борьбы с выделением вредных ядовитых н дурно пахнущих газов в рабочее помещение, как и в борьбе с вы­ делением водяного пара, является герметизация технологического оборудования. Этому способствуют также комплексная механиза­ ция и автоматизация производственных операций при дистанцион­ ном управлении ими, непрерывность технологических процессов, а также замена токсических веществ безвредными или менее ток­ сичными.

Вентиляционные установки, применяемые в борьбе с вредными газами, имеют ту же конструкцию, как и установки для борьбы с. избыточной влагой и теплом, описанные в главе IX.

При местных отсосах (аспирации) количество отсасываемого воздуха от мест выделения вредностей определяется обычно опыт­ ным путем из того расчета, чтобы в рабочей зоне содержание вред­ ностей не превышало предельно допустимой концентрации. При испытаниях определяются скорости подсоса воздуха к рабочим проемам, например к щелям при запуске и выходе ткани из зрельннков или сушилок, с тем чтобы препятствовать прорыву или диф­ фузии вредных газов в данный цех. Объем отсасываемого воздуха при этом будет равен

L0 = Fv- 3600 м3/ч,

где F — площадь рабочего отверстия в м2;

V — скорость движения воздуха в сечении рабочего отвер­ стия в м/с, обычно эта скорость составляет 1,0-М,0 м/с.

Чтобы обеспечить потребную скорость всасывания в укрытие машины или ограждения источника вредности машины, необхо­ димо создать в них соответствующий вакуум за счет надлежащего объема отсасываемого воздуха.

При выделении вредных веществ 4 класса, т. е. малоопасных, и при невозможности сооружения укрытия у источников образова­ ния вредности можно применить общеобменную вентиляцию. Об­ щеобменная вентиляция основана на разбавлении вредности; при этом приточный воздух, не содержащий вредностей, поступая в ра­ бочее помещение, смешивается с внутренним воздухом с таким рас­ четом, чтобы содержание вредности в смеси не превышало пре­ дельно допустимой концентрации.

При установившемся состоянии и непрерывном выделении га­

где А — количество вредных выделений в г/ч;

L0— количество приточного воздуха, подаваемого в цех, в м3/ч.

106

Согласно CH 245—71 при одновременном выделении в воздух рабочей зоны нескольких вредных веществ, не обладающих одно­ направленным характером действия на человеческий организм, количество воздуха при расчете общеобменной вентиляции прини­ мают по тому вредному веществу, для которого требуется наиболь­ ший объем подаваемого приточного воздуха.

Воздухообмены, рассчитанные на удаление избытков тепла и влаги в отделочных цехах текстильных предприятий (как это из­ ложено в главе IX), обычно достаточны для разбавления газооб­ разных вредностей до концентраций, не превышающих предельно допустимых норм.

Некоторые примеры устройств по удалению вредных газов при­ ведены в разделе II учебника.

Г л а в а XI

ВОЗДУШНЫЕ СТРУИ И ИЗМЕРЕНИЕ ВОЗДУШНЫХ ПОТОКОВ

1.Воздушные струи

Вустановках кондиционирования воздуха и вентиляции часто приходится иметь дело с воздушными струями, например при исте­ чении воздуха из приточных отверстий, насадок и пр.

Воздушной струей называется поток воздуха, выходящий из отверстия или насадка любой формы. Струи бывают свободные и стесненные, ламинарные и турбулентные, изотермические и неизо­ термические.

Свободная струя не ограничена твердыми стенками и распро­ страняется в окружающей среде, не встречая каких-либо препят­ ствий, в отличие от стесненной струи, встречающей на своем пути

те или иные препятствия.

Ламинарные и турбулентные струи характеризуются режимом течения. В ламинарных струях отдельные струйки движутся в на­ правлении, близком к параллельному. За счет молекулярного пе­ реноса струя слабо расширяется; турбулентное же течение струи состоит из вихрей. В инженерной практике, как правило, прихо­ дится иметь дело с турбулентными струями.

В изотермических струях температура во всех точках посто­ янна и равна температуре окружающей среды, в которой она распространяется. В неизотермических струях температура их из­ меняется: повышается, если струя перемещается в среде с более высокой температурой, понижается при распространении струи в среде с более низкой температурой.

На рис. 49 показана схема свободной турбулентной изотерми­ ческой струи, выходящей из насадка 1 с равномерной скоростью. Так как струя турбулентна, то в ней наряду с осевым поступа­ тельным движением имеются поперечные движения вихревых масс, вследствие чего происходит перемешивание струи с окружающим

107

воздухом. В результате этого создается пограничный слой струи, который по течению непрерывно увеличивается. Таким образом, по ходу движения масса струи растет, а скорость ее убывает. Внутри струи в области 2 сохраняются ее начальные параметры истечения. Эту область называют ядром потока. Ядро постепенно размы­ вается и в некотором переходном сечении 3 исчезает. Участок 4 струи, заключенный между выходным и переходным сечениями,

рения струи, независимо от условий выхода (по Г. Н. Абрамовичу), составляет 12°25'.

На практике приходится преимущественно иметь дело с круг­ лыми струями, выходящими из патрубков круглого сечения, и с плоскими струями, выходящими из патрубков щелевидного се­ чения.

Из теории струй известно, что изменение осевой скорости ѵх

где X — расстояние от выходного до рассматриваемого сечений. Исходя из общих уравнений (82) и (83), в табл. 17 проведены

зависимости для нахождения параметров воздушных струй. Следует отметить, что данные табл. 17 приведены в безразмер­

ном виде; при этом приняты следующие обозначения. Для струи круглого сечения

где Яо— радиус круглого отверстия насадка.

108

109