книги из ГПНТБ / Романенко П.Н. Пожарная профилактика систем отопления и вентиляции учебник

О = ViFtV«F4

I f

2!r\~P*}L

•

(9.28)

Такую ж е формулу можно получить при подстановке Л/Л из

выражения

(9.27)

в уравнение

(9.23а).

Разность давлений Р\—Р2

может быть названа полным ветро­

вым давлением

и обозначена через АЯ В ,

т. е.

ДР„ =

. Р , — Г,.

(9.29)

Тогда

уравнение (9.28)

примет

вид:

° = « ' « ^ і / ] г * ^ Т ^ ? - -

( 9 - 3 0 )

Газообмен

под действием избытков тепла

и ветра рассмотрим

в помещении,

схема которого показана на

рис. 9.5.

Р

1 = К

^ \

(9.31)

Р 2

=К3

?~<

(9.32)

Рх— hgp2

и Р., — /tgpi.

Известно, что на уровне нижнего проема

давление

снаружи

здания будет больше, чем внутри

помещения, а

на уровне

верхнего

Разность

давлений

у нижнего

проема

равна:

А Р , =

Рі — Рх,

(9.33)

у верхнего

проема

Д Р 2 -

p x - h g

o 2 - P 2

+

hgp, =

( Р д

. - Р 2

)

+

A g ( P l — р 2 ) .

(9.34)

З н а я значения

АРі п А Р 2 , по уравнению

(9.7) можно найти рас­

ход приточного

воздуха

и удаляемых

газов, т. е.

Оі = \>\F,]/2

(Pj — Рх)

р,

;

(9.35)

G2

=

\>2F2 У 2 [(Их

-

F,) +

/ig{p{ — р2 )] р2 .

(9.36)

Так как G\ = G2, то и

,

VlF,

Y

2 (Pl

-

Px) P l

=

, , 2 F 2

У

21 ( P x

-P2)

+

/,g{Pl-

рз)] p2 .

Возводя

обе части

равенства

в к в а д р а т

и с о к р а щ а я одинаковые

величины

в

них,

получим

y2F2

(Р, -

/>,)р, = 1 Ѵ 7 Ѵ | ( Р Ѵ

-

Р3)

+

hg(Pl -

р2 )1 р 2 .

Р е ш а я относительно

неизвестной

величины

Рх,

найдем

р

=

^г^гРіРі

+ l^Frpz

IPS — //g (

P I

— p3)l

/q з 7 ч

П о д с т а в л я я значения

Рх

в

выражение

(9.35)

или

(9.36),

полу­

чим уравнение для определения газообмена в помещениях

под дей­

ствием

избытков

тепла

и

ветра:

G

=

ViFlV,F,

ЛІ

2 K P i - y + f t g ( P i 7 P « ) l P . P . .

(9.38)

Величина hg (pi—рг)

представляет

собой

располагаемое

грави­

тационное

давление

А Р г р

, а

(Р\—Р2)

—-полное

ветровое

давление

Д Р 0 .

Следовательно,

можно

записать

« = ' « У а

<э-з9>

Анализ

последнего

уравнения

показывает,

что

оно

является

т а к ж е

общим уравнением д л я

случаев газообмена под действием

ю л ь к о избытков тепла или ветра.

Если принять, что

Д Р в = 0 ,

то

получим

уравнение

(9.15),

а при

Д Р г р = 0 —

уравнение

(9.30).

При определении

газообмена

по уравнению

(9.39) в

условиях

высоких

температур

можно

пользоваться

т а к ж е

номограммой

'см. рис. 9.2). Но

в

этом случае

вместо

действительной

высоты

мать высоту

ей эквивалентную / г э к в .

Допустим,

что

ЛЭкв£ (рі — Рз) = Рі — Рі + hg (Pi - Ps) ;

тогда

э к з

^ 2#( P l — p2)

v

'

При

известных аэродинамических коэффициентах К\, Кг, Кз, К4

и Л'б ветровое

давление

снаружи здания против к а ж д о г о проема

может

быть

найдено из

выражений:

і

1 — Л |

ô

: P, = к

-Рг, = К*

Р

— k

> — IS

W*P

рис.

9.6.

Принимаем, что

1-й, 2-й

и 5-й проемы

работают

на

приток, а

3-й и 4-й — работают на вытяжку . •

В этом случае разности давлений у к а ж д о г о проема

будут

равны:

ЛР,

=

Р , - Р л ;

(9,42)

(9.43)

ЬРг

= (Р, -

Ä8 ffp2 ) -

(Р3 -

Л з Ы

=

P.~Ps

+ h3g (о, -

р2 );

(9.44)

Д Р<

= (Р,-hiSP2)

-

( Р , ~

h i

g P l )

=

P

x -

P

k

- f A i g ( p i

- p 2 ) ;

(9.45)

Д Р 5

= ( P 5 -

A 5 g P l ) -

( P t -

Äs g-p3 ) =

P 5

-

hbg (p, - p2 ) -

PA .

(9.46)

Полученные разности давлений могут быть

представлены в

виде:

А Р ,

=Рі

(9.42а)

±P2

=

\P2-h2g(Pl

— p2)} — P,;

(9.43а)

Л р ,

=

рх -

[ря — hag (pi — PJ)] ;

(9.44a)

±Pi

=

P-lPi-bigipi

- p 2 ) l ;

(9.45a)

bPs =

[ P 6

- h s g f a - ? 2 ) ] - P x .

(9.46 a)

Pn — hng(pi

-

Рг),

(9.47)

где Р „ — ветровое

давление

у

проема;

/ і „ — в ы с о т а от уровня

начала

отсчета

до центра

данного

проема, м.

помещения Рл. и снаружи

Величины давлени я

внутри

здания

\Рп—h„g(p\—рг)]

в этом

случае

называются

фиктивными,

по раз ­

ность

давлений

у

проемов.

В

том случае,

когда

в помещении на разных уровнях

имеется

более двух отверстий, величину Рх

пуѵем

решения

уравнений

опре­

делить

практически невозможно . З а д а ч а

по

определению

Рх

ре­

шается

методом

последовательных

приближений .

И з

системы

уравнений

находят

пределы,

в

которых

д о л ж н а

быть величина Рх.

Д л я того

чтобы

1-е, 2-е и 5-е отверстия

работа­

ли на

приток,

д о л ж н ы

соблюдаться следующие

условия:

у 1-го отверстия Рх

<

Р ь

у 2-го отверстия

Рх

<

Р 2

— h2g

(pi — р2 ) ;

у 5-го отверстия

Р ѵ

<

Р 6

— //5 g(pi — р 2 ) ;

Д л я

того

чтобы

3-е

и

4-е

отверстия

работали на вытяжку,

д о л ж н о

быть

у 3-го отверстия

РХ>Р

— hag

(pi — р2 ) ;

у 4-го отверстия

Рх

>

Р 4

— k4g

(pi — р2 ) .

пределы,

в

которых изменяется

величина

Р Л - .

Н а п р а в л е н и е движения воздуха считается выбранным

правиль­

но, если

Рх

находится в

реальных

пределах.

В найденных пределах величиной Рх

задаются

и у

каждого

проема

по

уравнениям

(9.42) — (9.46)

определяют

АР. Расходы

воздуха через к а ж д ы й проем определяют

по

уравнению

(9.7), а

затем проверяют наличие баланса приточного

и вытяжного воз­

духа.

В данном

случае

д о л ж н о соблюдаться

равенство:

О,

+

G, + G6

= G3

+ G,.

(9.48)

При

отсутствии

баланса

в

тех

ж е

пределах задаются

новым

значением

Рх,

определяют

новые

значения

А Р

и расходы

воздуха

через проемы и снова проверяют наличие

газового

баланса .

Наличие

баланса

газообмена

указывает

на

правильное

опреде­

Кроме

изложенного, существуют

и другие методы расчета

аэра­

ции [19,

23, 34].

§ 9.5. Понятие и определение

эквивалентных

проемов

Выше

рассматривался газообмен

в помещениях

через специаль­

встретиться

случаи газообмена, особенно

в условиях п о ж а р а ,

когда

приточный

воздух последовательно проходит несколько дверных

или других

открытых проемов. К а ж д ы й

из таких проемов

оказы­

определении газообмена все проемы, через которые

последователь­

но проходит воздух, д о л ж н ы

быть заменены

одним

эквивалентным

проемом.

В эквивалентном проеме

гидравлическое

сопротивление равно

Д л я вывода

формулы,

определяющей

эквивалентный проем,

воспользуемся

уравнением

расхода газов

(9.6)

G = u F l / 2 Д Р р ,

откуда

А Р = °

(9.49)

При

наличии, например,

двух последовательно расположенных

проемов

гидравлическое

сопротивление

эквивалентного

проема

А Р Э

д о л ж н о

быть

равно:

Д Р Э =

Л Я ,

+ А Р , ,

(9.50)

где

АР], АР2 — сопротивление

соответственно

первого

и

второго

проемов,

н/м2.

В ы р а ж а я

величины

АР

через расходы

газов

и площади

сечения

проемов, получим

Т а к

как расходы

газов

в выражении

(9.51)

во всех

членах

оди­

наковы,

то,

с о к р а щ а я

равные

величины,

находим

1

откуда

(9.52)

При

количестве

проемов

(через которые

последовательно

про­

ходит воздух) больше

двух формула для эквивалентного проема

может

быть

найдена

аналогично

(9.53)

Нэ^э =

/=-. +

+ •

• • + VnFn •

(9 -54)

Когда на пути д в и ж е н и я

воздуха

имеются и

параллельно и по­

но в а ж н о при расчете газообмена

в условиях п о ж а р а .

Рассмотрим

случаи

расположения

плоскости

равных

давлений.

П е р в ы й

с л у ч а й ,

когда в

горящее помещение весь приточ­

ный воздух поступает через смежное, в котором

имеется внутрен­

ний

и

наружный

проемы. Из горящего

помещения продукты

сго­

рания в верхней зоне удаляются

наружу . Схема

помещений

пока­

зана

на рис.

9.7.

to Л

\

1

1

¥

V©

tr А

/

Смежное

Горящее

а

7

V

'л

помещение

помещение

\

s X

16

h

<

/ ѳ

^

Рис. 9.7. Схема помещении с расположением

плоскости

равных

давлений

а — о — м е ж ду горящим помещением и наружным в о з д у х о м ;

В—В—между горящий и сме­

жным

помещениями. (Приточный

воздух поступает только через

смежное

помещение)

Обозначим

в смежном

помещении площадь

сечения

наружного

п р о е м а м и , внутреннего проема Fт , а в горящем

помещении

прое­

ма для удаления продуктов сгорания —

FyA.

Температуру

газов

в

горящем

помещении

примем

постоянной

и равномерно

распределенной по

всему

объему. Температуру

воз­

Тогда расположение плоскости равных давлений

между

горя­

щим помещением и н а р у ж н ы м

воздухом

может

быть

определено

по формуле (9.1 I ) :

Л,

=

.

(9.56)

Лд - ^уи Рг

где

/ І |

— расстояние

от

центра

внутреннего

проема

до

плоскости

равных давлений между горящим помещением и наруж ­

ным

воздухом,

м;

/і — расстояние

между

центрами

внутреннего

приточпоіо и

вытяжного

проемов

в

горящем

помещении,

м;

prt

— плотность приточного воздуха,

кг/м3;

кг/м3.

р г — п л о т н о с т ь

нагретых

газов в горящем

помещеиіііі,

Д л я

определения

расположения

плоскости

равпі.. >.

давлений

м е ж д у смежными помещениями запишем массовые расходы

при­

точного воздуха через эквивалентный и отдельно чорез

внутренний

проемы:

G3

=

\>3F9V'2/ilg(p0-9r)p0;

(9.57)

Ов „ =

ymFm

у

2/imsg(p0

— Р г ) р „ .

(9.58)

где

G 3 ,

Ga „ — расходы

приточного

воздуха

соответственно

через

эквивалентный

и

внутренний

проемы,

кг/сек;

Ііт, — расстояние от центра

внутреннего

проема

до

плос­

кости равных давлений между смежными помеще­

ниями,

м.

Так как весовой расход G3

равен

расходу G,,,, , то,

приравни­

вая

правые части выражений

(9.57)

п

(9.58)

и решая

относительно

Л в н

,

получим

А-н

= АІ"ІЙЙ7-

< -

>

9

5 9

П о д с т а в л я я

значение

величины \.i3F3

из

выражения

(9.55), по­

лучим

hm = - — 4

(9.60)

Из

в ы р а ж е н и я

(9.60)

видно,

что

h m

может

быть

меньше

или

равно

h\.

h\

П о д с т а в л я я

значение

из

в ы р а ж е н и я

(9.56)

в

уравнение

(9.60),

получим

h m = - r j 2

' ^ r - 2

(9.61)

^ в н ^ в н Р о

И в Н ^ В Н _|_ j