2160
.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет» (ННГАСУ)
Кафедра теплогазоснабжения Кафедра отопления и вентиляции
ИСПЫТАНИЕ ЭЖЕКТОРНОЙ УСТАНОВКИ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к практическим и лабораторным работам по дисциплинам «Особенности
расчёта, проектирования и конструирования систем ТГВ», «Создание и поддержание микроклимата в промышленных зданиях и уникальных сооружениях», «Вентиляция», «Насосы и вентиляторы» для магистрантов направления 270800.68 «Строительство», профиль «Теплогазоснабжение и вентиляция» и студентов направления 270800.62 «Строительство», профиль «Теплогазоснабжение и вентиляция»
Нижний Новгород ННГАСУ
2014
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет» (ННГАСУ)
Кафедра теплогазоснабжения Кафедра отопления и вентиляции
ИСПЫТАНИЕ ЭЖЕКТОРНОЙ УСТАНОВКИ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к практическим и лабораторным работам по дисциплинам «Особенности
расчёта, проектирования и конструирования систем ТГВ», «Создание и поддержание микроклимата в промышленных зданиях и уникальных сооружениях», «Вентиляция», «Насосы и вентиляторы» для магистрантов направления 270800.68 «Строительство», профиль «Теплогазоснабжение и вентиляция» и студентов направления 270800.62 «Строительство», профиль «Теплогазоснабжение и вентиляция»
Нижний Новгород ННГАСУ
2014
УДК 697.922 + 621.65 (075.8)
ИСПЫТАНИЕ ЭЖЕКТОРНОЙ УСТАНОВКИ Методические указания к практическим и лабораторным работам по дисциплинам «Особенности расчёта, проектирования и конструирования систем ТГВ», «Создание и поддержание микроклимата в промышленных зданиях и уникальных сооружениях», «Вентиляция», «Насосы и вентиляторы» для магистрантов направления 270800.68 «Строительство», профиль «Теплогазоснабжение и вентиляция» и студентов направления 270800.62 «Строительство», профиль «Теплогазоснабжение и вентиляция»
Нижний Новгород, издание типографии «Деловая Полиграфия», 2014 г.,
С. 10.
В методических указаниях даются рекомендации по проведению расчётов основных характеристик и испытания эжекторной установки, включающие воздуховоды и вентоборудование. В результате расчётов и обработки результатов испытания определяются производительность, давление, мощность вентилятора.
Рис. 2, табл. 3, библиогр. назв. 5.
Составили: |
Кочев А.Г. |
|
Сергиенко А.С. |
|
Козлов С.С. |
© Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет» (ННГАСУ)
3
СОДЕРЖАНИЕ
|
|
стр. |
Испытание эжекторной установки................................................ |
4 |
|
1. |
Цель работы................................................................................. |
4 |
2. |
Схема лабораторной установки................................................. |
4 |
3. |
Порядок выполнения лабораторной работы............................ |
4 |
Библиографический список........................................................... |
10 |
|
4
ИСПЫТАНИЕ ЭЖЕКТОРНОЙ УСТАНОВКИ
1. Цель работы.
1.1.Определить расходы воздуха в нагнетательном G1, всасывающем G2 и смесительном воздуховодах G3 при различных положениях дроссельклапана.
1.2.Рассчитать коэффициенты подмешивания эжекторной установ-
ки b .
1.3.Рассчитать статические к.п.д эжектора η.
1.4.Построить графические зависимости PП = f (β), η = f (β).
2. Схема лабораторной установки.
Схема эжекторной установки изображена на рис. 1.
3. Порядок выполнения лабораторной работы.
3.1. Измерить давления или скорости во всасывающем, нагнетательном и смесительном воздуховодах при различных положениях дроссельклапана. Значения полного PП , статического PСТ и динамического PД дав-
лений рассчитываются по формуле [2, 4, 5]: |
|
P = g × k × H , Па, |
(1) |
где k - коэффициент прибора, принимаемый в зависимости от угла наклона капиллярной трубки.
k = r × sin a , |
(2) |
g – ускорение свободного падения, м с2 , |
g = 9,81 м с2 ; |
H– отсчет по шкале микроманометра, мм.
3.2.Средние значения полного давления PП СР [2, 4, 5]:
|
|
m |
|
|
|
|
СР = |
∑ PПi |
|
|
|
P |
i=1 |
, Па, |
(3) |
||
|
|||||
П |
m |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
где PПi - значение полного давления в i-ой точке сечения воздуховода, Па;
m- число точек замера.
3.3.Рассчитать среднеквадратичные значения динамического дав-
ления PД СР [2, 4, 5]:
|
|
n |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
∑ |
|
PДi |
|
||
P |
СР = |
i−1 |
|
|
|
, Па, |
(4) |
|
|
|
|
||||
Д |
|
n |
|
||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5
Рис.1. Схема лабораторной установки:
1 – нагнетательный воздуховод; 2 – всасывающий воздуховод; 3 – смесительный воздуховод; 4 – дроссель-клапан; 5 – вентилятор; 6 – смесительная камера
6
где PДi - значение динамического давления в i -ой точке сечения воздухо-
вода, Па.
3.4. Определить средние скорости движения воздуха в воздухово-
дах V СР [2, 4, 5]:
|
СР |
|
2 × P |
0,5 |
, |
|
|
|
|
Д |
|
|
|||
V |
|
= |
|
|
|
м с, |
(5) |
|
rВ |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
где ρВ - плотность воздуха, кг
м3 , ρВ = 1,2 кг
м3 .
При измерении скоростей воздуха анемометром значения V , определяются из номограмм по числу оборотов стрелки анемометра в секунду nO :
nO |
= |
nК − nН |
, 1 |
|
, |
(6) |
|
с |
|||||
|
|
t |
|
|
||
где nК и nН соответственно конечный и начальный отсчеты по шкале анемометра; τ - время замера, с.
Координаты точек измерения давлений и скоростей в воздуховодах изображены на рис. 2. [5].
Рис 2. Координаты точек измерения давлений
ввоздуховодах круглого сечения
3.5.Рассчитать расходы воздуха во всасывающем, нагнетательном и смесительном воздуховодах [1]:
LВС = V СР × F × 3600 , м3 ч , |
(7) |
где F - площадь сечения воздуховода, м 2 .
7 |
|
Массовые расходы воздуха G определяются из выражения [1]: |
|
G = L × rв , |
(8) |
Результаты замеров и расчетов записывают в таблицу 1 или в таблицу 2.
Таблица 1. Результаты замера давлений и расчетов расходов воздуха в воздуховодах эжекторной установки
|
Показания микро- |
Ко- |
Значения дав- |
Средние значения |
|
|
||||||||
№№ то- |
|
манометра |
|
эфф. |
|
лений |
|
L, |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
G, |
|||||||
чек за- |
H , |
|
H , |
H , |
при- |
P , |
P , |
P , |
PСР |
P СР I , |
VСР I , |
|||
|
м3 с |
кг/ч |
||||||||||||
меров |
П |
|
СТ |
|
Д |
бора |
П |
СТ |
Д |
П |
Д |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
мм |
|
мм |
мм |
К |
Па |
Па |
Па |
, Па |
Па |
м с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
|
Таблица 2. Результаты замера скоростей и расчета расходов воздуха в воздуховодах эжекторной установки
№№ |
Показания ане- |
|
|
|
|
|
|
n0 = |
nК − nН |
, |
|
VСР , |
|
|
|
мометра |
n |
|
- n |
|
, |
τ , |
nСР , |
L, |
G, |
||||||
|
|
|
|
||||||||||||
точек |
nН , |
nК , |
|
Н |
|
К |
|
|
|
τ |
Н |
|
м3 с |
кг/ч |
|
об/сек |
|
сек |
|
об/сек |
м с |
||||||||||
замеров |
об/сек |
об/сек |
|
|
|
|
|
|
1/сек |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
2 |
3 |
|
|
4 |
|
|
5 |
6 |
|
7 |
8 |
9 |
10 |
|
3.6. Определить коэффициенты подмешивания эжектора β [1, 3]: |
|
β = G2 , |
(9) |
G1
где G2 – массовый расход воздуха во всасывающем воздуховоде, кг/ч; G1 – массовый расход воздуха в нагнетательном воздуховоде, кг/ч.
3.7. Статические к.п.д. эжектора определяют по формуле [1,3]:
|
ηСТ |
= |
|
(0,85 - n 2 ) × β |
|
, |
|
|
|
(10) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
(1 |
+ β - cosα 2 × n × β )2 - 0,85 |
|
|
|
|
||||
где n = V2 V '3 – безразмерный коэффициент; |
|
|
|
|
|
|
|||||
V – |
скорость воздуха во всасывающем воздуховоде, м/с, |
V |
2 |
= V СР |
по дан- |
||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
ным табл. 1.; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V3 – |
осредненная скорость воздуха в начале смесительной камеры, м/с [1,3]: |
||||||||||
|
V '3 |
= |
V1 × cosα1 + β ×V2 × cosα 2 |
, |
|
|
|
|
(11) |
||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
1 + β |
|
|
|
|
|
|
α1 и α 2 - соответственно углы между осью эжектора и векторами скорости
внагнетательной насадке и эжектируемого потока, равные
α1 = 0 ; |
α 2 = 30° ; |
V1 – скорость воздуха, выходящего из сопла, м/с.
8
Значение V1 определяется по зависимости [1]:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V1 |
= |
|
|
L1 |
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
(12) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F1 |
×3600 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
L1 – |
объемный расход воздуха в нагнетательном воздуховоде, м3/ч; |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
F1 – |
площадь сечения выходного отверстия сопла, м2, |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F = π × d12 |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(13) |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d1 – |
диаметр выходного отверстия сопла, м: d1 = 0,1 м. |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
Результаты расчёта записывают в таблицу 3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
Таблица 3. Результаты расчёта β и ηСТ |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
№ положений |
|
G , |
|
G , |
|
β |
|
|
V , |
|
V , |
|
|
V’ |
3 |
, |
|
|
|
|
ηСТ |
|
P , |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
дроссель- |
|
|
2 |
|
1 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
П |
Примечание |
||||||||
|
|
кг/ч |
кг/ч |
|
|
|
м с |
|
м с |
|
|
м с |
|
|
|
Па |
|||||||||||||||||||
клапана |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
|
|
2 |
|
3 |
|
|
4 |
|
|
|
5 |
|
|
|
6 |
|
|
7 |
|
|
|
|
8 |
|
9 |
|
10 |
|
11 |
||||
Примечание. В графе РП записывают значения табл. 1 из графы PСР . |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П |
|
|
3.8. Построить графические зависимости: |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
PП = f (β ) ; |
|
|
|
|
|
|
|
ηСТ = f (β ) . |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
3.9. Рассчитать скорость воздуха в кольцевом сечении 2’–2’ |
всасы- |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
вающего воздуховода по выражению: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V 2' |
= |
|
|
|
L2 |
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(14) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
DF2' × 3600 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
где DF2' - площадь кольцевого сечения всасывающего воздуховода в сече- |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
нии 2’–2’, |
м2; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- F = π × (d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
DF |
2' |
= F |
2' |
2 - d |
2 ) , |
|
|
|
|
|
|
(15) |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
4 |
|
|
2' |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м; d 2' = 0,26 м. |
||||||
d 2' – |
диаметр всасывающего воздуховода в сечении 2’-2’, |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Динамическое давление в кольцевом сечении 2’- 2' равно: |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P |
|
|
= |
V 2'2 |
|
× ρ |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(16) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2' |
|
|
В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Полное давление на всасывании в сечении 2'- 2’:
PП 2' = PСТ 2' - PД 2',
где PСТ 2' – измеряемое статическое давление в сечении 2’-2', Па. Полное давление системы:
PПСИСТ = PП 2' + PП3 ,
где PП3 – полное давление в смесительном воздуховоде, Па;
(17)
(18)
9
Полный к.п.д., характеризующий работу вентиляционной системы, равен:
η П |
= |
G2 PП 2' + G3 PП3 |
, |
(19) |
|
||||
|
|
G1 PП1 |
|
|
где PП1 - полное давление на выходе из сопла, Па.
Для сравнения результатов лабораторных исследований построить графики полной характеристики эжектора:
PП = f (G) ; ηСТ = f (G) ; β = f (G) .
Вывод по работе представляет собой описание закономерностей графических зависимостей PП = f (β ) ; ηСТ = f (β ) .