7695
.pdf
41
Если струи отлипают от потолка до встречного контакта между собой, то следует определить хотр .
4. Воздухораспределение настилающимися струями, выпущенными из рабочей зоны в вертикальном направлении с затуханием в рабочей зоне. Данный тип фонтанных струй характерен для низких помещений.
Рис.17. Настилающаяся струя, выпущенная в рабочую зону в вертикальном |
направлении с затуханием в рабочей зоне.
5. Воздухораспределение веерными настилающимися струями через плафоны, расположенными в верхней зоне помещения.
Данный тип струй характерен для высоких помещений.
Рис.18. Воздухораспределение через плафоны, расположенные в верхней зоне |
42 |
6. Воздухораспределение коноидальными струями. |
Данный тип вертикальных и веерных струй характерен для невысоких |
помещений. |
Рис.19. Воздухораспределение коноидальными струями |
Шаг струи 2 ×l – расстояние между соседними воздухораспределителями.
У всех выше приведённых струй величина хп определяется длиной траектории оси струи.
Схемы воздухораспределения определяются в зависимости от следующих факторов:
1.Назначения помещения (АБК, общественное, производственное).
2.Обеспеченности требуемых метеоусловий в данном помещении.
3.Наличия каких-либо видов вредных выделений.
4.Объемно-планировочных решений помещения.
5.Расположением рабочих мест в помещении.
6.Типа воздухораспределителей.
7.Количества и расположения воздухораспределителей в плане и по высоте вытяжных отверстий.
8.Количества и расположения в плане и по высоте помещения вытяжных отверстий.
43
Основные стесняющие факторы, оказывающие влияние на траекторию развития приточных струй:
1.Взаимодействие струй с ограждающими поверхностями помещения.
2.Взаимодействие струй между собой и предметами помещения.
3.Неизотермичность струй.
Влияние различных факторов на характер распространения приточных струй в помещении определяется следующими коэффициентами:
kс – коэффициент стеснения;
kв – коэффициент взаимодействия; kн – коэффициент неизотермичности.
Расчет основных параметров приточных струй ведется для их соответствующих участков. Начальный участок струи – это участок по длине струи, на котором сохраняются начальные параметры струи приточного воздуха на выходе из воздухораспределитей (υ0, t0). Область внутри струи, в которой сохраняются параметры υ0, t0, называется ядром струи.
Для отверстия круглой формы ядро струи приобретает форму конуса. Начальный участок представляет собой расстояние от основания конуса до его вершины.
Для отверстия прямоугольной и щелевидной формы ядро струи приобретает форму пирамиды с линейной вершиной.
Основной участок – это область за начальным участком, в котором профили скоростей в поперечном сечении струи имеют параболическую форму и описываются однотипными критериальными зависимостями.
Для начального участка характеристики струи определяются по
зависимостям: |
|
|
|
|
|
|
υx = kн ×υ0 × |
|
|
|
, |
(32) |
|
|
kжс |
|||||
Dtx |
= t0 × |
|
, |
|
||
kжс |
(33) |
|||||
|
kн |
|
|
|
|
|
где kжс – коэффициент живого сечения.
Длина начального участка хн определяется по соответствующему параметру и зависит от формы выходного отверстия.
|
|
44 |
|
||||
Для компактных и веерных струй: |
|
||||||
по скорости xн v = m × |
|
; |
|
|
|
|
|
F0 |
|
||||||
по температуре xн t = n × |
|
|
. |
|
|
||
|
F0 |
|
|||||
Для плоских струй: |
|
|
|
|
|
|
|
по скорости xн v = m2 ×b0 ; |
|
|
|
|
|
|
|
по температуре xн t = n2 ×b0 . |
|
||||||
Коэффициент живого сечения определяется по формуле: |
|
||||||
|
kжс = |
F0 |
, |
(34) |
|||
|
|
||||||
|
|
|
|
|
fфр |
|
|
где F0 – площадь живого сечения воздухораспределителя;
fфр – фронтальная (габаритная) площадь воздухораспределителя.
На основном участке основные параметры определяются по следующим зависимостям:
для компактных и веерных струй:
υx = kc × kв × kн × m ×υ0 × |
|
|
|
F0 |
; |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
xп |
|||||||
Dtx |
= |
|
kв |
|
×n ×Dt0 |
|
|
|
F0 |
|
; |
|
|||||
|
kc × kн |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
xп |
||||||||||
для плоских струй: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
υx = kc × kв × kн × m ×υ0 × |
|
|
|
b0 |
|
; |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
xп |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Dtx |
= |
kв |
|
× n × Dt0 |
|
|
|
b0 |
|
. |
|||||||
kc × kн |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
xп |
||||||||
Длина свободного участка:
для компактных и веерных струй xсв = 0,22 × m × kв × 
Fп ;
для плоских струй xсв = 0,1× m2 × kв × Hп .
Длина критического участка:
для компактных и веерных струй xкр = 0,31× m × kв × 
Fп ;
для плоских струй xкр = 0,15 × m2 × kв2 × Hп .
В представленных зависимостях приняты обозначения:
(35)
(36)
(37)
(38)
45
m, n – коэффициенты затухания соответственно скорости и температуры струи. Эти коэффициенты являются эмпирическими для соответствующего типа воздухораспределителя, приводятся в справочной литературе или в паспортах воздухораспределителей;
Fп – площадь поперечного сечения помещения в плоскости, перпендикулярной вектору скорости струи;
b0 – высота щелевого выпуска воздухораспределителя; xп – длина траектории струи.
Коэффициент взаимодействия kв определяется из соотношения:
kB = kB1 × kB 2 ,
где kв1 – коэффициент взаимодействия между соседними струями;
kв2 – коэффициент взаимодействия с предметами или ограждающими конструкциями.
При отсутствии того или иного взаимодействия соответствующий коэффициент kв1 или kв2 принимается равным 1.
На развитие струи в помещении оказывают влияние гравитационные и инерционные силы. Их соотношение характеризуется критерием Архимеда:
|
|
Ar = 11,1× |
Dt0 × |
F0 |
|
; |
Ar0,2 = g × |
Dt0 ×b0 |
, |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
0,1 |
υ02 ×Tокр |
υ02 ×Tокр |
|||||
где Ar0,1 |
– |
критерий Архимеда для воздушного потока на выходе из |
|||||||
воздухораспределителя для компактных и веерных струй; |
|||||||||
Ar0,2 |
– |
критерий Архимеда для воздушного потока на выходе из |
|||||||
воздухораспределителя для плоских струй; |
|
|
|
||||||
Tокр |
– |
абсолютная температура внутреннего воздуха вблизи |
|||||||
воздухораспределителя, оК; |
|
|
|
|
|
|
|
||
t0 |
– |
разность между температурой в рабочей зоне и начальной |
|||||||
температурой струи на выходе из воздухораспределителя, оС; |
|||||||||
υ0 – |
скорость воздушного потока на выходе из воздухораспределителя, |
||||||||
м/с; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
g – ускорение свободного падения, м/с2.
46
При значениях Ar0,1 ≤ 0,1 и Ar0,2 ≤ 0,15 гравитационные силы не оказывают влияния на распространение струи, поэтому ими пренебрегают. На практике такая ситуация наблюдается, когда t0≤ оС.
Коэффициент неизотермичности kн определяется в зависимости от длины траектории и геометрической характеристики струи: kн = f (xп , H
Геометрическая характеристика струи H - это комплексный показатель, определяющий условия распространения струи в помещении.
Величина геометрической характеристики струи H рассчитывается: для компактных и веерных струй
|
H = 5,45 × m ×υ0 × |
|
4 F |
|
; |
(39) |
||||
|
|
0 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
n × Dt0 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
для плоских струй |
H = 9,6 × 3 |
b0 × (m ×υ0 )4 |
. |
|
|
(40) |
||||
|
|
|
||||||||
|
|
|
(n × Dt0 )2 |
|
|
|
||||
По величине H определяется длина отрыва струи xотр: |
|
|||||||||
для компактных струй |
|
|
|
|
|
|
||||
|
xотр = 0,5× H ; |
|
|
|
|
|
(41) |
|||
для плоских и веерных струй |
|
|
|
|
|
|
||||
|
xотр = 0,4 × H . |
|
|
|
|
|
(42) |
|||
Определим координаты характерной точки струи в помещении, то есть расположение входа струи в рабочую зону.
47
Рис
.20. Схема распространения приточной струи в помещении
Расположим начало координатных осей на оси отверстия воздухораспределителя, ординату направим вертикально вниз. Тогда координаты характерной точки струи будут определяться по формулам:
|
y = Hв - hр.з. ; |
|
|
|
|
(43) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- для компактных и веерных струй |
x = 3 3 × H 2 × y ; |
(44) |
|||||
- для плоских струй |
|
(45) |
|||||
x = 5 |
6,25 × H 3 × y2 |
. |
|||||
8.ПОРЯДОК РАСЧЕТА ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ
1.Согласно требованиям СП [30], СНиП [13, 15] и АЗ-669 [22], а также в зависимости от назначения помещения, объемно-планировочных решений помещения, особенностей технологических процессов и расположения рабочих мест выбирают схему воздухораспределения.
2.При расчете воздухораспределения воздухообмен в помещении должен быть известен. При отсутствии заданных значений количества приточного воздуха определяют воздухообмен в помещении на основании данных воздушно-теплового баланса.
3.Выбирают тип воздухораспределителя и его характеристики (коэффициенты m, n, ζ, удельный расход Lуд вр, площадь живого сечения Fо).
|
|
|
|
|
|
48 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
4. |
Определяют расчётное количество воздухораспределителей: |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
Nвр р = |
Lпр |
. |
|
|
|
|
|
(46) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
Lуд.вр. |
|
|
|
|
|
|
|||
Округляют Nвр р до целого числа в большую сторону Nвр и находят фактический |
|||||||||||||||
удельный расход через один воздухораспределитель Lуд. вр ф |
|
||||||||||||||
|
5. |
Определяют шаг струи: |
B = |
lп |
|
|
, |
|
|
(47) |
|||||
|
Nвр |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где |
lп |
– |
размер |
помещения, |
|
|
вдоль |
которого |
расположены |
||||||
|
воздухораспределители, м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
6. |
Определяют площадь поперечного сечения помещения, приходящуюся |
|||||||||||||
на один воздухораспределитель: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
Fп1 |
= |
lп × Hп |
|
, |
|
|
(48) |
|||
|
|
|
|
|
Nвр |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где Hп – |
|
высота помещения, м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
7. |
Определяют дальнобойность струи (дальность действия струи): |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(49) |
|
|
|
|
|
lстр = 0,7 × m × |
Fп1 . |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Проводят сравнение значений lстр и lп (lстр > lп или lстр ≤ lп ) и проверяют принятую схему воздухораспределения в п.1.
8.По формуле (26) определяют максимальную скорость струи в характерной точке:
υx max = Kv ×υрз .
9.Рассчитывают скорость воздуха на выходе из воздухораспределителя υ
0:
υ0 |
= |
Lуд.вр ф |
, |
(50) |
||
F0 |
×3600 |
|||||
|
|
|
|
|||
для гражданских зданий υ0=1÷3 м/с, для промышленных – υ0=1÷6 м/с.
10.Определяют геометрическую характеристику струи H по формулам
(39)или (40).
49
11.Рассчитывают координаты характерной точки (х, у) входа струи в рабочую зону по формулам (43) ÷ (45).
12.Находят длину траектории оси струи xп .
13.Для настилающихся струй при необходимости определяют длину зоны отрыва xотр по зависимостям (41) или (42).
14.По формулам (35) или (37) находят значение скорости на входе в рабочую зону υх .
Коэффициенты kс, kв, kн определяются по значениям υ0, хп и Н.
15.Сравнивают значения максимальной скорости υх max. (п.8) и расчётное значение υх : должно выполняться неравенство υх ≤ υх max .
16. |
По формулам (36) или (38) находят значение |
t x . |
|||
17. |
Для |
поддержания оптимальных |
или |
технологических параметров |
|
внутреннего |
воздуха принимают t x ≤ |
1°С. |
Если |
расчет проводится для |
|
системы вентиляции и воздушного отопления, то при нахождении человека в зоне действия струи:
Dtx |
£ DtxСНиП , где DtxСНиП = |
tдоп - tопт |
. |
(51) |
|
||||
|
2 |
|
|
|
Если человек не находится в зоне действия струи, то для вентиляции и |
||||
воздушного отопления Dtx £ DtxСНиП ×1,5 .
18. Если величины υх и t x соответствуют нормируемым значениям в п.15 и п.17, то переходят к следующему расчету. В противном случае или при
υ0/υдоп (υдоп= 6 м/с) принимают либо большее число воздухораспределителей,
либо другой номер воздухораспределителя (уменьшая Lуд вр ф), либо заменяют тип (модель) воздухораспределителя, либо меняют схему воздухораспределения в помещении, и повторяют расчет с п.1.
19. Равномерность воздухораспределения определяется относительной площадью струи:
= Fстр ,
F стр
Fп,с1
где Fп,с1 – площадь пола помещения, приходящаяся на одну струю, м2.
50
Величина F стр рассчитывается для:
∙ компактных и неполных веерных струй:
|
стр = |
8,34× xп2 × kнас |
; |
(52) |
|
F |
|||||
|
|||||
|
|
m × n × Fп,с1 |
|
||
∙ плоских и полных веерных струй:
|
|
|
|
стр = |
3,17 × xп ×kнас |
, |
|
|
|
|
(53) |
|
|
|
||||
|
|
|
F |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
m ×n × Bп |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
где |
kнас – |
коэффициент |
|
настилания, |
принимается |
kнас=0,5 для |
||||||||||||
настилающихся струй и kнас=1 – для ненастилающихся. |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
Для |
компактных, |
плоских |
и |
неполных |
веерных |
|
струй |
|||||||||||
воздухораспределение считается |
удовлетворительным, |
если |
|
стр = 0,2 ¸0,5 |
и |
|||||||||||||
F |
||||||||||||||||||
более; для полных веерных струй – |
|
|
стр = 0,5 ¸1,0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Если в результате расчета получаются значения |
величины |
|
стр , |
не |
||||||||||||||
F |
||||||||||||||||||
соответствующие |
указанным |
|
интервалам, |
то |
выбранная |
|
схема |
|||||||||||
воздухораспределения не обеспечивает полную равномерность распределения струй.
Для помещений вытянутой формы с невысокими потолками часто требуется обеспечить равномерное воздухораспределение по всему размеру помещения lп, вдоль которого расположены воздухораспределители, то есть обычно по всей длине рабочей зоны. Такие схемы воздухораспределения возможно осуществить при помощи воздуховодов равномерной раздачи воздуха.
9. ОСНОВНЫЕ ЗАВИСИМОСТИ ДЛЯ РАСЧЕТА ВОЗДУХОВОДОВ РАВНОМЕРНОЙ РАЗДАЧИ ВОЗДУХА
Существуют следующие типы воздуховодов равномерной раздачи воздуха:
1. Воздуховод равномерной раздачи с постоянным сечением канала и с переменным сечением выпускных отверстий.