Лабы / Лабораторная работа №3

Лабораторная работа №3

Исследование вентиляционных систем

Цель работы – определение производительности вентиляционной установки и измерение уровня ее шума.

Оборудование и приборы:

Теоретические сведения

Вентиляция – совокупность устройств и мероприятий, обеспечивающих регулируемый воздухообмен в производственных, жилых и общественных зданиях.

Вентиляция позволяет решить следующие задачи:

- санитарно-гигиенические (поддержание параметров воздушной среды в соответствие с нормами);

- технические (обеспечение нужных параметров техпроцессов, поддержание условий сохранности продуктов, материалов и т.п.).

Вентиляция бывает:

- естественная неорганизованная (инфильтрация и проветривание);

- естественная организованная (аэрация);

- механическая.

Инфильтрация – неорганизованный воздухообмен через неплотности окон и дверей, а также через поры материалов конструктивных элементов зданий.

Проветривание – воздухообмен через открытые проемы окон и дверей.

Аэрация – общеобменная естественная вентиляция, когда для удаления воздуха организуются специальные каналы с перепадом давления либо за счет теплового напора, либо за счет организации зоны местного разрежения в верхней части канала.

По направлению движения воздуха вентиляция подразделяется на: приточную, вытяжную и приточно-вытяжную (комбинированную).

По степени охвата помещения вентиляция может быть: общеобменной и местной.

По способу организации воздухообмена местная вентиляция делится на: приточную и вытяжную (открытого и закрытого типа).

Кондиционирование воздуха – создание и автоматическое поддержание в производственных или бытовых помещениях, независимо от внешних метеорологических условий, постоянных или изменяющихся по определенной программе параметров микроклимата (температура, влажность, чистота и скорость движения воздуха), сочетание которых создает комфортные условия для труда или требуется для нормального протекания технологического процесса.

Расчет воздухообмена при общеобменной вентиляции ведется по следующим факторам:

1. По количеству работающих расчет ведется исходя из количества человек и объема помещения (при нормальном микроклимате и отсутствии вредных веществ) по формуле:

L = L_ч*N, м³/ч

2. При поступлении в воздух рабочей зоны вредных веществ необходимый воздухообмен рассчитывается по формуле: L = q_вр/(z₁-z₂), м³/ч

3. По влаговыделению воздухообмен рассчитывается по формуле: L = m*q_вл/(d_y-d_п), м³/ч

4. По теплоизбыткам воздухообмен рассчитывается по формуле: L = Q/c*𝜌(t_y-t_п), м³/ч

5. По кратности воздухообмена объем подаваемого воздуха L определяется как:

L = K*V, м³/ч

Требуемая величина воздухообмена для удаления теплоизбытков Qизб (кДж/ч), из помещения: L_пр = Q_изб/ c*𝜌(t_y-t_п), м³/ч

Теплопроводность – перенос тепла вследствие теплового движения микрочастиц (атомов, молекул или электронов) тел, непосредственно соприкасающихся друг с другом.

Конвекция – перенос тепла вследствие движения и перемешивания макроскопических объемов газа или жидкости.

Тепловое излучение – электромагнитные колебания с различной длиной волны, обусловленные тепловым движением атомов или молекул излучающего тела.

Количество тепла Q_р, поступающего в помещение за счет солнечной радиации:

Q_р = F₀*q₀*A₀, кДж/ч (А₀ = 0,73)

Объем подаваемого или удаляемого воздуха: L = F*𝜐*3600, м³/ч

Cреднее значение динамического давления: P = ((√P_дин1 + √P_дин2 + √P_дин3)/3)²

Скорость движения воздуха: 𝜐_расч = 1,24√P_дин, м/с

Теоретическая величина воздухообмена для удаления избыточного тепла: Q_изб = Q_л + Q_р

Выполнение работы

Динамическое давление, Па				Скорость потока, м/с			Уровень шума, дБа
Pдин1	Pдин2	Pдин3	Pдин4		𝜐расч	𝜐факт		Факт.	Доп.
Мощность вентилятора 20%
12	2	8	6,5		3,16	3,5
Мощность вентилятора 60%
55	35	44	44,2		8,24	8,4
Мощность вентилятора 100%
94	65	76	77,8		10,93	11,2

P_дин = ((√P_дин1 + √P_дин2 + √P_дин3)/3)²

P_дин1 = ((√12+ √2 + √8)/3)² ≈ 6,5

P_дин2 = ((√55+ √35 + √44)/3)² ≈ 44,2

P_дин3 = ((√94+ √65 + √76)/3)² ≈ 77,8

𝜐_расч = 1,24√P_дин, м/с

𝜐_расч1 = 1,24√6,5 ≈ 3,16 м/с

𝜐_расч2 = 1,24√44,2 ≈ 8,24 м/с

𝜐_расч3 = 1,24√77,8 ≈ 10,93 м/с

F₀ = 1,5*3*6 = 27

Q_р = 27*336*0,73 = 6622,56 Вт (q₀ = 336 A₀ = 0,73)

Q_л = (378*0,85*14)+378*13 = 9412,2 Вт

Q_изб = Q_л + Q_р

Q_изб = 9412,2 + 6622,56 = 16034,76 Вт

L_пр = Q_изб/ c*𝜌(t_y-t_п), м³/ч

L_пр = 16034,76/(1*1,29(8-5)) ≈ 4143,34 м³/ч

L = F*𝜐*3600, м³/ч

L = 0,0001 * 3,16 * 3600 = 1,1376 м³/ч – расч.

L = 0,0001 * 3,5 * 3600 = 1,26 м³/ч – эксп.

L = 0,0001 * 8,24 * 3600 = 2,9664 м³/ч – расч.

L = 0,0001 * 8,4 * 3600 = 3,024 м³/ч – эксп.

L = 0,0001* 10,93 * 3600 = 3,9348 м³/ч – расч.

L = 0,0001 * 11,2 * 3600 = 4,032 м³/ч – эксп.

Qл, Вт	Qр, Вт	Qизб, Вт	Lпр, м3/ч	Мощность вентилятора	Lрасч, м3/ч	Lэксп, м3/ч
9412,2 Вт	6622,56 Вт	16034,76 Вт	4143,34 м3/ч	20%	1,1376 м3/ч	1,26 м3/ч
				60%	2,9664 м3/ч	3,024 м3/ч
				100%	3,9348 м3/ч	4,032 м3/ч

Вывод: установка обеспечивает необходимый воздухообмен, при мощности 20, 60 и 100%, так как L_расч ≈ L_эксп