Безопасность жизнедеятельности. Учебное пособие-1

11

12

1.3.  Методика расчета аэрации производственных помещений

Основываясь на общих положениях по расчету вентиляции (см. п.  1.2), изложим одну из методик расчета аэрации производственных помещений для теплого периода года.

Исходными данными для расчета по этой методике являются (табл.  1.3) следующие параметры:

–– размеры помещения (длина А, ширина В, м);

–– количество (n) и размеры тепловыделяющего оборудования (длина а, ширина b или диаметр d, высота c, м);

–– тепловыделения от каждого из n источников Qi и теплопоступления от других источников Qд, кВт;

–– теплопотери через ограждающие конструкции Qп, кВт;

–– температура наружного воздуха tн, °С;

–– параметры приточных проемов – отметка центра проемов h1, м, тип проема PP и угол открытия створок a1, град;

–– параметры вытяжных проемов – отметка центра проема h2, м, тип проема PV и угол открытия створок a2, град.

Последовательность расчета.

1.  Температуру воздуха рабочей зоны tр.з определяем по известной температуре tп, равной tн, и избыточной температуре Dtр.з, выбранной из соотношений (1.3), по формуле

tр.з =tп +Dtр.з,

что справедливо при однорядном расположении источников теплоты; при многорядном – Dtр.з определяется, как для многопролетных зданий с числом пролетов, равным числу рядов оборудования.

2.  Температуру уходящего воздуха определяем, как tу = =tп +Dtу;приоднорядномрасположенииисточниковизбыточная температура уходящего воздуха Dtу рассчитывается по формуле

где Dtс – избыточная по отношению к tр.з температура воздуха на высоте Zр в струе конвективной теплоты от каждого из n источников.

13

Если источники теплоты имеют различные тепловые или геометрические характеристики, то определяется средняя избыточная температура тепловых конвективных струй по формуле

n

∑Dtci Gci

Dtccp = i=1n ,

∑Gci

i=1

где Dtсi, Gci – соответственно избыточная температура и расход воздуха в каждой струе.

В нашем случае при одинаковых характеристиках источников

Q2

Dtc =0,73 Zк5 , p

где Qк – конвективные тепловыделения, Вт, каждого из n источников; при температуре поверхности источника тепловыделений до 250 °С считают, что Qк = 0,5Qi;

Zp – расстояние от полюса каждой тепловой струи до середины вытяжных проемов h2 (рис.  1.2).

Величина Zp рассчитывается по формуле

Zр = Zв +Zп,

где Zв – расстояние от верха источника теплоты до отметки h2, м;

Zп – расстояние от полюса струи до верха источника теплоты, м.

Величина Zп определяется как произведение диаметра d

ты на коэффициент полюсного расстояния kп.р:

15

где Fпола – площадь помещения, м2;

fi – проекция верхних граней каждого источника, м2.

Рис.  1.2. Схема аэрации однопролетного здания в теплый период года

16

3.  Используя вычисленные значения tр.з и tу, по формуле (1.4) определяем среднюю (по высоте помещения) температуру воздуха tв и по формуле (1.5) – соответствующие температурам tп, tв, tу плотности воздуха rп, rв, rу.

4.  По формуле (1.6) определяем перепад давлений между приточными и вытяжными проемами Dр.

5.  Определив по исходным данным избытки теплоты Qя, кВт, находим из уравнений (1.1), (1.2) массовый расход воздуха, необходимый для ассимиляции Qя. При отсутствии механической вентиляции Gп′ = Gу′ = 0, тогда Gп = Gу = Gа;

Gа = СQDяt .

р у

6.  По данным табл.  1.1 и 1.2 определяем коэффициенты расхода приточных μп и вытяжных mв проемов.

7.  Из соотношений (1.9) определяем Dрп и Dрв. Для расчета можно взять, например, значения коэффициентов 0,3 и 0,7.

8.  По формулам (1.7) определяем площади приточных Fп и вытяжных Fв проемов.

9.  По вычисленным значениям Fп и Fв проверяем выполнение условия (1.10). При необходимости корректируем углы раскрытия створок или коэффициенты в выражениях (1.9).

Необходимо выполнить рисунок, поясняющий расчеты (см. рис.  1.2), с эскизом приточных и вытяжных проемов, а также сделать выводы.

1.4.  Методика расчета смешанной вентиляции помещений

Расчет смешанной вентиляции (механической в дополнение к естественной) представляет более сложную задачу по сравнению с расчетом аэрации. Поэтому исходные данные в этой методике приведены в несколько упрощенном виде. Еще сложнее этот расчет при учете ветрового напора.

17

1.4.1.  Расчет вентиляции без ветрового напора

Для упрощения расчетов исходим из предположения, что форма вентилируемого здания симметрична (см. рис.  1.1).

Исходные данные (табл.  1.4):

–– избыточные тепловыделения в помещении Qя, кВт;

–– температура наружного воздуха tн, °С;

–– температура рабочей зоны tр.з, °С;

–– коэффициент m, учитывающий долю теплоты (от общих тепловыделений), идущую на подогрев воздуха рабочей зоны:

–– массовые расходы воздуха, подаваемого в помещение Gп′ и удаляемого из помещения Gу′ системой механической вентиляции, кг/с;

–– параметры приточных проемов – отметка центра проемов h1, м, тип проема PP и угол открытия створок, a1, град;

–– параметры вытяжных проемов – отметка центра проемов h2, м, тип проема PV, угол открытия створок a2, град.

Последовательность расчета.

1.  Используя формулу (1.12) и исходные данные, рассчитываем температуру удаляемого аэрацией воздуха tу.

2.  По формуле (1.4) определяем среднюю (по высоте помещения) температуру воздуха tв и по формуле (1.5) – плотности воздуха rп, rв, rу, соответствующие температурам tп, tв, tу.

3.  Исходя из уравнений (1.1), (1.2), находим необходимые аэрационные массовые расходы воздуха, удаляемого из помещения Gу и подаваемого в помещение Gп, кг/с, по формулам:

Gп =Gу +Gу′ −Gп′,

где, как указывалось в п.  1.2, tп′ = tн + 1; tу′ = tр.з.

18

4.  Коэффициенты расхода приточных mп и вытяжных mв проемов определяем по исходным данным и табл.  1.1 и 1.2.

5.  Разности давлений в приточных Dрп и вытяжных Dpв проемах по отношению к давлению внутри помещения р0 составят по формулам (1.7):

где р1 и р4 – давления на отметке h1 середины приточных проемов, Па;

р2 и р3 – давления на отметке h2 середины вытяжных проемов, Па, причем р0, р1, …, р4 – это избыточные давления по сравнению с атмосферным давлением.

Принимаем

где Dр определяется в соответствии с формулой (1.6) по вычисленным ранее rп и rв.

Совместное решение уравнений (1.7) и (1.10) с учетом формул (1.14) и (1.15) дает выражение для определения р0:

Gп rу (p0 −0)=aGу rп (Dp − p0 ).

6.  С учетом симметрии здания площади приточных F1, F4 и вытяжных F2, F3 проемов равны:

F1 = F4 =0,5Fп;

F2 = F3 =0,5Fв,

их определяют из формул (1.7). Затем вычисляют Fп и Fв и проверяют выполнение условия (1.10).

7.  Необходимо выполнить рисунок, поясняющий расчеты, с эскизом приточных и вытяжных проемов и сделать выводы.

20