Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Вентиляция. Часть 1. Учебно-методическое пособие для студентов направления подготовки 08.03.01 «Строительство», профиль «Теплогазоснабжение и вентиляц
.pdf
31
разбавляя вредности. Обеспечить вентиляцию в режиме чистого вытеснения воздуха
из помещения крайне трудно — требуется подавать воздух почти в изотермическом
режиме с малыми скоростями. Это дорого и нецелесообразно. Поэтому вентиляция
вспомогательных помещений чаще всего осуществляется в режиме перемешивания.
Нормативной кратностью называется удельный воздухообмен, установленный
нормативными документами на единицу объема помещения, или на одну единицу
оборудования, одного посетителя, одну порцию горячей пищи, один санитарный
прибор и так далее. Значения нормативных кратностей воздухообмена
устанавливаются раздельно по притоку и вытяжке и приводятся в соответствующих
главах нормативной литературы.
Расчет, таким образом, выполняется очень просто по формулам
L
пр
= К
; (1.22)
.п Vп
где V
К
К
L
– объем помещения, м3;
п,
– нормативная кратность по притоку, 1/ч.
.п
- нормативная кратность по вытяжке, 1/ч.
.в
выт
= К
; (1.23)
.в Vп
1.6 Схемы движения воздуха в вентилируемых помещениях
Чтобы правильно расположить отверстия для подачи воздуха в помещение и
для удаления его, необходимо выяснить влияние взаимного расположения этих
отверстий на движение воздуха в помещении.
При рассмотрении свободной струи установлено, что количество воздуха в
струе непрерывно увеличивается по мере удаления рассматриваемых сечений от
приточного отверстия, а подтекание воздуха из окружающего пространства
происходит по всей длине струи и охватывает некоторый контур «замкнутой
системы» (рис. 1.5). Заметим, что количество воздуха в струе при равномерном
начальном поле скоростей на расстоянии, например, х=40R0 будет в 6,2 раза больше
поданного через приточное отверстие (д), т. е. объем воздуха, присоединившегося к
струе из окружающего пространства, составляет 5,2L0.
В помещении, в котором приточное и вытяжное отверстия расположены в
32
противоположных торцовых стенах, при балансе притока и вытяжки (имеется в виду
достаточно большое помещение, в котором струя распространяется как свободная)
оказывается, что только 16% перемещаемого воздуха будет удалено через вытяжное
отверстие, а остальные 84% не будут удалены и пойдут на питание струи.
В помещении конечных размеров неудаляемая через вытяжное отверстие часть
воздуха струи образует обратный поток, направленный к началу струи (рис. 1.9).
Заметим также, что затухание скорости около вытяжных отверстий
происходит весьма интенсивно, и на расстоянии x=d0 скорость составляет всего
около 5% начальной скорости, т. е. vх ≈ 0,05v0. Из этого следует вывод, что скорости
воздуха в вытяжных отверстиях не могут оказывать существенного влияния на
скорости движения воздуха в помещении. Однако это совсем не означает, что
положение вытяжного отверстия в помещении не оказывает никакого влияния на
направление движения воздуха.
На рисунке 1.10 представлены схемы движения воздуха в помещении,
полученные В.В. Батуриным и В.И. Ханженковым на плоской и частично на
пространственных моделях. Эти схемы дают возможность составить качественное
представление об организации общеобменной вентиляции в помещении.
Количественные зависимости для струй, распространяющихся в ограниченном
пространстве, и для спектров всасывания приведены в литературе.
На схеме а воздух удаляется через отверстие в середине торцовой стенки;
противоположная торцовая стенка отсутствует и через этот проем поступает воздух.
При поступлении воздуха на кромках происходит некоторое поджатие струи и
образуются небольшие области, заполненные вихрями; далее поток выравнивается и
двигается к вытяжному отверстию, заполняя все сечение модели; при обтекании
углов образуются небольшие вихревые зоны; обратных потоков воздуха нет. Во всех
остальных схемах организации воздухообмена наблюдаются обратные потоки
воздуха. На схеме и, в которой вытяжное и приточное отверстия расположены в
одной торцовой стенке, весь поток воздуха поворачивается в сторону вытяжного
отверстия; при этой схеме достигается наилучшее распределение воздуха в
помещении. При большой длине помещения (схема к) струя, не достигнув
противоположной стены, распалась и в помещении образовалось два кольца
33
циркуляции.
Рисунок 1.9 - Схема взаимодействия приточной струи и спектра всасывания
Рисунок 1.10 - Схема движения воздуха в вентилируемом помещении
Схемы распределения потоков воздуха, приведенные на рисунке 1.10
относятся к изотермическим условиям. Представление о циркуляции потоков
воздуха в помещении при неизотермических условиях и при наличии источников
тепловыделений могут дать схемы, приведенные на рисунке 1.11. Эти схемы
получены В.В. Батуриным по результатам опытов на пространственной модели
однопролетного производственного корпуса [3, 5].
34
Рисунок 1.11 - Схемы циркуляции потоков воздуха в помещении при
неизотермических условиях
Схемы а, б, в относятся к теплому периоду года, когда поступление
приточного воздуха при аэрации помещения происходит через открытые фрамуги в
рабочей зоне; схема г относится к холодному периоду с подачей приточного воздуха
через фрамуги в верхней зоне помещения.
На рисунке 1.11а источники тепловыделений занимают среднюю часть
помещения, а приточный воздух поступает с двух сторон из отверстий в
противоположных стенах. Когда объемы приточного воздуха, подаваемого с каждой
стороны, равны, ось тепловой струи вертикальна и является осью симметрии
образующихся двух колец циркуляции.
Если приблизить источники тепловыделений к одному из приточных
отверстий (рис. 1.11б), то тепловые струи, возникающие над источниками
тепловыделений, будут несколько препятствовать поступлению струи приточного
воздуха слева – произойдет взаимодействие струй: тепловой и приточной. Струи,
вливающиеся справа и свободно развивающиеся, также отклоняют тепловую струю
влево.
Схема потоков, приведенная на рисунке 1.11в, наблюдается при смещенных
источниках тепловыделений, но при поступлении приточного воздуха только со
стороны источников. В этом случае тепловая струя оттесняется к середине.
35
Образуются два кольца циркуляции.
В холодный период года неподогретый приточный воздух может подаваться
через створки на высоте не менее 4 м от пола. Опускающаяся струя (рис. 1.11г)
разветвляется у пола и образует два кольца циркуляции. В правом обособленном
кольце циркуляции наблюдаются пониженные температуры по сравнению с левым
большим кольцом, в которое поступает тепловая струя.
1.7 Испытание и наладка систем вентиляции
Испытание и наладку систем вентиляции осуществляют при их приемке и в
процессе эксплуатации [1, 3].
При приемке испытание проводят после окончания монтажно-строительных и
отделочных работ до установки технологического оборудования или при его
частичной загрузке. При этом виде технического испытания проверяют соответствие
проекту: производительности и полного давления вентилятора каждой
вентиляционной установки; объемного расхода воздуха, проходящего через
отдельные воздухоприемные и воздуховыпускные устройства;
теплопроизводительности калориферных установок; режима работы насосов
оросительных камер; параметров приточного воздуха, поступающего в помещение.
Для оценки эффективности вентиляции в процессе эксплуатации системы
проводят техническое и санитарно-гигиеническое испытание установок.
При техническом испытании вентиляционной установки определяют:
а) производительность и полное давление вентилятора, а также частоту вращения
вентилятора и электродвигателя;
б) расходы удаляемого и подаваемого воздуха, скорости движения воздуха в
вентиляционных каналах, скорости выпуска воздуха из приточных отверстий и
насадков, скорости всасывания в сечениях вытяжных отверстий, а также
распределение расхода воздуха по отдельным участкам вентиляционной сети;
в) температуру приточного и удаляемого воздуха, сопротивление и
теплопроизводительность калориферов;
г) пропускную способность и сопротивление пылеуловителей и фильтров;
36
д) охлаждающую мощность воздухоохладителей и холодильных установок;
е) характер работы оросительных камер (расход и температуру воды, количество
испаряющейся и конденсирующейся влаги);
ж) наличие подсосов или утечек воздуха по отдельным элементам системы
(воздуховоды, фланцы, камеры, фильтры и кондиционеры).
При санитарно-гигиеническом испытании вентиляционных установок, проводимом
для оценки эффективности вентиляции с точки зрения создания нормальных
санитарно-гигиенических условий в помещениях общественных и промышленных
зданий, выясняют обеспечивает ли вентиляционная система:
а) заданные значения температуры, относительной влажности, скорости
движения воздуха как в рабочей зоне помещения, так и на рабочих местах;
б) требуемую чистоту воздуха в помещении как в отношении содержания пыли,
так и в отношении содержания газов и паров вредных веществ, а также влаги;
в) необходимую чистоту, температуру и относительную влажность
поступающего в помещение приточного воздуха;
г) заданные значения температуры, относительной влажности и допустимой
запыленности, и загазованности воздуха, удаляемого из помещения в атмосферу.
Проверка санитарно-гигиенической эффективности вентиляции должна
проводиться как в теплое время года, так и в холодное, поскольку она в большой
степени зависит от наружных метеорологических условий.
Температуру воздуха в производственных помещениях можно измерять
обычными ртутными термометрами, градуированными до 50 или 100° С. Однако,
как правило, температуру воздуха измеряют одновременно с определением его
относительной влажности. В этих случаях для измерения температуры воздуха в
помещении можно применять термоанемометры, а при наличии в помещениях
источников теплового излучения—аспирационные психрометры. Для измерения
температуры воздуха в течение продолжительного периода времени (рабочего дня,
суток и т. д.) применяют самопишущие приборы — термографы.
Относительную влажность воздуха в помещениях определяют с помощью
аспирационных психрометров большой модели (психрометр Ассмана). Психрометр
состоит из двух рядом расположенных ртутных термометров, у одного из которых
37
шарик покрыт влажной марлей. Этот термометр называют влажным или мокрым, а
другой — сухим. Шарики термометров для исключения влияния теплового
излучения защищены двойными металлическими гильзами. Вентилятор,
расположенный в верхней части прибора, протягивает воздух с постоянной
скоростью (4 м/с) через эти гильзы. По разности температур сухого и мокрого
термометров с помощью специальных таблиц или графиков определяют
относительную влажность воздуха.
Скорость движения воздуха в помещениях, в отверстиях приточных и
вытяжных воздуховодов, у местных отсосов, а также в открытых проемах окон,
ворот и фонарей измеряют чашечными или крыльчатыми анемометрами.
Крыльчатый анемометр служит для измерения скорости движения воздуха в
пределах от 0,5 до 1 м/с. Анемометр состоит из алюминиевой крыльчатки,
насаженной на трубчатую ось, конец которой снабжен червяком, приводящим в
движение стрелки прибора. Крыльчатка вращается под влиянием проходящего через
нее потока воздуха. Стрелки показывают частоту вращения крыльчатки. Перед
началом замера записывают показания стрелок прибора с выключенным
механизмом. Скорость воздушного потока замеряется в течение 0,5—1 мин. По
окончании замера, определив разность конечного и начального показаний счетчика,
делят найденное число делений на время замера, отсчитанное по секундомеру, и
получают число делений в 1 с.
После этого по тарировочному графику, составленному индивидуально для
каждого прибора и прилагаемому к анемометру, находят скорость воздушного
потока (в метрах в секунду).
Для измерения скорости движения воздуха в пределах от 1 до 20 м/с служат
чашечные анемометры. Особенностью чашечного анемометра является то, что
показания прибора не зависят от направления воздушного потока, так как головка
прибора вращается всегда в одну сторону. Действительную скорость так же, как и
при работе с крыльчатым анемометром, находят по тарировочному графику в
паспорте прибора.
При определении малых скоростей движения воздуха пользуются
кататермометрами, термоанемометрами и электроанемометрами.
38
Измерения производят при горизонтально установленном приборе, к которому
подключают датчик. Прибор присоединяют к электросети.
Электроанемометры применяют для замера скоростей движения воздуха от 0,1
до 5 м/с. Работа их основана на принципе охлаждения воздушным потоком
нагретого электрическим током датчика.
Давления, скорости и расходы воздуха в воздуховодах измеряют с помощью
манометров, микроманометров и пневмометрических трубок.
Воздух, движущийся по воздуховодам и вентиляционным каналам,
преодолевает на своем пути сопротивление трения о стенки канала или воздуховода
и местные сопротивления, возникающие при изменении направления движения
воздуха или его скорости. Для преодоления этих сопротивлений необходимо
определенное давление, создаваемое вентилятором или гравитацией в канальных
системах соответственно механической или естественной вентиляции.
При испытаниях измеряют статическое , динамическое или скоростное
полное
давление.
и
Полное давление равно сумме статического и динамического давлений:
(1.24)
Для измерения давления и определения расхода воздуха, проходящего через
исследуемое сечение воздуховода, пользуются пневмометрическими трубками,
соединенными с помощью резиновых шлангов с различного типа
микроманометрами.
Наибольшее распространение в вентиляционной практике получили
пневмометрические трубки МИОТ (Нагорского) и Хлудова.
Трубка МИОТ состоит из двух спаянных по длине металлических трубок с
внутренним диаметром 1—4 мм, одна из которых (для замера полного давления)
имеет полушаровую головку с отверстием на конце, вторая (для замера статического
давления) имеет остроскошенный конец и четыре отверстия в стенках диаметром
0,5— 0,8 мм.
Трубка Хлудова —вариант трубки МИОТ — позволяет измерять скоростное
давление во всасывающих отверстиях (главным образом, в местных отсосах).
39
При испытании вентиляционной установки пневмометрические трубки
вставляют внутрь воздуховода либо через небольшие отверстия, пробиваемые или
просверливаемые в его стенке, либо через специально устраиваемые при монтаже
воздуховода лючки. Трубка всегда устанавливается перпендикулярно оси
воздуховода так, чтобы открытый напорный конец ее стоял против потока воздуха, а
ось напорного конца была бы параллельна потоку воздуха.
Из микроманометров при вентиляционных измерениях наиболее часто
применяют микроманометры ЦАГИ u ММН.
Подготовка к испытанию сводится к сопоставлению смонтированной
вентиляционной установки с проектными данными. После детального наружного
осмотра и проверки соответствия смонтированной установки проекту приступают к
ее опробованию и сдаче в эксплуатацию.
При испытании сначала производят пробный пуск установки, а затем
тщательно осматривают всю установку и устраняют замеченные неисправности.
Только после этого приступают к испытанию смонтированных установок
вентиляции.
При испытании вентиляционных установок измеряют их производительность,
скорость движения и температуру воздуха, его относительную влажность, частоту
вращения вентилятора, электродвигателя и насоса.
При испытаниях для контроля рекомендуется одновременно со скоростным
(динамическим) давлением измерять в исследуемом сечении полное и статическое
давление. Измерив в какой-либо точке динамическое давление, равное
, (1.25)
определяют скорость движения воздуха в этой точке, м/с:
, (1.26)
где
— динамическое давление воздуха, Па;
— плотность воздуха, кг/м
3
.
При определении расхода воздуха, проходящего по воздуховоду, в нем
выбирают по возможности прямой участок постоянного сечения, отстоящий от
40
местного сопротивления фасонной части на расстоянии не менее трех-четырех
диаметров воздуховода, и в каком-либо сечении выбранного участка воздуховода
измеряют давление в восьми-девяти точках.
Динамическое давление, соответствующее средней скорости, вычисляется по
формуле
(1.27)
где
,
— динамическое давление в точках 1, 2, п, измеряемое с помощью
пневмометрической трубки;
— число точек замера в сечении.
Подставляя найденное динамическое давление в формулу (1.26), вычисляют
среднюю скорость в сечении, а по ней — объемный расход перемещаемого воздуха,
м3/с:
(1.28)
или, м3/ч:
(1.29)
где — площадь поперечного сечения воздуховода, м
2
;
— средняя скорость движения воздуха в сечении, м/с.
Производительность вентилятора — расход перемещаемого вентилятором
воздуха — определяется как средняя величина расходов на всасывании и на
нагнетании:
(1.30)
Полное давление, развиваемое вентилятором, определяется как разность полных
давлений после вентилятора (нагнетание) и до вентилятора (всасывание):
(1.31)
Статическое давление, развиваемое вентилятором, определяется как разность
между полным и скоростным давлениями в выхлопном отверстии вентилятора или
как разность статического давления на нагнетании и полного давления на
всасывании:
(1.32)
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]