- •Министерство сельского хозяйства рф
- •Раздел 1
- •1.2. Теплотехнические требования к условиям обитаемости
- •Глава 2 Источники энергии
- •2.1. Невозобновляемые источники энергии
- •2.2. Возобновляемые источники энергии
- •2. 4. Блок – схема ветроэнергетической установки:
- •2.5. Ветроэлектрическая установка
- •Глава 3 Основы воспламенения и горения химических топлив
- •3.1. Кинетика процессов горения
- •3.2. Воспламенение топлив
- •3.3. Горение гомогенных топлив
- •3.4. Горение гетерогенных топлив
- •3.5. Понятие о детонационном горении
- •Глава 4 Преобразователи энергии химических топлив
- •4.1. Виды преобразователей энергии и их характеристики
- •4. 2. Котельные установки
- •4.3. Паровые и водогрейные котлы
- •4.4. Воздухонагреватели
- •Раздел II Теплоснабжение сельскохозяйственных сооружений
- •Глава 5 Тепловые сети и тепловые пункты
- •5.1. Тепловые сети
- •5.2. Тепловые пункты
- •Глава 6 Отопление и горячее водоснабжение
- •6.1. Системы отопления
- •Циркуляцией теплоносителя:
- •6.2 Общие сведения о горячем водоснабжении
- •Разводкой системы горячего водоснабжения:
- •Раздел III
- •7.2. Вентиляторы и их характеристики
- •7.3. Расчет систем вентиляции
- •7.4. Подбор вентиляторов
- •Глава 8 Системы кондиционирования
- •8.1. Назначение и виды систем кондиционирования
- •8.2. Процессы обработки воздуха в кондиционерах
- •8. 3. Кондиционеры
- •А.Т. Манташов теплотехника
- •Часть II
- •Теплотехническое обеспечение обитаемости
7.3. Расчет систем вентиляции
7.3.1. Определение подачи вентилятора
При расчете системы вентиляции, прежде всего, определяется необходимая объемная подача свежего воздуха в конкретный объект обитания, 3/ч. Величина подачи зависит не только от объема помещения, но и от числа организмов, поглощающих кислород (людей, животных, птиц и др.). На нее влияет количество излишней теплоты, влаги и вредных газов.
Для оценки подачи по составу воздуха в рекомендуется методика с введением понятия к р а т н о с т и воздухообмена.
Под кратностью воздухообмена понимают отношение подачи
свежего воздуха к объему помещения.
Обозначают кратность воздухообмена через Кр и измеряют в 1/ч, т.е.
По нормам воздухообмена в жилых помещениях подача свежего воздуха на одного человека должна соответствовать Кр = 3…5, но не менее
30 м3/ч. Так, если в комнате площадьюF=20 м2и высотой В =2,5 м находится 5 человек, то при Кр= 4 подача свежего воздуха должна быть:
= КрFBn= 41000 м3/ч.
Для других объектов обитания величина Крприведена в табл.7 Приложения.
Замена воздуха в помещении из условий необходимого количества кислорода еще не является решением проблемы по созданию комфортных условий. В объекте обитания могут выделяться избыточная теплота, сверхнормативное количество влаги, много вредных газов и пыли. При организации воздухообмена необходимо предусмотреть и эти факторы.
Для поддержания в объекте стабильной температуры должен выполняться баланс теплоты: количество подводимой теплоты должно быть равно количеству отведенной теплоты,т.е.. Если в помещении появились источники дополнительных тепловыделений, то избыточная теплота определится как
= .
Необходимая подача воздуха для удаления избыточной теплоты определяется по выражению
(7.2)
где – плотность воздуха;
iвн – энтальпия внутреннего воздуха;
iнар – энтальпия наружного воздуха.
Необходимая подача воздуха для удаления избыточной влаги вычисляется по формуле
, (7.3)
где – секундное массовое поступление влаги;
dвн – влагосодержание воздуха внутри помещения;
dнар – влагосодержание наружного воздуха.
Необходимая подача воздуха для удаления вредных газов находится по формуле
, (7.4)
где – секундное массовое поступлениеi-го газа;
– предельно допустимая концентрация в воздухеi-го вещества;
Ci – концентрация i-го вещества в поступающем воздухе.
Из определенных величин большая подача обеспечит требуемый воздухообмен.
7.3.2. Определение потребного давления на выходе из вентилятора
Для канальной приточной системы вентиляции, например, показанной на рис. 7.1, воздух поступает к вентилятору по магистрали подвода и нагнетается вентилятором в воздуховоды. В общем случае энергия, подводимая к вентилятору, затрачивается на создание разряжения на входе в вентилятор и на создание избыточного давления на выходе из вентилятора. Отсюда вентилятор должен создавать давление равное сумме избыточного давления и давления разряжения, т. е.
рв = ризб + рраз.
Значения ризбирразвычисляются исходя из особенностей магистралей отвода и подвода. В совокупности обе магистрали именуют вентиляционной сетью.
Расчету вентиляционной сети предшествует ее трассировка: выявление размеров отдельных участков, наличие конфигурации воздуховодов, размещение и тип местных сопротивлений. Это дает возможность по заданной подаче воздуха, по типу и геометрическим параметрам местных сопротивлений, по выбранным формам и сечениям каналов вычислить потери давления в вентиляционной сети.
К местным сопротивлениям относят элементы вентиляционной сети, в которых теряется энергия движущегося воздуха в связи с изменением его скорости или направления движения, это воздухозаборные, воздуховыпускные, запорно-регулирующие устройства, фасонные части воздуховодов, фильтры, теплообменники и т.п.
При выборе воздуховодов руководствуются конструктивно – эстетическими или экономическими соображениями. В капитальных зданиях обычно роль воздуховодов выполняют каналы, встроенные в конструкции сооружения. В ряде случаев воздуховоды выполняют подвесными в виде стального короба или пластикового канала. Сечения каналов могут иметь различную форму, независимо от этого его площадь поперечного сеченияFк вычисляется по формуле
Fк = ,
где - подача воздуха через канал;
с – скорость воздуха в канале, выбирается в пределах 2…5 м/с.
Потери давления во входной и выходной магистралях определяются по одинаковой методике, поэтому при определении давления на выходе из вентилятора в расчет включаются все участки и местные сопротивления вентиляционной сети. Для расчета рврекомендуется выражение
l++,
где 1,1 – коэффициент увеличения потерь давления в вентиляционной сети;
– удельные (на метр длины) потери давления в канале от трения;
n– количество участков;
l– длина участка;
– потери давления на местных сопротивлениях;
к– количество местных сопротивлений;
рвых– потери давления на выпускной решетке.
m– количество выпускных решеток (для разветвленной выпускной магистрали.
Потери давления от трения на каждом метре длины участка
=,
где – безразмерный коэффициент трения;
d’экв– диаметр эквивалентный;
– плотность воздуха в сечении;
с - скорость воздуха в сечении.
Коэффициент трения зависит от шероховатости стенок воздуховода и от скорости движения воздуха и для его определения используют формулу А.Д. Альтшуля:
= 0,11,
Где Rе – критерий Рейнольдса;
К – коэффициент шероховатости.
Диаметр эквивалентный принят в качестве обобщающего линейного размера поперечного сечения воздуховода
d’экв= ,
где Fк– площадь поперечного сечения канала;
П – периметр сечения.
Коэффициент шероховатости зависит от состояния обтекаемой воздухом поверхности. Для каналов из различных материалов его значение приведено в табл. 7.3.
Таблица 7. 3 – Значения коэффициента шероховатости
Материал |
К, мм |
Материал |
К, мм |
Листовая сталь |
0,1 |
Шлакоалебастр |
1,0 |
Винипласт |
0,1 |
Шлакобетон |
1,5 |
Асбоцемент |
0,11 |
Кирпич |
4 |
Фанера |
0,13 |
Штукатурка |
10 |
Потери давления на местном сопротивлении
=,
где – коэффициент местного сопротивления.
Значения для некоторых фасонных воздуховодов приведены в табл. 8 Приложения.
Потери давления на каждой выпускной решетке
рвых = ,
где – коэффициент потерь на решетке (
свых – скорость воздуха на выходе их решетки, (свых= 5…8 м/с).