Пример 22.

Исходные данные:

Определить среднюю скорость и расход воздуха на расстоянии Н₁ = 0,5 м и Н₂ = 1,5 м над плитой, нагретой до температуры t_п = 100 ⁰С, если температура окружающего воздуха t_окр= 20 ⁰С, а размер плиты АВ = 0,70,6 м .

Решение:

Количество тепла, отдаваемое плитой путем конвекции (теплоотдача):

где – коэффициент теплоперехода конвекцией;

F – площадь плиты, м².

Объем воздуха L₀ в теплой струе, поднимающейся над источником на расстоянии Н₁ приближенно составляет:

Средняя скорость струи (считая сечение струи равным площади источника в плане):

_ср = L₀ / F = м/с.

Скорость, расход и поперечник струи на высоте установки вытяжного зонта Н₂ определяется по формулам:

d_z = 0,45 · Z^0,88, м.

здесь Z – расстояние от кромки вытяжного зонта до полюса струи:

Z = H₂ + 2 · d = 1,5 + 2 · 0,7 = 2,9 м.

Здесь d = 0.7 м – больший габарит источника тепловыделения

Рис 19 –Расчетная схема

3.2.5. Расчет интенсивности тепловых излучений Пример 23.

Рассчитать интенсивность теплового излучения на рабочих местах в горячих цехах металлургической промышленности.

Примечание: рабочие на указанных местах находятся переодически.

Исходные данные:

Температура излучающей поверхности, t_и =1355 ⁰С ;

Площадь излучающей поверхности, F=3.5 м²;

Расстояние от источника теплового излучения до рабочего места l=6 м

Решение:

Интенсивность теплового, Вт/м², излучения на рабочем месте определяют:

– для случая l  F:

;

– для случая l  F

;

где F – площадь излучающей поверхности, м²;

Т_и – температура излучающей поверхности, К⁰;

l – расстояние от источника теплового излучения до рабочего места, м.

Для заданного условия (l › F):

Cравнивая полученные результаты с допустимой интенсивностью теплового излучения на рабочих местах (q_доп  0,35 кВт/м² по ГОСТ 12.4.123–83 для всего организма ,можно сделать вывод ,что для заданных условий интенсивность теплового илучения превышает допустимую в 17 раз.

3.2.6. Расчет аэрации горячих цехов. Пример 24.

Исходные данные:

В горячем цехе с теплоизбытками для нормализации условий труда применяется аэрация.

Необходимый для этого воздухообмен составляет L = 230000 м³/час. Высота цеха Н = 10,5 м, расстояние от вытяжных проемов до центра нижних проемов – h = 8,5 м. Атмосферное давление Р_а = 99300 Па. Наружная температура воздуха t_н = 14 ⁰С, рабочей зоны t_р.з. = 22 ⁰С, температурный градиент в цехе t = 0,5 ⁰С/м. определить необходимую площадь нижних (приточных) и верхних (вытяжных) проемов.

Х = 20  = 20⁰.

Решение:

Температура уходящего из помещения воздуха:

t_ух = t_рз + t · (Н – 2) = 22 + 0,5 · (10,5 – 2) = 26,25 ⁰С.

Средняя температура воздуха в помещении:

Плотность воздуха при соответствующих температурах и атмосферном давлении определяем методом экстраполяции по таблице 7.

Таблица 7.-Зависимость плотности воздуха от температуры.

Темпера тура, 0С	Плотность, кг/м3 при атмосферном давлении, мм.рт.ст.		Темпера тура, 0С	Плотность, кг/м3 при атмосферном давлении, мм.рт.ст.
	760	745		760	745
–10	1,342	1,316	+15	1,226	1,202
–5	1,317	1,291	+20	1,205	1,181
0	1,293	1,267	+25	1,185	1,162
+5	1,270	1,244	+30	1,165	1,141
+10	1,248	1,223	+35	1,146	1,123

Примечание: 1 Па = 7,510^–3 мм. рт.ст.

Полное тепловое давление:

Р_n = h  g · (_н – _ср) = 8,5 · 9,81 · (1,197 – 1,189 ) = 0,667 Па.

где h – расстояние между центрами нижних и верхних проемов;

_н, _ср – плотность воздуха при t_н и t_ср.

Избыточное давление на уровне центра нижнего проема равняется Х, % от полного давления:

Р₁ = (Х / 100)  Р_п = ( 20 / 100) · 0,667 = 0,133 Па.

Избыточное давление на уровне центра верхнего проема:

Р₂ = Р_п – Р₁ = 0,667 – 0,133 =0,534 Па.

Скорость воздуха в нижних проемах:

Требуемая площадь приточных проемов:

где  – коэффициент расхода, зависящий от конструкции створок и степени их раскрытия. Ориентировочно можно принять  = 0,63 · sin = 0,63 · sin25 = 0,24

( = 25^о – угол поворота створок).

Скорость воздуха в верхних проемах:

Площадь вытяжных проемов :