Содержание
Вычисление потерь на трение
=
гдеl — длина участка контура циркуляции, м,dэкв-эквивалентный диаметр поперечного сечения участка, м,
dэкв=
-коэффициент сопротивления трения.
Коэффициентсопротивления трения определяется режимом течениявоздуха в рассматриваемом сечении контура циркуляции, или величиной критерия Рейнольдса:
Re=dэкв
гдеWidэкв — скорость и эквивалентный диаметр канала и кинематический коэффициент вязкости воздуха (определяется по таблицам /1/ и /2/м /с.
Значение
для значенийReв интервале 1058 (развитое турбулентное значение) определяется по формуле Никурадзе:
.-3.Re-0,231
Более подробные сведения по выборуможно получить из /4/ и /5/ В /5/ приведена диаграмма для нахождения значения, облегчающая расчеты. Вычисленные значениявыражаются в паскалях (Па).
Таблица 3 |
|||||||
W, м/с |
F, м2 |
dэкв М |
W2/2, Н |
Re |
, Па |
||
1 |
15 |
0.8 |
0,77 |
1,0 |
76,5 |
0,015 |
1,5 |
2 |
25 |
0,87 |
0,88 |
1,75 |
212,5 |
0,013 |
5,5 |
3 |
21,7 |
1,0 |
0,60 |
3,0 |
160,1 |
0,014 |
11,2 |
4 |
28,9 |
0,75 |
0,60 |
1,75 |
283,9 |
0,0135 |
11,2 |
5.3. «Местные» потери — под этим термином понимают потери энергии в тех местах, где поток воздуха внезапно расширяется или суживается, претерпевает повороты и т.д. В проектируемой печи таких мест достаточно много — калориферы, повороты каналов, расширения или сужения каналов и др. Эти потери вычисляются также, как доля динамического напора p=W2умножая его на так называемый «коэффициент местного сопротивления»:
Сумма 29.4Па
=/2
Коэффициент местного сопротивления определяется но таблицам /1/ и /5/ в зависимости от типа местного сопротивления, и габаритных характеристик. Например, в данной печи местное сопротивление типа внезапного сужения имеет место в канале 1-2 (см. рис.7). Соотношение сечений (узкого к широкому).По приложению /1 / находим =0,25
= 160Па,
№ |
W, м/с |
Па |
Прим. |
||
43,4 |
0,125 |
160 |
Нах. по табл |
||
1-1 |
25 |
1,5 |
318 |
~ |
|
2-3 |
25 |
О,1 |
21,3 |
~ |
|
3 |
Диафрагмы в |
35,8 |
3,6 |
601 |
~ |
3-4 |
21,7 |
0,28 |
44,8 |
~ |
|
4-1 |
28,9 |
0,85 |
241 |
~ |
|
4-1 |
28,9 |
0,09 |
25,5 |
~ |
Сумма=1411,6 Па
=30 + 1410 =1440 Па
Для производительности 3/с и необходимого напора Н>1440
Па.. Получаем: n=550об/мин;Nуст25 кВт.
Формулы для расчета расхода воздуха и температуры при расчете промышленной вентиляции
- И.1 Расход приточного воздуха L, м3/ч, для системы вентиляции и кондиционирования следует определять расчетом и принимать больший из расходов, требуемых для обеспечения:
- а) санитарно-гигиенических норм в соответствии с (И.1);
- б) норм взрывопожарной безопасности в соответствии с (И.2);
- в) условий, исключающих образование конденсата, в соответствии с (И.3).
- И.2 Расход воздуха следует определять отдельно для теплого и холодного периодов года и переходных условий из условия ассимиляции тепло- и влаговыделений и по массе выделяющихся вредных или взрывоопасных веществ, принимая большую из величин, полученных по формулам (И.1) – (И.7) (при плотности приточного и удаляемого воздуха, равной 1,2 кг/м3):
а) по избыткам явной теплоты при значении углового коэффициента луча процесса в помещении ε ≥ 40000 кДж/кг
(И.1)
Для помещений с тепло- и влаговыделениями при значении углового коэффициента луча процесса в помещении ε< 40000 кДж/кг расход воздуха следует определять по формуле (И.3) или (И.4).
Тепловой поток, поступающий в помещение от прямой и рассеянной солнечной радиации, следует учитывать при устройстве:
вентиляции, в том числе с испарительным охлаждением воздуха, – для теплого периода года;
кондиционирования – для теплого и холодного периодов года и для переходных условий;
б) по массе выделяющихся вредных или взрывоопасных веществ
(И.2)
При одновременном выделении в помещение нескольких вредных веществ, обладающих эффектом суммации действия, воздухообмен следует определять, суммируя расходы воздуха, рассчитанные по каждому из этих веществ:
а) по избыткам влаги (водяного пара)
(И.3)
Для помещений с избытком влаги следует проверять достаточность воздухообмена для предупреждения образования конденсата на внутренней поверхности наружных ограждающих конструкций при расчетных параметрах Б наружного воздуха в холодный период года:
б) по избыткам полной теплоты
(И.4)
в) по нормируемой кратности воздухообмена
L = Vpn;
(И.5)
г) по нормируемому удельному расходу приточного воздуха:
И.6L = Ak;
(И.6)
И.7L = Nm.
(И.7)
В формулах (И.1) – (И.7):
Lw,z – расход воздуха, удаляемого из обслуживаемой или рабочей зоны помещения системами местных отсосов, и на технологические нужды, м3/ч;
Q, Qh,f – избыточный явный и полный тепловой потоки в помещении, ассимилируемые воздухом центральных систем вентиляции и кондиционирования, Вт;
с – теплоемкость воздуха, равная 1,006 кДж/(кг °С);
tw,z – температура воздуха, удаляемого системами местных отсосов в обслуживаемой или рабочей зоне помещения, и на технологические нужды, °С;
t1 -температура воздуха, удаляемого из помещения за пределами обслуживаемой или рабочей зоны, °С;
tin – температура воздуха, подаваемого в помещение, °С;
W – избытки влаги в помещении, ассимилируемые воздухом центральных систем вентиляции и кондиционирования, г/ч;
dw,z – влагосодержание воздуха, удаляемого из обслуживаемой или рабочей зоны помещения системами местных отсосов, и на технологические нужды, г/кг;
d1 – влагосодержание воздуха, удаляемого из помещения за пределами обслуживаемой или рабочей зоны, г/кг;
din – влагосодержание воздуха, подаваемого в помещение, г/кг;
Iw,z – удельная энтальпия воздуха, удаляемого из обслуживаемой или рабочей зоны помещения системами местных отсосов, и на технологические нужды, кДж/кг;
I1 – удельная энтальпия воздуха, удаляемого из помещения за пределами обслуживаемой или рабочей зоны, кДж/кг;
Iin – удельная энтальпия воздуха, подаваемого в помещение, кДж/кг, определяемая с учетом повышения температуры в соответствии с (И.6);
mро – расход каждого из вредных или взрывоопасных веществ, поступающих в воздух помещения, мг/ч;
qw,z, q1 – концентрация вредного или взрывоопасного вещества в воздухе, удаляемом соответственно из обслуживаемой или рабочей зоны помещения и за их пределами, мг/м3;
qin – концентрация вредного или взрывоопасного вещества в воздухе, подаваемом в помещение, мг/м3;
Vp – объем помещения, м3; для помещений высотой 6 м и более следует принимать
Vp = 6А,
где А – площадь помещения, м2;
N – число людей (посетителей), рабочих мест, единиц оборудования;
n – нормируемая кратность воздухообмена, ч-1;
k – нормируемый расход приточного воздуха на 1 м2 пола помещения, м3/(ч∙м2);
m – нормируемый удельный расход приточного воздуха на 1 чел., м3/ч, на одно рабочее место, на одного посетителя или единицу оборудования.
Параметры воздуха tw,z, dw,z, Iw,z следует принимать равными расчетным параметрам в обслуживаемой или рабочей зоне помещения по разделу 5 настоящего свода правил, a qw,z – равным ПДК в рабочей зоне помещения.
И.3 Расход воздуха для обеспечения норм взрывопожарной безопасности следует определять по формуле (И.2).
При этом в формуле (И.2) qw,z и q1 следует заменить на 0,1 qg, мг/м3 (где qg – нижний концентрационный предел распространения пламени по газо-, паро- и пылевоздушной смесям).
И.4 Расход воздуха Lhe, м3/ч, для воздушного отопления, не совмещенного с вентиляцией, следует определять по формуле
(И.8) |
где Qhe – тепловой поток для воздушного отопления помещения, Вт;
the – температура подогретого воздуха, °С, подаваемого в помещение, определяется расчетом.
И.5 Расход воздуха Lmt от периодически работающих вентиляционных систем с номинальной производительностью Ld, м3/ч, приводится исходя из n, мин, прерываемой работой системы в течение 1 ч, по формуле
Lmt = Ldn’/60. |
(И.9) |
И.6 Температуру приточного воздуха, подаваемого системами вентиляции с искусственным побуждением и кондиционирования воздуха, tin °С, следует определять по формулам:
а) при необработанном наружном воздухе
tin = text + 0,001p; |
(И.10) |
б) при наружном воздухе, охлажденном циркулирующей водой по адиабатному циклу, снижающей его температуру на Δt1, °С
tin = text – Δt1 + 0,001p; |
(И.11) |
в) при необработанном наружном воздухе (см. И.6,а) и местном доувлажнении воздуха в помещении, снижающем его температуру на Δt2, °С
tin = text – Δt2 + 0,001p; |
(И.12) |
г) при наружном воздухе, охлажденном циркулирующей водой (см. И.6, б), и местном доувлажнении (см. И.6, в)
tin = text – Δt1 – Δt2 + 0,001p; |
(И.13) |
д) при наружном воздухе, нагретом в воздухонагревателе, повышающем его температуру на Δt3, °С
tin = text + Δt3 + 0,001p, |
(И.14) |
где р – полное давление вентилятора, Па;
text – температура наружного воздуха, °С.
Приточная вентиляция — важное дополнение к вытяжной вентиляции ↑
В том случае, если мощность вытяжной вентиляции слишком велика, в помещении могут возникнуть сквозняки и проблемы с потерей тепла, поэтому необходимо провести расчет приточной вентиляции, которая должна будет компенсировать работу вытяжной. В жилых домах, коттеджах, квартирах приточная вентиляция может обеспечить, в среднем, двукратный воздухообмен, который можно регулировать при помощи окон, дверей и кондиционеров.
Схема приточно-вытяжной вентиляции наглядно показывает оптимальное расположение вентиляционного оборудования и направления потоков воздуха
Оптимальный расчет приточно-вытяжной вентиляции основан на совпадении показателей, то есть на равновесии между поступающим и выводимым воздухом.
Аэродинамический расчет вентиляции ↑
Аэродинамический расчет системы вентиляции проводится для зданий с принудительным воздухообменом, которые состоят из большого количества помещений, и расчет естественной вентиляции помещения показывает, что она не в состоянии обеспечить необходимый воздухообмен для поддержания нормального микроклимата в помещении. Аэродинамический расчет вентиляции применяется при планировании больниц, учебных заведений, офисных зданий, рассчитанных на постоянное присутствие большого количества людей, и доверять выполнение расчетов лучше специалистам, так как правильно построить аксонометрическую проекцию здания и учесть все нюансы человеку без специальных навыков очень тяжело.
Этапы
Подбор оптимальной по мощности и стоимости системы воздухообмена проходит пошагово. Порядок проектирования очень важен, так как от его соблюдения зависит эффективность работы конечного продукта:
- Определение типа вентсистемы. Проектировщик анализирует исходные данные. Если требуется проветрить небольшое жилое помещение, то выбор падает на приточно-вытяжную систему с естественным побуждением. Этого будет достаточно, когда расход воздуха небольшой, вредных примесей нет. Если требуется рассчитать большой венткомплекс для завода или общественного здания, то предпочтение отдаётся механической вентиляции с функцией подогрева/охлаждения приточки, а если понадобится, то и с расчётом по вредностям.
- Анализ выбросов. Сюда входит: тепловая энергия от осветительных приборов и станков; испарения от станков; выбросы (газы, химикаты, тяжёлые металлы).
- Расчет воздухообмена. Задача систем вентилирования – удаление из помещения избытков тепла, влаги, примесей с равновесной или чуть отличающейся подачей свежего воздуха. Для этого определяется кратность воздухообмена, согласно которой подбирается оборудование.
- Подбор оборудования. Производится по полученным параметрам: требуемый объем воздуха на приточку/вытяжку; температура и влажность внутри помещения; наличие вредных выбросов, подбираются вентустановки или готовые мультикомплексы. Самый важный из параметров – объём воздуха, необходимый для поддержания проектной кратности. Фильтры, калориферы, рекуператоры, кондиционеры и гидравлические насосы идут как дополнительные устройства сети, обеспечивающие качество воздуха.
</table>