Методичка. Трубицына Г. Н. Вентиляция Магнитогорск 2010 введение

• Название: Трубицына Г. Н. Вентиляция Магнитогорск 2010 введение
• Анкор: Методичка.doc
• Дата: 28.01.2017
• Размер: 7.74 Mb.
• Имя файла: Методичка.doc
• Тип: Документы; #651
• страница: 13 из 24

7.3. Подбор воздухораспределителей

Ниже приводится подбор воздухораспределителей согласно /4/.

Таблица 7.1.
Коэффициент перехода от нормируемой скорости движения воздуха к максимальной скорости воздуха в струе /5/.

Метеорологические условия	Размещение людей	Категория работ
		Легкая – Iа, Iб.	Средней тяжести – IIа, IIб, тяжелая - III
Допустимые	В зоне прямого воздействия приточной струи воздуха в пределах участка: начального и при воздушном душировании; основного; Вне зоны прямого воздействия приточной струи воздуха; В зоне обратного потока воздуха;	1 1,4 1,6 1,4	1 1,8 2 1,8
Оптимальные	В зоне прямого воздействия приточной струи воздуха в пределах участка: начального; основного; Вне зоны прямого воздействия приточной струи воздуха или в зоне обратного потока воздуха;	1 1,2 1,2	1 1,2 1,2
Примечание – Зона прямого воздействия струи определяется площадью поперечного сечения струи, в пределах которой скорость движения воздуха изменяется от до .

Таблица 7.2.
Допустимое отклонение температуры в приточной струе от нормируемой температуры воздуха в обслуживаемой или рабочей зоне /5/.

Метеорологические условия	Помещения	Допустимые отклонения температуры, 0С
		При восполнении недостатков теплоты в помещении		При ассимиляции избытков теплоты в помещении
		Размещение людей
		В зоне прямого воздействия и обратного потока приточной струи	Вне зоны прямого воздействия и обратного потока приточной струи		В зоне прямого воздействия приточной струи	Вне зоны прямого воздействия приточной струи
Допустимые	Жилые, общественные и административно-бытовые: Производственные:	3 - 5 -	3,5 - 6 -		- 1,5 - 2	- 2 - 2,5
Оптимальные	Любые, за исключением помещений, к которым предъявляются специальные технологические требования:	1 -	1,5 -		- 1	- 1,5

Подбор воздухораспределителей проводится по формулам, изложенным в главе 4. Из формул создается последовательность для расчета (алгоритм), с помощью которой определяются типоразмеры воздухораспределителя, скорость и температура притока.

Формулы турбулентных струй – результат обобщения экспериментальных данный, полученных на моделях, имеющих определенные соотношения размеров. Расчет выполнен корректно, если геометрические характеристики помещения или его части, обслуживаемой одной струей, соответствуют размерами моделей, на которых проводились испытания. Поэтому необходимым элементом расчета является проверка соответствия геометрических размеров помещения обслуживаемых одной струей тем размерам моделей, для которых были получены расчетные формулы.

Расчет воздухораспределения состоит из нескольких этапов:

- выбор общей схемы организации воздухообмена в помещении, обеспечивающей наиболее рациональное использование приточного воздуха при отсутствии непроветриваемых частей рабочей зоны;

- выбор типа и количества приточных и вытяжных устройств, предварительное размещение их в объеме помещения; с целью снижения капитальных затрат необходимо устанавливать минимально необходимое количество воздухораспределителей;

- определение по действующим нормам допустимых скоростей и избыточной температуры в контрольной точке;

- подбор воздухораспределителей и вытяжных устройств, обеспечивающих соответствие параметров струи в контрольной точке требованиям норм;

- проверка равномерности распределения параметров воздуха в рабочей зоне;

- проверка соответствия геометрических характеристик вентилируемого помещения или обслуживаемой одной струей части помещения (ячейки) тем моделям, испытаниями на которых получены расчетные формулы.

При подборе воздухораспределителя необходимо:

- выбрать величину геометрической характеристики струи Н таким образом, чтобы траектория оси струи прошла через расчетную точку х на границе рабочей зоны;

- вычислить скорость и на выходе из воздухораспределителя, обеспечивающие расчетную величину геометрической струи Н;

- вычислить фактические параметры воздушной струи в расчетной точке и , при параметрах воздушного потока на выходе из воздухораспределителя и ; если они не соответствуют нормам, следует изменить типоразмер воздухораспределителя;

- после побора воздухораспределителя проверяется степень равномерности распределения параметров воздуха в рабочей зоне и соответствие геометрических размеров ячейки, обслуживаемой одной струей, геометрическим характеристикам моделей, испытаниями на которых были получены расчетные формулы.

Проверка равномерности распределения параметров в рабочей зоне. Степень равномерности распределения параметров воздуха в рабочей зоне определяется отношением площади поперечного сечения приточной струи при поступлении ее в рабочую зону к площади пола вентилируемой этой струей части помещения.

В инженерной методике расчета воздухораздачи степень неравномерности определяется величиной относительной площади приточной струи . Приемлемая степень неравномерности имеет место при значениях , приведенных в табл. 8.1
Таблица 7.3.
Рекомендуемый диапазон изменения относительной площади для компактных, неполных и полных веерных, плоских и конических струй

Вид струи	Величина
	минимальная	максимальная
компактная, неполная веерная, плоская	0,2	0,5
Коническая смыкающаяся	0,2	0,5
Коническая несмыкающаяся	0,2	0,6
Полная веерная	0,5	0,7

Относительная площадь приточной струи при поступлении в рабочую зону рассчитывается по формулам:

- для веерных струй:

(7.1)

- для конических несмыкающихся струй:

(7.2)

- для конических смыкающихся струй:

 (7.3)

- для плоских струй:

(7.4)

- для горизонтальных компактных и неполных веерных струй:

 при S <; (7.5)

 при S > , (7.6)

где ;

b₁ – длина ячейки, обслуживаемой струей, м;

a₁ - ширина ячейки, обслуживаемая одной струей, м;

h_рз - высота рабочей зоны;

 - высота помещения.

Таблица 7.4.
Константы для определения относительной площади конических смыкающихся струй

Тип воздухораспределителя	С1	С2	С3
ВР ПРМ	4 0	0,44 0,44	-0,2 -10

Проверка соответствия геометрических соотношений вентилируемого помещения требуемым.

При подаче настилающимися компактными неполными и полными веерными, коническими, плоскими струями и закрученными струями в рабочую зону и через воздухораспределители УВН необходимо выдерживать следующие геометрические соотношения:

 (7.7)

Для компактных и неполных веерных струй:

, (7.8)

 (7.9)

Для плоских струй ( l₀>0,75а₁):

, (7.10)

, (7.11)

где l₀ - длина щели, м;

m – коэффициент затухания осевой скорости.

Ниже приводятся алгоритмы подбора воздухораспределителей для некоторых распространенных случаев воздухораздачи.

Подача воздуха настилающимися компактной или неполной веерной приточной струей.

При этом способе подачи воздуха (рис.8.1) необходимо, чтобы поверхность потолка была гладкой, а настилающаяся струя достигала противоположной приточным решеткам стены и далее опускалась вдоль нее в рабочую зону. Вероятность преждевременного отрыва существует, если температура притока t₀ меньше температуры рабочей зоны t_рз. Рекомендуемое направление приточных струй – поперек помещения, что обеспечит безотрывное течение при меньшей скорости притока  и, следовательно, меньшей скорости на входе в рабочую зону . Настилание струи на потолок обеспечивается при условии:

(7.12)

где h_вр и h_п - высота оси приточного отверстия над полом и высота помещения соответственно.




Рис.7.16. Подача воздуха настилающимися компактной или неполной веерной струей.
Последовательность расчета:

1. По каталогам оборудования или из справочной литературы подбираются типы воздухораспределителей, пригодных для распределения воздуха струями, настилающимися на потолок.

2. Выписываются данные для воздухораспределителей меньших типоразмеров, так как струя, формируемая ими, более быстро, нежели струи с большими А₀:

- площадь приточного отверстия А₀, м²;

- коэффициенты затухания осевых скорости m и температуры n;

- коэффициент местного сопротивления ζ.

4. Определяется требуемая для безотрывного течения на протяжении всей ширины помещения В₁ величина геометрической характеристики струи Н_тр.

- компактные и неполные веерные струи



- плоские и полные веерные струи



5. Для выбранных типоразмеров воздухораспределителей на основе Н_тр вычисляется скорость, обеспечивающая безотрывное распределение:

- для компактных и веерных струй:

или (7.13)
- для плоских струй:

или (7.14)

6. Вычисляется скорость на входе струи в рабочую зону:

(7.15)

где х = В₁ + (h_вр - h_рз)

К дальнейшему расчету допускаются воздухораспределители, которые обеспечивают  .

7. Определяется производительность каждого из допущенных к дальнейшему расчету воздухопроизводителей L_вр, м³/ч:

 (7.16)

8.Определяется общее количество воздухораспределителей , каждого из запущенных к дальнейшему расчету типоразмеров, необходимых для подачи притока в помещение L_пр:

(7.17)

Полученная величина  округляется в большую сторону до значения _Nвр.

9. Уточняются:

- производительность воздухораспределителя каждого из типоразмеров:

(7.18)

- скорость выхода воздуха из него:

(7.19)

- геометрическая характеристика струи:

- фактическая протяженность безотрывного течения

а) для компактных и неполных веерных струй:



б) для плоских и полных веерных струй:

.

10. Для типоразмеров воздухораспределителей, у которых  В₁определяются размеры а₁ и В₁ зон помещения, обслуживаемых одной приточной струей (ячеек) и проводятся поверочные расчеты:

1) определяется равномерность распределения параметров в рабочей зоне по величине Āg;

2) проверяется соблюдение соответствия геометрических соотношений ячеек требуемым параметрам.

Окончательно выбирается типоразмер воздухораспределителя, который удовлетворяет всем вышеприведенным требованиям.

Подача воздуха ненастилающейся приточной струёй

Параметры струи на входе в рабочую зону те же, что и в предыдущем случае.

Одним из предпочтительных способов подачи воздуха ненастилающейся струей с относительно небольшой стороны является подача плоской струей шириной мм (рис.7.17).



Рис. 7.17.- Подача плоской струей шириной мм

Условие не настилания струй на потолок или пол:

, (7.20)

Но струя может налипать на ближайшее вертикальное ограждение. Это нежелательно явление можно предотвратить выбором места входа струй в рабочую зону, которое должно быть равноудалено от вертикальных ограждений.

Последовательность расчёта:

1.Определяем требуемое значение геометрической характеристики струи, обеспечивающее попадание струи в точку х:

Из формулы получим

(7.21)

2.Вычисляется ширина приточной щели b₀ из условия обеспечения требуемых и ;

В формулы



подставляем величину скорости



и получаем:

(7.22)

3.Определяется требуемая скорость притока:

(7.23)

4.Вычисляется длина щели для подачи воздуха l_щ:

(7.24)

Для подачи воздуха в помещение устраивается одна щель.

5. Уточняются:

- фактическая скорость на входе в рабочую зону с учётом коэффициентов неизотермичности и стеснения;

- фактическая избыточная температура на входе в рабочую зону с учётом тех же коэффициентов.

6.Определяется величина относительной площади приточной струи и проверяется соответствие геометрических характеристик вентилируемого помещения требуемым условиям.

Подача воздуха полной веерной струёй, настилающейся на потолок.

Полная веерная струя, настилающаяся на потолок с гладкой поверхностью, может быть сформирована воздухораспределителями ВР и ВРНС.
Последовательность расчёта.

1.Потолок разбивается на одинаковые квадратные или прямоугольные ячейки, в центре каждой из которых размещается воздухораспределитель (рис.8.3). Расчётная длина струи x=x_п+l. Размещение воздухораспределителей должно отвечать условию:



Количество ячеек определит количество устанавливаемых в помещении воздухораспределителей N_вр.



Рис.7.18. Подача воздуха веерной струей
2. Требуемая производительность воздухораспределителя:

(7.25)

3. Безотрывное течение должно происходить на протяжении l, что обеспечивается величиной геометрической характеристикой струи Н_тр

Н_тр=l/0,4

4. Требуемая площадь приточного отверстия воздухораспределителя, обеспечивающая соблюдение нормируемой подвижности воздуха определяется из отношения:

(7.26)

Откуда:

(7.27)

Принимается типоразмер воздухораспределителя с ближайшей к величиной А₀.

5. Вычисляются фактические:

• скорость выпуска воздуха

(7.28)

• скорость воздуха на оси при входе в рабочую зону

(7.29)

При данном способе воздухораспределения и подаче охлажденного воздуха коэффициенты стеснения, взаимодействия, неизотермичности принимаются равными 1, если подается нагретый воздух - коэффициент неизотермичности принимается по справочным данным.

• избыточная температура

(7.30)

• геометрическая характеристика струи

(7.31)

Расчет может считаться оконченным, если и Δt_x, будут соответствовать и , а Н_факт ≈ Н_тр, обеспечивая безотрывное течение струи на протяжении l.

Пример подбора воздухораспределителя.

Исходные данные:

Подобрать воздухораспределители для подачи в производственное помещение, в котором выполняется работа со степенью тяжести «средняя» 1=1520 м³/ч, воздуха. Размеры помещения 10x5x5 (h_n) м. Температура рабочей зоны +18°С, притока +11°С. Допустимая подвижность воздуха в рабочей зоне 0,3 м/с.

Дополнительные данные:

Согласно действующим нормам на входе в рабочую зону допускается повышенная подвижность воздуха и отклонение температуры от расчетной температуры рабочей зоне. Коэффициент К перехода от нормируемой подвижности воздуха к максимальной скорости в струе равен 1,8. Допустимое отклонение температуры в приточной струе от нормируемой температуры в рабочей зоне ∆t = 2°С,

v_х= К·v_рз= 1,8 · 0,3 = 0,54 м/с.



Возможные типы воздухораспределителей, которые могут быть применены для подачи притока настилающимися струями направленными поперек помещения: приточные решетки РР и РВ. Аэродинамические характеристики решеток наименьших типоразмеров приведены в таблице 7.5.

Таблица 7.5.

Аэродинамические характеристики решеток.

Типоразмер	Размеры, мм	Площадь приточного отверстия,	Коэффициенты затухания осевых скорости и избыточной температуры
РР-1	100200	0,0128	4,5	3,2
РР-2	100400	0,0254
РВ-2	250250	0,022	2	1,9

Расчет:

1. Определяем требуемую величину геометрической характеристики:



2. Вычисляем скорость притока, соответствующую Н_тр.

Решетка РР-1



Решетка РР-2



Решетка РВ-2



3. Вычисляем скорость на входе в рабочую зону:



Решетка РР-1



Решетка РР-2



Решетка РВ-2



По скорости на входе в рабочую зону для воздухораздачи пригодны оба типа воздухораспределителей.

4. Производительность воздухораспределителей:

РР-1

РР-2

РВ-2

5. Требуемое количество воздухораспределителей:

РР-1

Принимаем к установке 6 воздухораспределителей;

РР-2

Принимаем к установке 4 воздухораспределителя;

РВ-2

Принимаем к установке 2 воздухораспределителя;

6. Проверяем степень равномерности распределения параметров воздуха в рабочей зоне.

РР-1. Размеры ячейки обслуживаемой одной приточной струей:

Вычисляем



S >a₁ или 4,27>1,67 поэтому

.

РР-2. Размеры ячейки обслуживаемой одной струей:

>или 4,27>2,5. =0,352.

Воздухораспределители РР-1 и РР-2 обеспечивают требуемую равномерность распределения параметров.

РВ-2. Размеры ячейки, обслуживаемой одной приточной струей:

Вычисляем



S >a₁ или 9,6>5 поэтому



Воздухораспределитель РВ-2 обеспечивает требуемую равномерность распределения параметров.

7. Проверяем соответствие размеров ячейки, обслуживаемой одной струей, требуемым условиям.

Первое условие:



Второе и третье условие:

,



РР-1. Ячейка: а₁=1,67 м, b₁=5,0 м.

Первое условие:

или .

Второе условие:

или

Второе условие для воздухораспределителя РР-1 не соблюдается, поэтому 3-е условие не проверяем. Воздухораспределитель РР-1 не может быть принят к установке.

РР-2. Ячейка: а₁=2,5 м, b₁=5,0 м.

Первое условие:

или .

Второе условие:

или

Третье условие:

или

Третье условие практически соблюдается. Воздухораспределитель РР-2 может быть установлен.

РВ-2. Ячейка: а₁=5,0 м, b₁=5,0 м.

Первое условие:

или .

Второе условие:

или

Третье условие:

или

Третье условие не соблюдается. Воздухораспределитель РВ-2 не может быть установлен.

Предварительно к установке принимаются 4 воздухораспределителя РР-2. Производительность каждого – 380 м³/ч, фактическая скорость выпуска воздуха:



Фактическое значение геометрической характеристики струи:


Или безотрывное течение будет происходить на расстоянии 4,3 м при ширине помещения 5,0 м, что вполне достаточно. Скорость выпуска воздуха меньше предельной, вычисленной выше, поэтому проверку фактической скорости входа струи в рабочую зону производить не следует.

Избыточная температура на входе в рабочую зону составляет:

.

Окончательно к установке принимаются 4 воздухораспределителя РР-2.