где g = 9,81 м/с2 — ускорение свободного падения; h —длина вытяжной трубы, м; pн, pв - плотность соответственно наружного и внутреннего воздуха, кг/м3: при нормальном атмосферном давлении и температуре Т (К) плотность воздуха р = 353/ T (здесь 353 — переводной коэффициент).
ΔН=9,81*4*(1,3-1,19)=4,3 Па
Рис. 2 Схема действия естественной вентиляции зданий
Теоретическая скорость воздуха в вытяжной трубе, м/с,
V=(2*4,3/1,3)1/2=2,58 м/с
Действительная скорость движения воздуха в трубе меньше теоретической, так как на своем пути он преодолевает сопротивление, зависящее от формы поперечного сечения трубы и качества поверхности ее стенок. Эту скорость рассчитывают по формуле
где ψ = 0,32 .0,65 — коэффициент, учитывающий сопротивление движениювоздуха в вытяжной трубе; в расчетах принимают ψ = 0,5.
Vд=4,43*0,5*(4*(1,3-1,19)/1,3)1/2=1,3 м/с
По найденному значению Vд вычисляют суммарную площадь сечения вытяжных труб, м2,
Sr = L/(3600 Vд),
гдеL — требуемый воздухообмен, м3/ч.
Sr=2168,6/(3600*1,3)=0,5
Число вытяжных шахт определяют, исходя из конструктивных размеров шахты:
n = Sr/S,
гдеS— площадь поперечного сечения шахты, м2.
n=0,5/0,25=2
Для увеличения пропускной способности вытяжных шахт за счет использования энергии ветра на их верхних концах в некоторых случаях устанавливают дефлекторы (рис. 3). Дефлекторы устроены таким образом, что при обдувании их ветром площадь сечения участка,работа ющего на вытяжку, значительно больше, чем участка, работающего на приток
Рис. 3. Дефлекторы:
а—ЦАГИ: 1-колпак, 2-обечайка, 3-конус, 4 -диффузор, 5—шахта; б -остроугольный: 1-фланец, 2-диффузор, 3- колпак, 4- корпус, 5 -лапка; в -звездообразный: 1- колпак, 2 -корпус, 3 -косынка для крепления корпуса к трубе
Рис. 4. Схема работы дефлекторов:
а — звездообразного (горизонтальный разрез); б— ЦАГИ (вертикальный разрез); + — зоны повышенного давления;-- -зоны разрежения
В результате разность давлений на концах вытяжной трубы увеличивается, поэтому воздухообмен также возрастает. Дефлектор подбирают по диаметру, м, вычисляемому по формуле
где Lд — пропускная способность дефлектора, м3/ч; kэ — коэффициент эффективности: для цилиндрического дефлектора ЦАГИ kэ = 0,4, для звездообразного kэ, = 0,42; VB — скорость обдувающего дефлектор воздуха, м/с.
Рис. 5 Принципиальная схема вентиляции для выбора соотношения объемов приточного и удаляемого воздуха:
а – Lв>Lпр,p1<p2; б – Lв<Lпр,p1>p2
Рис. 6 Схемы организации воздухообмена при общеобменной вентиляции
Расчет искусственной общеобменной вентиляции
В производственных помещениях широко применяют системы вентиляции с искусственным побуждением воздуха. Несмотря на повышенные затраты на их устройство и эксплуатацию, такие системы обладают следующими преимуществами: подача воздуха в любую точку помещения; обработка приточного воздуха посредством его нагрева, увлажнения и очистки от нежелательных примесей; улавливание вредностей непосредственно в местах их выделения; очистка удаляемого воздуха и использование его теплоты для нагрева подаваемого в помещение наружного воздуха.
В состав системы вентиляции входят: воздухозаборники в виде отверстий в конструкциях ограждений или шахт, оснащенных жалюзийными решетками; устройства для регулировки количества поступающего воздуха (клапаны, заслонки, шиберы); вентилятор, воздуховоды, фильтры, воздухораспределительные устройства и пр.
Для побуждения воздуха в системах вентиляции применяют центробежные и осевые вентиляторы. По создаваемому давлению центробежные вентиляторы делят на три группы: низкого давления — до 1000 Па, среднего давления — от 1000 до 3000 Па и высокого давления — свыше 3000 Па. Давление, создаваемое осевыми вентиляторами, как правило, не превышает 350 Па. Существуют крышные вентиляторы, устанавливаемые на кровлях зданий, которые могут быть как центробежными, так и осевыми.
В зависимости от состава перемещаемой среды вентиляторы изготовляют:
обычного исполнения — для перемещения неагрессивных сред с температурой менее 423 К, не содержащих липких веществ, при концентрации пыли и других твердых примесей менее 150 мг/м3;
антикоррозийного исполнения — для перемещения агрессивных сред;
взрывобезопасного исполнения — для перемещения взрывоопасных смесей;
пылевые — для перемещения воздуха с содержанием пыли более 150мг/м3.
Проектирование и расчет системы искусственной (механической) вентиляции выполняют в следующем порядке. Выбирают конфигурацию вентиляционной сети в зависимости от формы помещения и размещения в нем оборудования, разбивают ее на участки. Зная требуемый расход воздуха на отдельных участках сети и задавая скорость движения воздуха (для участков, находящихся рядом с вентилятором, 8 .12 м/с, а для отдаленных участков сети 1 .4м/с), определяют диаметр воздуховодов, а также материал для их изготовления. Затем рассчитывают общие потери напора в сети, Па,
нс = нм + нп ,
Нс=1,28+0,12=1,4 Па
где Нм — местные потери; Нп — потери на прямых участках воздуховодов.
Местные потери напора, Па, определяют по формуле
Нм=0,5*0,5*22*1,28=1,28 Па
где ψм — коэффициент местных потерь напора: для жалюзи на входе 0,5, для внезапного сужения 0,2 .0,3, для колена под углом 90° 1,1, колена под углом 120° 0,5, колена под углом 150° 0,2 и т. д.; v — скорость воздуха на соответствующем участке вентиляционной сети, м/с; р — плотность движущегося в сети воздуха, кг/м3.
Потери напора на прямых участках вентиляционной сети, Па, находят по формуле
Нп=0,5*0,02*10*4*0,3=0,12 Па
Где ψT — коэффициент сопротивления движению воздуха в трубе, зависящий от материала, из которого она изготовлена: для железных труб 0,02, для труб из полиэтилена 0,01; lT — длина трубы соответствующего участка сети, м; vcp — средняя скорость движения воздуха на расчетном участке вентиляционной сети, м/с; dT, — принятый диаметр трубы на расчетном участке, м.
Зная требуемый воздухообмен, рассчитывают производительность вентиляторов, м3/ч, с учетом потерь или подсосов воздуха в вентиляционной сети:
Скачать реферат