С А Н К Т -П Е Т Е Р Б У Р Г С К А Я Г О С У Д А Р С Т В Е Н Н А Я
Л ЕС О ТЕХ Н И Ч ЕС К А Я АКАДЕМ ИЯ
К аф едра безоп асн ости ж и зн ед ея те л ьн о с ти
М ЕЖ ДУНА РОДНА Я АКАДЕМ ИЯ НАУК ЭК О Л О ГИ И
И БЕЗО П А СН О СТИ Ж И ЗН ЕД ЕЯ ТЕЛ ЬН О С ТИ
О.Н.РУСАК
ОСНОВЫ ВЕНТИЛЯЦИИ
Учебное пособие для студентов,
обучающихся по специальност и 330100
1
г.Сан кт- Петерб у р г
2004
Русак О.И.
Основы вентиляции: Учебное пособие. - СПб: И здательство МАНЭБ, 2004. 187 с.
ISBN 5089809-050-9/4
л ©, М еждународная академия наук экологии
безопасности жизнедеятельности (М АНЭБ), 2004
В В ЕД ЕН И Е ,
Воздух является жизненно необходимым элементом среды обитания.
Для дыхания в течение часа человеку необходимо примерно 500 литров
воздуха.
По составу
и физическим
показателям
воздух
должен
соответствовать
определенным
требованиям,
изложенным
в
соответствую щ их нормативных документах. В результате природных и
производственных процессов, а также ж изнедеятельности лю дей и других
живых организмов свойства и состав воздуха обы чно изменяю тся в
нежелательном направлении. В воздух могут поступать газы, пары, пыль,
влага, избыточное тепло и другие вредности. А эроионны й состав,
температура, подвижность воздуха также могут колебаться, выходя за
допустимые
пределы.
Качество
воздушной
среды
отражается
на
работоспособности и состоянии здоровья людей.
Для поддержания в помещ ениях нормальных параметров воздушной
среды, удовлетворяю щ их санитарно-гигиеническим требованиям , а также
условиям взрывобезопасноети, предусматриваю тся различные методы и
средства защ иты воздуха (соверш енствование технологии, герметизация
оборудования, пылеподавление и др.). О днако в современных условиях
наибольш ее применение имеют различные методы воздухообмена, суть
которых состоит в том, что воздух, не удовлетворяю щ ий требованиям
безопасности,
удаляется,
а взамен
поступает
свежий.
Различаю т
неорганизованные и организованные приемы воздухообмена.
Неорганизованный воздухообмен происходит под влиянием природных
(естественных) факторов (теплового и ветрового напора) через неплотности
ограж даю щ их конструкций. Такой воздухообмен назы вается инфильтрацией
или эксф илы рацией. При этом объемы воздухообм ена обычно невелики.
Поэтому на неорганизованный воздухообмен ориентирую тся в тех случаях,
когда количество вредностей незначительно.
О рганизованный воздухообмен называется вентиляцией, которая может
быть естественной и искусственной, или механической. При естественной
вентиляции движение воздуха создается, такж е как при инфильтрации, за
счет использования естественных сил - ветра и гравитации (тепла), но в
отличие от инфильтрации используются специальны е проемы в наружных
ограж дениях (форточки, фрамуги и др.) или каналы (воздуховоды).
Естественная вентиляция называется также аэрацией. При искусственной или
механической вентиляции движение воздуха обеспечивается вентиляторами,
эжекторами и другими побудителями движения.
Задача вентиляции — поддерж ивать
в пом ещ ении
заданные
метеорологические условия и чистоту воздуха (иначе говоря, поля
температур, скоростей и концентраций).
Эта задача в конечном
счете реш ается так: загрязненный
(отработавш ий) воздух удаляют из помещения (вытяжная вентиляция), а
1
взамен его вводят чистый, чащ е всего специально обработанны й воздух
(п р и то чн ая вентиляция).
Сущ ность здесь сводится к теплообмену и м ассообм ену между
приточным воздухом и воздухом помещения. Если в помещ ении всл ед стви е
и зб ы тк а теп л а тем пература воздуха стрем ится п р евзо й ти ди ктуем ую
н орм ам и,
то
подается
более
прохладны й
воздух,
которы й
п ер ем еш и вается
с
воздухом
пом ещ ения:
те м п е р ат у р а
во зд у х а
(в с л е д с т в и е те п л о о б м ен а ) о ст ае тся в норм е. Если в во зд у х вы д ел яю тся
к а к и е -л и б о вредны е газы или пары , то, вступая в м ассообм ен с чисты м
п ри точ н ы м воздухом , кон цен траци я газов или паров остается в
п о м ещ ен и я х в заданны х пределах.
Ч ащ е всего происходит одн оврем енно и тепло- и м ассообм ен , так как
очень редко приходится иметь дело с какой-либо одной вредностью .
Н ап ри м ер, выделение конвективного тепла очень часто соп р о во ж д ается
вы д ел ен и ем газов и вы сокодисперсной пыли.
В системе безопасности жизнедеятельности вентиляция является
действенны м средством создания нормативных условий труда. Специалисты
по БЖ Д в соответствии с должностными инструкциями обязаны
контролировать
санитарно-гигиеническую
эффективность
действий
вентиляционны х систем.
Знание основ вентиляционной науки представляется необходимым для
успеш ного выполнения долж ностны х обязанностей специалистами по БЖД.
А втор благодарит к.т.н. доцента Н .А .Хохлова за внимательный просмотр
рукописи и сделанные замечания, устранение которых позволило улучш ить
качество пособия.
1.А Т М О С Ф Е Р Н Ы Й В О З Д У Х
А тмосферный воздух является смесью газов. Он практически всегда
бы вает влажным. Поэтому при расчетах вентиляции воздух рассм атриваю т
как бинарную смесь, состоящ ую из сухого воздуха и водяных паров. В нем
содерж ится также пыль.
Сухая часть влажного воздуха обычно содерж ит по объему 78% азота,
около 21% кислорода, примерно 0,03% углекислоты и незначительное
количество инертных газов (аргон, неон, гелий, ксенон, криптон), водорода,
озона и др. Весовая концентрация азота около 76%, кислорода - прим ерно
24%. Водяные пары в воздухе находятся в виде сухого перегретого пара,
капель конденсации и кристалликов льда.
А тмосферный воздух находится в непрерывном движении, при этом его
параметры
изменяются.
М аксимальные
значения
запы ленности
и
зады м ленности атмосферного воздуха наблюдаются над пром ы ш ленны м и
районами. О тносительная влажность воздуха колеблется от нескольких
десятков до ста процентов,
2 .ВОЗДУХ ПРОИ ЗВОДСТВЕННЫ Х П ОМ ЕЩ ЕН ИЙ
А тмосферный воздух поступает в помещения, и его состав и другие
параметры изменяются. Если воздух помещения незначительно отличается
от атмосферного воздуха, то его называют свежим или чистым. При
сущ ественном отличии состава воздуха производственных помещений от
атмосферного
воздух
называется
испорченным
или
загрязненным.
И зм енение состава и физических параметров воздуха происходит, главным
образом,
вследствие
техногенных
(производственных)
источников
загрязнения.
Содерж ание газов, пыли, влаги в воздухе характеризуется их
концентрацией, т.е. отнош ением их массы к объему смеси.
3 .ПАРАМЕТРЫ ВОЗДУШ НОЙ СРЕДЫ
О сновны ми параметрами влажного воздуха являются
давление,
плотность,
абсолютная
и
относительная
влагосодержание, теплосодержание.
температура,
влажность,
3.1.Температура воздуха
Т ем пература воздуха может изменяться в широких пределах (±60-70°С).
Однако для нормальных условий труда гигиеническими нормативами
установлен довольно узкий диапазон температур (+18-25°С).
Т ем пература воздуха измеряется в °С и К, между которыми сущ ествует
следую щ ая зависимость
Т К = 273 + f(°C).
3.2. А тм осф ерное д а в л е н и е
А тм осф ерное давление - аэростатическое давление в земной атмосфере.
А эростатическое давление уменьшается с увеличением высоты над уровнем
моря. Каж дой высоте соответствует свое давление. Согласно закону
Дальтона каж ды й газ в смеси имеет свое парциальное давление Р. Сумма
этих давлений равна полному барометрическому В смеси
в =1 л Б аром етрическое давление влажного воздуха по закону Д альтона можно
определить по выражению
в = 1\ ч. + Р„ 1
0)
где р сн, р п- соответственно давление с у х о г о воздуха и водяных паров,
Па.
С остояние воздуха описывается уравнением Клайперона-М енделеева
p!p-RT,
(2)
где р
~ давление воздуха, Па;
р
- плотность воздуха, кг/мл; Т -
абсолю тная температура, К; R - газовая постоянная, Дж/ (кг-К).
Газовая постоянная сухого воздуха R c — 287, 04, а водяных паров R n 461,66.
Из (2) давление воздуха можно определить из выражения
р - р- R T .
(3)
н
И змеряется давление в мм рт.ст., мм вод.ст., в Па ( — ), в технических
лг
атмосферах (ат), в физических атмосферах (атм).
С оотнош ение величин давления:
В 0 - 760 мм рт.ст. ~ 101325 Па « 0,1 МПа = 1 атм = 10333 мм
вод.сг =1,0333 ат.
А тмосфера техническая (ат) = 1 к гс /с м ^ Ю 4 мм вод.ст. = 98066,5 Па.
1 мм вод.сг. и 1 кгс/м" « 10 Па,
П рим ер.
О пределить
барометрическое
давление
воздуха
при
стандартных условиях В =760 мм рт.ст., t„=20°C, относительной влажности
Ф=50% и плотность сухого воздуха р с * 1,2 кг/м3.
По формуле (3) находим давление сухого воздуха
Рс.в.=1,2-287,04-(273+20)=100923,26 Па.
Д авление водяных паров при полном насыщении из табл .1 РП1(=2319,8
Па, а при ф=50% Рп~0,5-2319,8 =1 159,9=102083,16 Па, тогда из формулы ( 1 )
В= 100923,26+1159,9= 102083,16 Па.
Как видно из примера, доля давления водяных паров составляет 1,14% от
общ его барометрического давления.
3.3.П л о тн о сть воздуха
П лотность воздуха зависит от давления, температуры и влажности
воздуха и является важнейш ей его характеристикой. Плотность р
определяется в кг/м3. А налогично давлению (см.формулу (1)) плотность
воздуха
Р = Рс.п. + Рп >
(4 )
где рс в, р п - соответственно плотность сухого воздуха и водяных паров,
к г/м \
Для сухого воздуха в соответствии с формулой (2) его плотность
определяется по формуле
P, , = { j
(5).
Из табл.(1) при ф=50% значение Рп= 1 159,9 Па, а давление сухого воздуха
из формулы ( 1 ) составит
Рс.в.“ В —Р п = 760-13-6*9,81 - 1159,9 = 100236,3 Па.
П одставив в формулу (5) полученные значения при стандартных
условиях определим
100236,3 249
(о)
р = --------- = -------287,04 -Т
Т
249 249 11П
или о = ---- = ----- -1,19.
Т
293
Таким образом, при стандартны х условиях плотность сухого воздуха
равна 1,19 кг/м 3.
П лотность водяных паров в воздухе р п в соответствие с уравнением (2)
необходимо определить по формуле
Рп
Рп -
»
где Р п - давление водяных паров в воздухе. Принимая
приведенную формулу следует представить в виде
6
Р„=ф'Рпп
(р-рпм
Рп
(7)
RT
где ср - относительная влажность воздуха в долях единицы; Р„.„ давление насыщ енного водяного пара при температуре Т. О пределяется из
табл. ( 1 ).
Таблица 1
П р и м ер. При стандартных условиях (В=760 мм рт.ст., t= 20lC, ф=50%)
определить значение р„
0.5-2319,8
ЛЛ1 , ,
Рп = . : . :. т г г т т : = 0,0086 ~ 0.0\кг
461,66 *(273+ 20)
плотности
водяных
примеров,
доля
Как
видно
из
0,0086-100/1,19=0,72% .
П лотность влажного воздуха определяется по формуле
_1
,РС' ч-------- ) .
( 8)
р — — ( ..........
Т R ..
R„
Зная, что Рс =/>-Р„ и зам енив R C6 и
получим
паров
R n их численными значениями,
0,00348
(9)
т
Из формулы видно, что при одном и том же барометрическом давлении
влажный воздух всегда легче сухого, но разница эта крайне невелика.
Действительно, при обычных условиях в помещении, когда, например,
давление Рп= 1500 Па, доля второго члена в формуле (9), учитываю щ его
разницу р влажного и сухого воздуха составит всего лиш ь 0,56% величины р.
Поэтому в инженерных расчетах вторым членом в формуле (9) можно
пренебречь и считать р - рсм.
Однако, при расчетах проветривания аэрацией, когда побудителем тяги
является тепловой напор, плотность наружного воздуха и воздуха
помещ ений определяется с возможно больш ей точностью.
М ежду стандартными
значениями р0, Р0, Т 0 и измеренными
(фактическими) имеет место такое соотнош ение
р_ _ в_ т;
Ро ~ в 0 т ’
1
Подставив в это выражение принятые стандартные значения (давление в
мм рт.ст.), получим
U -S -2 9 3 ПАГ-В
п 1ГП
о --------------0,465— . (1.10)
760Г
Г
П ри м ер. Измеренное барометрическое давление В;=770 мм рт.ст., а
температура t= -23°С. О пределить плотность воздуха.
Найдем Т=273+(-23)=250К .
о
77Q
Найдем р %0.465 - — = 0.465 — - * 1.43 .
Г
250
Плотность воздуха сущ ественно выше стандартной (более, чем на 18%).
З А В л аж н о сть воздуха
Различаю т абсолютную и относительную влажность воздуха.
А бсолю тн ая в л аж н о сть - количество водяных паров, содержащ ееся в
1 м 3 влажного воздуха, т.е. абсолю тная влажность воздуха - это парциальная
плотность водяных паров в воздухе р п. Содерж ание водяных паров в воздухе
■изменяется. Абсолютная влажность в насыщ енном состоянии увеличивается
с ростом температуры (табл. 1 ).
Относительная
влажность
воздуха
ф характеризует
степень
насыщ ения воздуха водяными парами р п по отнош ению к состоянию полного
насыщ ения рп н и определяется по формуле
(id
Рим
тажн<
где рп „ - абсолютная влажность
воздуха в насыщенном состоянии, к г/м ’.
Величина ф в % равна
9 = £ r- . \ оо%.
р„.„
Для определения состояния воздуха при данной температуре выражение
( 1 1 ) с учетом уравнения ( 2 ) примет вид
<P = PJ Pn„*
(12)
где Рп_н - парциальное давление водяных паров, насыщ аю щ их воздух
при данной температуре, Па (табл.1).
Если в помещении происходит интенсивное испарение воды, то
относительная влажность воздуха увеличивается и может достигать 80-95%.
3.5. Вл а го с од е рж а н и е
В лагосодерж ан н е - это количество водяного пара в кг, приходящ ееся на
1 кг сухой части воздуха, т.е.
x =p j p t .
(13)
Из выражений (2) и (13) с учетом выражения (1) получим
v =
I\_ = 287,04 J \ _ = Q 6 2 ,
R„
PVM
461,66
Р сн
B-P„
Численные значения X обычно являются малой дробью , поэтому в
расчетах удобнее пользоваться влагосодержанием d в г влаги на I кг сухой
части влажного воздуха, для которого формула имеет вид:
</ = 1000.* = 623 ——— .
(1 4 )
В - р„
Влагосодержание воздуха может быть различным, однако его
максимальная величина при заданных давлении и тем пературе строго
определена насыщенным состоянием водяных паров.
3.6.Т еп лосодерж ан и е
Т еп лосодерж ан и е - это количество тепловой энергии, заклю ченной в 1
кг массы газа.
Теплоемкости сухого воздуха сс6 и пара с„ при постоянном давлении в
обы чном для вентиляционного процесса диапазоне температур 0°С можно
считать постоянными и равными:
сс 6— 1005 и с ,-1 9 2 6 Дж/(кг*К).
Поэтому, если теплосодержание (энтальпия) сухого воздуха при t = 0°С
принять за ноль, то его теплосодерж ание I С8 при произвольной температуре t
будет равно:
К , = C, J
Удельная теплота парообразования для воды при t=0° С равна: г = 2,5 1 0 6
Дж./кг, поэтому теплосодержание пара 1п во влажном воздухе при этой
температуре (0°С)-равно г. Теплосодерж ание водяного пара в воздухе /„ в
Д ж /кг при произвольной температуре t равно:
1п = 2,5-106 +1926Г.
Теплосодержание влажного воздуха I складывается из теплосодержания
сухой его части и водяных паров. Величина I , отнесенная к 1 кг сухой части,
при произвольной температуре t и влагосодержании d равна:
/ = с* ./ + (/* + с /) ~ ^ ~ .
(15)
'1000
П ренебрегая изменением величин г, сс и сп получим
■ ‘/ = 1005/ + 2.5-106 — .
100
( 16)
3.7.Т епловой реж им 8 п р о и зво д ствен н ы х п о м ещ ен и я х
Вентиляционные потоки способствую т интенсивному тепломассообм ену
и переносу тепла и влаги. Они оказываю т больш ое влияние на формирование
теплового режима в помещ ениях, зависящего от температуры и влажности
атмосферного воздуха, процессов испарения, теплообм ена с местными
теплоносителями и трубопроводами.
9
Х арактеристики термовлажностного состояния влажного воздуха
рекомендуется определять с помощью /-г /-диаграммы.
Проф. Л.К.Рамзиным (1918) была составлена
/-^-диаграм м а на основе
уравнения ( 2 ), Она широко используется при расчетах кондиционирования
воздуха, сушки и других процессов, связанных с изменением состояния
влажного воздуха. В I-d- диаграмме графически связаны все параметры,
определяю щ ие тепловлажностное состояние воздуха: / (энтальпия), d
(влагосодерж ание), t (температура), ср (относительная влажность), Рп
(давление водяного пара). Диаграмма I-d приведена на рис.1. Диаграмма
построена в косоугольной системе координат. Такая система позволяет рас­
ш ирить область ненасыщенного влажного воздуха и поэтому делает ее
удобной
для
построений
процессов.
По
оси
ординат
отложено
теплосодерж ание воздуха I в кДж/кг сухой части, по оси абсцисс под углом
135° к оси / отлож ено влагосодержание а в г/кг сухой части. Кроме того, на
поле диаграммы нанесены линии постоянных температур t и линии
постоянных относительных влажностей ф. Все поле диаграммы разделено
линией ф = 100% на две части. Выше этой линии расположена интересующ ая
нас область влажного воздуха. Линии ф=100% соответствует состоянию
воздуха, насыщ енного водяными парами. Ниже этой линии — область пе­
ренасы щ енного состояния воздуха (образование тумана, микрокапельки
воды во взвеш енном состоянии), которая обычно в расчетах мало
используется.
Каждая точка в поле верхней части диаграммы соответствует
определенному тепловлаж ному состоянию воздуха. П оложение точки может
быть определено лю быми двумя из пяти (/, d, t, <р, p j параметров состояния.
О стальны е три м огут быть определены по /-^-диаграм ме как производные.
Д иаграмм а удобна не только для определения параметров состояния
воздуха, но и для построений изменения его состояния при нагревании,
охлаж дении, увлажнении, осушке, смеш ении и сочетании этих явлений.
Пользуясь /-^-диаграм мой, легко получить ещ е два очень важных
параметра тепловлаж ностного состояния воздуха: температуру точки росы
/т.р и температуру мокрого термометра гмт.
Тем пература точки росы воздуха tTV соответствует температуре воздуха,
насыщ енного водяными парами, при данном влагосодержании. Для
получения
этой
температуры
нужно
в I-d- диаграм ме
от точки,
соответствую щ ей воздуху данного состояния, провести линию d-const до
пересечения с кривой ф—100%, Проходящ ая через точку пересечения линия
t=const будет соответствовать значению /т.р.
Температура мокрого термометра равна температуре насыщ енного
водяными парами воздуха при данном теплосодержании.
В I-d -диаграм ме значению г, , соответствует линия t=consi, проходящая
через точку пересечения линии I - c o m t заданного значения с кривой
ф —1 0 0 % .
10
На рис.2 приведены построения этих температур для воздуха, состояние
которого соответствует на /-^/-диаграмме точке А.
Р и с.1. Диаграмма I-d термовлажностного состояния воздуха
Рис.2.О пределение в /-d -диаграмме температуры мокрого термом етра
(hi.rл) и температуры точки росы (А.р,0 воздуха состояния А
12
4.ВРЕДНЫ Е ПРИМЕСИ В ВОЗДУХЕ
Для проектирования и расчета вентиляции необходимо знать количество
вредностей, выделяю щ ихся за определенное время в воздух пом ещ ений, а
такж е нормативные требования к воздушной среде.
В воздухе могут быть следующ ие вредные факторы:
- избыточное тепло:
- избыточные вредные пары - влага;
- газы и пары различных веществ;
- пыль различного происхождения (токсическая, нетоксическая,
радиоактивная).
4,1.И зб ы точн ое тепло
В производственны х помещ ениях источники, вы деляю щ ие тепло,
чрезвы чайно разнообразны. Тепло выделяется промыш ленными печами,
суш илами и иным оборудованием, в котором сжигается топливо, подводится
тепло (пар, электроэнергия и т. д.), вырабатывается энергия (собственны е
тепловы е потери двигателей, тепло работы сил трения). Т епло нагретых
изделий, паропроводов и пр., солнечная радиация, источники искусственного
освещ ения также могут образовывать избытки тепла в пом ещ ении. Н аи­
м еньш ее количество тепла исходит от людей.
С
громадными
избытками
тепла
приходится
встречаться
в
металлургической
промыш ленности
(цехи
доменные,
м артеновские,
бессемеровские, прокатные, парогенераторные, фабрики аглом ерационны е,
ш амотодинасовые и др.), в маш иностроительной (кузницы, термические,
литейны е и другие цехи), в химической (печные и другие цехи), в
энергетической (котельны е и маш инные залы), в легкой пром ы ш ленности
(красильно-отделочны е фабрики, стекольные, сахарные заводы и т. д.).
За расчетное количество тепла, которое долж но учиты ваться при
определении воздухообмена, принимается общее количество теп ла,
вы деляемое одновременно всеми источниками. Из этого количества следует
вычесть потери тепла внешними ограждениями и изделиями, удаляем ы м и из
цеха в нагретом состоянии.
Наиболее надежным путем для установления расчетного количества
вредностей вообще и тепла в частности является эксперим ентальное
определение теплового баланса помещения. Такой баланс нужно определять
по возможности при установивш емся тепловом состоянии помещ ения. Тогда
общ ее количество тепла, выделяемого в цех, будет состоять из тепла,
сообщ енного
воздуху, за
вычетом
тепла,
потерянного
внеш ними
ограж дениями. Последнее подсчитывается по известным
формулам
теплопередачи при измеренных температурах внутри и вне помещ ения.
В некоторых случаях
представляется возможным
пользоваться
им ею щ имися на заводах или опубликованными в литературе данными
тепловы х испытаний теплопотребляю щ его оборудования.
Тепло от источников поступает в помещ ение конвекцией
и
лучеиспусканием. Тепло, повыш ающ ее температуру воздуха в помещ ении,
называется явны м . Тепло, поступающ ее в воздух в виде паров, называется
скры ты м , так как увеличивая энтальпию воздуха, оно не изменяет его
температуру.
И збыточным теплом называется разность суммарных теплопоступлений
и суммарных теплопотерь. Теплоизбытки измеряют в Вт, кДж/час (ккая/час).
В некоторых случаях оказывается достаточным составление баланса
только по явному теплу. В помещ ениях с активными влагообменными
процессами необходимо составление баланса по полному теп лу, т. е. с
учетом скрытого тепла, которое содержат водяные пары, поступаю щ ие в
воздух помещения.
Н еобходимо пояснить такж е следующее. В помещ ение поступает
лучистое и конвективное тепло. Обычно их не разделяю т и составляю т
общ ий тепловой баланс для помещ ения в целом. Однако эти составляю щ ие
имею т сущ ественное различие. Лучистый теплообмен происходит между
поверхностями в помещ ении. Воздух лучистое тепло практически не
поглощ ает (за исклю чением случаев наличия тумана или сильной
запыленности в помещ ении), поэтому оно передается воздуху помещ ения в
виде как бы вторичных потоков конвективного тепла, образованных у
нагретых излучением поверхностей.
П риведем некоторые примеры, связанные с тепловым фактором. По
данным различных авторов, человек теряет тепло несколькими путями (в
состоянии покоя при t= 2 0 °c) в следую щ их соотношениях, %:
лучеиспусканием
44-55
конвекцией
31-20
испарением
21-25
нагревание пищи и воздуха
4-0
П оступление тепла от лю дей зависит от интенсивности выполняемой
работы и параметров окружаю щ его воздуха. Тепловыделения человека во
внеш нюю среду в Вт показаны в табл.2. Теплопоступления от солнечного
излучения через отстекление приведены в при л. 8 . •
Таблица 2
Т егш о выделе н и я чело века, Вт
Т ем п ер ату р а
внеш ней
ср еды , °С
10
14
18
о
с\
L
22
24
26
28
30
32
П олож ен и е сидя либо
со сто ян и е отды ха
11оложение стоя либо
легкое дви ж ени е
явное
скры тое
общее
явное
скрытое
об шее
явное
скры тое
Общее
1 15
103
89
82
76
67
15
15
15
21
26
35
41
130
118
104
103
102
102
102
102
100
98
21
21
33
42
48
60
69
79
89
106
156
138
133
133
132
132
132
132
206
179
157
140
117
95
81
64
84
84
93
110
132
154
51
60
78
135
117
100
9 2'
84
72
63
53
41
130
128
48
31
290
263
250
250
249
249
249
249
246
244
61
51
40
20
22
Тяж елая работа или
сп окой н ы й тан ец
168
185
198
213
А нализ данных табл.2 позволяет сделать следующ ие выводы:
- вне зависимости от вида деятельности общее количество выделяемого
человеком тепла при низких температурах окружающей среды выше, чем при
высоких;
- при низкой температуре внеш ней среды значение явного (ощ утимого)
тепла значительно выш е показателей скрытого тепла, и наоборот, при
высоких температурах преобладает выделение скрытого тепла;
- при температурах, соответствую щ их комфортному состоянию (242 б°С) при сидячем роде занятий, общее количество выделяемого тепла
распределяется в пропорции 60-65% явного тепла и 40-35% скры того тепла;
- при температуре окружаю щ ей среды выше 34-36°С все тепло,
выработанное организмом, отдается путем испарения. Если испарение
протекает на низком уровне (пот стекает), то потери тепла телом
уменьш аю тся, что м ож ет привести к перегреванию организма.
Количество тепла, поступаю щ его от оборудования, находят по формуле:
О = yV-/7 -1 03 Вт,
(17)
где N - м ощ ность оборудования, кВт; 7 - коэффициент, учитываю щ ий
условия работы оборудования, принимается в пределах 0,25-0,1 5.
Тепловы деления от источников освещ ения определяется по формуле:
0 = Л;„,л-Ю 3.Вт,
(18)
где Nocg- установочная мощность ламп, кВт; // - коэффициент перехода
электрической энергии в тепловую. П ри использовании ламп накаливания rj
= 0.92-0,97, лю минесцентных ламп т] - 0,5-0 ,6
Для предварительных расчетов для хорошо освещ енных помещ ений
световую нагрузку можно принимать N OC6 = 50-100 Вт/м".
4 .2.В л аго в ы д ел ен и я
Выделение влаги лю дьми в помещ ениях зависит от выполняемой ими
работы, а такж е от м етеорологических условий в помещ ении.
Количество выделяемой лю дьми влаги определяют по формуле
15
U = ng г/ч,
(19)
где ii — количество людей;
g - количество выделяемой влаги одним человеком (в зависимости
от характера выполняемой работы в г/ч (таб л .З ).
Т аб л и ц а 3
В л а г о в ы д е л е н и с g , г /ч , п р и т е м п е р а т у р е в о з д у х а ,
°С
15
20
25
30
35
94
40
62
!
150
35
125
175
82
23 0
180
24 0
350
130
30 0
3 10
365
240
400
43 0
Х арактер работы
С остояние покоя
о
о
гп
Л егкая ф и зи ческая работа
Р абота сред ней тяж ести
Т яж ел ая ф и зи ч еская
работа
Больш ое
количество
влаги может выделиться
в отдельных
производственны х
помещ ениях от оборудования (кожевенная и пищевая
промыш ленности, бани, прачечные).
К оличество влаги, испаряющ ейся с открытой поверхности некипящей
воды при обычном барометрическом давлении, можно определить по
формуле
G - (а + 0,0174l%P^ - Pen)F кг/ч,
*
где а — фактор гравитационной подвиж ности окружаю щ его воздуха
при температуре в помещ ении от 15 до 30°С, принимаемый по
табл,4;
и — скорость движ ения воздуха над зеркалом испарения в м/с;
Р‘‘п - давление водяных паров, насыщ ающ их воздух помещения
при температуре поверхности воды, в мм рт. ст.;
Рчн - давление водяных паров, содерж ащ ихся в воздухе пом ещ ения,
F -
в мм рт. ст.;
площ адь зеркала испарения в м".
Т аблица 4
Д о 30 !
40
50
60
70
80
...
0,02-2
0.0 2 8
0,033
0,037
0,041
0.046
0.051
«
о
о
Т е м п ер ат у р а
воды . °С
о
о
!
|
|
0.06
При определении количества испаряю щ ейся влаги со смоченных
поверхностей ограж дений а приним ается равны м 0,031.
В м еханических цехах при охлаж дении резцов металлорежущ их
станков с помощью эмульсии количество испаряющейся в помещении влаги
определяю т по формуле
G - 0.15Л'rcw кг/ч,
(21)
где S vcm — установочная мощность оборудования в кВт.
16
|
4.3.Выделение газов и паров
Человек является источником выделений газов и паров. В процессе
дыхания состав воздуха меняется (табл.5).
Таблица 5
___________________ Изменение состава воздуха при дыхании
Газы
Кислород
А зот
У глекислота
И нертные газы
С остав воздуха в объемны х %
В ды хаем ого
Выды хаем ого
20.90
16,4
78,13
79,02
0,03
3,57
0.94
1,01
100
ЮО
Количество выделяемой углекислоты взрослыми в состоянии покоя
составляет 35 г/ч (23 л/ч), при тяжелой работе 6 8 г/ч (45 л/ч), детьми 18 г/ч (12
л/'ч). Количество газов и паров, выделяющихся в процессе производственных
процессов, колеблется в широких пределах и зависит от характера и условий
производства. Эти данные следует брать из соответствую щ их справочников и
руководств
или
определять
экспериментально
(для
действующих
производств).
4.4,П ы л ь
Количество пыли, выделяющейся в воздух помещений, зависит от ее
дисперсности, условий образования и других особенностей. Сведения о
пылеобразовании приводятся в специальной (отраслевой) литературе.
С пылью связано наличие микроорганизмов в воздухе. Число их
увеличивается при загрязнении воздуха пылью.
Воздух
считается
загрязненным, если в 1 м' находится более 4500 микроорганизмов. Для
Механические примеси к воздуху влияют на увеличение потерь в
воздухопроводах (за счет трения частиц о стенки, их ударов, создания
ускорения и др). Влияние это тем значительнее, чем больше весовая
концентрация смеси, т. е. отношение веса перемещ аемых механических
примесей к весу перемещ аемого за то ж е в р ем я в о зд у х а
Влияние механических примесей в воздухе на увеличение потерь
давления в воздухопроводах, подсчитанных для чистого воздуха (как на трение,
так и в местных сопротивлениях), может быть выражено формулой
Рс« =Р„„Л 1+ А » ,
(22)
где К — сложный коэффициент, зависящий от состояния потока, вида
примесей, концентрации, скоростей, геометрических размеров
воздухопроводов и др., который можно принять К - \ ,4.
17
5. О С Н О В Н Ы Е ПОНЯТИЯ И ЗАКОНЫ А Э Р О Д И Н А М И К И
5.1. Виды давления в движущемся воздухе
В воздуш ном потоке всегда действую т поверхностные и объемны е силы.
П оверхностные силы (силы трения) действуют на поверхности воздуховодов и
тел, находящ ихся в потоке. Объемные силы (вес) действую т на каждый элемент
объема потока.
Над движ ущ им ся воздухом всегда находятся его слои, вес которых
оказывает аэростатическое или статическое давление Рсх. Оно характеризует
потенциальную энергию некоторого объема воздуха, который м ож ет при
расш ирении соверш ить работу в результате сниж ения давления (до Р=0) в
окружаю щ ем пространстве.
Движ ущ ийся воздух, как и любое другое тело, обладает кинетической
энергией и при встрече с преградой, находящейся в потоке, оказывает на нее
давление, определяемое его кинетической энергией. Это давление называется
динамическим или скоростным Рлии (Рск).
Д инам ическое давление является функцией скорости и оно изменяется в
поперечном сечении потока. Так как вся кинетическая энергия переходит в
динамическое давление, то
Р„„„=Р~-
(23)
Согласно закону Паскаля статическое
поверхности в потоке воздуха (рис. 3.).
давление
действует
на
все
I i i„!• Ii i i,1! .! i
p„ |Рс+Рлp"
; p"
P„
“ f X
1 —
Рис.З. С хема к пояснению статического и динамического давления в
воздушном потоке
Оно во всех точках одинаково. Динамическое давление действует лиш ь на
поверхности, располож енной поперек движению воздуха.
Сумма статического и
динамического давлений составляю т полное
д авление Р„ двигаю щ его воздуха.
Ря = I \m+ 1\)ш .
(24)
Д авление и его разность измеряется в Паскалях (Н/м“) или в мм вод.ст.
(ктс/м 2).
18
Разность давлений
называется депрессией.
Разность
статических
депрессий - статической депрессией, скоростных давлений - скоростной
депрессией, а разность полных давлении - полной депрессией.
5.2, Основные законы аэродинамики
5.2.1. Законы сохранения массы
Этот закон применительно к движению воздуха можно сформулировать
так: масса любого объема воздуха остается постоянной в процессе его
движения. Для случая стационарного движения (при отсутствии утечекпритечек, а такж е газовлаговыделений) воздуха в воздуховоде массовый расход
М -co n st
(25)
или М - М х = М 2 =... ~ Мп = const,
где М - массовый расход воздуха в i-том сечении, кг/с. Т аким образом,
массовый расход воздуха в воздуховоде постоянный.
П редставим массовый расход в воздухопроводе в виде:
М = р- L ,
где L - объемный расход воздуха м'7с.
Тогда при p ^ co n st, из выражения (25) получим
L —const
(26)
Выражение (26) называется уравнением расхода, из которого следует, что при
стационарном движении (p ^c o n st) объемный расход воздуха в воздухопроводе
постоянный.
При разветвлении потока уравнение (26) примет вид:
ti,= 0
(27)
/=1
где i - номер потока; п - число потоков в разветвлении (системе).
Баланс расхода воздуха в соответствии с выражением (27) следует
производить при расчетах вентиляции разветвленных вентиляционны х систем.
При исследовании работы вентиляторных установок и распределения воздуха
по помещ ениям следует устанавливать баланс расхода воздуха, предварительно
приведенного к нормальным атмосферным условиям (Р=760 мм рт.ет., t=20°C).
5.2.2. Уравнение неразрывности
Для двух сечений одного и того же потока (рис. 4.)
19
1
2
^______ - - :
Г
.....
-
Vi
F2
___ P i
Реи
'><
"
Л ..
"
— —
1
1\
...
L ._ ^
\
U
2
Рис. 4.
в общ ем виде можно представить уравнение в виде:
F{ ■ц • Pj = F2 ■v2 • = 1л/ = const
(28)
где Ft, F 2 —площ ади поперечных сечений, м2;
о ь о 2 - средние скорости, м/с;
Pi. р 2 - плотность воздуха, кг/м3;
LM- м ассовый расход воздуха, кг/с.
Это уравнение называется уравнением неразрывности потока.
Из уравнения неразрывности следует, что при неизменном массовом
расходе воздуха изменение скорости движения воздуха или его плотности
приводит к изменению этих параметров потока в другом сечении
воздухопровода, а увеличение площади поперечного одного сечения вызывает
уменьш ение скорости потока в этом сечении.
5.2.3. Уравнение Д.Бернули
Связь между значениями давлений (Рст, Рли(|) в разных сечениях
установивш егося воздуш ного потока выражается уравнением Д. Бернулли ,
которое в простейш ем виде (без учета гидростатического давления) можно
записать в следую щ ем виде (рис. 4):
р
+ ^ ц 2 = Р + Е и '; +Р
", 2
1 2 •
где для соответствую щ их сечений потока:
Рст - статическое давление;
Р и~-■ - динамическое давление;
—
(29)
2
р - плотность воздуха;
и - средняя скорость потока;
потери полного давления (сумма статического и динамического
Рсшт
давлений) между выбранными сечениями, складывающиеся из потерь на трение
и потерь в местных сопротивлениях.
* Даниил Бернулли (1700-1782). академик Петербургской АН
20
В развернутом виде в уравнении Бернулли учитывается естественное
(г ид р о стат и ч ес ко е ) д а вл е н и е :
l\ „ „ + ~ ° \
+g- р - Н ,
=
^
и ; + Я • Р ■Н , + /
(30)
.
При расчетах механической вентиляции естественной тягой обычно
пренебрегают.
Уравнение (30) Бернулли
является основным уравнением
при
рассмотрении задач о движении воздуха (и жидкостей). Размерность каждого из
членов уравнения н/м ; умножив и разделив на л/, получим //-мм , т.е. каждый
из членов уравнения Бернулли представляет собой работу 1м" воздуха при его
движении по воздуховодам. Разделив все члены, кроме того, на р - и заметив,
что MJp равно весу, получим, что каждый из членов уравнения Бернулли
выражает собой энергию , отнесенную к единице веса, т.е. удельную энергию.
Уравнение Бернулли получено из условия несжимаемости воздуха (или
жидкости). Но воздух сжимаем. М ожно ли и в этом случае считать уравнение
Бернулли справедливым?
В гидроаэромеханике доказывается, что сжимаемостью воздуха можно
пренебрегать до тех пор, пока скорость движения воздуха невелика: при
скорости 100 м/с относительное изменение плотности составляет всего 0,05, в
вентиляционных системах таких скоростей не бывает. С ледовательно,
сжимаемостью воздуха при его движении можно пренебречь.
Решая уравнение Бернулли относительно р, без учета естественной тяги,
получим:
Рсопр =Рст1 - Р ст2 +Pl, ' - - £ v ;
?
1 ~
или р = А1\уп + ДЛ.х.
Из уравнения (32) следует
практическое значение (рис. 5).
правило
(31)
(32)
Д.
Бернулли,
которое
имеет
Рис.5 . Иллюстрация правила Бернулли
Правило Бернулли: статическое давление воздуха в трубе возрастает там,
где скорость его уменьш ается, и наоборот.
Из уравнения Бернулли следует, что при установивш емся движ ении
воздуха по воздухопроводам энергия, поступающая в поток от внеш них
21
источников, полностью расходуется на преодоление всех сопротивлений на
пути движения.
5 3 . Движение воздушных потоков
Режим движения воздуха .
Течение потока в трубах может быть ламинарным или турбулентным.
При лам инарном течении струйки двигаются параллельно, обтекая
выступы ш ероховатости плавно, без срывов, В силу этого потери давления на
трение не зависят от ш ероховатости.
Турбулентное течение характеризуется преобладанием сил инерции,
вследствие чего струйки срываются с выступов ш ероховатости, появляются
поперечные составляю щ ие скорости и происходит интенсивное перемеш ивание
потока. П ри турбулентном режиме течения потери давления на трение в
основном обусловливаю тся обменом количества движения беспорядочно
двигаю щ ихся масс воздуха и резко возрастают по сравнению с ламинарным
режимом течения. При определенных условиях они также зависят и от
ш ероховатости. При турбулентном движении, однако, около самых стенок
сохраняется тончайш ий ламинарный пограничный слой.
Режим течения потока в соответствии с законами подобия наиболее полно
определяется критерием' Рейнольдса
Re = ^
,
(3 3 )
где и - скорость, м/с;
с! - характерны й геометрический (гидравлический) размер (для труб диаметр, м);
у - коэффициент кинематической вязкости, м7с. Величина коэффициента v
при стандартных атмосферных условиях равна 1,5*10“' м7с.
Для трубопроводов квадратной или прямоугольной формы поперечного
сечения гидравлический диаметр определяется из выражения:
d - 4F/P,
(34)
где F — площадь поперечного сечения воздухопровода. м“;
Р - периметр воздухопровода, м.
Опытами установлено, что в трубах при Re<2300 режим течения потока
ламинарный, а при больш их значениях в связи с накоплением инерционных сил
происходит скачкообразны й переход к турбулентному режиму течения, причем
толщ ина остаю щ егося ламинарного пограничного слоя уменьшается по мере
увеличения числа Re.
П р и м ер 1 . О пределить число Рейнольдса потока в трубопроводе
диаметром 0,495 м при скорости движения воздуха, равной 1 0 м/с.
И з (3 3 )
Re =
=330000.
1,5
П р и м ер 2. О пределить режим движения воздуха в помещении, имеющем
поперечное сечение 10x5 м", в котором наблюдается скорость потока о=0,2 м/с.
22
1 идравлическии диам етр поперечного сечения помещения:
_
а „ „ 0.2.6.7.10'
30
1,5
П ри м ер 3. О пределить среднюю скорость потока в круглом трубопроводе
диаметром 0,285 м при переходе ламинарного движения в турбулентное
(R e-2300).
Из выражения (33): v -
Re- v
2300 -1.5 -10
d
0,285
=0,12 м/с.
Расчеты показывают, что в воздухопроводах и помещ ениях в абсолютном
больш инстве случаев наблю даю тся турбулентные воздуш ные потоки.
Каждый режим течения характеризуется
своим полем скорости. Под полем скорости
понимаю т график, выражаю щ ий изменение
скорости по оси поперечного сечения
потока (рис. 6 .). В круглых рубах в качестве
такой оси выбирается диаметр.
Рис. 6. Поле скорости
а) при лам и нарн ом движ ении;
б) при турбулентном движении
При ламинарном течении в круглой трубе поле скорости может быть
построено в соответствии с уравнением:
-U
{Г
где и„!ах - максимальная скорость; у - расстояние от оси воздухопровода то
точки определения скорости; г - радиус трубы.
Анализируя последнее уравнение, легко заметить, что поле скорости
характеризуется параболой с максимальным значением скорости в центре
воздухопровода (при у = 0 имеем и -т а х ).
У самых стенок вследствие прилипания воздуха скорость равна нулю (при
г “ г имеем и = 0).
■
Поле скорости при турбулентном течении можно построить в соответствии
с приближенным уравнением:
(, лПри обы чно применяемых значениях знаменателя степени т = 7 поле
скорости принимает вид прямоугольника с резким падением скоростей вблизи
стенок трубы.
О тнош ение максимальной скорости потока к средней по сечению для
круглой гладкой трубы при ламинарном режиме движения равно 2 , при
турбулентном 1 , 23.
5.4. Т и п ы возд уш н ы х п отоков
Можно выделить четыре типа воздушных потоков, отличаю щ ихся
аэродинамическими особенностями:
1. Д вижение воздуха в пространстве, ограниченном со всех сторон
твердыми стенками (вентиляционные трубы, каналы);
2 . Д вижение воздуха при выходе из труб и приточных устройств
(свободные струи);
3. Д виж ение воздуха у отверстий, в которые воздух входит (спектры
всасывания);
4. Циркуляция воздуха в помещении.
Рассмотрим кратко перечисленные типы потоков.
5 .4 . 1 . О граниченные потоки
Это потоки с твердыми границами. Примером ограниченных потоков
являются потоки воздуха в трубах и каналах на прямолинейных участках при
постоянных сечениях. К ним относятся и потоки в помещениях значительной
длины. Такие потоки ограничены тверды ми стенками (стенами) и в них не
наблюдаются срывы воздуш ных масс от стенок.
Знание законов движения ограниченных потоков необходимо при
организации подачи воздуха по воздухопроводам и проветривания помещ ений.
5.4.2. Струйное движение воздуха (струи).
Струей назы ваю т поток воздуха не имеющий твердых границ, но
ограниченный конечными поперечными и продольными размерами.
Струи образую тся при истечении воздуха в пространство, заполненное
воздухом, находящ имся в относительно спокойном состоянии.
Если струя истекает в пространство, не ограниченное никакими помехами,
то она называется свободной или затопленной.
Нели на развитие струи оказываю т воздействие какие-либо ограж даю щ ие
конструкций помещ ения, то такую струю называют стесненной или неполной.
Струя, истекающ ая из отверстия, располож енного вблизи какой-либо плоскости
(например, потолка) параллельно этой плоскости, будет настилаться на нее.
Такую струю называю т настилающ ейся.
Геометрическая форма приточного насадка определяет форму и
закономерности развития истекаю щ ей из него струи. По форме различаю т
компактные, плоские и кольцевые струи. Компактные струи образую тся при
истечении воздуха из круглых, квадратных и прямоугольных отверстий.
24
Струя, истекающ ая из круглого отверстия, остается осесимметричной по
всей длине своего развития (круглая струя). При истечении из квадратного или
прямоугольного отверстия струя в начале не осесимметрична, но на некотором
расстоянии от насадки преобразуется в осесимметричную . П лоские струи
(завесы) образую тся при истечении воздуха из щелевидного насадка с
соотношением длин сторон > 2 0 .
Кольцевые струи различной формы образуются, если струя воздуха
истекает из кольцевой щели.
Независимо от формы все струи, у которых при истечении нет
принудительного изменения их направления расш иряю тся; угол бокового
расширения а изменяется от 9°307 до )2°25/ и зависит от аэродинамического
качества выходного отверстия и расстояния от начального сечения до места
определения утла а .
Струи различной формы показаны на рис. 7.
Рис. 7. Струи различной формы
а - компактная осесим метричная; б - коническая, в - плоская; г кольцевая (полая коническая); д - полная веерная.
Изучение струи отечественными и зарубежными учеными началось в
начале 1900-х годов.
В 1935-1938 'годах стройную теорию* свободной струи разработал
советский профессор Г.Н. Абрамович. Больш ие исследования струй в 1950-х
годах выполнены советским ученым И.А. Ш епелевым.
Столь значительный интерес к струям объясняется применимостью их в
различных областях техники и производства. При помощи струй организую тся
воздушные душ и, завесы, оазисы, передувки.
Согласно теории Г.Н. А брамовича схема круглой
(осесимметричной)
струи представляется в следую щ ем виде (рис. 8 .).
Внутри трубы на некотором расстоянии h 0 от ее кромок находится полюс
струи, обозначенный буквой Р . Если из полю са через кромки трубы провести
25
лучи, то их совокупность образует внеш ню ю границу струи (под внешней
границей понимается поверхность, в любой точке которой осевая компонента
скорости равна нулю).
По мере удаления от сопла начальная масса струи постепенно размывается
за счет перемеш ивания с окружающим воздухом. Профиль скоростей, имевший
в начале истечения форму, близкую к трапеции, постепенно размывается. До
полного размыва ядра потока осевая скорость в струе остается неизменной и
равной скорости при истечении. Этот участок струи, на протяжении которого
происходит размыв начальной массы струи, называется начальным участком.
Внутри обращ енного конуса, имею щ его верш ину на расстоянии So от кромок,
сохраняются частицы основной массы струи со всеми присущими им
свойствами (скорость, температура, концентрация).
начальный
основной участок
Рис. 8 . Схема круглой (осесимметричной) струи: ho - расстояние полюса
струи от начального сечения; а -- коэффициент структуры струи; So - длина
начального участка.
26
Ц*/с
10
60
50
цо
30
20
10
О
01
0,2
0,3
У,п
Рис. 9. Схема профилей скоростей круглой струи в абсолю тных величинах
Н ачиная
от
вершины
этого
конуса,
идет
основной
участок,
характеризующ ийся уменьшающ имися по мере удаления скоростями на оси
струи.
<
Профили скоростей струи оказываю тся подобны м и и в основном участке
могут быть изображены в относительных координатах одним обобщ енным
профилем.
г
Это является вторым основным свойством, присущ им струе, - афинное
подобие профилей струи в основном участке.
На рис.9 приводится половина профиля скоростей (вторая половина
симметрична) круглой струи в абсолю тных величинах (опыты Трюпеля). Струя
вытекала из круглого сопла c h 90 мм с начальной скоростью ио=87 м/с. На оси
_абсцисс - ш ирина струи (расстояние у от оси струи, на котором измерялась
скорость потока) на различных расстояниях от сопла S (см. рис. 8 .), на оси
ординат - скорости•и в м/с.
Определение профилей скорости производилось последовательно на
следующ их расстояниях: 5=0,6; 0,8; 1,0:1,2 и 1,4 м. Эти опыты свидетельствую т
о непрерывной деформации скоростного профиля струи. Чем дальш е от начала
с i ру и оыирано сечение, тем ниже профиль и тем он шире.
Из приведенных рисунков видно, что струя обладает определенной
«дальнобойностью», что и используется на практике.
Дальнобойность (максимальная) круглой свободной струи в м проф.
Воронин В.Н. рекомендует определять по формуле
27
= 0,5/) • (I + — ) ,
a
(35)
где b - максимальное расстояние от трубопровода, подаю щ его воздух, до
боковой стены помещ ения, в котором распространяется свободная струя, м;
а - коэффициент, учитывающий структуру струи, равный 0,06-0,08 (для
металлических труб).
Как показали практические замеры значение 1тах не превыш ает 25-30 м.
Расход воздуха в произвольном сечении основного участка, находящегося
на расстоянии х от выходного отверстия, рекомендуется подсчитывать по
формуле:
Lx = 2 J 8 / J —
+ 0 ,2 9 I м/с,
(36)
где Lo - расход воздуха в начальном сечении трубы, м3/с (м 3/мин); R q радиус воздухопровода, подающего воздух, м.
Пример 1. Определить длину начального участка свободной струи при
выходе воздуха из круглой трубы диаметром 1,025 м (см. рис. 8 .).
е
0,67 D
0,67 1,025
. _
V = — R = _ i------- :----- = 4,9 М.
а
0,07
2
Пример 2 . Определить максимальную дальнобойность круглой свободной
струи при расстоянии от воздухоподающей трубы от стены помещ ения Ь= 11 м.
Пример 3. Рассчитать расход воздуха в сечении свободной струи на
расстоянии 1 2 м от выходного отверстия трубы при расходе воздуха в
начальном (выходном) сечении трубы Lq=495 м 3/мин.
Из выражения (36) находим:
Расчеты показали, что дальнобойность свободной струи сопоставима с
размерами помещений. Присоединенные массы в свободной струе превышают
в 4 раза расход воздуха в выходном сечении трубы, что доказы вает активное
перемеш ивание вредностей поступающ им в помещ ение воздухом и их
удаление.
Площ ади поперечных сечений воздухоподаю щ их воздухопроводов малы
по сравнению с размерами помещений. Возникла необходим ость повышения
турбулентности
воздушных
потоков,
поступаю щ их
в
помещения,
регулирования их формы и направления вектора распространения. При этом
увеличивается перемеш ивание поступающ его чистого воздуха с загрязненным
воздухом помещ ений, а следовательно и эффективность вентиляции. Для
реш ения этих задач применяются различные насадки.
Струи других форм обладают рядом особенностей, которые описаны в
специальной литературе.
28
Приточные насадки. Выпуск воздуха при рассредоточенной подаче чаще
всего производится посредством различн ы х по ф орм е п ри точн ы х н асад коввы п усков, которы м и о к ан ч иваю тся о тв етв л ен и я во зд у х о во д о в.
Г ораздо реж е при ток воздуха у ст р аи в а ю т н еп о с р е д с т в е н н о через
окна, щели или перф орированны е (п р оды рявл ен н ы е) боковы е поверхности
воздуховодов.
При вы пуске через окна или щ ели н еп о ср ед ствен н о из во зд у х о во д о в
н еоб ходи м о п ри н и м ать меры к том у, чтобы струи в о зд у х а в ы т е к а л и под
прям ы м углом к оси в о зд у х о в о д а. Д ля это го в окна или щ ели приходится
вставлять н ап равляю щ ие реш етки пли лопатки. Б ез н и х с т р у и , в ы т е к а ю щ и е
из п ер вы х (по д в и ж е н и ю ) о тв ер ст и й , о б ы ч н о н а с т и л а ю т с я н а в о зд у х о в о д
и, обладая н аи б ол ьш ей энергией ср авн и тел ьн о с п о сл ед у ю щ и м и , сби ваю т
их, вследствие чего вся масса приточного возд уха о к а зы в а е тс я у конца
во здуховода. К ром е того, чтобы вы пуск в о зд у х а п р о и сх о д и л равн ы м и
объем ам и по д л и н е , п р и ходи тся во зд уховод дел ать п ер ем ен н о го сечения.
П р о ф ессором К.К. Баулины м д л я р ав н о м е р н о й р азд ач и возд уха
разр аб о тан ы
к онструкц ии
во зд уховод ов,
в
ко то р ы х
б л аго д ар я
своеобразной ф орм е по всей дли не со х р ан яется о д и н ако во е стати ч еское
давление.
В п р и точ н ы х н асад ках при ходится ст ал к и ваться с бо л ее слож н ы м и
случаям и о р ган и зац и и струи С лож ность зак л ю ч ается в том , что ф орм а
вы п ускного отверстия во м ногих случаях ещ е не о п р ед ел яет начальной
формы струи и направлен ие ее р асп ростран ени я; кром е того, часто из
насадка вы текает не одна, а много взаим од ей ствую щ и х струй.
П ри точны е насадки долж ны :
1) создавать
требуем ы е в дан н ы х
кон кретн ы х
у сл о в и ях ск о ­
ростн ы е и связан ны е с ними тем п ературны е и прочи е поля;
2 ) не вы зы вать излиш них аэродинам ических с о п р о т и в л ен и й ;.
3) не
бы ть гр ом озд к и м и ,
бы ть у д о б н ы м и по ф о р м е
и
по
возм ож н ости п росты м и в изготовлении.
К л асси ф и ц и р о вать насадки м ож но по р азл и ч н ы м
п р и зн акам :
1) по
н ап р а в л ен и я м р ас п р о ст р ан е н и я ст р у й д л я в е р ти к а л ь н о й ,
го р и зо н та л ь н о й или н ак л он н ой подачи во зд у х а в п о м ещ ен и я ;
2 ) по
сторонам
раздачи
для
односторонней,
многосторонней
или р азд ачи во все стороны ;
3) по рассеян и ю вы пускаем ой струи или струй и т. д.
И ногда требуется, чтобы поток, вы ходящ ий из насадка, по возм ож н ости
бы стро затухал - рассеивался. В д р уги х сл уч аях, н ао б о р о т, т р е б у е т с я
со зд а вать с о с р е д о то ч е н н у ю струю о п р ед ел е н н ы х габаритов.
Р ассея ть струю
м ож н о при п ом ощ и р а з л и ч н ы х к о н с т р у к т и в н ы х
п риспособлений. Главнейш ие из них состоя! в д р о б л ен и и струи на б о л ь ш ее
или м ен ь ш ее к о л и ч е с т в о о тд ел ь н ы х (в н а ч а л е ) с т р у е к , в закручивании
струи перед вы пуском, в устройствах, заставляю щ их струю р астекаться по
всем направлениям .
Рис. 1 0 . Схемы приточных насадков
На рис. 10.а приводятся схемы насадков для верти кальн ой подачи
воздуха. Как видно; простейш им приспособлением для этих целей является
простая труба круглого ила прям оугольного сечения, поля которой нам уже
известиы
Для рассеяния вертикальной струи трубу снабж аю т несколькими
диф ф узорам и на выходе. При углах раскры тия диф ф узора больш е 8 — 10°
теч ен и е является н еустойчивы м и отры вается то от одной, то от другой
стенки диф ф узора. При больш их углах раскрытия диф фузора, чтобы поток
заполнил по возможности все сечение, необходим о в м есте прим ы кания его к
цилиндрической трубе вставлять дуж ку, которая отсекала бы часть потека и
нап равляла его на «см ы вание» пограничного слоя у стенок ди ф ф узора во
избеж ание отры ва потока от стенки.
Для рассеяния вертикальной струи в цилиндрической части трубы
можно устраивать винтообразные направляю щ ие, которые за с т а в и л и бы
струю п ер ед и стечен ием вращ аться вокруг оси.
Для горизонтальной подачи воздуха во все стороны можно и сп ользовать
гори зон тальны й щ иток, поставленны й поперек потока. Чтобы ещ е больш е
рассеять сбегаю щ ую струю , вм есто одного щ итка м ож но постави ть
несколько, как это представлено на рис. 1 0 ,6 .
Если бы встрети лась надобность раздавать поток не во все сто р о н ы , а,
н ап р и м ер, на три (в случ ае при м ы кания н асад ка одной из сторон к стене
или колонне) или на две, то щ иткам можно бы ло бы при дать форм у
квадрата, причем соответствую щ ие стороны , где не долж но бы ть раздачи,
заш ить.
Для наклонной подачи воздуха вместо плоских щ итков можно
восп о л ьзоваться конусам и — одним или нескольки м и в за в и си м о ст и от
ж ел аем о й степ ен и р ассеян и я п отока (рис. 1 0 ,в.).
В качестве приточных насадков часто использую тся коротки е колена,
больш ей частью прямоугольного сечения на выходе. О собенностью их является
то, что поток не заполняет всего сечения (п р и ж и м ается к вн еш н ей гр ан и ), и
о бы чн о н аб л ю дается отклонение потока от горизонтальной оси (рис. 1 0 ,г.).
Во м ногих случаях расш иряю т вы ходное сечение, предполагая, что чем
больш е б у д ет площ адь вы ходного отверстия сравн и тел ьн о с площ адью
п одводящ ей трубы , тем меньш е можно получить скорость на выходе.
З астави ть струю вы текать, зап олн яя все вы ходн ое сеч ен и е, м ожно
путем дроссел и рован и я отверстий достаточно густой сеткой, которая
неизбежно вносит дополнительное аэродинамическое сопротивление.
М ож н о застави ть работать все сечение, у стан о ви в на п о во р о те ряд
лопаток, но тогда ненужной становится выступаю щ ая часть к о л е н а, и мы
п олучаем н асад о к с л о п аткам и (рис. 1 0 ,д.).
В скощ енную открытую часть таких насадков вставляю тся деревян н ы е
пли м еталлические проф илированны е лопатки. П осредством рейки лопатки
связы ваю тся в единую кинем атическую систем у и при д в и ж ен и и рейки
поворачи ваю тся вокруг осей на один и тот же угол , что д ает во зм о ж н о сть
п о во р ач и вать поток. Чем больш е нуж но р ас се ять п о то к , тем б о л ь ш е (по
дл и н е) д е л а ю т скос.
-Для р ассеян и я потока во все сторон ы у стр аи ваю т н асад о к в виде
р ав н о м ер н о п ер ф ори рован н ой пол усф еры , одн ак о даж е ценой весьма
зн ачи тел ьн ы х сопротивлении (сум м арная площ адь щ елей значительно
-меньш е площ ади подводящ ей трубы ) такого рассеяния достигнуть не
удастся. Радиально вытекаю щ ие из всех отверстий струй ки п о во р ач и ваю т и
сл и ваю тся в общ ин ф акел, который расп ростран яется по геом етр ич еско й
оси
н асад ка так,
как будто
он
н еп о ср ед ствен н о
вы п у щ ен
из
ц и л и н д р и ч еско й трубы
(рис.
Ю,е.). П утем
у стр о й ств а
о тв ер сти й ,
п о степ ен н о ум еньш аю щ ихся к купольной части, удается п о лучи ть ф акел в
виде полого конуса (рис. 1 0 ,ж.).
И ногда для раздачи воздуха во все стороны цили н дри ческую
трубу за гл у ш а ю т на конце, а боковую ее п оверхность перф орирую т. Т ак
же (рис. 1 0 ,з . ) 5 как и в гладких воздуховодах постоянного сечения с
попутной раздачей, здесь имеет место диф ф узорны й эффект; струй ки ,
вы текаю щ ие из п ервы х (по направлению потока) отверстий, под влиянием
составляю щ ей
поступательн ой
скорости
настилаю тся
на
стенки
возду х о вод а и при своем движении вдоль оси сбиваю т и те струйки, которые
почти н о р м ал ьн о в ы т ек аю т вблизи за гл у ш е н н о г о конца. В м есто р азд ач и
во все стороны от оси трубы п олучается поток вдоль оси, словно
он выпущ ен из какого-то круглого отверстия.
Д ля р ас се я н и я потока (вм есто закруч и ван и я его путем аставки
ви н тообразны х
н ап равляю щ и х) при м ен яю т тан ген ц и альн ы й
подвод
(рис. 1 0 ,и.).
Здесь струя подводится тангенциально к двум усеченным конусам ди ф ф у зо р ам и д о л ж н а, вращ аясь, вы тек ать через откры ты е части
раструбов, распространяясь горизонтально в противополож ны е стороны .
Чтобы насадок не бы л гром оздким , конусы д ел аю т ко р о тки м и ; вс л ед ств и е
этого струя не у сп е в а ет закрути ться и вы текает сосредоточен н ой вдоль
н езн ач ительн ой части окруж ной поверхности, давая значительны й скос.
5.4.3. Спектры всасывания
К артина
всасы вания резко отличается от картины
истечения
воздуха из отверстий .
По м ере у д а л е н и я от всас ы в а ю щ е го о тв ер сти я у бы ван и е скоростей
происходит гораздо быстрее, чем если бы из этого же отверстия с тем
же р асходом п р ои сход и л о истечение струи. О бусловливается это тем, что
при
всасы вании
воздух
подтекает к отверсти ю со
всех сто р о н
(рис. 1 1 ,а), в то врем я как при истечении вся масса воздуха, основная и
присоединяю щ аяся по пути, движ ется в конусе, угол раскры тия которого
зави си т от турб ул ен тн ой структуры струи и в обы чных условиях составляет
Л. - 0
около 25 .
В теорети ч еской аэродинам ике
идеальной (невязкой) ж идкости
рассм атриваю тся точ еч н ы е и лин ейн ы е стоки. Точечны м стоком назы вается
такая точка, в которой жидкость непреры вно и равном ерно исчезает.
Л инейны й сток — л и н и я, непреры вно покры тая точечны м и стоками.
Н ек о то р о й гр у б о й м оделью то ч еч н о го стока м ож ет явиться ш арик с
очень больш им количеством мелких отверстий, через которые п р о и сх о д и т
всасы вание (рис. 1 1 , 6 .).
Вообразим вокруг точечного стока в пространстве ряд концентрических с
ним сф ер и р ассм отри м , как изм еняю тся скорости подтекания с изм енением
расстояния г.
П одтекание ж идкости п роисходит по радиусам , которые являю тся
линиями тока, а оди наковы е скорости находятся на поверхности сф ер
(р и с.1 1, в.). Так как через каждую из сфер протекает одно и то же количество
воздуха L , то скорости, вызванные стоком на поверхностях с радиусами Г| и ь
буд ут
//
и ] = -------- -- И
и, =
4
'
разделив эти равенства, получим
//
,
4/77',
V,
г -Г
и,
г;
, то
есть скорости
изменяю тся
обратно пропорционально квадратам радиусов.
Если п р ед стави ть отвер сти е в плоской стен ке (рис.
11,г. в
п о л у п р о с т р а н с т в е ), то при том же р ас х о д е L ' скорости на тех ж е ради усах
i'i и г2 бу д у т в 2 раза больш е:
V
V
= ——г .
и, = ---- - и
2яг{
"
2 т-;
Точечные и линейные стоки позволяю т составить общие представлен и я
об и зм ен ен и и ск оростей у всасы ваю щ и х отверсти й .
На р ас ст о ян и ях от о тверсти и бол ьш и х одного кал и б р а стокам и
пользую тся для приблизительного определения скоростей всасывания.
Вблизи отверстия реальный газ дает значительны е отклонения от
скоростей, вы численны х теоретически по стокам. П оэтом у сп ектры
ск о р о стей у всасы ваю щ и х отверстий оп ред ел яю тся эк сп ери м ен тальн о,
п осредством сн яти я полей скоростей.
На рис. 12 приводится спектр скоростей всасывания для круглого
отверсти я с остры м и кромками.
С пектром скоростей всасы вания назы ваю т ряд кривых, из которы х
каж дая яв л я е тс я геом етр и ч ески м м естом точ ек оди н ако вы х ск оростей .
Л и ни и ,
п ерп ен ди кул ярн ы е
кривым
равны х
скоростей,
у казы ваю т
н аправлен ие движ ени я потока.
Рис. 11. Т очечн ы е и л и н ей н ы е стоки
У стан овлено, что если спектры скоростей всасы вания изображ ать в
отн оси тельн ы х величинах, скорости — в долях ц ентральной или ср е д н е й
ск о р о сти в о тв ер сти и , а р асстоян и и — в д о л я х как о го -л и б о х ар а к тер н о го
Рис. 12. С п ектр всасы ван и я у к ругл ого отвер сти я
разм ер а, н ап р и м ер , дл я к р у гл о го о тв ер ст и я - его ди ам етр о м , для
п р ям о у го л ь н о го - к о р о тк о й ст о р о н о й , то д л я гео м етр и ч ески п одобн ы х
н асадков сп е к т р ск о р о сти о ст ае тся н еи зм ен н ы м при и зм ен ен и и ли н ей н ы х
разм еров и ск о р о с ти в сасы ван и я.
При эк с п е р и м е н т а х в п р ед ел а х и зм ен ен и я чи сла R e от 35000 до
100000
и зм ен ен и й в сп ек тр ах ск о р о стей геом етр и ч ески п одобн ы х
насадков не н аб л ю д ал о сь . П о это м у сп ектры ско р о стей всасы ван и я в
отнош ении R e сч и та ю т ав то м о д е л ь н ы м и .
О бр ащ аясь к сп е к тр у к р у гл о го о тв ер ст и я, видим , что л и н и и равны х
о тн о си тел ьн ы х ск о р о с тей н ес к о л ь к о вы тянуты и более н ап о м и н аю т
элли п сы , чем круги. Н а н ек о то р о м р ас ст о ян и и , прим ерн о равном d, линии
о тн о с и тел ь н ы х
ск о р о с тей
п ер ед
отверсти ем
д о стато ч н о
у д о в л етв о р и тел ь н о
о п и сы в аю т ся
п ол у о кр у ж н о стью
с
центром ,
н аход ящ и м ся п р и б л и зи т е л ь н о в ц ен тр е всасы ваю щ его о твер сти я. Т аким
образом , д а л ь н е й ш ее и зм ен е н и е ск оростей в ф рон тальн ой части перед
отверсти ем м о ж н о п р и б л и ж ен н о в ы ч и сл ять, как для то ч еч н о го стока.
С ко р ость,
со с та в л я ю щ ая
всего
5%
от ско р о стей
в центре
всасы ваю щ его о тв ер ст и я , н ах о д и тс я на оси на рассто ян и и 1,05 d.
С пектры
ск о р о с тей
всасы ван и я
о б у сл овл и ваю тся
ф орм ой
и
площ адью се ч е н и я , со о т н о ш ен и ем сторон и други м и ф акто р ам и . Но во
всех случаях н аб л ю д а етс я и н те н си в н о е у бы ван и е скорости дви ж ен и я
воздуха по м ер е у д а л ен и я от о тв ер сти я, что н еоб х о ди м о учи ты вать при
оценке эф ф е к т и в н о ст и м естн ы х отсо со в, зо н то в , вы тяж н ы х ш каф ов.
Н ал и ч и е
у
в с ас ы в а ю щ и х
отверсти й
н ап р авл яю щ и х
и
о гр ан и ч и ваю щ и х п л о ск о ст ей , н ап р и м ер , в виде ф ланцев или в виде
п р о до л ж ен и я одной или б о л ь ш его чи сл а сторон п р егр аж д ает доступ
34
воздуха в этих м естах и тем сам ы м у в е л и ч и в а ет зону всасы ван и я во всех
н ап р авл ен и ях. Э то п о зв о л я е т п ол учи ть бол ьш и е ск о р о сти на тех же
рассто ян и ях при о д и н ак о в о м р ас х о д е по ср а вн е н и ю с обы чны м
отверсти ем .
Таким
образом
м ож но
д о с ти гн у ть
д в у к р а тн о го
у вел и чен и я
о тн о си тел ь н ы х ск о р о стей на о д и н ак о в ы х о тн о с и тел ь н ы х р ассто ян и ях .
В опросы в за и м о д ей с тв и я струй и сп ектр о в всасы ван и я н ео б х о д и м о
учи ты вать
при
о р ган и за ц и и
как м естн о й , так
и о б щ ео бм ен н о й
вен ти ляц и и
5.4.4. Ц и р к у л яц и я возд уха в п о м ещ ен и я х
П од ц и р к у ляц и ей во зд у х а в п о м ещ ен и и п о н и м ается к ар ти н а п отоков
воздуха, х ар а к тер и зу ю щ а яся нали ч и ем о б р а ти м ы х п о то к о в - вихрей.
Ц и ркуляция
во зд у х а
о п р ед ел яе тс я
р азм ер ам и
и
взаим ны м
р асп о л о ж ен и ем п р и то ч н ы х и вы тяж н ы х о тв ер ст и й , р асх о д о м воздуха,
тем п ер ату р н ы м и и ин ы м и у сл о в и ям и .
На рис. 13. п ри вед ен ы п ри м еры ц и р к у ляц и и , п о л у ч ен н ы е на м оделях.
О бщ их за к о н о м е р н о с т е й ц и р к у л я ц и и не у стан о вл е н о . О д н ако при
реш ении к он кретн ы х за д а ч сл е д у е т учи ты вать вл и ян и е ц и р ку ляц и и на
эф ф екти вн о сть в о зд у х о о б м ен а.
Р и с . 13 . П ри м еры ц и рк уляц и и во зд у х а
35
6.А ЭРО ДИ Н АМ И Ч ЕС К О Е С О П Р О Т И В Л Е Н И И ВО ЗД У Х О ВО Д О В
6.1.Закон сопротивления
Под законом сопротивления в аэрологии понимается соотнош ение
между потерей давления АР и средней скоростью движения воздуха в
воздуховоде & ср или его расходом L. Экспериментально установлено, что
закон сопротивления имеет вид
ар =
или
АР = R2, V
(37)
где R] и R2- коэффициенты пропорциональности;
п - показатель степени, зависящ ий от реж има движения (при
ламинарном режиме п= 1, при турбулентном п - 2 ).
6,2.Сопротивление трения воздуховодов
П отери давления на трение возникаю т по всей длине воздухопровода и
при данных геометрических размерах и расходе зависят от реж има течения и
состояния поверхности трения.
П отерю давления на трение в общ ем виде при турбулентном движении
воздуха можно подсчитать по формуле
!"'• о»
где X - коэффициент трения;
/ - длина воздухопровода;
г - гидравлический радиус поперечного сечения воздухопровода
(отнош ение площади поперечного сечения к периметру);
- и 2- динамическое давление потока.
Для наиболее
воздухопровода
распространенного
круглого
поперечного
сечения
7td2
_ F _
U
_ d
rid
4 ’
где d- диаметр воздухопровода.
После подстановки получаем
'W-f ivl-
(39)
4/
Заменив в формулах (39) V) на —V получим
7td~
Р
= l — ~ i } или Р
d,
Величина 6,45 ^
к1
тр
- 6 , 4 5 *—i s ,
'
d5 2
(4 0 )
У
(при р~1.2) является сопротивлением трения R mp в
d'
н 'с 7 м \ тогда формулу (40) можно представить в виде
36
(41)
Для расчета по полученной формуле воздухопроводов
не только
круглого, но и всякого другого поперечного сечения введено понятие
эквивалентного диам етра.
Для
круглого
и
наиболее
распространенного
прямоугольного
поперечного сечения размером а- b имеем
откуда при условии равенства скоростей и (а такж е Я, / и р) получаем
значение эквивалентного диаметра
а+ Ь
Для трубопроводов не круглого поперечного сечения выражение (42)
примет вид аналогичный формуле (40). Эквивалентны е диаметры
прямоугольных воздухопроводов приведены в прил. 6 .
6.2.1 .Ш ероховатость стенок воздухопроводов
Труб с абсолю тно гладким и поверхностям и стенок в природе не
существует, все они в той или иной степени шероховаты. Ш е р о х о в а то ст ь
р азл и ч аю т по ее в ел и ч и н е, а такж е по характеру неровностей и их
распределению . Для стальных воздухопроводов наиболее характерна
угловатая неравномерная ш ероховатость, обусловленная недостаточной
обработкой поверхностей, механическими повреж дениям и и коррозией.
Средняя высота выступов определяет собой величину абсолю тной
ш ероховатости К, а отнош ение средней вы соты вы ступ ов к д и а м е т р у
т р у б ы d — в е л и ч и н у о т н о с и т е л ь н о й ш ер о х о в ато сти , т. е.
е =—.
d
В расчетных формулах обычно в качестве абсолю тной принимается
гидравлическая (эквивалентная) ш ероховатость, учиты ваю щ ая не только
средню ю вы соту вы ступов, но такж е их форму и расположение.
З н а ч е н и я эти х э к в и в а л е н т н ы х а б с о л ю т н ы х ш ер о х о вато стей К для
материалов, используемых при изготовлении воздухопроводов, приводятся в
табл. 6 .
Таблица 6
Х арактер поверхн ости
Ц ел ьн отян уты е тр у бы из м еди, латуни, стекла
То же.
стальн ы е noi
стальн ы е, бы вш и е в эксп луатац и и
Ц ел ьн о свар ен н ы е стальны е трубы новые
Т о же
ры вш ие в эк с п л у а та ц и и ...
Т рубы из кровельной стали н епроолиф енны е.
То же.
прооли ф енны е
оци н кован ны е
37
К. мм
0,0015-0.01
0 ,0 2 -0 . 1 0
0 , 12 -0. 20
0,04-0,10
0,15
0,2-0,04
ОЛО-ОЛ 5
0.15
2
0,25-1,0
1,0-1,5
0,3-0,8
2,5
0 ,05-0,10
0,6
0,05-0,22
1,5
0 ,1 5-0,30
0,3-0,05
0,12
1
Ч угунны е т р у б ь Г н о в ы е ............................................................................
То ж е,
бы вш ие в э к с п л у а т а ц и и ......................................
Б етонны е тр у б ы с з а т и р к о й ...................................................................
Ж елезо б ето н н ы е т р у б ы ......................................... ..............................
А сбо ц ем ен тн ы е трубы н о в ы е .............................................................
То ж е,
бы вш ие в э к с п л у а т а ц и и ........................
К аналы с цем ен тн ой ш т у к а т у р к о й .....................................................
То ж е из ш лакоцем енты х п л и т ......................................................
Д ер евян н ы е т р у б ы ................................................................................
Ф ан ерн ы е тр у б ы при продольном располож ении волокон ....
Ф ан ерн ы е трубы при поперечном расп олож ен и и волокон ...
6.2.2.К оэффициент трения
В ходящ ий в формулу сопротивления трения коэффициент X зависит от
реж има движ ения и ш ероховатости стенок (рис Л 4);
и т а)
\ з
;
|
Кj \ i1 / J
———?j ^ \
j
)
Тр
чY
ti
i
\
i
i\
. . . A___ j A
'и
М
№
1
i
I
1\
i
:!
i1____ i___J.
JJ
М
j
H
4/
im s
\
-----j
dm ?
fF S j*
\
-J
1•
5tQ 5$ if fa
Рис Л 4. График зависимости коэф ф ициента трения К от чи сл а Рейнльдса Re
для трубопроводов с небольш ой рав н ом ерн ой ш ер о х о в ато стью (е отнош ение высоты вы ступов ш е р о х о в а т о с т и к р а д и у с у трубы)
При ламинарном режиме X можно подсчитать по формуле
Д ля случая турбулентного движ ения предложено м ного
например:
Н икурадзе х = 0,0032 + 0.221 Re~°-~7, Ш евелева /, = 0,25 Re“0'225 ,
М урина Я = -
(lg Re)""
формул,
, Ш ифринеона л = 0 , l f ° 25,
А льтш уля Л = 0Л(е + ^ ) 0,25.
Re
Для приближ енных расчетов можно принимать А=0,02.
О днако точного аналитического выражения нет. К оэф ф ициент трения
определяю т опытным путем. В зависимости от размера воздухопровода и
38
материала, из которого изготовлен трубопровод, значения X приводятся в
справочной литературе.
Условные коэффициенты
трения
л/ d
для
металлических трубопроводов различного диам етра d приведены в
приложении 1 .
П ри м ер 1. Определить потери давления в трубопроводе длиной /=15 м,
диаметром d =1,025 м, Я/d = 0 , 0 1 2 0 и скорости потока в трубопроводе
& - 10 м/с.
По формуле (39)
= 4 / т у ’' = 0 . 0 1 2 ■15 — Ш2 = 71,2 Па.
П ри м ер 2. При стандартных условиях воздуха
трубопроводе d = 0,195 м. Остальные данные те же.
определить
Ртр в
Р..
тр = 0.089-15—
л - 1 0 ’ = 530.5 Па.
Как видно из результатов расчетов, наибольш ее влияние на потерю
давления в трубопроводе при прочих равных условиях оказы ваю т размеры
поперечного сечения трубопровода или его диаметр.
6,3. М сети ы е со п роти в л е н и я
К местным сопротивлениям относятся внезапные расш ирения, сужения,
повороты воздухопроводов, их разветвления, различное оборудование
(насадки, окна, циклоны, дефлекторы, фильтры, калориферы и другие
устройства). В местных сопротивлениях происходит изменение скорости
движения воздуха,-направления движения потока, м ож ет происходить срыв
струи с твердых границ 'потока. Вследствие этого происходит потеря энергии
из потока и потеря-давления.
Потерю давления (Па) на преодоление местного сопротивления можно
определить по формуле
где £ - коэффициент местного сопротивления.
Выразив скорость движения воздухе О через его расход L, получим
/>„ = с ——г Lr - R
“
'2 • /-
,LZ.
(44)
■
Как видно из изложенного, структура формул (41) и (44) одинакова.
Таким образом, общие потери давления на преодоления сопротивлений
трения и местных сопротивлений составят
р = Ртр +
R, J ' + К Л 2 = ( К о + R .c)L2 илй
Рг) = K L 2
(45)
Н еобходим о отметить, что в вентиляторны х, а особенно в
вентиляционны х установках потери давления в м естн ы х со п р о ти влен и ях
обы чно п р ев о сх о д ят потери давления на трен и е, вви ду чего этом у виду
39
соп ро ти вл ен и й нам и при дальнейш ем изложении у д ел яется и больш ее
вним ание.
6.3.1 .Коэффициенты местных сопротивлений
К о эф ф и ц и ен то м м естн ого соп роти вл ен и я н азы в а етс я о тн ош ен и е
потери давления в данном местном сопротивлении к ди н ам и ч еско м у
д авл ен и ю в вы бран ном сечении
2
Е сли о д н о в р е м е н н о и м ею тся такж е п отери на т р е н и е , то они, как
правило, и ск л ю чаю тся и
- _ Р ис - Ртр
с ------------- V
2
К оэф ф иц иен ты м естного сопротивления оп ред еляю тся опы тны м
путем. И х зн ачения изм еняю тся в ш ироких пределах.
Д ин ам и ческое давлени е, к которому относят к оэф ф и ц и ен т м естного
.сопротивления, п рин и м ается для нем еняю щ ихся или н аи б о л ее суж ен н ы х
п оп еречн ы х сеч ен и й , но с обязательны м указанием вы б ран н ого м еста (на
схем е здесь обы чно ставится стрелка). У добнее всего тако е сечение
вы бирать в м есте соеди н ен и я м естного сопроти вл ен и я с п итаю щ им
возд у х оп ровод ом .
На практике при составлении таблиц и проведении расчетов
значения
коэф ф и циентов
больш инства
м естны х
соп ротивлений
считаю т
зависящ им
только
от
взаим оотнош ения
геом етрически х
р азм еров, а влияни ем числа Р ейнольдса и ш ероховатости внутренней
п оверхности стен ок п ренебрегаю т.
Н иже приведены значения £ для некоторых наиболее распространенны х
конструкций (р и с.15, 16, 17).
Х-1,0
{*1,0
Х*2,0
Рис. 15. Приточные насадки
X s 1, 7 *2, 0
а)
б)
в)
4 = 0,64
4=1,0
4=1,04
Рис.16. Дефлекторы: а - ЦАГИ; б - Ш енар; в - Григоровича
а)
б)
в)
г)
д)
4 = 7,0
4=4,2
4=2,5
4 = 3,0
4=3,5
Рис Л 7 Ц иклоны: а - конический; б - СИОТ: в - ЛИОТ; г -м о к р ы й
ЛИОТ; д - НИОГАЗ
П отери
давления
на
преодоление
стандартном состоянии воздуха и О "
10
местных
сопротивлений
при
м/с покажем на примерах.
П р и м е р 1. О пределить Рмс на преодоление сопротивления конического
циклона (£=7,0)
Р
= 7 .0 — -102 =420 Па.
2
П р и м ер 2. О пределить потерю давления на преодоление приточной
насадки при £= 2 , 0
Рм с = 2.0
• •—
0 ■102 = 120 Па.
П р и м е р 3. Н айти потери давления на повороте трубопровода под углом
90° с острыми кромкам и (£=1,4)
Р
= 1.4- — . Ю2 =84 Па.
2
Если поворот под углом 90(' выполнить по дуге (с закруглением), то
коэффициент м естного сопротивления снизится до £= 0 ,2 , а потери
Р„ =0,2- — -! 0 2 = 1 2 Па.
2
Таким образом, из приведенных примеров видно, что потери давления
на преодоление местных сопротивлений зависят, главным образом, от
41
величины деформации потока в местном сопротивлении. П одтверждается
такж е вывод, что «потери давления в местных сопротивлениях обычно
превыш аю т потери давления на трение». Этот вывод можно сделать
сравнивая результаты расчетов Р ф и Рме, приведенные в разделах 6.2 и 6.3.
42
7. ВЕНТИ ЛЯЦИ ОННЫ Е СЕТИ
7Л .Классификация вентиляционных сетей
Вентиляционные
сети
могут
быть
представлены
в
виде
пространственной и аэродинамической схем. Пространственная схема сети
характеризует пространственное расположение воздухопроводов. Она очень
наглядна,
А эродинамическая
вентиляционная
схема
м ож ет
быть
представлена в виде упрощ енного графика сети (не отражаю щ его
пространственного расположения воздухопроводов), на котором сохраняется
взаимосвязь всех элементов сети. Схема может быть открытой и замкнутой.
Замыкание аэродинамической схемы осущ ествляется наружной атмосферой.
Введем следую щ ие понятия:
узел - место соединения трех и более воздухопроводов;
ветвь - отдельный воздухопровод (или несколько последовательно
соединенных трубопроводов), соединяющие два узла (или узел и атмосферу);
контур - часть сети, которая не пересекается ветвями.
Различаю т вентиляционные сети неразветвленные и разветвленные.
Н еразветвленная вентиляционная сеть (рисЛ 8 ) состоит из одного простого
контура
. (ячейки) последовательно
соединенных
воздухопроводов.
Разветвленны е вентиляционные сети разделяю тся на параллельные и
диагональны е. П араллельные сети могут быть простыми (состоят из двух
узлов и не менее двух ветвей, соединяю щ их эти узлы). Сложные
параллельны е сети образуются из последовательно и параллельно
соединенных ветвей (рис.19, 20), Если в параллельных сетях установлено два
или более вентилятора, то движение воздуха хотя бы в одной ветви может
происходить в разных направлениях. Такое движение воздуха называется
неустойчивым. Вентиляционные сети с неустойчивыми вентиляционными
потоками являю тся неустойчивыми, они являются трудными в управлении
(регулировании) и их нужно избегать.
3
а)
/
4
б)
гз
0
О
Р и сЛ 8 . Схемы неразветвленной вентиляционной сети: а пространственная; б - аэродинамическая (один контур)
43
4
Рис.19. Схемы простой открытой параллельной сети:
- пространственная; б- аэродинамическая (один контур) 1-2; 2-3; 2-4-ветви;
2 -узел.
а)
"9
10
I V'vi
Рис.20.Схемы разветвленных параллельных вентиляционных сетей;
а, б - простая ( 1-11 - контуры); в, г - сложная
7.2.Расчет сетей при естествен н ом распределен и и воздуха
О сновные законы движения воздуха в вентиляционных сетях:
для узла £ / * , = 0 ;
/ I
для контура без вентилятора
=0 ;
(
(46)
/=1
для контуров с вентилятором
р / = /*,
где / - порядковый номер подходящий к узлу ветви;
j - порядковый номер ветви в контуре;
Р6 - напор, развиваемый вентилятором.
Если движение воздуха в ветви контура совпадает с направлением
обхода, то принимается АР >0, если они противополож ны, то АР<0.
Рассмотрим реш ения неразветвленной
и простой параллельной
вентиляционных сетей.
Неразветвленная вентиляционная сеть (рис. 18). Расход воздуха в
последовательно соединенных воздухопроводах постоянен
L=const.
(47)
Общ ее
падение
давления
последовательно
соединенных
воздухопроводов равно сумме потерь давлений всех входящ их в сеть
воздухопроводов
ДР„ОС7 = Д/> + ар 2 +... + АРп (48)
или в общ ем виде
&Рпос1 = ^ АР, э
(49)
/=I
где / - номер воздухопровода.
О бщ ее сопротивление. Выразив в выражении (49) АРП0СЛ через RMOC;i и Ц а
АР, через R f и L получим при L=const
RnoC[ =
>
(50)
т.е.
общее
сопротивление
последовательно
соединенных
воздухопроводов
равно
сумме
сопротивлений
всех
входящ их
в
неразветвленную сеть воздухопроводов.
Простая
параллельная
вентиляционная
сеть.
Рассмотрим
трехструйное параллельное соединение (рис.20 а, б). Заданы сопротивления
ветвей и общее количество воздуха L 0.
Распределение воздуха. В соответствии с уравнениями (46) получим
общ ую систему уравнений:
L0 — + L? + Z,3 j
У
R,L\ = R,L].
Решая эту систему уравнений, получим
45
(51)
Для m -й ветви параллельной вентиляционной сети
L. - • . - ..
------- =
4,
ГС
I— +
—.
,
(53)
— + ••■■+ Н - + 1
VA
К
Общ ие потери давления. Узлы 2 и 0 (рис.20, б) принадлеж ат каждой
ветви сети, следовательно, потери давления параллельного соединения
можно представить в виде
АР!шр^ А Р ^ А Р 2 =АР2
(54)
или для п ветвей
ДР^ = ДР, - ЛР2 =... = АРт =... = дРп,
(55)
т.е. в параллельном соединении общие потери давления равны потерям
давления любой его ветви и потери давления ветвей равны между собой.
Общ ее сопротивление. Потери давления в параллельном соединении
=
(56)
где Rnap - общ ее сопротивление параллельной сети;
L 0 - количество воздуха, поступающ его в параллельное соединение.
Выражая APnap через перепад давления одной из ветвей, получим
R
^тю
- M
l
г2 >
О
откуда с учетом уравнения (53) можно написать п выражений. Н апример, для
параллельного соединения из двух ветвей
<57>
где R| и R 2 - сопротивление ветвей.
Для п ветвей
= —j= .---- р = 3 ------ = ■ ----.+
(58)
- L + l)2
1к,
П оскольку в формулах (57) и (58) знаменатель всегда больше единицы,
то
т.е. общее сопротивление параллельного соединения всегда меньше
сопротивления любой его ветви. Так, если сопротивление всех ветвей
одинаковы и равны R, то для параллельного соединения из двух ветвей
Rnap= R/4> трех ветвей Rliap=R/9, из четырех - R riap=R/16 и т.д.
С л о ж н ы е п а р а л л е л ь н ы е сети. При расчетах сложные параллельные
соединения сводят к более простым. М етод расчета сложных параллельных
сетей приводится ниже.
7 3 .О бщ ие потери д а в л е н и я в сетях
Воздухопровод состоит из участков, т. е. элементов, характеризуемых
постоянством расхода и поперечного сечения, а значит, и скорости.
К участкам относятся и примыкаю щ ие к ним ф асонны е части (местные
сопротивления), которые, однако, могут не иметь указанных выше отличий
(например, в тройниках изменяется скорость и расход, а в диф фузорах —
скорость). М естные сопротивления можно отнести к предыдущ ему или
последующ ему участку, но предпочтительнее —
к участку с большей
скоростью.
В зависим ости от соединения участков м еж ду собой образую тся
п росты е (р и с. 2 1 , а) или разветвленны е воздухоп роводы (рис. 2 1 , б).
участок
участок
Рис.21. Воздухопроводы:
а — простой: б — сложный, или разветвленный
Общая потеря давления в простом неразветвленном воздухопроводе
(рис.21 а)
определяется в соответствии с уравн ен и ем (48) путем
сум м ирования потерь давления во всех участках
(59)
где х - число участков воздухопровода и, как указы валось выше:
/ - длина;
а, - коэффициент трения;
а - диаметр;
- сумма коэффициентов местных сопротивлений;
Р lt- - динамическое давление.
—
9
47
Формула (59) справедлива при условии, что скорость движения потока
на прямом участке и у местного сопротивления одинаковы. Что касается
более сложного воздухопровода (рис .21 б), то в нем общая потеря давления
определяется суммированием потерь давления
только
в
участках
какой-либо магистрали (без ответвлений), образующ ей весь путь движения
воздуха от произвольно выбранных мест всасывания и нагнетания
где у - число участков (ветвей) магистрали.
За расчетную обычно принимается наиболее протяженная магистраль,
потери давления в которой будут максимальными. Сопротивление ответвления
преодолевается за счет давления в месте присоединения его к магистрали (в
узле), в соответствии с чем можно утверждать о равенстве потерь давления в
о тв етв л е н и ях , отход ящ их от одного узла.
Если
бы
такого
равенства
не
было, то
поток
естественно
устремился
бы
по пути
наименьшего
сопротивления,
и расходы
стали бы перераспределяться до тех пор, пока потери давления не
уравнялись.
П р и м ер . Имеется разветвленный воздухопровод и известны потери дав­
л ен и я в ряде участков (на ри с. 2 2 для этих участков в кружочках простав­
лены безразмерные значения давлений). Требуется определить потери
давления на участках 1 и б, а также общую потерю давления.
И сходя
из принципа равенства потерь давления в ветвях,
примыкаю щ им к одному узлу, потеря на участке / долж на р ав н ять ся потере
д а в л е н и я на участке а, т. е. 3. П отеря в участках а и б долж н а равняться
потере в ответвлении 2, т. е. в сумме долж на составить 5. Но на участке а
уж е израсходовано 3 и, следовательно, на долю участка б о стается 2.
О бщ ая потеря давления по м агистрали а, б и в со стави т 3+ 2+ 6= 11, по
др у го й возм ож ной м агистрали 1 ,6 и в, тож е 3+2 + 6=11 и по ещ е одной
возм ож ной м агистрали 2 и в будет равна 5 + 6=11, т. е. по всем
м агистралям общ ая потеря давления одинакова, что свидетельствует о
расчетной увязке системы.
Л_____ И___ ___I
f
б
Для обеспечения точности расчета особо сложных сетей желательно
проводить предварительные модельные исследования. При этом можно
использовать метод электрических аналогий, заключающихся в том, что
аэродинамические сопротивления трубопроводов вентиляционной сети
заменяются в топологически одинаковой модели электрическими элементами,
так как те и другие подчиняются квадратичному закону (аэродинамические
сопротивления обычно пропорциональны квадрату расхода воздуха, а
электрические сопротивление (лампочек накаливания, полупроводниковых
элементов или других устройств), пропорционально квадрату силы тока). В
последнее время применяется более эффективное числовое моделирование
вентиляционных сетей с помощью ЭВМ.
7.4.Порядок расчета сетей
Расчету воздухопроводов предшествует определение их количества,
требующегося для обслуживания данного объекта, их конфигурации, а в связи
с этим выявление линейных размеров и местных сопротивлений. Далее задача
может заключаться в следующем:
1 ) по заданным расходам найти поперечные размеры (диаметры у
круглых воздухопроводов) и соответственно скорости и потери давления;
2 ) по заданным расходам и давлению определить поперечные размеры и
соответственно скорости или
3) по заданным поперечным размерам и давлению определить расходы
и соответственно скорости.
Первый случай наиболее характерен для расчета вновь за­
проектированного
воздухопровода
с
механическим
побуждением
движения (вентилятором); второй случай - для расчета вновь
запроектированного воздухопровода с естественным побуждением и заранее
известной его величиной (например, гравитационная система вентиляции) и
третий случай —-,для поверочного расчета существующего воздухопровода
с выявленным побуждением (механическим или естественным).
При расчете следует учитывать, что расход, скорость и площадь
поперечного сечения связаны уравнением расхода
L = uF.
Поэтому, если задан расход (первый и второй случай), то поперечное
сечение определяется в зависимости от принимаемой скорости или,
наоборот, скорость определяется в зависимости от принятого попереч-ного
сечения. Значение поперечного сечения может быть предопределено
стандартными диаметрами, размерами кирпича, блоков и т. д. Значения
скоростей обусловливаются требованиями относительной бесшумности,
витанием взвешенных твердых частиц (в аспирационных системах) или тех­
нико-экономическими соображениями.
7.4.1. Методы расчета воздухопроводов
При заданных для каждого участка значениях длин /, суммарных
коэффициентов местных сопротивлений
и расходов (нагрузок) L, а
49
также предопределенном порядке значений скоростей и в результате расчета
воздухопровода, как уже указывалось выше, определяются диаметры d и
потери давления р . Диаметр определяется из уравнения расхода
V
а потери давления для каждого участка воздухопровода по формуле
где коэффициент трения л в общем случае зависит от d и и .
Простейший метод такого расчета воздухопровода заключается в том,
что для каждого участка по заданным
значениям
и и вычисляю т
или находят в таблицах значения d, — и —и\ а затем по последней
d
2
формуле подсчитываю т значения р (см.прил.1 ).
Пример* Для проветривания данного объекта запроектирован
воздухопровод; его всасывающая часть объединяет три отсоса, а после
вентилятора воздух нагнетается по двум направлениям (рис.23).
Участки расчетной магистрали обозначены буквами (а, б, в г, д), а
ответвления — цифрами /, 2, 3 (см. графу 1 в табл.7). В соответствии с
построенной схемой по масштабу выявлены длины участков (/ в м, см.
foa'bv 2) и cvm>-тарные ^иячет-п-тя коэ ф d)и и ие нто в местных сопротивлений
( Г , см. графу 3).
На участке а имеется потеря давления на вход, в двух отводах и в
тройнике — потеря на ответвление. Коэффициент местного сопротивления
на вход для выбранной конструкции отсоса принят по справочнику равным
0,7. Круглый отвод (два одинаковых) запроектирован с углом 90° и
радиусом закругления 2 .
50
Его коэффициент местного сопротивления составляет
U = 0.73 а ■в - а = 0.73 ■I ■0.2 • 1 = 0.15
Потеря давления в штанообразном тройнике с углом ответвления в 15°
ввиду малости здесь и далее (кроме участка 3) не учитывается. Таким
образом, суммарный коэффициент местных сопротивлений на участке а
равен
£ £ = 0,7+ 2-0.15 = 1,0.
На сборных участках б и в могут быть местные потери давления только
в тройниках, которые ввиду малости не учитываются.
На участке г потеря давления в переходном патрубке от вентилятора
ориентировочно оценивается коэффициентом местного сопротивления £= 0 , 1
(размеры выходного отверстия вентилятора и участка воздухопровода еще не
выявлены).
На участке д располагается выпускная шахта, коэффициент местного
сопротивления которой для выбранной конструкции с учетом выхода принят
2,4 (с плоским экраном и его относительным удлинением 0,33. Так как
потерей давления в тройнике пренебрегаем, то на участке д получим
= 2,4. На однотипных участках / и 2 так же, как и на участке а,
коэффициенты местных сопротивлений на вход приняты по 0,7, а в отводах
-— по 0,15, т. е. Y jC = 0,7 + 2-0.15 = 1,0
На участке 3 происходит потеря давления на свободный выход (£ - 1) и
в отводе (£ = 0,15). Кроме того, следует ориентировочно предусмотреть
потерю давления на ответвление в тройнике (£ = 0,1 5), так как здесь может
быть существенный перепал скоростей. Тогда суммарный коэффициент
местных сопротивлений на участке 3 составит
£ С = 1.0 + 0,15 + 0,15 = 1,3.
По заданию расход через участки а, 1, 2 должен быть по 1000 м 3/ч, а
через участок 3 нужно направить 1500 м3/ч. Расходы через остальные участки
(б; в, д) определяют простым сложением или вычитанием составляющих
расходов (без учета подсосов или утечек), а' полученные данные заносят
в графу 4 табл.7.
Таблица 7
№
участков
1,
и
* 3/ ч
м
d,
и .
мм
м с
X
9
7 i'
н /л Г
1 /м
1
\
2
3
4
7
8
\
7
ко
1000
5
165
6
a
13.0
102
0 .1 0 2
6
!i
5
2,5
-
2000
235
!2.8
98
-
3000
285
13.1
2
3000
285
1500
295
13.1
14.0
в
S
I !±
i
d
p; - >
h/ m
P
»
п /м 2
AP>,
н /м Г
!
9
!
10
11
12
13
: 0,71
;:
174
i 74
-
0 .0 6 8 ; 0,34
i •/ i
0.3 4
33
20 7
103
0,053
j 0.13
0.1 3
13
220
-
103
0.11
0.21
22
242
-
118
0 ,053
0 ,0 8 4
1,00
3 .4 0
402
644
-
1.61
1.71
164
174
-1 0
175
207
-32
д
12
ол
2 ,4
}
6
1,0
1000
165
13.0
102
0 ,1 0 2
0,61
2
7
1,0
1000
165
13.0
102
0 .1 0 2
0 .7 !
51
1
3
3'
4
4
1
3
4
5
6
7
8
9
10
13
1500
195
14,0
118
0 .084
0,3 4
1,64
11
194
12
1.3
402
-2 0 8
1.3
1500
■ 165
19,5
228
0 .095
0,3 8
1.68
384
402
-18
Дальнейший расчет
начнем с наиболее удаленного от вентилятора
участка а, причем в соответствии с заданием ориентируемся на скорости
порядка 13— 14 м/с.
Задаваясь для этого участка скоростью и =13 м/с (записываем это
значение в графу 6 табл.7) в соответствии с расходом L - 1000 м 3/ч, вы­
числяем диаметр воздухопровода
d = 1,13(-)1/г = 1,13( 1 0 )|;- = 0,165л! = 165.и.ч .
и
3600-13
Значительно
удобнее
и
проще
расчет
производить по
вспомогательной таблице. Для этого в левой вертикальной
графе
этой
таблицы находим скорость 13 м/с и в соответствующей строке ищем
ближайшее
к
заданному
расходу
значение
в
995
м /ч.
Рядом с этой цифрой в строке указано значение
— =0,102, которое
d
записываем в графе 8 расчетной табл.7. Эти обе цифры находятся в колонке
искомого стандартного диаметра 165 мм, значение которого записываем в
графе 5.
Одновременно во второй вертикальной графе вспомогательной таблицы
рядом со значением выбранной скорости 13 м/с, находим и записываем в
графу 7 расчетной таблицы соответствующую величину динамического дав­
ления.
Для участка б со скоростью 13 м/сек. находим по вспомогательной таб­
лице для диаметра 235 мм расход 2030 м 3/ч. При этом же диаметре 235 мм
расчетном} 'расходу 2 0 0 0 м 3/ч соответствует скорость
2 0 0 0 = 12,8 м/сек
/
и -1I,3 ----2030
и динамическое давление
1.2
2
,
— Л2Я2 - 98 н/м \
Эта интерполяция, очевидно, по смежным табличным данным может
быть произведена с достаточной точностью в уме.
Значение — = 0.068.соответствующее расходу 2030 м 3/ч, пересчитывать
d
в данном случае не следует, так как оно весьма мало зависит от расхода
(скорости).
Аналогичным образом для остальных участков воздухопровода опреде­
ляем диаметры и уточняем скорости, динамические давления, а также
значения
d
52
В дальнейшем по заданным и подсчитанным данным подсчитываем
потери давления по формуле р = (/ —+
Для
упрощения
-
вычислений
вначале
путем
перемножения
результатов граф 2 и
8
определяем
/ — (графа 9), затем сложением
d
результатов граф 9
3
получаем
/ -- + У] С (графа 10) и, далее, путем
и
Я
перемножения результатов граф 7 и 10 находим р (графа 11). Сумма потерь
давлений участков от а до д составляет давление, которое необходимо
создать (при указанных в примере данных и и d) вентилятору (Ьв=3000 м7ч,
Р„=644 н/м2).
В графе 12 нарастающим итогом записываем потери давления в маги­
страли до концов соответствующих участков, а для ответвлений —
располагаемые для них давления.
Располагаемое давление для участка / равно подсчитанной потере
давления на участке а , т. е. 174 н/м2, для участка 2 — сумме
потерь
давления на участке а, б, т. е. 207 н/м2, а для участка 3 — потере давления
на участке д
(а не сумме потерь давления на участках а, б, в, г), т. е. 402
н/м . Как известно, при параллельных соединениях участков потери давления
в них одинаковы (при естественном распределении воздуха). Расчетные
результаты определения АР, как правило, отличаются от указанных. Для
контроля правильности расчетов системы определяются невязки.
В графе 13 обозначены для ответвлений невязки АР — разницы между
потерями давлений в ответвлениях и располагаемыми для них давлениями.
Если эти невязки не превышают 5— 1 0 % от располагаемого давления, то
пересчет ответвлений можно не производить.
При большой разнице следует производить увязку путем изменения диа­
метра ответвления или путем установки дросселирующей диафрагмы.
В
нашем
примере для участка 3 получилась
недопустимая
невязка в 208 н/м2, т. е. в ^ - • ■ 1 0 0 = 52%. При уменьшении диаметра со 195
до 165 мм ответвление увязалось, хотя скорость значительно возросла
и вышла из заданных пределов (19,5 м/с вместо 13— 14 м /с )\ '
Общая
потеря
давления
в рассчитанном
воздухопроводе
определяется суммой потерь давлений во всех участках магистрали, т, е.
644 н/м2. По этому давлению и производительности 3000 мУч следует
производить подбор вентилятора.
Существуют и многие другие методы расчета воздухопроводов. Суть
одного из них заключается в том, что потери в местных сопротивлениях
приводят к виду потерь на трение (в вышеописанном методе, наоборот,
! С корость потока и=Т9,5 м/с предельна. На участке 3 мож но установить дроссель.
53
потери давления на трение как бы приводят к виду коэффициента местного
, Лч
сопротивления с,0 =1—).
d
Действительно, представим себе потерю давления в местном
сопротивлении и равновеликую потерю давления на трение при неизменном
динамическом давлении, т. е.
ГР 2 / & Р 2
С—u
= L ~~— и ,
ъ2
0 d 2
откуда следует, что эквивалентная длина
/ -С —
а общая потеря на участке
1 \ ^ Р ~>
Р = (///+ /0)
- - г -.
Выбор того или иного метода расчета определяется только удобством
использования и не может влиять на точность результатов.
Рассмотрим метод расчета сети воздуховодов, отличающийся от
приведенных выше. В этом случае расчетное давление определяется по
формуле
[(Rl + Z ) + PdJ , l O ,
где Рмех - давление,
создаваемое
вентилятором,
в н/м \ ^ ( R l + Z) -
потери давления на трение и местные сопротивления
в
наиболее
протяженной ветви
воздуховодов; Рдт - потери давления на создание
скорости движения воздуха в н/м2 на выходе из воздуховода.
Естественным (тепловым) давлением в системах механической
вентиляции обычно пренебрегают.
Величина потребного давления определяется из расчета воздуховодов
по предварительно принятым в них скоростям движения воздуха, обычно
имеющих следующую величину: для промышленной вентиляции до 1 2 м /с;
для гражданских зданий до 8 м/с, для пневматического транспорта 14 м/с и
выше. Величина динамического давления Р дин определяется по формуле:
о2
,2
Р*„и = — Р н / м >
где о — скорость воздуха при выходе из сети в атмосферу.
При расчете воздуховодов следует учитывать потери давления,
создаваемые оборудованием приточной камеры. При расчете сети
воздуховодов должен быть обеспечен запас давления в 1 0 % на
непредвиденные сопротивления.
Найдя необходимую величину полного давления (Рмсх) и зная
количество перемещаемого воздуха по расчетной сети воздуховодов,
подбирают необходимый к установке вентилятор.
П рим ер 1 . Рассчитать воздуховод приточной системы вентиляции для
промышленного здания, схема которого приведена на рис.2 4.
54
Воздуховод круглый стальной. Воздух в помещения подается через сет­
чатые воздухораспределители. Потери давления на участке 5 и в приточной
камере, оборудованной калорифером и жалюзийной решеткой, составляет
1 0 кг/м'*. Нагрузки на участках показаны на схеме. Расчет начинаем с
наиболее удаленного участка (в данном случае /). Д анные расчета
заносим в табл. 8 . Задавшись скоростями в пределах 6-10л//с, определяем
по таблице приложения диаметры участков воздуховода и отвечающие им
потери на трение на 1 пог. м.
Таблица 8
Расчет воздуховодов____________
V,
м/с
й
5
>>
Е д а + г).
5
^5=
‘с
195
320
320
440
-
0,236 2,37 L 1,15
0
ОД 28 0.77
0,6
0,267 1 1,6
0,3
0,183 i 1,7
По заданию
2 *
%
1
9
3
4
5
645
1740
2600
4930
4930
8
6
6
9
-
6
6
9
9
-
й
N
кг/м'
4,6
0
3
6,97
0,77
4,6
3,2
10
1,5
■
25.54 кг/лГ
Коэффициенты местных сопротивлении принимаются следующие:
Участок /:
Выход через сетчатый воздухораспределитель... 1
Отвод 90° при г ~ 2 d ....... 0,15
Тройник проходной ........ 0
Участок 2:
Тройник п р о х о д н о й ............... 0
Участок 3:
при реш ении примеров 1 и 2 давление определено во внесистемных единицах
55
2 отвода при г - 2 d ..........
0 , 15x2 = 0,3
Трой ни к в ответил ен и и ....... .
0,3
0,6
Участок 4:
Отвод 9 0 ° ....................... . ....0,15
Диффузор у вентилятора. ....0,15
0,3
По
и соответствующей
им скорости (приложение) определены
потери давления на местные сопротивления Z для каждого участка. В итоге
находим суммарную величину потерь на трение и местные сопротивления
расчетной сети
воздуховода. Величину динамического
давления
определяем по формуле
Н<>ин ~
2g
/ = 2 ,2 ,
где V - скорость на участке 7; у - удельный вес воздуха. Отсюда полное
потребное давление с учетов запаса на непредвиденные сопротивления в
сети.
Я„„ = (25,54 + 2,2) ■1,1 = 30 кг/м3.
По найденному давлению и заданной производительности установки
можно подобрать соответствующий вентилятор (см.прил.1 1 ).
Пример 2. Подобрать вентилятор для вентиляционной установки при
расчетном расходе воздуха (рис.24) L—5000 м 37ч и потере давления
в сети
25,54 кг/м2. Воздуховоды стальные. Производительность вентилятора с
учетом потерь и подсоса воздуха LK- kL м 3/ч. Принимаем £=1,10. Тогда
4 - 1,10 -5000 = 5500м /ч .
Согласно расчету, приведенному в примере и таблице 8
2
Нщт = (Кт + К) ’U = (25>54 + 2»2)U ~ 30кг/м
2
где hcm - потеря в сети (статическое давление) в кг/м \ Ьд - потеря давления
на создание скорости в сети (динамическое давление) кг/м*.
По характеристике (см. рис.36) вентилятора Ц4-70 №5 находим, что при L
=5500 лг/ч и Н=30 кг/м2 число его оборотов п & 1000 и к.п.д. -0,70.
7.4.2.Характеристики сетей
Ранее было показано, что для участка воздухопровода
p = { i - + Y c ) p v- = ( 4 + У о ^ г ) 2 = [ ( / - + У<Г)£ ( Л ) : к ''
d
2
d
' 2 ml
i d
2 7td
!
Если бы \ и
не зависели от Re, т.е. от и и d, то при t=const
= const
56
и для всего воздухопровода была бы справедлива зависимость
Р = RL2.
В общем случае, однако,
Р = RI”,
где для ламинарного течения /?= 1, а для турбулентного п =1,75-2 (меньшее
значение для гидравлически гладкого, а большее - для гидравлически
ш ероховатого воздухопровода).
Кроме того,
в сетях возможны потери
давления или его прирост,
которые не зависят от объемного расхода, например, при разности давлений
в объемах всасывания и нагнетания. Это так называемые гидростатические
составляющие давления (например, тепловое давление), с учетом которых
уравнение может быть записано в следующем виде:
Р = ±Р0 + RL\
при приросте давления в сети Р + Р() = RL2 или Р = -PQ+ RL2;
при потерях давления Р - Р0 = RL2или Р = P0 +RL2.
Сопротивление R, главным образом, зависит от геометрических
размеров воздухопроводов и разветвленности сети. Показатель степени п
зависит от характера течения потока. Полученное уравнение называется
уравнением характеристики сети, а график, выражающий в соответствии с этим
уравнением зависимость потери давления в сети от расхода через нее, —
характеристикой сети (рис.25).
Рис.25.Характеристика сети
Характеристика сети может быть построена по точкам, результирующим
его расчет при различных расходах, или получена опытным путем при про­
дувке.
При помощи характеристики сети можно быстро и весьма наглядно
определить расход воздуха через сеть при заданной потере давления или,
наоборот, потерю давления при заданном расходе.
Только с учетом характеристики сети, как будет показано в гл. 1 2 ,
можно наиболее просто и наглядно анализировать работу вентилятора на
сеть.
^7
Во многих случаях, когда гидростатические составляющие давления
отсутствуют и имеет место турбулентное движение воздуха по
трубопроводам с шероховатыми поверхностями, характеристика сети
представляет собой квадратическую параболу исходящую из начала
координат и имеющую уравнение Р = RL2.
Для построения такой простейшей характеристики сети достаточно
ограничиться одной парой получаемых из расчета значений р и L.
Пример» Построить характеристику сети, если из расчета известно, что
/7=500 Н/м при L- 20 ООО м 3/ч, а уравнение характеристики сети имеет вид
р = 100 + RL2.
Из уравнения определяем
/; -100 _ 500 -100 _ 12 о .
11 ‘
.20 0 0 0 2
’ ’
( 3600
р = 100 + 12.9Z,2.
Отсюда, задаваясь значениями
точкам строим график (рис.26).
L, вычисляем
р (табл.9),
а
по
Рис.26.Построение характеристики сети
L, м*/ч
Н, н /м 1
0
100
|
5000
125
10000
200
б)
15000
325
20000
500
б)
Рис.27.Сложение характеристик сетей графически
Таблица 9
I 25000
725
j
I
*
Характеристика сложной сети может быть получена путем графического
сложения характеристик отдельных участков и ответвлений.
Характеристику сложной сети можно получить аналитическими
методами, описанными в главе 7.
59
8.ПОБУДИ ГЕЛИ ДВИЖ ЕНИЯ ВОЗДУХА
Воздухообмен всегда связан с движением масс воздуха. Чтобы воздух
пришел в движение, необходимо создать разность давления. Тогда воздух из
места с большими давлениями будет двигаться в сторону места, где давление
меньше. Указанная разность давления может быть создана естественными
причинами, к которым относятся тепловое и ветровое давление, и за счет
работы вентилятора, повышающего давление при работе на нагнетание или
понижающего давление при работе на всасывание. Рассмотрим подробнее
отмеченные побудители движения.
Тепловое давление. Если температура в здании более высокая, чем
снаружи и здание сообщается с атмосферой какими-либо проемами, то
возникает естественный воздухообмен (рис.27). Через нижние отверстия
воздух поступает в здание, через верхние - выходит наружу. Это объясняется
тем, что плотность наружного воздуха больше, чем внутреннего. Движущей
силой является разность весов столбов воздуха наружного gHpH и
внутреннего gHpe
ДРГ = gHpn ~ gHpK= gH(р н ~ рн), н/м/
(60)
Эта разность давлений расходуется на преодоление сопротивлений,
встречающихся на пути движения воздуха от входа в здание до выхода.
В о зд е й с т ви е ветр а на здание - в етр о в о е д а в л е н и е . Ветер
представляет собой турбулентное движение воздуха вдоль земной
поверхности с пограничным слоем, который может достигать нескольких
километров в толщину. Турбулентность выражается в периодической
«зыби» и неравномерных ударах (порывах).
Рис.27. Естественная тяга за счет теплового фактора.
60
Основной причиной ветра является неравномерное прогревание почвы
на различных широтах под действием солнечных лучей. Вследствие этого в
находящихся вблизи почвы слоях атмосферы возникает разница
температур (разность плотностей), которая нарушает равновесие и
вызывает движение воздуха. Теплый воздух поднимается кверху, а на
смену ему подтекает воздух из более холодных мест.
Скорость ветра изменяется с высотой. Непосредственно у поверхности
земли она равна нулю, с высотой она растет сначала быстро, затем
медленнее.
Записи приборов показывают, что скорости и направления ветра в
больш инстве случаев не остаются постоянными, а непрерывно
изменяются в тех или иных пределах.
Несмотря на всю причудливость и прихотливость ветра, ме­
теорологические станции путем обработки статистических материалов за
большой
промежуток
времени
для
каждого
данного
места
устанавливают известную закономерность в скле и направлении ветра. Для
каждого района удается определить направление господствующих ветров
и их силу в зависимости от времени года.
Можно, сказать, что ветер наблюдается всегда. Метеорологические
данные
позволяют
определить
среднюю
скорость
ветра
и
го сп о д ств у ю щ и е
н ап р ав л ен и я
- ср едн и е
за
год
или
для
о п ред ел ен н о го времени года. По этим данным строятся графические
изображения (роза ветров).
Действие ветра па здание проявляется в том, что на наветренных
поверхностях
здания
возникаю т -избыточные
давления,
а. на
подветренных сторонах — разрежения (рис.28).
Возникновение на поверхностях здания избыточных положительных,
а также отрицательны х давлений (по сравнению с давлением в
невозмущ енном потоке вдали от здания) объясняется следующим
образом.
На лобовых поверхностях здания вследствие торможения потока
происходит преобразование кинетической энергии — энергии движения
— в потенциальную энергию давления.
Возмущение, вносимое зданием как препятствием на пути потока,
захватывает в поперечном сечении потока сравнительно небольшую
область. Вне этой области не наблюдается искривления струй и течение
остается невозмущенным.
Вообразим теперь, что обтекание здания происходит в прямоугольном
кан але со стен кам и? поставленными вдоль линий то к а в невозмущенной
области. Вследствие стеснения потока зданием скорости ветра над крышей
и с боков здания будут больше, чем перед зданием в невозмущенном
потоке, а так как полную энергию вдоль потока можно принять
приблизительно неизменной, то увеличение скоростей потока может
произойти только за счет потенциальной энергии, за счет давления. В
61
результате на этих поверхностях образуются пониженные давления, их
называют отрицательными или разрежениями.
Таким образом, ветер, обдувая здание, создает на его поверхностях
избыточные положительные, а также отрицательные давления.
Распределение давлений на здании зависит от направления ветра
(по отношению к зданию) и от того, открыто здание для воздействия ветра
или защищено другими зданиями и вследствие этого находится в
аэродинамической тени, а также от геометрии здания и его стен.
Величина давления в той или иной точке здания, кроме того, зависит от
скорости ветра.
Исследования показывают, что если величину давления в данной
точке относить к скоростному давлению невозмущенного потока перед
зданием (такую относительную величину называют аэродинамическим
коэффициентом), то для геометрически подобных зданий значения
аэродинамических коэффициентов остаются неизменными.
Аэродинамические коэффициенты зданий получаются путем продувки
геометрически подобных моделей в аэродинамических трубах. Значение
аэродинамических коэффициентов остается неизменным при изменении
скорости ветра и масштаба модели, поэтому в отнош ении критерия
Рейнольдса явление считается автомодельны м.
Величина скоростного напора, создаваемого ветром
Р ,= к Ц -р , н/м2,
(61)
где он- скорость ветра, м/с; К - коэффициент аэрации, определяется
опытным путем и зависит от положения здания к направлению
господствующего ветра.
При расположении здания под прямым углом коэффициент аэрации
с наветренной стороны К = 0 ,8-s-O,85, с подветренной стороны
К}
= - 0,45, при расположении здания под углом 60° соответственно К — 0.7
и К / = — 0,35, под углом 45° К = - 0,55 и К/ = - 0,3. Общий
перепад давления, создаваем ы й ветром , будет равен сумме давлений
р„ = рн ~(~рп) ~ р„+ р„, н/м .
(62)
Рис.28. Действие ветра на здание
При одновременном и совместном действии теплового
вого напора общая величина естественной тяги
Ре = Рт + Рп '
и ветро­
(63)
Скорость движения воздуха в вентиляционном проеме в наиболее
узком сечении струи определяется по формуле
62
(64)
где р - плотность воздуха.
Площадь проема, через который должен пройти
объем воздуха, определяется по формуле
необходимый
(65).
где L - объем воздуха, проходящего через проем, м 3/с;
и - коэфф ициент расхода; при откры ты х ка 90° створках jli= 0.65.
на 30'' - ц=0,32.
Так как скорость ветра изменяется от нуля (штиль) до значительных
величин, то принято при определении площади проемов F учитывать
только величину теплового напора,
Если
величина
вентиляционны х
проемов
получается
больш ой и
конструктивно
осущ ествить
такую
площ адь
невозм ож но, тогда прим еняется
естественная
и искусственная
вентиляция.
Вентиляторы. Вентиляторами
называют
воздуходувные
машины,
предназначенные для подачи воздуха или другого газа
при потерях
давления в воздухопроводах, не превышающих 15000 Н/м".
Воздуходувные машины, рассчитанные на большие давления и
называемые воздуходувками и компрессорами, существенно отличаются от
вентиляторов по конструкции, и здесь не рассматриваются. Наиболее
распространены вентиляторы центробежные (радиальные) и осевые. В тех и
других давление создается в результате закручивания и сжатия воздуха
вращающимся колесом. Более подробно вентиляторы рассмотрены в главе 11.
63
9. КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ ВОЗДУХООБМЕНА
Как уже отмечалось, перемещение воздуха для осуществления
воздухообмена производится за счет механической работы вентиляторов
(механическая вентиляция) или за счет разности весов столбов
внутреннего и наружного воздуха, а также за счет действия ветра
(естественная вентиляция).
Механическую вентиляцию иногда называют искусственной.
Вентиляция может быть общей и местной.
Местная вытяжная вентиляция предназначена для улавливания у
источника возникновения загрязненного воздуха, что предотвращает
распространение вредностей по помещению, перемешивание и загрязнение
больших объемов воздуха.
Местная вытяжная вентиляция (местные отсосы) имеет целью удалить
из помещения большую часть вредностей, с тем чтобы возможно меньше их
поступало на разбавление (на тепло- и массообмен) с приточным воздухом.
Поэтому местные отсосы, по существу, не являются собственно вентиляцией.
Местная вытяжная вентиляция должна также по возможности
ограничивать
зону
распространения
вредностей.
Это
достигается
устройством жестких или воздушных преград. Улавливание вредностей
производится посредством местных отсосов: простых, когда улавливание
ограничивается одним отсасыванием загрязненного воздуха, и с поддувом,
когда направленной струей воздуха подгоняют вредности к месту, где они
подхватываются отсосом, - передувки. В ряде случаев целесообразно места
выделения вредностей изолировать завесами или укрытиями, из которых и
отсасывается загрязненный воздух.
Не
всегда
представляется
возможным,
а
иногда
и
целесообразным
полностью уловить вредность на месте ее возникнове­
ния. Тогда часть загрязненного воздуха, не уловленного местным отсосом,
разбавляют приточным
воздухом до допустимых температур или
концентраций.
Местные отсосы могут быть подразделены на:
а) отсосы закрытого типа, когда источник
загрязненного воздуха
находится внутри приемника местного отсоса, например вытяжные
химические шкафы и т.д.;
б) отсосы полузакрытого типа;
в) отсосы открытого типа, когда отсос находится на некотором
расстоянии от источника.
Местные отсосы особенно эффективны при улавливании вредных
паров, газов и пыли.
При местной вытяжной вентиляции роль
приточной вентиляции
сводится к компенсации количества воздуха,
удаляемого местными
отсосами, если этого достаточно,
чтобы снизить концентрацию той части
64
вредности, которая не уловлена местным отсосом. В противном случае
количество притока должно быть соответственно увеличено.
О бщ ая вентиляций устраивается в тех случаях, когда невозможно и
нецелесообразно применение местных отсосов вследствие громоздкости их
конструкций, существенно затрудняющих обслуживание и наблюдение за
ходом технологического процесса, или когда местный отсос не дает
значительного сокращения воздухообмена и преимуществ в санитарноги ги ен ичес ком отн оше н ии.
При общей, или, как часто ее называют, общеобменной, вентиляции,
когда вредность токами воздуха может распространяться по всему
помещению, роль притока заключается в том, чтобы вредность разбавить или
растворить до допустимых нормами концентраций.
Для осуществления общей вентиляции в зависимости от конкретных
условий могут быть применены: рассеянный приток с рассеянной или
сосредоточенной вытяжкой или сосредоточенные приток и вытяжка (под
сосредоточенным понимается такой приток или вытяжка, когда весь
расчетный объем воздуха подается из одной, двух точек).
Кроме местной вытяжной вентиляции, иногда устраивается местная
приточная вентиляция в виде воздушных душей, воздушных оазисов.
Воздушным душем называют струю воздуха определенных параметров,
направленную непосредственно на человека. Посредством воздушного душа
представляется возможным в границах струи создать воздушную среду,
отличную от воздуха в остальном помещении.
Воздушным оазисом является пространство, ограниченное снизу и с
боков стенками и открытое сверху, затопляемое прохладным воздухом в
среде перегретого воздуха.
Местный приток применяется в виде так называемых воздушных завес
(у ворот, у печей, у разного рода ванн и пр.) и имеет целью или создать
воздушную перегородку, или изменить направление потоков загрязненного
воздуха, направляя их, например, к вытяжным отверстиям.
Ранее было сказано, что производственное помещение можно
рассматривать как воздушный бассейн, в котором имеются самые
разнообразные и часто не имеющие определенной формы потоки,
порождаемые оборудованием и производственными процессами.
На
эти
потоки
нужно
так
воздействовать
струями
вентиляционного воздуха, чтобы в результате взаимодействия
получить
заданные параметры воздуха:
температуру, относительную влажность,
скорость движения и концентрацию вредностей.
Таким образом, вентиляционный процесс по
своему
существу
представляет взаимодействие струй
естественных,
вызываемых
технологическими процессами, и организованных
струй подаваемого
воздуха.
Если в помещение нагнетать воздух, то в нем устанавливается некоторое
избыточное давление. При установившемся состоянии это давление будет
иметь такое значение, которое обеспечивает истечение всего поступающего в
65
помещение воздуха через специально предусмотренные отверстия или
через случайные
щели и неплотности во внешних ограждениях. Это
приточная вентиляция с нерегулируемым удалением загрязненного воздуха.
Аналогичное явление будет иметь место при отсасывании воздуха из
помещения.
При
этом
в помещении
устанавливается некоторое
пониженное давление (разрежение), за счет которого через щели и
проемы снаружи и из соседи их помещений будет присасываться воздух
взамен отсасываемого в том же
объеме. Это вытяжная вентиляция с
нерегулируемой подачей воздуха.
В
известных случаях
этот воздух
может оказывать
неблагоприятное действие. Например, если бы в помещения с большим
выделением водяных паров стал проникать холодный наружный воздух,
то, смешиваясь с внутренним
теплым и влажным, он создавал бы
туман. Если приток воздуха снаружи или из соседних помещений по
своим качествам удовлетворяет
гигиеническим требованиям, то им
пользуются, заменяя общую
приточную вентиляцию (механическую)
естественным притоком.
Неорганизованные приток и вытяжка во многих случаях не
желательны вследствие случайных мест подачи и удаления воздуха и
случайных его параметров. В тех случаях, когда и приток
к вытяжка организованы, вентиляцию называют приточно-вытяжной.
В некоторых случаях в помещении специально поддерживается
некоторое избыточное давление для исключения проникновения в него
вредностей из других соседних помещений.
66
10, Э ЛЕМ ЕН ТЫ ВЕНТИ Л ЯЦ И О Н Н Ы Х С И С Т ЕМ
Вентиляционная система - это совокупность устройств для
обработки, транспортирования, подачи и удаления воздуха.
Приточные
системы
вентиляции
состоят
из
следующих
конструктивных элементов;
1 ) воздухоприемного устройства, через которое наружный воздух
поступает в систему;
2 ) приточной
камеры, в которой размещаются предназначенные
для соответствующей обработки воздуха устройства (для изменения
влажности, температуры и для очистки воздуха от пы ли), а также
вентилятор с электродвигателем;
3)сети воздуховодов, по которым воздух от вентилятора на­
правляется в отдельные помещения;
4) приточных отверстий или насадков, через которые поступает
воздух;
5) жалю зийных решеток или сеток, устанавливаемы х при выходе
воздуха из приточных отверстий;
6 ) регулирующих
устройств (дроссель-клапанов
или задвижек),
устанавливаемы х в воздухоприемных отверстиях и на ответвлениях
воздуховодов;
7) воздуховодов и других устройств, предназначенных для удаления
загрязненного воздуха из помещений в атмосферу.
Вытяжные системы с механическим побуждением состоят из
следующих конструктивных элементов:
1 ) вытяж ных отверстий, снабженных ж алю зийны ми реш етками
или сеткам и, через которые удаляется воздух из помещений;
2 ) воздуховодов,
по
которым
воздух,
удаляемый
из
помещений, транспортируется в вытяжную камеру;
3) вытяжной
камеры,
в которой
устанавливается
вентилятор
с электродвигателем;
4 ) устройств для очистки воздуха,
если таковые необходимы
(очистка удаляемого воздуха применяется при особом загрязнении
воздуха или при подаче воздуха на рециркуляцию):
5) вытяжной
шахты,
через
которую воздух удаляется в
атмосферу;
6 ) регулирующих устройств (дроссель-клапанов или задвиж ек).
Отдельные установки организованной вентиляции могут не включать
всех вышеуказанных элементов. Например, приточные системы не всегда
оборудуются фильтрами и устройствам и для изменения влаж ности
воздуха, а иногда приточные и вытяжные установки могут не иметь сети
воздуховодов. В системах вентиляции с естественным побуждением
отсутствуют вентиляторы с электродвигателями.
Как правило, вытяж ные отверстия долж ны расп олагаться ближе к
местам загрязнения воздуха. В общественных зданиях приточные и
67
вытяжные (в жилых зданиях вытяжные отверстия) располагаю тся на
расстоянии 0,5— 0,7 м от потолка.
Для
регулирования
количества
воздуха,
поступаю щ его
и
удаляемого
через
отверстия,
необходимо
предусматривать
соот­
ветствую щ ие регулирую щ ие устройства.
Наиболее часто в приточных и вытяжных отверстиях устанав­
ливаются
решетки
с
подвижным
жалюзи,
состоящ ие
из рамки, неподвижных решеток и вертикальных подвижных клапановперьев.
К лапаны -перья, установленны е, сзади решетки, приводятся в
движение шнуром, прикрепленным к ручке.
Е^оздуховоды изготовляются из различных материалов и имеют
различные формы поперечного сечения (прямоугольное, круглое и др.).
Независимо от материала и конструкции каналов наибольшее значение
имеет состояние внутренней поверхности канала, количество изгибов и
форма перехода от одного сечения к другому, так как от этого зависит
величина сопротивления движению воздуха в каналах. При гладких
поверхностях
обеспечивается
меньшая
величина
сопротивления
движению воздуха и, кроме того, более легкая очистка стенок каналов от
пыли.
Воздуховоды
должны
быть
малотеплопроводными,
воздухо­
непроницаемыми, огнестойкими и в некоторых случаях иметь нормируемое
электрическое сопротивление для предотвращения появления статического
электричества высоких потенциалов.
Наиболее рациональной формой сечения воздуховодов является та,
которая при одинаковой их площади имеет минимальный периметр. Чем
меньше периметр, тем меньше величина сопротивления трению. Таким
образом, наиболее рациональной формой сечения воздуховодов следует
считать круглую, затем квадратную и прямоугольную. Прямоугольная
форма сечения является в отношении сопротивления трению наименее
выгодной, но она более удобна в строительстве, так как дает возможность
осуществить лучшую увязку со строительными конструкциями.
При внутренних капитальных стенах вертикальные каналы следует
закладывать в толще стен. Минимально допустимый размер
кирпичных
каналов Уг х Уг кирпича. В наружных стенах во избежание конденсации
водяных паров
устраивать вентиляционны е каналы не следует. Если
прокладка каналов в стенах невозможна, применяют приставные
вентиляционные
каналы,
выполняемые
из
шлакоалебастровых,
асбестоцементных или шлакобетонных плит, а также из листовой стали.
Применяются и подвесные каналы.
На чердаках сборные вентиляционные каналы выполняются из
двойных шлакоалебастровых плит с воздушной прослойкой. Чердачные
вентиляционные
короба
могут
изготавливаться
из
гипсовых
перегородочных плит
68
Металлические
воздуховоды
отличаются
наиболее
гладкой
поверхностью и тем самым наименьшим сопротивлением трению. Они из­
готовляются из кровельной стали и применяются, главным образом, в зданиях
пром ы ш л е н но го назначения.
Если в воздухе, транспортируемом по воздуховодам, имеются химически
агрессивные пары или газы, воздуховоды должны изготовляться из
материалов, стойких против вредного воздействия таких паров и газов,
например из керамики, нержавеющей стали, винипласта и пр.
Воздухоприемные устройства следует располагать таким образом,
чтобы поступающий в них наружный воздух по возможности не был
должно быть увязано с архшектурой здания.
Чтобы предназначенный для вентиляции воздух был достаточно чист,
необходимо располагать воздухоприемное устройство на расстоянии 1 0 1 2 м от загрязненных мест (котельных, уборных, столовых и пр.) и
воздухозабор осуществлять не ниже 2 м от поверхности земли. Если
прилегающая
непосредственно
к зданию территория
загрязнена,
воздухоприемные устройства выполняются
в виде отдельно стоящей
шахты, соединенной с камерой подземным каналом. Воздухоприемник рас­
полагаю т на расстоянии не ближе 10 м от вытяжных шахт. Это делают для
того, чтобы при заборе воздуха в зоне выше крыши избежать попадания за­
грязненного воздуха в воздухоприемники.
Возможно забирать воздух и через воздухоприемник, расположенный
рядом с вытяжной шахтой, но при этом вытяжная шахта должна быть
выведена выше воздухоприемника не менее чем на 2,5 м. В промышленных
зданиях
рекомендуется забор наружного
воздуха производить через
боковые ограждения (окна и проемы в стенах).
При механическом побуждении скорость движения воздуха в
воздухоприемных каналах принимают в пределах 2-5 м/с, а в вытяжных
шахтах - 1,5-8 м/с (см.прил.7).
Приточные и вытяжные камеры желательно размещать центрально к
обслуживаемым помещениям. Размеры камер выбираются из условий
возможного размещения вентиляционного оборудования, удобства
производства монтажных работ и обеспечения удобной эксплуатации.
Высота приточных камер должна быть не менее 1 , 8 м; ширина проходов
между оборудованием - не менее 0,7 м.
На рис.29 показаны некоторые элементы систем общеобменной
вентиляции.
О.)
6)
6)
J7TТ 7 ~ т ; \L
т к Л 1!
—
М аслян ы е ф ил ьтры для очи стк и воздуха от пы ли: а- ячейка
м асл яного ф и л ьтра; б - сам ооч и щ аю щ и й ся ф ильтр; 1п оступлен ие зап ы л е н н о го воздуха; 2- в ы х о д очищ енного
воздуха; 3 -дви ж ущ аяся м еталлическая
сетка; 4 - ванна,
заполненн ая м аслом
г
П ы леосадочны е
кам еры ;
а
горизонтальная с пер его р о д ко й ;
полочная; в - л аби р и н тн о го типа
Ц ен тр о беж н ы й п ы л еотд ел и тель - циклон: а - общ и й вид; д ~
схем а; 1цил и ндрическая часть корп уса, образую щ ая
кольцевое п ростран ств о; 2- труба внутри циклона; 3 кон ическая часть корпуса; 4 - м еталлический зо н т
Т иповая п риточная кам ера КГ1-3 п рои зв од и тел ьн остью 45008500 м /ч: 1- вен ти л ятор; 2-м ягкая вставка; 3-конф узор; 4калори ф ерная секция; 5- соеди н и тел ьн ая секц и я; 6 - секция
ф ильтров; 7- п рием ная секция; 8 - клапан реци ркул яц и он н ого
воздуха; 9 - у тепл енн ы й клап ан наруж н ого воздуха; 10 гер м етич еская дверь; 11 - в иброизоли рую щ ее осн ов ан и е
Вы тяж ная
кам ера
из
пустотелы х
гипсовы х плит с осевы м вентилятором :
1-дверка.
2-ш ахта,
3-клап ан,
4воздухопроводы : 5 -о сево й вентилятор
Рис.29. Элементы систем общеобменной вентиляции
70
И . ВЕ Н Т И ЛЯТ О РЫ
В качестве побудителей движения воздуха в основном используются
вентиляторы, в некоторых случаях могут применяться эжекторы и другие
устройства.
Вентилятор
представляет
собой
механическое
устройство,
предназначенное для перемещения воздуха по воздуховодам систем
кондиционирования и вентиляции, а также для осуществления прямой
подачи воздуха в помещение либо отсоса из помещения, и создающее
необходимый для этого перепад давлений (на входе и выходе вентилятора).
По конструкции и принципу действия вентилятопf.r целятся на осевые
(аксиальные),
радиальные
(центробежные)
и
диаметральные
(тангенциальные).
В зависимости от величины полного давления, которое они создают
при перемещении воздуха, вентиляторы бывают низкого давления (до 1 кПа),
среднего давления (до 3 кПа) и высокого давления (до 1 2 кПа).
По направлению вращения рабочего колеса вентиляторы могут быть
правого вращения и левого вращения (колесо вращается против часовой
стрелки).
В зависимости от состава перемещаемой среды и условий
эксплуатации вентиляторы подразделяются на:
- обычные — для воздуха (газов) с температурой до 80°С;
- коррозионностойкие — для коррозионных сред;
- термостойкие — для воздуха с температурой выше 80°С:
- взрывобезопасные — для взрывоопасных сред;
- пылевые - для запыленного воздуха (твердые примеси в количестве
более 1 0 0 мг/м3).
По
способу
соединения
колеса
(ротора)
вентилятора
и
электродвигателя вентиляторы могут быть:
- с непосредственным соединением с электродвигателем;
- с соединением на эластичной муфте;
- с клиноременной передачей;
- с регулирующей бесступенчатой передачей.
По месту установки вентиляторы делят на:
- обычные, устанавливаемые на специальной опоре (раме, фундаменте
и т.д.);
- канальные, устанавливаемые непосредственно в воздуховоде;
- крышные, размещаемые на кровле.
Основными характеристиками вентиляторов являются следующие
параметры: •
- расход воздуха, м 3/ч;
- полное давление, Па;
- частота вращения, об/мин;
- потребляемая мощность, затрачиваемая на привод вентилятора, кВт;
71
- КПД - коэффициент полезного действия вентилятора, учитывающий
механические потери мощности на различные виды трения в рабочих органах
&<г<лтш\%тор&,
потери ft результате утечек чср^
и
аэродинамические потери в проточной части вентилятора;
- уровень звукового давления, дБ.
1 ! Л.Ц ентробеж ны е вентиляторы
Обычный центробежный вентилятор (рис.30) состоит из трех основных
частей; рабочего колеса с лопатками (иногда называемого ротором),
улиткообразного кожуха и станины с валом, шкивом и подшипниками.
Рис.30. Центробежный вентилятор: а - общий вид; б - колесо
вентилятора
Работа центробежного вентилятора заключается в следующем: при
вращении рабочего колеса воздух поступает через входное отверстие в
каналы между лопатками колеса, под действием центробежной силы
перемещается по этим каналам, собирается спиральным кожухом и на­
правляется в его выходное отверстие. Таким образом, воздух в цен­
тробежный вентилятор поступает в осевом направлении и выходит из него в
направлении, перпендикулярном оси.
Центробежные вентиляторы различают по направлению вращения
колеса. Если смотреть со стороны, противоположной входному отверстию,
то вентилятор, в котором рабочее колесо вращается по часовой стрелке,
называется вентилятором правого вращения, а против часовой стрелки —
левого вращения.
Колесо вентилятора должно вращаться всегда по ходу разворота
спирального (улиткообразного) кожуха, так как при обратном вращении
колеса производительность вентилятора резко (примерно на 70— 80%)
уменьшается, но реверсирование, т.е. изменение направления движения
воздуха не происходит.
Вентилятору присваивается номер, соответствующий диаметру колеса,
выраженному в дециметрах. Так, например, вентилятор № 5 имеет наружный
диаметр рабочего колеса 5 дм (500 мм), № 3 — 3 дм (300 мм) и т. д.
72
В настоящее время центробежные вентиляторы выпускаются про­
мышленностью сериями с колесами от 2 0 0 (№ 2 ) до 1 0 0 0 (№ 1 0 ) через каждые
1 0 0 лш и от 1 0 0 0 до 2 0 0 0 (№ 2 0 ) через 2 0 0 мм.
Центробежные вентиляторы одной и той же серии и номера изго­
товляются с кожухами, имеющими различное направление выхода воздуха
(вверх, вниз, вправо, влево). Кожух с расположением выходного отверстия
вверх обозначается буквой В, вниз — Н, вправо — П, влево— Л. Возможны
промежуточные положения (под углом к горизонту 45°): ВЛ, ВП, НЛ и НП.
В системах вентиляции находят широкое применение центробежные
вентиляторы низкого и реже среднего давления. Центробежные вентиляторы
высокого давления применяют для пневматического транспорта и других
производственных целей.
11.2.Осевые вентиляторы
/ j
Рис.31.Осевой вентилятор типа ЦАГИ серии МЦ; 1- обечайка; 2- втулка; 3лопасти рабочего колеса; 4- элетродвигатель
Простейший осевой вентилятор ЦАГИ серии МЦ (рис.31) состоит из
рабочего колеса, закрепленного на втулке и насаженного на вал
электродвигателя, и кожуха (обечайки), назначение которого создавать
направленный поток воздуха. При вращении колеса возникает- движение
воздуха вдоль оси вентилятора, что и определяет их название.
Внутренний диаметр кожуха (обечайки) осевого вентилятора немного
больше диаметра •колеса. Зазор, который, образуется между кожухом и
колесом, не должен превышать 1,5% длины лопатки, так как большой зазор
резко ухудшает аэродинамические качества вентилятора.
Осевой вентилятор по сравнению с центробежным создает при работе
больший шум и не обладает способностью преодолевать при перемещении
воздуха большие сопротивления, В жилых и общественных зданиях осевые
вентиляторы следует применять для подачи больших объемов воздуха, но
только если не требуется давление выше 15-200 Па (0,15-0,20 кИ/м2 ).
73
Вентиляторы серии МЦ изготовляются от № 3 до № 12 включительно и
широко применяются в вытяжных системах вентиляции общественных и
п ро изводст ве н н ы х зда н ий.
В современных осевых вентиляторах на входе может быть установлен
направляющий лопаточный аппарат (НА), а на выходе, за колесом (К),
помимо осевого диффузора — спрямляющий лопаточный аппарат.
Лопатки этих аппаратов могут конструироваться подвижными и тогда
путем изменения углов их установки можно обеспечивать регулирование
расхода,
1 1.3Д и ам етр ал ьн ы е
вентиляторы
В
последние
годы
стали
распространяться
предложенные
еще в конце прошлого века поперечно-проточные или диаметральные
вентиляторы.
Диаметральный вентилятор (рис.32) представляет собой колесо
центробежного типа, с загнутыми вперед лопатками, частично заключенное в
коленообразный кожух.
Рис.32. Схема действия
диаметрального вентилятора
Рис.33. Диаметральный вентилятор с
направляющим аппаратом
При вращении колеса образуется вихревое несимметричное поле,
вызывающее течение в направлении диаметра. При этом поток двухкратно
проходит через вращающуюся решетку колеса.
Более эффективны диаметральные вентиляторы с расположенным
внутри колеса направляющим аппаратом (рис.33).
Ввиду возможности обеспечивать при простоте конструкции большие
осевые размеры колес, диаметральные вентиляторы могут иметь значительно
большие по сравнению с центробежными и осевыми производительности, а
ввиду двухкратно получаемого от лопаток импульса - значительно большие
давления.
Их уже успешно применяют для создания воздушных завес, обдувания
в электронно-вычислительных машинах и т. д.
В связи с неизбежностью существования циркуляционной зоны к.п.д.
диаметральных вентиляторов, вероятно, должен быть несколько ниже, чем у
центробежных и осевых.
74
В настоящее время разработано несколько типов диаметральных
вентиляторов н продолжаются исследования по уточнению физических основ
образова н ия д иа метрал ьно го те че н ия .
11 .4.Крышные вен гнля горы
Вентилятор любого типа — центробежный, осевой или диаметральный,
расположенный на вертикальной оси п приспособленный для отсасывания
или подачи воздуха через отверстие в кровле, получил название крышного
вентилятора, Крышные вентиляторы предназначаются главным образом для
систем
вытяжной - бессетевой
вентиляции
производственных
и
общественных зданий.
Крышные вентиляторы представляют собой вентиляционные агрегаты,
приспособленные для установки вне помещений на бесчердачном покрытии
производственных и общественных зданий вместо большого количества
вытяжных шахт или аэрационных фонарей. В отличие от обычных
вентиляторов, они выполняются с осевыми или с центробежными рабочими
колесами, вращение которых происходит в горизонтальной плоскости на
вертикальных валах (рис.34).
Рис.34. Крышные вентиляторы
а — центробежный КЦ-4-84; о — осевой ЦЗ-04; 1 — входной патрубок; 2 —
рабочее колесо; 3 — электродвигатель, 4— подшипники; 5 — кожух;
6— железобетонный стакан; 7 —-предохранительная решетка; # — лю к;9 — самооткрывающийся клапан
Осевые крышные вентиляторы.
как правило, следует применять
только для децентрализованных установок
общеобменной
вытяжной
вентиляции без сети воздуховодов, Центробежные крышные вентиляторы
могут применяться для установок общеобменной вытяжной вентиляции как
без сети, так и с сетью воздуховодов. Кроме того, их можно использовать для
удаления воздуха от местных укрытий, если не требуется предварительной
очистки воздуха и если температура его не превышает 60— 70° С.
В настоящее время промышленность выпускает крышные вентиляторы
производительностью от 3000 до 45000 м 3/ч при окружной скорости
центробежных вентиляторов до 25 ль с и осевых не выше 50 м 1с.
При повышенных требованиях к бесшумности вентиляционных уста­
новок следует применять преимущественно крышные центробежные
вентиляторы, а не крышные осевые.
Крышные вентиляторы должны получить широкое применение в про­
мышленности. При установке вентиляторов в бесчердачном покрытии
производственных помещений можно легко регулировать воздухообмен
путем выключения некоторых из вентиляторов, уменьшается длина воз­
духоводов и их сопротивление, требуется меньшая установочная мощность
электродвигателей, сокращается расход электроэнергии и снижаются общие
затраты на устройство вентиляции.
И .5.С равнение вентиляторов
Центробежные
вентиляторы
предпочтительно
применять
для
подачи воздуха при значительных давлениях, а осевые — для
подачи относительно больших объемов воздуха при
небольших
давлениях.
По сравнению с центробежными вентиляторами осевые имеют сле­
дующие преимущества
конструктивного
характера: меньшая масса,
компактность, возможность непосредственного включения в сеть воз­
духопроводов и реверсивность (при симметричном профиле лопаток).
Ориентировочно границу между областью применения центробежных
и осевых вентиляторов определяет величина критерия быстроходности пу.
При Пу < 100 обычно выбирают центробежные, а при пу > 1 0 0 — осевые
вентиляторы.
Следует заметить,
что работа всяких
вентиляторов всегда
сопровождается большим или меньшим шумом. По этим соображениям в
жилых помещениях, школах, больницах, театрах и т. д. не рекомендуется
применять вентиляторы при окружных скоростях более 25 м/с. Тогда
центробежные вентиляторы обычного типа должны развивать давление не
более 300— 1000 Н/лГ, а осевые — не более 100— 150 И/м2'.
Уменьшить шум работающих вентиляторов можно путем тщательной
балансировки колес, применением скользящих подшипников, тщательной
затяжкой креплений, при устройстве упругих фундаментов и прокладок,
установке звукопоглотителей и т.д.
Осевые вентиляторы по сравнению с центробежными часто имеют
больший к.п.д. (нет потери давления на поворот потока), они реверсивны и
более компактны, их мощность, как правило, мало зависит от изменения
производительности. Такие вентиляторы удобно регулировать поворотом
лопаток. Их целесообразно применять для проветривания помещений,
76
вентиляции шахт, тоннелей, т. е. для подачи больших объемов воздуха при
малых противодавлениях.
Центробежные вентиляторы могут развивать значительно большее
давление, и применяются они в сложных вентиляционных установках, в
системах пневматического транспорта, котельных установках, в качестве
тяго-дутьевых устройств и т. п.
П .б.П олны с характеристики вентиляторов
Характеристика вентилятора графически
выражает
связь между
основными параметрами его работы.
Полная характеристика вентилятора при постоянной угловой скорости
(co=const) выражает зависимость между производительностью L, с одной
стороны, давлением р, мощностью N и к. п. д. г] — с другой стороны.
Наиболее важна кривая зависимости между
давлением и производительностью р — L — так
называемая характеристика давления вентилятора
(напорная
характеристика),
Все
упомянутые
зависимости (р—L, N— L и г\—L) обычно строятся
на одном графике в соответствующих масштабах,
причем L откладывается по оси абсцисс, а р, N и г}
— по оси ординат (рис.35).
Рис.35, Полная
Полные характеристики вентилятора весьма
характеристика
наглядно отражают особенности их работы и
вентилятора
позволяют подобрать для данного воздухопровода
наиболее экономичный вентилятор.
При современном состоянии аэродинамики получить расчетным путем
достаточно точную характеристику вентилятора затруднительно и поэтому
характеристики строятся на основе данных испытаний.
Полную характеристику, ввиду сложности этой операции, обычно
снимают в лабораторных условиях с использованием специальной
аппаратуры.
В справочной литературе приводятся характеристики
вентиляторов только в рабочей зоне, ограниченные сверху зоной
устойчивости, а снизу - значением к.п.д., величина которого не должна быть
менее 0 ,6 .
1 1.7. Подбор вентиляторов
Вентиляторы подбираются по их аэродинамическим характеристикам.
Характеристики вентиляторов выражают зависимость между L, п и. Р,
где L— производительность вентилятора; п — число оборотов вентилятора
в 1 мин; и — окружная скорость в м/с, Р - давление, Па.
Полное давление р, по которому подбирается вентилятор, расходуется
на преодоление сопротивления всасывающей и нагнетательной сети и на
77
создание динамического
определяется по формуле
давления
на выходе
из
канала.
Величина р
р = X р* +L р»*'+
Динамическое давление обычно определяется (с некоторым запасом)
по скорости в нагнетательном патрубке вентилятора.
Окружную скорость определяют по формуле
Ttdn
j
{/11 \
и = ---- м/с,
(67)
60
где d - диаметр колеса вентилятора в м.
Окружная
скорость
вентилятора
ограничивается
предельно
допустимым уровнем шума. На рис.36 дана характеристика центробежного
вентилятора Ц4-70 № 5.
При выборе типа и номера вентилятора следует учитывать, что к.п.д.
вентилятора должен быть наиболее высоким, окружная скорость в пределах
допустимой из условия относительной бесшумности работы вентилятора, а
число оборотов, позволяющее осуществить соединение вентилятора по
возможности на одном валу с электродвигателем.
Ц
3
•
5
6
1 В 9 Ю
п
16 1в20~!:
Средняя скорость на быхлопе
U* 0.5
Г
2
3
Ч 5 6 5 Ю
20 даПа
Ачнаническое доШпае *о быхропс
Рис.36.Характеристика вентилятора Ц4-70 №5
На
заданную
производительность
вентиляционной
установки
принимают запас в пределах до 1 0 % на возможные дополнительные потери
или подсос воздуха в воздуховоды. Характеристики вентиляторов приведены
в прил. 1 1 .
78
11,8. Подбор двигателей к вентиляторам
Требуемая мощность электродвигателя для вентилятора определяется
по формуле
.V = --------- —------ — кВт,
3600 • 102
где
L - производительность вентилятора в м 3/ч;
р - давление, создаваемое вентилятором, в к Г/м";
102 ~ коэффициент перевода кГм/с в кВт;
ijG—к.п.д. вентилятора, принимаемый по его характеристике;
t]pn - к.п.д. ременной передачи, при клиноременной передаче равный
0,95 при плоском ремне 0,9;
?]дб- к.п.д. двигателя, равный 0,95.
В единицах измерения СИ
N=
- ^ —— кВт.
3600
Здесь р измеряется в кН/м2.
Установочная мощность электродвигателя определяется по формуле
Л _ = aN ,
где а - коэффициент запаса мощности.
Иногда полезная мощность, передаваемая вентилятором воздушному
потоку, определяется по формуле
А"' = - ^ ~ ,
!" п
1000
где
L - производительность, м /с \
р - давление, Н/м2;
N -мощность, кВт.
Мощность двигателя должна быть больше, так как имеют место потери
на трение в самом вентиляторе ц, на валу rjB, в передачах г|п. С учетом вех
потерь расчетная мощность Np будет равна
N
= ------ ^ -------- К .
(6 8 )
р \000rjrjJJ,,,,
где К - коэффициент запаса мощности, принимаемый - 1 , 1 .
Определив установочную мощность, подбирают по прейскуранту
тип электродвигателя, который зависит от условий эксплуатации (наличие
пыли, газов, категория пожаро- и взрывоопасности: помещения).
L, р и N для любого
вентилятора зависят от числа оборотов
вентилятора.
Производительность
вентилятора прямо пропорциональна
числу оборотов колеса
h- = i!L
L п
Полное давление, создаваемое вентилятором,
квадрату числа оборотов колеса:
79
пропорционально
E l = ?L
P
rr
Расходуемая мощность пропорциональна кубу числа оборотов колеса
^ Д .
N
Используя эти
ременной передаче.
соотношения,
80
/?■'
подбирают
размер
шкивов
при
12.РАБОТА В ЕНТИЛЯТОРОВ В СЕТЯХ
1 2 . 1 .Эпюра давления
в сетях
Из рассмотрения характеристик можно заключить, что одни
и те же вентиляторы при неизменной угловой скорости могут
иметь
различную
производительность
и
развивать
различные
давления, зависящие не только от свойств вентиляторов и угловой
скорости, но и от присоединяемых к ним сетей.
При
перемещении
воздуха по воздухопроводам требуется
преодолевать потери давления на трение и в местных сопротивлениях (к
местным сопротивлениям относится и потеря динамического давления при
выходе из воздухопровода ^ и^1Х), а также разность давлений в местах
всасывания и нагнетания, если таковая имеется)
(69)
Р = Р«с + P „ a r „ + ( P , t - P « ) i
где р вс - потери давления в линии всасывания;
Ртгн - потери давления в линии нагнетания;
р н - давление после выхода из сети;
р в - давление перед входом в сеть.
При этом
P<t i =P,nn«+ PuL„
Рмагн
=Ртр^ +P . U •
'
С70)
(7 1)
Разность давлений (рн — рв), величина которой не зависит от расхода
через сеть, называется гидростатической составляющей давления.
Давление вентилятора определяется суммарной потерей давления в
сети и не зависит от соотношения величины потерь в линиях всасывания и
нагнетания. Величина потерь на нагнетании не ограничена, а на
всасывании, как известно, она не может быть больше 100000 Н/м~ (1 атм).
Для
вентиляторных
установок
гидростатическую
составляющую
приходится учитывать при естественной тяге и при создании подпора, но в
большинстве случаев она ничтожна и ею пренебрегают.
Работа вентилятора в сети становится нагляднее, если проследить
распределение давлений при помощи построения эпюр давлений.
Рассмотрим построение эпюр давлений в простом всасывающенагнетательном воздухопроводе, когда на входе и на выходе давление
равно
атмосферному
(рис.37).
Откладываем
давление
меньше
атмосферного (разрежения) вниз от осевой линии, а давление больше
атмосферного (избыточные) - вверх.
Давление перед вентилятором (на эпюре откладывается вниз) будет
равно потере давления во всасывающем воздухопроводе, уменьшаясь до
нуля в начальном сечении всасывания. Давление непосредственно за этим
сечением всасывания выражается потерей давления на входе.
81
jr^j
____ _
)}-------—-----^
Давление
за
вентилятором
(откладывается вверх) будет равно потере
давления в нагнетательном воздухопроводе. В
сечении выхода оно выражается потерей
давления на выход, характеризуемой Q=\, т. е.
значением динамического давления.
Рис.37. Эпюра полных давлений
в простом воздухопроводе
Отсюда следует, что эпюры давлений для одного и того же
воздухопровода будут разными в зависимости от расположения его на
линии всасывания или нагнетания. Аналогично рассмотренной выше
эпюре полных давлений можно построить эпюры динамических и
статических давлений~
Динамическое давление как во всасывающем, так и в нагнетательном
воздухопроводах имеет положительное значение и откладывается на
эпюре вверх. Статическое давление, как известно, является частью полного
давления, образуя его в сумме с динамическим давлением, т. е.
Рш=Р-Р*ин(72)
В нагнетательном воздухопроводе избыточное полное и ди­
намическое давления положительны (их эпюры строятся над осевой
линией), а потому избыточное статическое давление будет меньше
полного давления.
Во всасывающем воздухопроводе избыточное полное давление
отрицательное, а динамическое — положительное, в связи с чем
избыточное статическое давление получается больше избыточного
полного давления
Ра» = - Р - ( + Р ,,„ „ ) = - р - Л »
= - { Р + Р »„и )-
(73)
Однако если отсчет вести не от атмосферного давления, а от
абсолютного разрежения, то как во всасывающем, так и в нагнетательном
воздухопроводах абсолютное значение полного давления окажется больше
статического.
Пример. Построить
эпюры
полных,
динамических и
статических давлений
для
простого всасывающе-нагнетательного
воздухопровода (рис.38) по следующим данным: L = 720 м 3/ч = 0 , 2 м 3/с, р =
1 , 2 кг/м \ F,=F 2 =F 3 =0,02 м \ F 4 = 0,04 м \
Суммарные потери давления в трубопроводе принимаем на
всасывающей линии рп^ = 100 Н/м и на нагнетательной рп = 150 Н/м2.
Подсчет давлений в сечениях, произведенный по формулам
Р „ , = Рп ± Л ,„ „ .
сведен в табл. 1 0 .
82
Рои,. =
2
И U = -^
F
Т а б л и ц а 10
Сечения
/ ’, Н/лг
и, м/с
р<иш, н /л г
Рспи Н/лГ
всас.
2 нагн.
-100
+ 150
0
10
10
10
10
0
+61
-61
+61
-161
+61
+89
+61
4
15
5
+ 15
-11
0
0
1
0
0
0
3
50
О
-4
W
г^ ^ щ ц ]
2
11
tSS 5 uu7p)
Рис.39. Эпюра давлений в
разветвленном воздухопроводе
Зпюра дцрциишких
лшшшннНШТТШШага
Соответствующие эпюры давлений
построены в масштабе на рис.38.
Интересно отметить, что перед диф­
фузором в нагнетательном воздухо­
проводе (сечение 3) статическое
Рис.38. Эпюра давлений в
получилось
давление
воздухопроводе
(меньше
отрицательным
атмосферного).
Это означает, что через отверстие, проделанное в этом месте
нагнетательного воздухопровода, воздух будет подсасываться, а не
выходить из него.
Этим
обстоятельством
пользуются
при
конструировании
загрузочных воронок нагнетательного пневмотранспорта, создавая здесь в
воздухопроводе статическое разрежение, чтобы предотвратить выбивание.
Аналогичным *путем можно построить эпюры полных давлений в
разветвленных воздухопроводах, исходя из условия равенства полных
давлений ветвей в узлах (рис.39).
Зпюра статических
da&tma (Рст'Р-Рдии)
12.2. Определен не производительности вентилятора
Если на характеристику давления вентилятора, построенную при
постоянной угловой скорости в координатах р —L, наложить построенную
в тех же координатах и в том же масштабе характеристику сети (рис.40), то
точка пересечения таких двух кривых (рабочая точка) определит давление
и производительность этого вентилятора при работе в данной сети.
Рабочей точке соответствует условие, когда производительность
вентилятора равна расходу воздуха через сеть, а давление, развиваемое
вентилятором, равно потере давления в сети при этом расходе.
Зная производительность вентилятора, по его полной характеристике
легко определить значения N и rj (рис.41).
83
О
L
Рис.40. Наложение характеристик
о
L
Рис.41. Наложение характеристики
сети на полную характеристику
вентилятора
Для этого следует через рабочую точку провести вертикальную
прямую до пересечения ее с кривыми N —L и rj— L, а через точки
пересечения А и В провести затем горизонтальные прямые к шкалам N и ц.
При подборе по универсальным характеристикам, построенным при
переменной угловой скорости, мы решали обратную задачу и по заданной
расчетной точке сети подбирали характеристику вентилятора, определяя
угловую скорость и к.п.д.
Накладывая характеристику сети на универсальную характеристику,
построенную при переменной угловой скорости, можно по точкам
пересечения соответствующих кривых определить производительность
вентилятора при различных угловых скоростях.
Заметим, что при наложении на полную характеристику вентилятора
характеристики сети (рис.41) последняя, пересекаясь с кривой р— L,
может пересечься и с кривыми N — L и т\—L. Точки пересечения с двумя
последними кривыми никакого значения не имеют.
Применяя
графический
метод
наложения
характеристик,
являющийся не только простым и наглядным, но большей частью и
единственно возможным для анализа работы вентилятора в сетях, можно
легко объяснить и разрешить разнообразные и важные в практическом
отношении примеры. Рассмотрим несколько наиболее характерных таких
примеров.
1.Дросселирование сети. Мощность, потребляемая осевыми и
центробежными вентиляторами, с изменением производительности (при
ca^const) изменяется по-разному. Поэтому дросселирование сети также поразному влияет на работу различных вентиляторов и нагрузку двигателей.
Во многих случаях это влияние значительно.
р
I
Рис.43. Влияние неточности расчета
сети
Центробежный вентилятор с возрастающей кривой мощности
(рис.42), работающей на сеть 1, имеет производительность L s с
потреблением мощности А7/.
При
уменьшении
дросселирования
(например,
частичном
отключении сети) новая характеристика сети 2 окажется более пологой,
точка пересечения ее с неизменной характеристикой вентилятора
сдвинется вправо, при этом производительность его возрастет до
а
мощность увеличится до М2 и может оказаться даже больше мощности
установленного двигателя. При увеличении дросселирования сети
производительность вентилятора приблизится к нулевой, что у
центробежных
вентиляторов
будет
соответствовать
наименьшей
мощности. У осевых вентиляторов с падающей кривой мощности, на­
оборот,
при уменьшении дросселирования
мощность
достигает
наименьшего значения, а при увеличении его — наибольшего.
Отсюда следует важное практическое правило, что центробежные
вентиляторы нужно пускать в работу при закрытой задвижке, а осевые (в
подавляющем большинстве случаев) — при открытой.
2.
Неточность расчета сети. Действительные потери давления по
различным причинам могут отличаться от расчетных. С этим связаны
перемещения действительных характеристик сетей по отношению к
расчетным, а у вентиляторов — изменение производительности.
Если сеть рассчитана с запасом или допущена ошибка в сторону
преувеличения
потери
давления
(рис.44),
то
действительная
характеристика сети будет лежать ниже расчетной, точка пересечения ее с
характеристикой подобранного вентилятора переместится
вправо,
вследствие чего производительность увеличится. Если при расчете сети
сопротивления
полностью
не
учтены,
то
действительная
производительность, наоборот, окажется меньше расчетной,
У центробежных вентиляторов, в отличие от осевых, увеличение
производительности приводит к существенному увеличению мощности,
результатом чего могут быть перегрузка и повреждение двигателя,
подобранного без запаса.
Однако из графика видно, что неточность расчета сети может
Рис.42. Влияние дросселирования
сети
85
повлиять на производительность вентилятора только при наличии грубых
ошибок. Нужно отметить, что вентиляторы с крутопадающими
характеристиками по сравнению с вентиляторами, „имеющими более
пологие характеристики или с впадиной, менее чувствительны к
неточностям расчета (рис.44).
Рис.44. Влияние формы
характеристики вентилятора
Рис.45. Влияние герметичности сети
3. Негерметичность сети. Подсос или утечки через неплотности
влияют на характеристику сети, причем у такой сети характеристика
всегда более пологая, чем у герметичной
(рис.45). При подборе
вентилятора
без
учета
негерметичности
сети
принимают
производительность
вентилятора
равной
Ьг.
На
самом
деле
производительность
его
увеличивается
вследствие
влияния
негерметичности до 1иг - L, + AL, а это у центробежных вентиляторов
приводит к увеличению мощности с N? до
= N. + A N .
Очевидно, что избыточная подача у вентилятора будет тем больше,
чем меньше герметичность сети, т. е. в известной мере она будет
восполнять подсосы и утечки. Это до некоторой степени оправдывает
применяемый
на
практике
расчет
сетей
без
учета
влияния
негерметичности, но в таких случаях при установке центробежных
вентиляторов требуется запас мощности.
4. Влияние плотности воздуха. При изменении плотности воздуха
изменяются характеристики сети, если не приводить параметры воздуха к
стандартным условиям (рис.46). На рисунке показана характеристика
вентилятора, которая всегда выполняется применительно к стандартным
условиям (при рс, tc, Рс), и характеристика сети при стандартных условиях.
Режим работы (точка С) характеризуется значениями Lc=10,2 м7с,
Рс~ 1600,0 Па, Rc='15 Н -с2/ м \ При действительных условиях при pi= l,5
кг/м 3 сопротивление сети увеличивается до R|= 18,8, а режим работы (т. 1 )
осуществляется при L2~8,16 и P j= 1250 Па. При снижении плотности
воздуха до р 2= 1 ,1 кг/м 3 работа вентилятора характеризуется точкой 2
86
(L 2~ 1 1,12; p2=1500 Па).
Таким образом, при увеличении плотности воздуха объемный
замеренный расход воздуха (при M -const) уменьшается, сопротивление
сети растет, а расчетные потери
давления (т. Г) уменьшаются.
Р.%я
При уменьшении р объемный
2000
замеренный расход воздуха L
увеличивается, сопротивление
JS0Q
сети снижается и расчетные
4600
потери
давления
(т.2 ')
увеличиваются.
*47-%
Следовательно, происходит
то
искажение результатов, ибо
то
никакие
геометрические
800
параметры сети не изменялись,
и сопротивление сети должно
т
оставаться постоянным.
т
200
с
Рис.46. Влияние плотности воздуха
на режим работы вентилятора
Чтобы использовать характеристики вентиляторов необходимо
результаты расчетов или замеров потерь давления в сетях, расходов
воздуха и сопротивления сетей приводить к нормальным (стандартным)
условиям атмосферы. Перерасчеты производятся по следующим
формулам:
Lc = £ -L \
Р =— Р и ли Рс = ^ { ^ - f P \ R c = — R,
(74)
‘ Рс
Р L
Р
где Lc, рс, Рс, R. - расход, плотность воздуха, потери давления,
сопротивление сети при стандартных условиях; L, р, Р, R - тоже при
действительных условиях.
Рс
П рим ер 1 . При стандартных условиях имеем следующие данные: рс—1,2
кг/м3; LC=T0,2 м 3/с, Rc=15 Н е 1! м8. Потери давления составят РС=Т5'10,22=
1560,6 И/м2, а масса проходящего воздуха МС=Т ,2 ' 10,2=12,24 кг.
П рим ер 2, По результатам замеров и подсчетов получены следующие
результаты
p . = l S : L = ^ L = — 10.2 = 8.1 б м /с\ Л. = — 15 = 18.8 ;
1
' 1 Рх 1 1,5
1.2
М ,= 1,5'8,16= 12,24 кг.
87
Потери давления в сети составят / \
I S. S -в, 16 ^ 1251,S 11а.
При мер 3. При расчетах получены следующие результаты: р 2= 1 ,1 кг/м3;
Ь=1 1,12 м 3/с, R2= 13,75 Н 'с7м х. Определить потери давления в сети и
массовый расход воздуха
1\
*
11
IIP
1,2
10,2
•1 560,6 = 1700 Па,
М2= и - П , 12 = 12.23 кг
Результаты расчетов представлены на рис.46.
И.З.Совметная работа вентиляторов
Необходимость в установке нескольких совместно работающих
вентиляторов может возникнуть при следующих обстоятельствах:
КОдин вентилятор не соответствует заданию, а замена его
большим невозможна.
2. Производительность или давление установленного вентилятора
подвержены резким изменениям.
3. Требуется гарантировать надежность эксплуатации вентилятора
путем создания определенного резерва.
Во всех остальных случаях следует избегать совместной установки
вентиляторов, так как это может снизить экономичность и уменьшить
надежность их эксплуатации.
Совместная работа вентиляторов может быть параллельной или
последовательной.
Если нужно изменить суммарную характеристику так, чтобы резко
увеличился диапазон производительности, то целесообразно применять
параллельное, соединение вентиляторов. Если же требуется изменить
суммарную характеристику с тем, чтобы при той же производительности
резко увеличилось давление, необходимо последовательное соединение
вентиляторов.
В обоих случаях конечным результатом является увеличение
производительности вентиляторов.
При параллельном соединении (рис.47) вентиляторы подают воздух
в общую сеть, причем через каждый вентилятор проходит только часть
общего количества воздуха. В месте соединения потоков установится
некоторое
общее
давление,
а
расход
будет
равен
сумме
производительностей вентиляторов. Отсюда следует, что для построения
суммарной характеристики параллельно соединенных вентиляторов
следует алгебраически складывать их производительность при неизменных
давлениях (рис.48).
88
~L
Рис.47. Схема параллельного
соединения вентиляторов
О
Рис.48. Построение суммарной
характеристики при параллельном
соединении
Случается, что для построения суммарной характеристики
вентиляторов необходимо знать характеристики отдельных вентиляторов
не только в первом, но и во втором квадрантах.
В тех случаях, когда нельзя пренебречь потерями в воздухопроводах,
соединяющих
совместно
работающие
вентиляторы,
надо
перед
суммированием исправить составляющие характеристики р — L, уменьшив
величину давления вентиляторов на потери давления в этих участках ДР
при соответствующих расходах. Такое исправление проще всего
производить
графически,
вычитая
из
ординат
характеристики
вентиляторов
ординаты
характеристик
соединительных
участков
воздухопровода (рис.49); получаем в результате ординаты искомой кривой.
Рис.49. Построение характеристик
с учетом потери в соединительном участке
Частным случаем параллельного соединения вентиляторов являются
центробежные вентиляторы двустороннего всасывания.
При работе в сетях двух одинаковых, параллельно соединенных
вентиляторов их общая производительность Ln . j, определяется графически
по значениям абсциссы точки пересечения суммарной характеристики
(кривая / + / , рис.50) с характеристикой сети. Производительность каждого
вентилятора определяется по его характеристике (кривая /), в зависимости
от величины общего давления совместно работающих вентиляторов рп-и89
При одновременной параллельной работе двух одинаковых вентиляторов
производительность
каждого
равняется
половине
их
общей
п рои з водител ьности.
В случае параллельного присоединения к одному уже работающему
вентилятору другого такого же (что не должно привести к существенному
изменению характеристики сети) общая производительность увеличится
по сравнению с L h но меньше чем вдвое, так как рабочая точка
переместится не по абсциссе, а по квадратичной характеристике сети.
Чп)1
Ц lm
L
Рис.50. Работа в сети двух
параллельно соединенных
одинаковых вентиляторов
Рис.51. Работа в сети двуос
параллельно соединенных разных
вентиляторов
В зависимости от особенностей характеристик параллельно
соединенных вентиляторов (рис.51) и характеристик сетей (кривые а Д в)
общая
производительность
вентиляторов
по
сравнению
с
производительностью одного из них может увеличиться (кривая в),
остаться неизменной (кривая б) или даже уменьшиться (кривая а).
Изменение
производительности •и
давления
при
параллельном
присоединении (или отключении) вентилятора можно определить только
графически — способом наложения характеристик.
При последовательном соединении (рис.52) вентиляторы уста­
навливают один за другим, причем через каждый вентилятор проходит
весь воздух. Примером последовательного соединения могут служить
многоступенчатые вентиляторы.
Для построения суммарной характеристики последовательно сое­
диненных вентиляторов следует алгебраически складывать их давления
при равных производительностях (рис.53). Для построения суммарной
характеристики разных вентиляторов необходимо знать характеристики
отдельных вентилятооов не только в пеовом, но и в четвертом квадрантах.
90
*р
z rx m
Рис,52. Схема последовательного
соединения вентиляторов
J+Z
б
Р
L
Рис.53. Построениехуммарной
характеристики при
последовательном соединении
При работе в сети двух одинаковых последовательно соединенных
вентиляторов общая производительность и давление определяются по
пересечению их суммарной характеристики с характеристикой сети
(рис.54).
Давление одного из совместно работающих вентиляторов р а +щ
определяется пересечением его характеристики с ординатой, проведенной
через точку пересечения суммарной характеристики вентиляторов с
характеристикой сети (но никак не по пересечению составляющих
характеристик вентиляторов с характеристикой сети).
При одновременной последовательной работе двух одинаковых
вентиляторов давление каждого в два раза меньше общего давления. При
последовательном, присоединении
к одному
уже
работающему
вентилятору такого же вентилятора (что не должно привести к
существенному изменению ' характеристики сети)' общее давление
увеличится по сравнению с р,, но не вдвое, так как рабочая точка
переместится не по ординате, а по квадратичной характеристике сети.
Таким образом, давление каждого из последовательно соединенных
вентиляторов окажется меньше, чем давление одного работающего на ту
же сеть вентилятора (/?(1+п < р, ).
Что касается производительности двух одинаковых последовательно
работающих вентиляторов, то , она будет равна производительности
каждого из них
но больше производительности Lj одного
вентилятора при изолированной его работе на ту же сеть.
В зависимости от особенности характеристик последовательно
соединенных вентиляторов (рис.55) и характеристик сети (кривые а, б, в)
общее давление по сравнению с давлением одного работающего
вентилятора 1 может увеличиться (кривая а), остаться неизменным (кривая
б) или даже уменьшится (кривая в).
91
Рис.54. Работа в сети двух
последовательно соединенных
одинаковых вентиляторов
Рис.55. Работа в сети двух
последовательно соединенных
разных вентиляторов
Изменение давления и производительности при последовательном
присоединении (или отключении) вентиляторов, так же как и в случае их
параллельной работы, может быть определено только графически — путем
наложения характеристик. Влияние естественной тяги или какого-либо
другого постоянно действующего фактора на производительность и
давление
может быть рассмотрено по аналогии
с влиянием
последовательно присоединенного вентилятора.
На рис.56 показано изменение давления и производительности
вентилятора под влиянием гидростатической составляющей, зависящей от
какого-либо постоянно действующего фактора.
Рис.56. Влияние
гидростатической составляющей
на работу вентилятора в сети
Рис.57. Определение условий
совместной работы вентиляторов
Суммарные кривые зависимости мощности от производительности
N-L могут быть построены на суммарных характеристиках совместно
работающих вентиляторов аналогично кривым зависимости суммарного
92
давления от производительности. Однако в большинстве случаев при
анализе совместно работающих вентиляторов практический смысл имеет
определение не суммарной мощности N ,i.!h а мощности, потребляемой
каждым вентилятором в отдельности N h Последняя определяется при
помощи полной характеристики вентилятора в зависимости от его
производительности. Та же характеристика позволяет найти и значение
к.п.д.
При совместной работе вентиляторов и возможности отключения
одного из них или дополнительного присоединения еще одного
вентилятора установочную мощность двигателей следует определять,
ориентируясь на наименее выгодные условия, которые могут быть
выявлены только графически — путем наложения характеристик.
Общая мощность двух совместно работающих вентиляторов
равняется сумме мощностей каждого из них. Общий к.п.д. установки двух
совместно работающих вентиляторов может быть соответственно
вычислен после определения значений общей производительности,
давления и мощности. К. п. д. каждого из вентиляторов легко найти по его
характеристике, поскольку известна производительность.
П рим ер. Определить условия работы двух одинаковых параллельно
соединенных вентиляторов на неизмененную сеть, если их характеристика
выражается следующей зависимостью:
у? = 14-10 ЬС- .
Условия работы одного, двух и каждого из двух совместно
работающих вентиляторов характеризуются построенным графиком
(рис.57) и приведены в табл.11. Из графика и таблицы следует, что
подключение
второго
вентилятора
невыгодно, так
как общая
производительность по сравнению с производительностью одного
вентилятора уменьшается.
Для сети, характеристика которой нанесена на рис'57 пунктиром
(р - 5 ТСГ6/,2), параллельное подключение второго вентилятора дает
некоторый положительный эффект, так как производительность несколько
возрастает.
Приведенный пример, в котором рассматривались распространенные
центробежные вентиляторы с седлообразной характеристикой, весьма
типичен и подтверждает сказанное выше о необходимости графически
проверять целесообразность их совместной работы. В частности, в
описанном выше случае (характеристика
I) совместная работа
вентиляторов вовсе не дала эффекта.
Т аблица 11
У словия
работы
Х арактеристика
сети
I
Х арактеристика
сети
2
Один
Каждый
Оба
Один
Каждый
Оба
i
L, AfVv
Р, Him'
N, кВт
5900
2800
5600
8600
5000
10000
480
440
440
380
480
480
1.4
0,75
1,5
22
1,15
2,3
'
п
0,55
0.45
0,45
0.40
0,57
0,57
12,4.Устойчивость работы вентиляторов
При работе вентиляторов в сетях практически неизбежно
периодическое колебание производительности, давления и мощности
вследствие изменения характеристик вентиляторов или сетей (рис.58).
Характеристики вентиляторов чаще всего изменяются вследствие
изменения угловой скорости, которое может быть вызвано, например,
колебаниями напряжения в электросети (рис.58,а).
Характеристики сетей изменяются в результате изменения
сопротивления при отключении или включении ответвлений, изменения
гидростатических составляющих и т. д. (рис,58, б).
Особенно значительными могут быть колебания производительности
при одновременных изменениях (колебаниях) угловой скорости
вентиляторов и сопротивления сетей (рис.58, в).
Если сеть имеет небольшую емкость, то изменение расхода через
него равно изменению производительности вентилятора. В этом случае
рассмотренные изменения нагрузок редко бывают длительными и не
имеют вредных последствий для установленного оборудования и условий
эксплуатации.
а)
I)
в)
Рис.58. Устойчивость раооты вентилятора в сети:
а — при изменении характеристики вентилятора; б — при изменении
характеристики сети; в — при изменении характеристики вентилятора и
сети
Иное дело, когда емкость сети большая и расход через него меняется
94
медленнее, чем производительность вентилятора. В этом случае даже при
единичной работе вентилятора, характеристика которого имеет выгиб с
большим значением давления, чем при нулевой производительности
(рис.59), возможно возникновение неустойчивого режима работы,
связанного с изменением направления подачи - пом пажа.
Рис.59. Помпаж.
Явление помпажа заключается в том (рис.59), что при меньшем- по
сравнению с производительностью вентилятора
расходе
через
сеть
(например, в случае дросселирования) производительность вентилятора
начинает уменьшаться, так как противодавление в сети увеличивается.
Графически этому соответствует плавное перемещение рабочей точки
влево (из точки а в сторону точки б) по характеристике вентилятора.
После того как рабочая точка достигнет на гребне перед седловиной
характеристики наибольшего давления (точка о), противодавление1,сети
превысит наибольшее в этом квадранте давление вентилятора, и воздух,
изменив
направление
своего движения, устремится обратно. через
вентилятор.
Графически
этому
будет- соответствовать
скачкообразное
перемещение рабочей точки из первого квадранта характеристики во
второй (из точки б в точку в), где давление может быть большим, но
производительность будет отрицательной.
Ввиду
обратного
движения
воздуха
через
вентилятор
противодавление в сети будет понижаться. После того момента, когда
рабочая точка достигнет на характеристике вентилятора во втором
квадранте наименьшего давления (точка г), давление вентилятора
превзойдет противодавление сети и воздух устремится обратно в сеть/
Графически этому будет соответствовать скачок рабочей точки из
второго квадранта характеристики в первый квадрант из точки г в точку а.
После этого процесс возобновится.
Достаточно наглядное
представление
о
помпаже
можно
получить, наполняя газом при помощи вентиля гора какую-либо упругую
оболочку (например, резиновый баллон). В первый момент наполнения
противодавление оболочки будет небольшим, а производительность
вентилятора значительной.
Постепенно оболочка будет наполняться,
растягиваться, а производительность в результате упругости стенок
95
оболочки и увеличения противодавления уменьшаться.
Затем,
если
характеристика вентилятора имеет выгиб с большим значением давления,
чем при нулевой производительности, часть воздуха из оболочки будет
сброшена через вентилятор обратно.
Мосле этого вентилятор опять
начнет накачивать воздух в оболочку впредь до нового сброса.
При непрерывно падающей характеристике вентилятора наибольшее
давление его соответствует нулевой производительности. В связи с этим
при меньшем (чем производительность вентилятора) расходе через
воздухопровод увеличение противодавления будет соответствовать
непрерывному уменьшению производительности до нуля и подача воздуха
прекратится.
Чтобы обеспечить устойчивость работы вентилятора и предо­
твратить пом паж, необходимо стремиться к такой конструкции
вентиляторов, которая обеспечила бы их непрерывно падающую
характеристику давления.
96
*
13.011 РЕДЕЛЕН ИЕ Н Е О БХ О Д И М О ГО РАСХОДА ВОЗДУХА
13Л.Общеобменная вентиляция
Необходимый воздухообмен определяют следующими способами: по
кратности воздухообмена, по числу занятых людей, по газовыделению, по
влаговыделению, по выделению тепла, по пылевыделению. Параметры
воздуха (t, и, ф) нормируются (см. прил.2,3,4,5).
1.По кратности воздухообмена - п
L 1
,
± п - -— , —(ч ) ,
*
К, 4
где L - количество воздуха, м 3/ч.
Vn - объем помещения, м'\
Знак «+» показывает приток; знак «-» - вытяжку.
Решая уравнение относительно L. найдем требуемый воздухообмен
L = п ■I],.
(75)
По кратности воздухообмена расход L определяют обычно для жилых
и общественных зданий. Кратность воздухообмена регламентируется
нормативными документами (см. при л .4).
2 .По числу занятых людей
L , = nqz, л г ч
(76)
где п - максимальное число людей, одновременно находящихся в помещении:
q - норма воздуха на одного человека, м 3/ч; z - коэффициент запаса, равный
1,15-1,2.
Согласно нормам q> 30 м3/ч , если объем помещения, приходящийся на
одного работника, < 2 0 м 3, и q > 2 0 м 3/ч, при объеме помещения,
приходящегося на одного работающего, изменяется от 20 до 40 м 3.
Если объем помещения, приходящийся на одного работника, больше 40
м 3у то предусматривается периодическое проветривание (см.прил.З).
3. По газовыделению
Объем
воздуха,
необходимый
для
статического
разжижения
выделяющихся вредных газов (паров)
(77)
Lr ------------- , м 3 ч или м 3/с.
п д к - с„
где Г — весовое количество газов, выделяющихся в помещении в единицу
времени, например, мг/час; ПДК - м гЫ 3; С0~ концентрация газ в приточном ■
воздухе, м г/м \
Пример. В атмосферу помещения в течение часа выделяется 40 г оксида
углерода. Определить необходимый расход, если концентрация СО в
поступающем воздухе составляет 4 мг/м3.
L ^ 40-I03/(20-4)^40000/16-2500 м3/ч.
4. По влагоотделению
Величина воздухообмена, исходя из содержания в воздухе вредных
паров
97
I. = ------ --------- (78)
"
где G - масса водяных паров, выделяющихся в помещении , в г/ч; dVt) влагосодержание воздуха, удаленного из помещения, в г/кг сухого воздуха;
dnp - влагосодержание в приточном воздухе, р„р - плотность приточного
воздуха, кг/м'\
5. По тепловыделениям
Необходимый воздухообмен по избыточному теплу
к
■
(79>
М <
где Quj6 - тепло в ккал/ч; р - плотность воздуха в кг/м3; с - теплоемкость
воздуха, в ккал/кг-град; tvd - температура удаляемого воздуха, в °С; Т/1р температура приточного воздуха, в °С.
Если Оию выражено в Вт, а с в кДж/кг-град, то формула (79) примет
вид;
I = ..?М ‘4 - ' М3/ Ч1
-
(80)
М 1,„-1,„о
где 3,6 - коэффициент перевода Вт в кДж/ч.
При одновременном выделении в помещение влаги
необходимое количество воздуха определяется по формуле
Lt<i=----- fL JL — V /ч,
4
и
тепла
(81)
P, r U P , - l „P)
где т- коэффициент, учитывающий долю тепла, поступающего в рабочую
зону, при отсутствии опытных данных принимают т= 1; О - количество
избыточного полного тепла, подлежащего удалению, кДж/ч; / рз и 1пр теплосодержание соответственно воздуха в рабочей зоне и приточного
воздуха, кДж/кг.
Количество воздуха определяется по всем факторам, имеющимся в
данном помещении, и принимается наибольшее из полученных значений в
качестве расчетного.
13.2.М естная вентиляция
При местной вытяжной вентиляции необходимое количество воздуха
определяется по формуле
L„ = S ■и„:,, м /с ,
(82)
где S - площадь проема, через который удаляется воздух, м и\ о эф эффективная скорость воздуха в проеме, м/с.
Эффективной является скорость воздуха, при которой вредности (пыль,
газ, пар) от места их образования отсасываются через проемы в
воздухопровод. Поступление их в атмосферу помещения ограничено.
14. П О С Л Е Д О В А Т Е Л ЬН О С Т Ь П РО ЕКТИ РО ВА НИ Я И РАСЧЕТА
В Е Н ТИ ЛЯ ЦИ О Н Н Ы X С И СТЕ М
1.
Определяется количество вредностей, выделяющихся в помещении,
для которого организуется воздухообмен (раздел !3).
2 .Определяется требуемый воздухообмен (дебит, производительность)
по ряду факторов. За расчетное принимается максимальное значение.
3.Вычерчивается
расчетная
схема
вентиляции,
Исходя
из
расположения источников вредностей, характер вредностей и других
соображений, необходимо в масштабе вычертить план помещения,
некоторые вертикальные проекции, расположить оборудование условными
обозначениями и начертить
в масштабе вентиляционную схему,
расположения приточных насадков, вентиляторов и др. элементов
вентиляционной сети.
4.Распределяется количество воздуха по потребителям.
5.С учетом рекомендаций по шумности и скоростям движения воздуха
определяется поперечное сечение воздухопроводов. Одинаковые расходы
можно получить при малых поперечных сечениях воздухопроводов и
больших скоростях или при больших поперечных сечениях и меньших
скоростях. В первом случае уменьшатся строительные затраты, во втором эксплуатационные расходы.
В
воздухопроводах
при
механической
вентиляции
скорости
принимаю тся
обычно
порядка
2— 10 м/с,
В воздухопроводах
аелирационных установок во избежание засорения наименьшая скорость
должна быть больше скорости витания перемещающихся частиц и обычно
принимается порядка 10—25 м/с.
В магистралях рекомендуется принимать большие скорости, чем в
ответвлениях, причем по мере приближения к вентилятору желательно их
постепенно увеличивать.
В воздухопроводах с относительно гладкой внутренней поверхностью
(железных, фанерных; керамиковых) рекомендуются большие скорости, чем
в
воздухопроводах
с
шероховатой внутренней поверхностью (шлако­
алебастровых, бетонных, кирпичных).
При слишком больших скоростях могут возникнуть аэродинамические
шумы
и
вибрационные
колебания
воздухопроводов,
являющиеся
дополнительной причиной шума и нарушающие прочность и плотность
соединений.
Очевидно, при отсутствии особых условий в каждом случае необходимо
проектировать воздухопровод со скоростями, которые обеспечивают его
наименьшую годовую строительную и эксплуатационную стоимости.
6 . Определяется напор (депрессия), необходимый для перемещения воздуха
по наиболее длинному и сложному в отношении местных сопротиштений
направлению.
7.Определяется напор в узлах, от которых идут ответвления.
99
8 .Исходя** из условий, что потери напора по магистральному направлению
(наиболее протяженном)' и с большим расходом) до узловой точки и по
ответвлению должны быть равны между собой, определяют сечение ответвлений,
которое необходимо для соблюдения равенства напоров (депрессий).
15. М Е С ТН Ы Е О Т С О С Ы
Местная вытяжная вентиляция (удаление загрязненного воздуха
посредством местных отсосов) является наиболее эффективным приемом
проветривания.
Улавливание вредностей при помощи местных отсосов у места
выделения предупреждает распространение их по помещению, не допускает
перемешивания с большими объемами воздуха, и тем самым эффект
действия вентиляции достигается при минимальных воздухообменах.
Местные отсосы имеют назначением уловить возможно большее
количество вредности у места ее образования, с тем чтобы самые
минимальные количества ее (вредности) поступали в помещение
на разжижение приточным воздухом.
Местные отсосы могут быть простыми, когда вредности удаляются при
помощи отсасывания, и активируемые поддувом, когда вредность воздушной
струей поддувается к отсосу.
Местные
отсосы
находят
применение
во
всех
отраслях
промышленности.
Местный отсос состоит из приемника воздуха, загрязненного той или
иной вредностью и трубопровода. Загрязненный воздух транспортируется по
трубопроводу и в зависимости от вида и степени загрязнения либо
непосредственно удаляется наружу - в атмосферу, либо предварительно
проводится через очистные устройства.
Наиболее ответственной частью местного отсоса является приемник,
служащий для приема и улавливания вредностей, выделяемых источником.
В зависимости от взаимного
расположения источника будем
различать следующие виды местных отсевов:
а)
кожухи, когда
'источник находится внутри приемника и
сообщается с окружающим воздухом через сравнительно небольшое
отверстие, служащее для работы или контроля. К кожухам относятся
вытяжные химические шкафы,
фасонные приемники, устраиваемые,
например, у абразивных кругов, мест перегрузки' с конвейера на конвейер
сыпучих материалов и т.д.
б)
зонты, когда приемник находится на некотором расстоянии от
источника и окружающий воздух может со всех сторон свободно подтекать и
воздействовать на источник:
в)
переходные и
промежуточные формы между кожухами и
зонтами, когда источник с одной или нескольких сторон изолируется от
воздействий окружающего воздуха, например, зонт со свешивающимися
одним или двумя фартуками и т.п.
г) щелевые приемники — бортовые отсосы, простые и а к т и в и р о в а н н ы е
поддувом передувки.
Кожухи и зонты могут иметь самые разнообразные формы. Основное
требование, предъявляемое к ним заключается в максимальном улавливании
101
вредностей, выделяемых источником с минимальным расходом воздуха.
Кроме того, они не должны мешать работе или затруднять ее.
уроЬш китВш
—- щвпорЫ
Зпюра
^ ■ пив д йш М 6йй'
§Ын Qm&ipcmti
ШКОФЗ
Схема шкафа для пульверизационной
окраски деталей
Vqtua*. ‘ Ы 7**& к , CC£ ^
•
4* 5?
Вытяжной шкаф (гидравлический
затвор)
Че&жч
Иллюстрация работы бортовых отсосов и передувок
Вытяжные зонты
Местные отсосы: а - от шлифовального
станка; б - от полировального станка
Рис.60. Примеры местных отсосов
102
Как было показано ранее, пылевые, газовые и иные вредности
распространяются в виде струй. Такие струи по мере удаления от источника,
питающего их, вовлекают за счет перемещения большие количества
окружающего воздуха. Следовательно, чем ближе расположен приемник к
источнику вредности, тем при прочих равных условиях меньшее количество
воздуха при улавливании вредности будет отсасываться и тем меньшее
количество воздуха потребуется для пополнения (притоком) помещения.
Расположение
приемника, его форма должны соответствовать
характеру (направлению, структуре и пр.) с*груй, которые создает источник
вредности и которые нужно уловить.
Примеры местных отсосов приведены на рис.60.
16.М Е С Т Н А Я П Р И Т О Ч Н А Я В Е Н Т И Л Я Ц И Я
К местной приточной вентиляции относятся воздушные души,
воздушные завесы и воздушные оазисы.
Воздушный душ представляет собой сосредоточенный поток воздуха
(рис.61) из специального насадка, направленный на рабочее место или на
ограниченный рабочий участок.
При
помощи
воздушных душей
можно
в пространстве,
ограниченном зоной действия воздушного потока, изменять подвижность
воздуха, его температуру, влажность и концентрацию находящихся в нем
газов и паров.
Воздушные души находят очень широкое применение в горячих
цехах промышленных предприятий и являются весьма эффективным
вентиляционным
устройством,
улучшающим
микроклимат
и
повышающим тем
самым
производительность
труда.
Особенно
эффективно применение воздушных душей в тех случаях, когда рабочий
подвергается тепловому обручению, — при работе у промышленных
печей, операциях с нагретыми слитками и заготовками, с расплавленным
металлом и т. д., так как в этих условиях средства общеобменной
вентиляции оказываются недостаточными. При значительном тепловом
облучении в душирующую струю специальным устройством подается
распыленная вода, что повышает эффективность душирования.
В некоторых случаях для оздоровления воздушной среды рабочего
места воздушные души с успехом могут применяться в сочетании с ме­
стными отсосами.
Рис.бЬ Воздушный душ
Скорость и температуру воздуха на рабочем месте при применении
воздушных душей назначают в зависимости от интенсивности излучения,
длительности непрерывного пребывания рабочего под облучением и
температуры окружающего воздуха. Согласно СНиП 2.04.05-91, воз­
душные души с подачей наружного воздуха на место постоянного пре104
бы ван ия работающих должны предусматриваться при тепловом облучении
300 ккал/лГ -ч (350 Вт/м") и более, а также при открытом производственном
процессе с выделением ядовитых газов или паров и невозмож­
ности/устройства местных укрытий.
По конструктивному оформлению установки для душирования раз­
деляются на стационарные и передвижные.
Стационарные установки устраиваются с подачей воздуха на одну
точку в количестве до 3500 м 3/ч. Воздух подается через специальные
насадки, позволяющие изменять направление факела. При проектировании
стационарных установок следует по возможности принимать меры к
недопущению значительного подогревания воздуха при его транспор­
тировании от мест забора (или его приготовления) к местам выпуска.
Приточные системы, предназначенные для воздушного душирования, как
правило, не следует совмещать с системами приточной вентиляции.
Передвижные установки забирают воздух из цеха и подают его на
рабочие места (или места отдыха). Если воздух при этом не подвергается
обработке (охлаждению и пр.), то роль установок сводится к тому, чтобы
создать движение воздуха на рабочем месте. Имеются передвижные
установки, в которых взятый из цеха воздух предварительно охлаждается и
промывается от пыли.
Расчет установок воздушного душирования основан на аэродинами­
ческих закономерностях истечения свободной струи воздуха и состоит в
определении скорости выхода воздуха из приточного насадка, размера
насадка, объема подаваемого воздуха и в некоторых случаях его темпе­
ратуры. Заданными величинами для расчета являются чаще всего размеры
рабочего места или рабочей площадки, средняя скорость воздуха на
рабочем месте и иногда средняя температура его на этом месте.
Воздушная завеса (рис.62) представляет собой поток воздуха,
подаваемого с большой скоростью через длинную узкую щель канала,
устраиваемого либо внизу дверей или ворот, либо сбоку. Воздух, пода­
ваемый в канал на завесу, забирается обычно из верхней части помещения,
смешивается с подсасываемым наружным воздухом и, выходит под углом
обычно 30— 45° к плоскости дверей или ворот.
Рис.62. Воздушная завеса: а) вертикальная, б) горизонтальная
двустороння (боковая)
Чтобы наружный воздух не прорывался внутрь, помещения, дально­
бойность струи (т.е, длина, на которой она действует) должна быть больше
или равна высоте (ширине) проема.
При большой ширине дверей или ворот боковые завесы делают дву­
сторонними (т.е. с подачей воздуха с обеих сторон). Следует, однако,
сказать, что двусторонняя боковая подача воздуха требует большего
расхода воздуха и менее эффективна по сравнению с односторонней. По­
этому устройство двусторонней подачи оправдывается лишь в тех случаях,
когда средства транспорта могут на длительное время задерживаться в
воротах и преграждать путь струе.
Согласно
СНиП
2.04.05-91
воздушные
завесы
надлежит
предусматривать:
а) у ворот, открываемых чаще пяти раз или не менее чем на 40 мин
в смену, в зданиях, расположенных в районах с расчетной температурой
наружного воздуха для отопления — 15°С и ниже, если исключена воз­
можность устройства тамбуров и шлюзов;
б) у ворот и технологических проемов производственных зданий при
любых расчетных температурах и при любой продолжительности откры­
вания ворот, если снижение температуры воздуха в помещениях не
допускается по технологическим и санитарно-гигиеническим требованиям;
в)
у
наружный
дверей
вестибюлей
общественных
и
административно-бытовых зданий
в зависимости от расчетной
температуры наружного воздуха (параметры Б) и числа людей,
проходящих через двери в течение 1 ч при температуре, °С:
- минус 15 - минус 25 - 400 чел. и более;
- минус 26 - минус 40 - 250 чел, и более;
- ниже минус 4 0 - 1 0 0 чел. и более.
Расчет завесы сводится к определению необходимого расхода
воздуха, а воздушно-тепловых завес и расхода тепла.
Эффективность работы завесы q характеризуется проникновением
наружного воздуха через завесу и определяется по формуле:
106
( 83 )
где Lj и L// - расход воздуха, подаваемого в завесу, а также наружного
воздуха, проникающего через завесу в здание, м 3/ч (кг/ч).
Если проветривание помещения осуществляется аэрацией, то расход
воздуха в завесе определяется по формуле
= Л /С J - g l 1Н(Рп
(84)
Р, )Рн , м / с
где L„p - общий расход воздуха при действии завесы, м 3/с; рв - плотность
воздуха в помещении, кг/м'\
jli - коэффициент расхода; Fe
- площадь
ворот, м г; g - ускорение силы тяжести, м/с2; Ни - высота расположения
нейтральной зоны в помещении, т.е. зоны, в которой давление равно
атмосферному, м; р н - плотность наружного воздуха.
Общий расход воздуха в завесе определяется из выражения
L«P= L3+Lfi(85)
Расход воздуха, поступающего через щель раздающего устройства
Ь3 определяется с учетом (85) по формуле (83)
^ = Я^пр *
Значение коэффициента расхода в зависимости от соотношения
площади выпускной щели завесы к площади ворот и угла выпуска воздуха
по отношению к плоскости ворот приведены в табл. 1 2 .
Таблица 12
Значение коэффициента расхода_________________
Эффективность
работы завесы
q
0,7
0,8
0,9
1,0
0,7
0,8
0,9
1,0
Высота
формуле
Отношение площади щели завесы к площади ворот
Односторонняя завеса
Двухсторонняя завеса
0.025 i 0,033 1 0.05 i 0,066
0,025 ! 0,033
Угол выпуска к плоскости ворот 45°
0.22
0,25 '
0,29
0,32
0,25
0,28
0,22
0,26
0,2
0,3
0,23
0,26
0,24
0,24
0,18
0,2
0,27 ! 0,21
0,17
0,19
0,22
0,25 ! 0,2
0,23
Угол выпуска завесы к плоскости ворот 30и
0,32
0,25 ! 0,28 1 о,зз i 0,37
0.28
0.23 ! 0,26 I 0,3
0,35
0,3
0,26
0,21 I 0,24 ;[ 0.28
0,25
0,28
0.31
0,19
0,22 1 0.26 i 0,29
0,23
0,26
расположения
Ни
нейтральной
зоны
Н
0,05
I 0,066
0,32
0,2
0,29
0,27
1 0,36
.0,34
0,32 1
0,3
0,37
0,35
0,33
0,31
0.41
0,39
0,37
0,35
подсчитывается
по
(86)
Рн
где Н - расстояние от середины ворот до середины проемов фонаря, м;
Febim- суммарная площадь проемов и щелей фонаря, м ; Fnp — суммарная
площадь проемов, а также щелей в окнах и дверях, м 2.
Если в производственном помещении воздухообмен осуществляется
за счет действия механической вентиляции, сбалансированной по притоку
и вытяжке, то расход воздуха при действии завесы рассчитывается по
формуле
= Р.!*В. Н.
, м /с
(87)
где Вв - ширина ворот, м.
Нейтральная зона в этом случае будет располагаться в плоскости
ворот, и высота ее расположения может быть определена по формуле
Н „ = --------------^ -------------- , м
Рн
(88)
0 ,6
где Нв - высота ворот, м.
Длину плоской струи следует принимать
нижней завесе
/, « (0,01747 ■# . •a)/sin a , м
при двусторонней боковой завесе
/3 ~ (0,00873 В а) /s in or, м
при
односторонней
(89)
(90)
где а - угол выпуска воздуха завесой по отношению к плоскости проема,
град.
При односторонней боковой завесе величина 13 подсчитывается по
формуле (89), но вместо Н6 подставляется значение В.
Количество тепла О (Вт) для нагревания воздуха, подаваемого в
завесу, определяется по формуле
Q - cG3(fз - / й),
(91)
где с - массовая удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж /(кг• °С); G?
- количество воздуха, выходящего из щели устройства (кг/ч)’,
начальная температура воздуха в завесе, °С; tB - температура воздуха в
помещении, °С.
Если принять, что количество воздуха, вовлекаемого завесой
снаружи GH(кг/ч) и из помещения G6n (кг/ч) одинаковы, т.е.
G,, = Gf.n - (Gnp -G 3)/2
(92)
то средняя температура воздушного потока завесы, поступающего в
помещение, определяется по формуле
t -
+
+
G„+GH+G3
(93)
7
"
'
где tcp, tH - средняя температура потока воздуха завесы, температура
наружного воздуха, °С.
П ример. Рассчитать завесу, устанавливаемую в проеме ворот
помещения, в котором воздухообмен осуществляется за счет аэрации при
следующих данных:
В6=4 м; Н6=3,5 м; Fnp=50 м3/с; Febim- 2 7 м 3/с;
tH= - 20°С; (рн~60%; te=20°C; (ре=60%; В =760 мм рт.ст.
Решение.
1) Площадь сечения ворот 5^=4*3 ,5 = 14 м2;
108
2) Площадь щели раздающего устройства при ширине щели в=(), 15 м
SUI - в Н<
{ = О,15 ' 3,5 =0,525 м 2\
3) Эффективность работы завесы ц из (83) при L3= 100% и L,=10%
0— %0,9.
составит и = —10
—
100 + 10
4) Принимая а~45° при q=0,9 из табл.12 определяем при отношении
SUi к S(i равное 0,0375 значение jll—0 ,2 1 для односторонней завесы.
5) Давление водяных паров (см.табл.1) для наружного воздуха при
t= -20"C и (р=60%
Р„=120-0,6= 72 и
для воздуха помещения при t6=20nC; <р=60%
Р„=2319,8- 0,6=1392.
6 ) Плотность воздуха по формуле (см. глЗ формула 9)
наружного
Р„ =
(101396 -0,378 •72) = 1,3943,
помещения
= (ЩЬ48 (Ю1з69_ о.378-1392) = 1,1980.
293
7) Высота расположения нейтральной зоны при Н=13 м
Н = —----------------—-------------------= 2.6 м.
">±0,21 .
50Т .,3943+ ]
27
27 J 1,1980
8 )Расход воздуха в завесе
L„r =,1,198 -0,21-14^2 • 9.81 • 2,6(13943 -1,1980)1,3943 = 13,2 м 3/с.
9) Расход воздуха, подаваемого в завесу
L, =0.9-13,2 = 11.9 м /с .
119
10 ) Скорость воздуха на выходе из щели Ущ = - ^
= 22,6 м/с, что
ниже допустимой.
11)Длина завесы 13=(0,01747- 4 • 45)70,707=4,45 м, что превышает
ширину проема ворот н а ' 10%.
Воздух, поступающий в завесу, часто предварительно подогревают
в калорифере. В этом случае воздушную завесу называют воздушно-теп­
ловой завесой. Тепловая мощность воздушно-тепловой завесы у ворот,
технологических проемов и наружных дверей зданий должна учитываться
в тепловом балансе помещений.
Температура воздуха, подаваемого завесами, должна быть не более
50°С для наружных дверей и 70°С для ворот и проемов.
Согласно
СНиП 2.04.05-91, скорость воздуха, поступающего из
раздаточных щелей воздушных и воздушно-тепловых завес, не должна
превышать 8 м/с для наружных дверей и 25 м/с у ворот и технических
проемов.
109
Для расчета воздушных завес используются таблицы, графики и но­
мограммы, составленные на основании большой теоретической и экспе­
риментальной работы советских ученых В.В.Батурина, И.А.Шепелева и
В.М.Эльтермана.
Более подробные сведения о воздушных завесах приведены в спе­
циальной литературе.
Под воздушными оазисами понимают некоторый (не замкнутый
сверху) объем помещения, в котором поддерживают микроклиматические
условия, отличные от условий во всем остальном объеме помещения. Для
создания воздушного оазиса в помещении, имеющем большую высоту и
значительную площадь, выгораживают остекленными или глухими
перегородками (высотой примерно 2 м от пола) некоторую площадь,
определяемую габаритами машин и рабочими местами. В это
ограниченное
с
боков
и
открытое
сверху
пространство подается воздух, более чистый и менее нагретый, чем воз
дух во всем помещении.
При достаточном количестве равномерно размещенных приточных
патрубков по всему периметру зоны и подаче воздуха около пола удается
заполнять выгороженное пространство воздухом с более низкой темпера­
турой. При соответствующих объемах подаваемого воздуха и его
начальной температуре можно достигнуть значительной разности
температур воздуха в отгороженном пространстве и вне его ( 10— 12 °).
Рис.63. Воздушный оазис
Воздушные оазисы находят применение у турбогенераторов в
машинных залах (рис.63) и в других помещениях со значительными
сосредоточенными тепловыделениями, на постах водосмотра у котлов, а
также как зоны для наблюдения за ходом производственного процесса в
110
горячих цехах и т. п. Для того чтобы предотвратить перетекание воздуха за
пределы оазиса при входе в него, в дверных проемах устраиваются так
называемые воздушные завесы.
17.ЕСТЕТСВЕННАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ
17.1. И нф ильтрация и эксф ильтрация
Пористость ограждающих конструкций зданий, а также строительные
неплотности в них при разности давлений внутреннего и наружного воздуха
обусловливают
воздухообмен
в помещении, происходящий
путем
инфильтрации и эксфильтрации.
Чем больше разность температур внутреннего и наружного воздуха и
чем больше скорость ветра, тем больше разность давлений, а следовательно,
и
количество
проникающего
в
помещение
наружного
воздуха
(инфильтрация) и выходящего из помещения (эксфильтрация).
Величина инфильтрации в жилых и общественных зданиях обычно
составляет 0,5— 0,75 кратности воздухообмена в зависимости от степени
уплотнения щелей (например, замазка окон на зиму). В промышленных
зданиях инфильтрация может доходить до 1,5 и более кратности
воздухообмена.
Инфильтрация, или 5 иначе, естественная неорганизованная вентиляция,
наблюдается во всех помещениях и учитывается при организации
воздухообмена. Если в помещении применяется, например, вытяжная
механическая вентиляция при однократном воздухообмене, то приточная
вентиляция часто не устраивается, так как объем удаляемого воздуха может
компенсироваться инфильтрацией.
Для усиления естественной вентиляции (проветривания) помещений в окнах
устраивают форточки или открывающиеся фрамуги (рис.64). Фрамуги
должны открываться под некоторым углом к поверхности окна. Наибольшая
эффективность
поступления
наружного
воздуха
наблюдается
при
открывании фрамуг под углом 45°. При открывании фрамуг холодный
наружный воздух смешивается с теплым воздухом помещения (прошедшим
нагревательные приборы)и в зону пребывания людей поступает уже
нагретым до температуры, близкой к нормальной. Фрамуги можно
оставлять открытыми в присутствии людей в помещениях.
Рис.64.Регулирование естественной вентиляции с помощью фрамуги
112
17.2.Принципиальная схема канальной системы естественной
вентиляции
Канальными системами естественной вентиляции называются
системы, в которых подача наружного воздуха или удаление загрязненного
осуществляется по специальным каналам. Перемещение воздуха по каналам
происходит вследствие разности давлений наружного и внутреннего
воздуха.
В системах естественной вентиляции величина располагаемого
давления, которое расходуется на преодоление сопротивлений движения
воздуха по каналам и другим элементам системы, незначительна и
постоянна. Поэтому приточную канальную вентиляцию с естественным
побуждением в настоящее время почти не применяют.
Вытяжная естественная канальная вентиляция осуществляется
преимущественно в жилых и общественных зданиях для помещений, не
требующих воздухообмена больше однократного.
В производственных зданиях, согласно СНиП 2.04.05-91, естественную
вентиляцию следует предусматривать, если с ее помощью могут быть
обеспечены нормируемые условия воздушной среды в помещениях и если
она допустима по технологическим требованиям.
Вытяжная естественная канальная вентиляция (рис.65) состоит из
вертикальных внутристенных или приставных каналов с отверстиями,
закрытыми
жалюзийными
решетками,
сборных
горизонтальных
воздуховодов и вытяжной шахты. Для усиления вытяжки воздуха из
помещений на шахте часто устанавливается специальная насадка — дефлектор.
Загрязненный воздух из помещений поступает через жалюзийную
решетку в капал, поднимается вверх, достигая сборных воздуховодов, и
оттуда выходит через шахту в атмосферу.
Вытяжка из помещений регулируется жалюзийными решетками в
вытяжных отверстиях, а также дроссель-клапанами или задвижками,
устанавливаемыми в сборном воздуховоде и в шахте.
Согласно правилам пожарной профилактики, в жилых, общественных
и вспомогательных производственных зданиях высотой до пяти этажей
запрещается- присоединять. к одному вытяжному каналу помещения,
расположенные в различных этажах здания. В зданиях же с числом этажей
более пяти допускается объединение отдельных вертикальных вытяжных
каналов из каждых четырех-пяти этажей в один сборный магистральный
канал.
17.3,Определение естественного давления и расчет воздухопроводов
В канальных системах естественной вытяжной вентиляции воздух
перемещается в каналах и воздуховодах под действием естественного
давления, возникающего вследствие разности давлений холодного наружного
и теплого внутреннего воздуха.
Величина естественного давления в единицах СИ определяется по
формуле
Г 4 'о, = "KsXPu ~ Рн) 2 Hi:xL S <С
(94)
где h- высота воздушного столба в м, принимаемая от центра вытяжного
отверстия до устья вытяжной шахты; р п и рв— плотность (объемная масса)
соответственно наружного и внутреннего воздуха в кг/м3; g - ускорение силы
тяжести, м/с .
В единицах измерения МКГСС
Ар, =
- р ..,.), кг/л г
(95)
Расчетное естественное давление для систем вентиляции жилых и
общественных зданий, согласно СНиП 2.04.05-91, определяется для
температуры наружного воздуха -*-5° С. Считается, что при более высоких
наружных температурах, когда естественное давление становится весьма
незначительным, дополнительный воздухообмен можно получать открывая
более часто и на более продолжите:!ьное время форточки, фрамуги, а иногда
и створки оконных рам.
А нализируя вы раж ение (94) для подсчета естествен н ого
д авлен и я м ож но сделать следую щ и е практические выводы.
1. Верхние этажи здания по сравнению с нижними находятся в
менее благоприятных условиях, так как располагаемое давление здесь
меньше.
2. Естественное давление становится большим при низкой темпера
туре наружного воздуха и заметно уменьшается в теплое время года.
3. Охлаждение воздуха в воздуховодах (каналах) влечет за собой
114
уменьшение разности давлений наружного и внутреннего воздуха, а сле­
довательно, и снижение действующего естественного давления.
4. При определении величины расчетного естественного давления
ветровой напор не учитывается.
Кроме того, из рассматриваемого выражения (94) видно, что
естественное давление не зависит от длины горизонтальных воздуховодов
(каналов), тогда как для преодоления сопротивлений в коротких ветвях
воздуховодов, безусловно, требуется меньше давления, чем в ветвях
значительной протяженности. Поэтому радиус действия вытяжных систем
естественной вентиляции, считая от оси вытяжной шахты до оси наиболее
удаленного отверстия, допускается не более 8 м.
Потеря давления в системе вентиляции зависит, как указывалось выше, от
скорости движения воздуха по воздуховодам (каналам).
При незначительной величине естественного давления воздух при­
ходится транспортировать с малыми скоростями, что приводит к увеличению
сечения каналов.
Для нормальной работы системы естественной вентиляции необходимо,
чтобы было сохранено равенство
jT(Pl + Z)cc = Ар„ ,
(96)
где Р — потеря давления на трение в Н/м2 или кг/м* на 1 пог. м; I -— длина
воздуховодов (каналов) в м; Р1 — потеря давления на трение расчетной ветви в
и/м2 или кг/м2; Z — потеря давления на местные сопротивления в н/м или
кг/м1; Аре — располагаемое давление Н/м" или кг/\Г; а — коэффициент
запаса, равный 1,1 — 1,15.
Расчету воздуховодов (каналов) должны предшествовать следующая
расчетно-графическая работа.
1
.Определение воздухообменов для каждого помещения по кратностям
(согласно СНиП) или по расчету.
2.
Компоновка систем вентиляции. В одну систему можно объединить
только одноименные или близкие по назначению помещения. Системы
вентиляции квартир, общежитий и гостиниц не должны совмещаться с
системами вентиляции детских садов и яслей, торговых и других
учреждений, находящихся в том же здании.
Санитарные узлы во всех случаях должны обслуживаться само­
стоятельными системами и при пяти и более унитазах должны оборудоваться
механическими побудителями.
В детских садах и яслях в соответствии со СниП рекомендуется
устраивать вытяжные системы естественной вентиляции, самостоятельные
для каждой группы детей, объединяя помещения с учетом их назначения.
В курительных комнатах, как правило, следует осуществлять
механическую вентиляцию.
Вытяжку из комнат жилого дома с окнами, выходящими на одну
сторону, рекомендуется объединять в одну систему.
115
3. Графическое изображение на планах этажей и чердака элементов
системы (каналов и воздуховодов, вытяжных отверстий и жалюзийных
решеток, вытяжных шахт). Против вытяжных отверстий помещений должно
быть указано количество воздуха, удаляемого по каналу. Транзитные
каналы, обслуживающие помещения нижних этажей, рекомендуется
обозначать римскими цифрами (I, II, Ш и т.д.). Все системы вентиляции
должны быть пронумерованы.
4. Вычерчивание аксонометрических схем следует производить в
линиях или, что лучше, с изображением внешних очертаний всех элементов
системы, На схемах в кружке у выносной черты должен быть поставлен номер
участка, над чертой должна быть указана нагрузка участка в м /ч , а под
чертой — длина участка в м. Пример такой схемы вытяжной системы вен­
тиляции приведен на рис.66 .
Рис.66 . Схема системы вытяжной вентиляции (к примеру расчета воздуховодов).
Аэродинамический расчёт воздуховодов (каналов) производится по
таблицам и номограммам, ' составленным для стальных воздуховодов
круглого сечения, при рв=1,205 кг/м3, t= 20°С. В них взаимосвязаны
величины L, Р, ц hv и d.
Ниже приводятся выдержки одной из таблиц (табл. 13).
Номограмма для расчета стальных воздуховодов круглого сечения
системы естественной вентиляции показана на рис. 9 7 .
Для расчета прямоугольных воздуховодов со сторонами а х Ь пря­
моугольные сечения воздуховода приравнивают к круглому* с эквивалентным
по трению диаметром:
* Эквивалентны е диаметры прям оугольны х воздухопроводов приведены в прил.6.
116
«а
------ -
Диаметр труЬы 4 б мм
Рис.67. Номограмма для расчета круглых стальных воздуховодов
Таблица 13
________ _
Расчет воздухопроводов системы вентиляции
Диаметр воздуховодов в мм и площадь в м1
; Динамическое
давление в кгс/м 1
Скорость в
м/с
140
195
265
440
495
545
0,2332
0,1924
0,152
0,061
545
840
690
1
0,004
0,003
0,003
820
1260
1040
0,138
0,007
0,006
0,006
1,5
Примечание. В первой строке приведены расходы воздуха L в м /ч, во второй потери Р на 1 пог.м в кгс/лг.
0,0154
55
0,014
83
0,028
Эквивалентные
приведены в табл.14.
по
0.0298
109
0.010
160
0.019
*
трению
0,0551
200
0,007
300
0,013
диаметры
для
-кирпичных
каналов
Таблица 14
Эквивалентные по трению диаметры для кирпичных каналов при
одинаковой скорости в прямоугольном и Круглом каналах (с учетом швов
___________________
кладки)_____
‘_______ •
Кирпичные каналы
Эквивалентный (по трению)
размер в кирпичах
диаметр в мм
площадь в дг
1/2 х 1/2
0.02
140
1/2 х 1
0,038
180
1х 1
0.073
265
1 х 11/2
0.11
320
1х 2
0.14
375 ■
2x2
0.28
545
Примечание. Для каналов квадратного сечения эквивалентный по трению диаметр
d3u равен стороне квадратного канала а.
117
Так как площадь круга, диаметр которого определяется по формуле
(97) меньш е площади заменяемого прямоугольного сечения, при
одинаковых скоростях в воздуховодах расходы различные. Поэтому если
расчет ведется не по скоростям, а по расходу, то эквивалентный диаметр
d)L определяется по формуле
< /„ = 1 .2 7 ^ - .
(98)
Vа +h
Воздуховод (канал) с таким эквивалентным диаметром при одинаковых
расходах воздуха будет иметь такую же потерю на трение, как и
рря.ч “АТОЛЬНЫЙ.
Если воздуховоды имеют шероховатую поверхность, то коэффициент
трения для них, а, следовательно, и удельная потеря давления на трение
будут соответственно больше, чем указано в номограмме для стальных
воздуховодов. Поправочные коэффициенты на шероховатость поверхности
приведены в табл. 15.
Таблица 15
Значения поправочных коэффициентов на шероховатость Р_____
С корость воздуха
в м/с
шлакогипс
0,5
1
1,5
2
2,5
-
1
1
1Л I
1,19
1,25
Ml
1,22
1,31
1,39
1,19
1,31
1,45
1,49
штукатурка
по сетке
1,49
1,78
1,97
2,11
2,24
3
3,5
4
4,5
5
1,31
136
1.41
1,45
1,49
1,45
1,5
1,57
1,61
1,65
1,57
1,62
1,68
1,73
1,78
2,34
2,43
2,51
2,59
2,66
6
7
8
9
10
1.57
1.63
1.68
1.73
1.78
1,73
1,8
1,86
1,92
1,97
1,86
1,93
2,03
2,06
2.1
2,78
2,89
2,99
3,08
3,16
Значение (3 при материале воздуховода
кирпич
шлакобетон
I
1
! .
_
.
.
Методика расчета воздуховодов (каналов) систем естественной вен­
тиляции может быть представлена в следующем виде.
1. При заданных
объемах воздуха, подлежащего перемещению по
каждому участку каналов, принимают скорость его движения.
2. По объему воздуха и принятой скорости определяют предварительно
сечения каналов.
3.Д ля таких сечений каналов выявляют по таблицам или номограммам
потери давления на трение и местные сопротивления.
4.
Сравнивают полученные суммарные сопротивления с располагаемым
давлением. Если эти величины совпадают, то предварительно полученные
118
сечения
каналов
могут быть приняты как окончательные.
Если же потери давления оказались меньше или больше располагаемого
давления, то сечения каналов следует увеличить или, наоборот,
уменьшить.
При
предварительном
определении
сечений
каналов систем
естественной вентиляции можно задаваться следующими скоростями
движения воздуха: в вертикальных каналах верхнего этажа и = 0,5+0,6 м/с,
из каждого нижерасположенного этажа на 0,1 м /с больш е, чем из
предыдущего, но не выше 1 м/с; в сборных воздуховодах l >>1 м / с
и в вытяжной шахте .1— 1,5 м/с.
Если при расчете воздуховодов задаются сечением и известен часовой
расход воздуха, то скорость определяется по формуле
и = —— ,м /с
(99)
3600F
где F - площадь сечения канала или воздуховода в лГ; L - объем
вентиляционного воздуха в м 3/ч.
Потеря давления на местные сопротивления Z равна:
Z = ^ £ h t>un кге/м" или н/м ,
где
Ус -
сумма
коэффициентов
местных
сопротивлений;
hdm -
динамическое давление в кге/м2 или н/м2.
Динамическое давление определяется по дополнительной шкале
номограммы для расчета воздуховодов (приведена с правой стороны
номограммы).
Местные сопротивления в системе вентиляции во многих случаях
существенно зависят от соотношений размеров фасонных частей и других
вентиляционных элементов, а в тройниках, крестовинах — от соотношений
соединяемых или делимых потоков. Численные приближенные значения
коэффициентов местного сопротивления приводятся в таблЛ 6 .
Пример. Рассчитать воздуховоды вытяжной системы естественной
вентиляции, обслуживающей врачебные кабинеты части двухэтажного здания
поликлиники. Аксонометрическая схема системы вентиляции с указанием
объема воздуха, проходящего по каждому участку, длин и номеров участков
изображена на рис.6 6 .'
Воздух удаляется из верхней зоны помещений на высоте 0,5 м от
потолка. Высота этажей, включая толщину перекрытия, 3,3 м. Высота
чердака под коньком крыши 3 ,6 м.
Решение. Температура наружного воздуха для расчета вытяжной
системы естественной вентиляции принимается равной +5°С (п5= 1,27 кг/м/).
Внутренняя температура воздуха во врачебных кабинетах, согласно О Ни П..
должна быть 20° С ((рго^ 1,205 кг/м3).
При высоте чердака 3,6 м принимаем высоту вытяжной шахты, исчисляя
ее от оси горизонтального воздуховода до устья шахты, 4,6 м.
Располагаемое естественное давление в системе вентиляции для
помещений 2-го этажа, согласно формуле (95), равно:
ДЛ = 5,5(1,27 -1,205) = 0,36 кгс/м2*,
а для помещений 1-го этажа
А/> =8,8(1,27 -1,205) = 0,57 кгс/м2.
Расчет
воздуховодов
начинаем
с
наиболее
неблагоприятно
расположенного канала, для которого возможная удельная потеря давления
имеет наименьшее значение. Из схемы системы вентиляции видно, что таким
будет канал 2 -го этажа правой ветки, обозначенный № 1.
Действительно, возможная удельная потеря давления для участков 1,
др
=^
- 0,033 кгс/м2,
10,8
а
для
участков
6,
2,
3,
4
и
5
при
общей
длине
их
У /’ = 3,3 + 0,9 + 3 + 0,5 +1,4 + 4,6 = 13,7 м.
др =
= 0,042 кгс/м2.
■
13,7
Таблица 16
Приближенные значения коэффициентов местного сопротивления С для
___ некоторых фасонных частей воздуховодов____________ _
Х арактеристика местного
сопротивления
1
Вход в неподвижную
ш тампованную жалю зийную
реш етку
I
...
0,5
1,21
Вход с поворотом потока с
реш еткой
7
| h/b
i
С
j
0.5
! о .з?
...........................
3
J
Значение С, отнесено к скорости j
и в живом сечении при F/F,=0.8
1
Вход в ж алю зийную
декоративную реш етку
Отвод 90° прямоугольного
сечения при R /b -l
П римечание
К оэфф ициент местного
сопротивления Q
2
i
Решетка стандартная, с
внутренними подвиж ными
перьями
1
2
0,24
0,11
1
4
R - радиус закругления
0,09 j В - плоская сторона
! h -изогнутая сторона
!
Колено 90° прямоугольного
сечения
: h/b
| С
■ 0.5
! 1-72
1
2
и
0.53
4
0,4
|
Тройник вытяжной на проход
j
L(/l„ \ 0.4
с i °-7
0,6
0.55
0,8
0,4
1
0,3
* Для получения давления в н/м' плотность воздуха р в кг/м3 умнож ается H ag в м/с2 для данной местности.
В ытяжная шахта с зонтом
КЗ
В ытяжная шахта с диффузором и
зонтом
0,8
У тепленны й клапан
Внезапное расш ирение потока
Внезапное сужение потока
F/Ff \
0,1
0,3
0,5
0 ,7
С
0,8
0,5
0,25
0,1
0,1
0 ,4 7
0.3
0,5
0 ,7
0 ,3 8
0,3
0 ,2 -
F/F,
г
S
\I
Д еф лектор круглый ЦАГИ
0,64
Д еф лектор цилиндрический
1
Примечание. Более подробные сведения о коэффициентах местного сопротивления
приведены в справочной литературе.
i приступаем к расчету участков 1, w, J,
5, для которых удельное
давление получилось меньшее.
Участок 1. Для определения площади сечения канала участка 1
задаемся скоростью движения воздуха в нем 0,6 м/сек. При этой скорости и
м3/ч площадь сечения канала
количестве удаляемого воздуха по каналу Lиз формулы (99) должна быть равной:
3600; 0,6
= 0.037 м .
Принимаем для участка 1 кирпичный, канал - x l
кирпич, Площадь
сечения канала с учетом швов F=0,038 м 2. При этой площади сечения
фактическая скорость будет:
3600 F
80
- = 0,58 м/с.
3600 • 0,038
Так как этот канал прямоугольного сечения, для определения потери
давления на трение необходимо установить по табл.14 эквивалентный
диаметр. Он будет равен 180 мм.
Пользуясь приведенной выше номограммой (см. рис.67), находим, что
при скорости 0,58 м/с в воздуховоде диаметром 180 мм потеря давления на
трение на 1 пог.м равна:
Р— 0,004 кгс/м2,
а на всем участке 1 длиной 1,3 м с учетом коэффициента шероховатости (см.
табл.15)
' ’
P ip - 0,004 • 1,3 * 1 ,03 - 0,0054 кгс/м2.
Далее по табл. 16 определяем сумму
коэффициентов
местных
сопротивлений участка:
а) вход в жалюзийную решетку с поворотом потока Q=2\
б) два прямоугольных колена в верхней части канала
2 • 0,53 =1,06;
121
в) тройник на проход £=0,3.
Сумма коэффициентов местных сопротивлений для участка 1
=2 + 1,06 + 0,3 = 3,36.
Динамическое давление hJWH находим по скорости 0,58 м/с на
номограмме справа; оно равно 0,019 кгс/м \
Потеря давления на местные сопротивления Z участка 1 определяем,
умножая величину
на hmH:
3,36 ■0,019 = 0,064 кгс/м2.
Общая потеря давления на участке 1 составляет
P ip +2 = 0,0054 + 0,064 = 0,069 кгс/м2.
Участок 2. Согласно данным, приведенным на стр. 119, задаемся
скоростью в горизонтальном участке воздуховода 1 м/с. Тогда при
количестве удаляемого воздуха L - 154 м 3/ч по участку 2 сечение его должно
быть равным:
154
у
F = — — - 0,043 м .
3600-1
Принимаем горизонтальный воздуховод из гипсошлаковых плит
размером 220 X 220 мм, эквивалентный диаметр с1э.ж=220 мм. Фактическая
скорость в воздуховоде о=0,89 м/с. При этих условиях потеря давления на
трение на участке будет равна:
Р1/}= 0,007 - 3 - 1 =0,021 кгс/м2.
На участке 2 имеется лишь одно местное сопротивление при проходе
через тройник в следующий участок 3.
L
96
По табл.16 путем интерполяции находим, что при
= — = 0,62
коэффициент сопротивления тройника ц =0,54.
Динамическое давление при скорости 0,89 м/с будет равно 0,049 кгс/м'.
Потеря давления на местные сопротивления участка 2
Z= 0,54 • 0,049 = 0,027 кгс/м2.
Общая
потеря
давления
на
участке
2
составляет
Pip + Z = 0,021 + 0.027 = 0,048 кгс/м2.
Участок 3. На участке 3 размер воздуховода принимаем 300X300 мм,
При количестве удаляемого воздуха 1=250 м /ч и площади сечения
воздуховода F=0,09 м 2 скорость будет равна:
и =----— --- = 0,77 м/с.
3600-0,09
При dj.-x =300 мм и о =0,77 м/с потеря давления на трение в участке 3
составит
rip - 0,0035 -0,5-1 - 0,0018 кгс/м'.
На участке 3 имеется тройник на проходе, и коэффициент местного
сопротивления С при — =
= 0,26 равен 0 ,8 .
4
250
Динамическое давление при скорости 0,77 м/с равно 0,037 кгс/м2.
122
1 ктгеря давления на местное сопротивление участка 3 (в тройнике)
Z = 0,8Х),03 7 = 0,03 кгс/м 2.
Общая потеря давления на участке 3
Pip + Z ~ 0.0018 + 0,03 = 0.032 кгс 1м2.
Участок 4. На участке 4 размеры воздуховода не и зменяем, и скорость
воздуха на этом участке будет равна:
315
/
= 0,97 м/с.
и - - -----------3600-0.09
При и=0,97 м /с <1э.у=300лш потеря давления на трение составит
Pip = 0,0055 -1,4 ■1 = 0,0077 кгс 1м2.
На участке 4 имеется тройник на всасывание с ^=0,9. Динамическое
давление при скорости 0,97 м /с
hdm~ 0,057 кгс1м~.
Потеря давления на местное сопротивление на участке 4
Z = 0,9 0,057 = 0,052 кгс/дг.
Общая потеря давления на участке 4
Р1в + Z = 0,0077 + 0.052 = 0 06 кгс 1м2.'
Участок 5. На участке 5 размер воздуховода увеличиваем до 400X400
так как суммарное количество воздуха, удаляемого системой
вентиляции, равно 610 м 3/ч. Фактическая скорости воздуха в шахте будет
равна:
мм,
610
3600-0.16
При о= 1.06 м /с и
-1 .0 6 м/с.
400 мм потеря давления на участке составит
Pip = 0,0045 - 4.6 ■1,02 = 0,021 кгс 1м2.
На участке 5 имеются два вида местного сопротивления: утепленный
клапан и деревянная утепленная шахта с зонтом. Коэффициент местного
сопротивления утепленного клапана равен 0 , 1, а вытяжной шахты с зонтом
1,3Динамическое давление при скорости 1,06 м /с h0w =0,066 кгс/м 2.
Потеря давления на преодоление местных сопротивлений равна:
Z = l,4-0,066=0,093 кгсД/2.
Общая потеря давления на участке 5
P ip + 1 = 0.021 + 0,093 = 0,114 кгс/м2.
Суммарная потеря давления в ветке
У (Pip + Z) = 0,069 + 0,048 + 0,032 + 0.06 + 0.114 = 0,323 кгс/м2
при располагаемом давлении в системе для 2 -го этажа Др2=0,36 кгс/м".
Дальнейший подбор сечений каналов и сборного воздуховода должен
быть произведен с увязкой потерь давления. Так, например, для участка 6
канала, обслуживающего кабинет 1-го этажа, необходимо из общего
давления Aps=0,57 кгс/м2 вычесть потерю давления на участках 2, 3, 4, 5,
которые мы уже рассчитали.
123
Таблица 17
Вентиляционные воздуховоды
3
гЛ
I
*
I
1
2
3
4
5
6
».
Погори давления в местных
сопротивлениях
на трение
i
•<
80
154
250
315
610
0,038
0,048
0.09
0,09
0,16
140X260
220X220
300X300
300X300
400X400
180
220
300
300
400
1.3 0,004
3 0.007
0,5 0,0035
1.4 0,0055
4,6 00045
0.0054
0,02)
0.0018
0.0077
0,021
3.36
0,54
0.8
0,9
1.4
0,0!9
0,049
0.037
0,057
0,066
i
s i
0,064 0.069
0,027 0.048
0,03 ■0.032
0,052 0,06
0,093 0,1 14
74
0,54
0,038
140X260
180
4.2 0,0035
0,0569
0,015
2.88
0,018
0,266
0,052
= •f
U
ti
k h h c в
III Is
о »
0,58
0,89
0,77
0,97
1.06
на участке с
учетом шеро­
ховатости РН в
кгс/м2
№ участка
*
! I !| 1
S!
I, L li li is
s
=
Длина участка
-
1
N
111
!-. H
0,323
0,067
В результате будем иметь
0 , 57 — (0, 323 — 0 ,069) = 0,316 кгс/м2.
Потеря давления на участке 6 составляет 0,067 кгс/м* (табл.17), т.е.
избыточное давление на этом участке равно:
0,316 -0 ,0 6 7 = 0,249 кгс/м2.
Потеря давления на участках 7, 8 и 9 должна быть равна
располагаемому давлению для каналов 2 -го этажа за вычетом потери
давления в вытяжной шахте, которая уже определена (см. участок 5).
Потеря давления на участках 10 и 11 должна быть равна располагаемому
давлению для каналов 1-го этажа, уменьшенному на суммарную потерю
участков 8 , 9 и 5.
Сечение канала 12 подбирается по располагаемому давлению для 1-го
этажа с вычетом суммарной потери давления на участках 1 1, 8 , 9 и 5.
В процессе расчета воздуховодов системы вентиляции заполняются
специальные бланки (табл.17 и 18).
Таблица 18
Коэффициенты местных сопротивлений
J
*
участка
1
I
j
3
4-
.
М естное сопротивление
С
Вход в жалюзийную
решетку с поворотом
потока
Тройник на проход
Тройник на проход
Тройник на всасывание
Клапан утепленный
2
0.54
0.8
0.9
0,1
Местное
сопротивление
Колено
прямоуголь­
ное 2x0,53
С
1.06
Местное
сопротивле­
ние
|
Тройник
I на проход
С
1C
0.3
3.36
—
—
—
0,54
—
-
0,9
1,4
__
—
Шах та с
зонтом
1.3
0.8
17.4.Дефлекторы
Дефлекторами называются специальные насадки, устанавливаемые на
концах труб или шахт, а также непосредственно над вытяжными отверстиями
в крышах производственных зданий. Назначение дефлектора - усилить
вытяжку загрязненного воздуха из различных помещений. Работа дефлектора
124
основана на использовании энергии потока воздуха — ветра, который,
ударяясь о поверхность дефлектора и обтекая его, создает возле большей
части его периметра разрежение, что и усиливает вытяжку воздуха из
помещений.
Дефлекторы изготовляются различных конструкций и размеров.
Наиболее распространены
дефлекторы ЦАГИ круглой и квадратной
формы. На рис .68 показан дефлектор ЦАГИ круглой формы. Размеры
отдельных элементов дефлектора указаны в долях диаметра его патрубка.
Дефлектор ЦАГИ квадратной формы состоит в основном из тех же
элементов что и круглый.
Для
ориентировочного
определения
диаметра патрубка дефлектора ЦАГИ может
быть применена формула
d = 0.0188 |— ,
( 1 00 )
\'Ч/
где L — производительное дефлектора в м /ч;
v,{ - скорость воздуха в патрубке дефлектора м/с.
Рис.68. Дефлектор ЦАГИ: 1-патрубок;
2-диффузор; 3-корпус дефлектора;
4-лапки для крепления зонта-колпака;
5- зонт-колпак
Скорость воздуха в патрубке дефлектора при учете только давления,
возникающего в нем за счет действия ветра, определяется по формуле
Од :
!
оа К
+ 0,02
( 101)
/
где
о в - скорость ветра в м/с;
сумма коэффициентов местного сопротивления вытяжного
воздуховода; при его отсутствии ^=0,5 (вход в патрубок дефлектора);
/ — длина патрубка или вытяжного воздуховода.
Скорость
воздуха
в
патрубке
дефлектора
составляет
приблизительно 0,2— 0,4 скорости ветра, т. е.
ил = (0,2 -г 0,4)ий .
(1 0 2 )
Если дефлектор устанавливается непосредственно в перекрытие
вытяжного воздуховода, то скорость в патрубке равна приблизительно 0,5
и,,..
Ниже
приводится
производительность
дефлекторов
ЦАГИ,
работающих в таких условиях при скорости ветра 4 м/с.
Д и ам етр
п атрубка
вд«
100
200
300
400
500
600
7(>0
60
230
500
УОО
1410
2030
2770
Произ водительность
в .н ’ ч
125
Дефлекторы рекомендуется устанавливать в наиболее высоких
точках, непосредственно обдуваемых ветром. Нельзя ставить дефлектор
в зоне подпора ветра,
например перед стеной, на которую направлен
ветер, вблизи выступающих брандмауэров и т. п., так как в этих условиях
возможно опрокидывание тяги, т. е. задувание наружного воздуха во
внутрь помещения. Не следует также устанавливать дефлекторы между
высокими зданиями (в аэродинамической тени). Расстояние между
дефлекторами обычно принимают не более 12 м. При ширине здания более
25 л/ дефлекторы целесообразно устанавливать в два ряда.
17.5, К раткие сведений
аэрзн.ии зданий
Аэрацией зданий называется организованный и управляемый есте­
ственный воздухообмен через открывающиеся фрамуги в окнах и
вентиляццинно-световые фонари с использованием теплового и ветрового
давлений.
Рис.70. Схема аэрации зданий
Аэрация широко применяется в производственных зданиях с большими
теплоизбытками и позволяет осуществлять воздухообмены, достигающие
миллионов кубических метров в 1ч.
Тепловое давление, в результате которого воздух поступает в по­
мещение и выходит из него, образующееся за счет разности температур
наружного и внутреннего воздуха, регулируется различной степенью
открытия фрамуг и фонарей. Разность этих давлений на одном и том же
уровне называется внутренним избыточным давлением и обозначается р ю при
этом р и может быть как положительной, так и отрицательной величиной
(рис. 70).
Очевидно, что превышение наружного давления над внутренним (при
отрицательном значении р и) обусловливает поступление через отверстие в
наружном ограждении воздуха внутрь помещения, а превышение внутреннего
давления над наружным (при положительном значении p j , наоборот, 126
выход его из помещения. Сели р„=0, то движения воздуха через отверстие не
будет. Плоскость, где внутреннее избыточное давление равно нулю,
называется нейтральной зоной.
Расстояния нейтральной зоны от середины вытяжного и приточного
отверстий обратно пропорциональны квадратам площадей отверстий; при
этом нейтральная зона располагается ближе к большему отверстию.
Если
F,=Fb
то
н. = //, = — .
2
Следовательно, при равных отверстиях нейтральная зона находится
посредине.
Заметим, что нейтральная зона в помещении может быть только при
действии одних теплоизбытков, при ветре или ветре с теплоизбытками она
резко смещается вверх и исчезает.
Как указано в разделе 8 , общее тепловое давление при аэрации
определяется по формуле (60)
P-г = gH(рн - рни), н/лГ,
а общая площадь проемов для пропуска воздуха из выражения (63)
р - —
1
_
м
_
\2JF
у р
Ориентировочно количество воздуха, выводящего из помещения через
1 лг отверстия, с учетом только теплового давления и при условии равенства
площадей отверстий в стенах и фонарях и коэффициенте расхода 0,64
можно определить по упрощенной формуле
L = 420VЯД/ м3/м2 ч,
(103)
где Н - расстояние между центрами нижних и верхних отверстий в м;
At — разность температур средней (по высоте) в помещении и наружной
в град.
Ветровое давление на ограждения здания определяется из выражения
Ри
к/м2,
(104)
где к - аэродинамический коэффициент, показывающий, какая доля
динамического давления ветра преобразуется в давление па данный участок
ограждения. Значения к для соответствующих поверхностей типовых
промышленных зданий приводятся г. г пениальной тлтепатупе.
Так как скорость ветра изменяется от 0 до значительных величин, то
аэрация рассчитывается только с учетом ДР15 что должно обеспечить
необходимый воздухообмен в помещениях. При наличии ветра воздухообмен
усиливается и его регулирование производится уменьшением F или величины
коэффициента расхода (изменением угла раскрытия фрамуг).
127
Большая роль в осуществлении аэрации зданий принадлежит инженерустроителю. В связи с этим приводим наиболее важные рекомендации
архитектурно-планировочного и конструктивного характера по аэрации
производственных зданий.
1. В многопролетных цехах как приток, так и вытяжку воздуха
целесообразно осуществлять
преимущественно
через
открывающиеся
фрамуги фонарей, в однопролетных цехах — приток через проемы в на­
ружных стенах, а вытяжку через фонари. Для регулирования поступления
и выхода воздуха открывающиеся фрамуги и створки фонаря
снабжаются специальными механизмами, управляемыми с пола.
2 . При проектировании многопролетных производственных зданий
необходимо учитывать количество и характер вредностей, выделяющихся в
каждом пролете, и в связи с этим принимать решение о профиле
крыши и высоте отдельных помещений.
3. Пролеты в зданиях со значительными теплоизбытками и выделе­
ниями вредных газов
следует располагать по периметру зданий так,
чтобы они прилегали к наружной стене наибольшей протяженности.
4. Для обеспечения достаточного притока чистого воздуха наилучшим
планировочным решением является постройка цехов с открытыми
продольными наружными стенами, т. е. без пристроек. Бытовые помещения
во многих случаях целесообразно размещать в торцах здания,
5. Большое значение при аэрации цеха имеет его высота. Для цехов с
большими тепловыделениями высота должна быть не меньше 10 л*.
6 . В зданиях, где аэрация осуществляется в летнее и зимнее время
года, для подачи наружного воздуха зимой приточные отверстия должны
размещаться на высоте
не менее 4 м от пола. При низких наружных
температурах в дополнение к естественному притоку часть объема
вентиляционного воздуха рекомендуется вводить в помещение искусственно
с подогревом его до 10— 12 ° С.
П рим ер. Однопролетное производственное помещение длиной 50 м и
объемом 12000 м 3 предусмотрено проветривать аэрацией. Расстояние от
середины приточных и вытяжных отверстий (расположены в стенах
вентиляционно-светового фонаря) Н равно 10 м. В помещение требуется
подавать 50 м 37с или 180000 лп'ч наружного воздуха. Параметры наружного
воздуха и воздуха внутри помещения приведены в табл. 19.
П ериод года
Наружный воздух
t„ С
<р„. %
19
5**
50
Таблица 19
Параметры воздуха _____________________
Воздух внутри помещ ения*
А тмосферное
давление Р,
Сс
ик, м/с
<ри. %
мм рт. ст.
Теплый
Х олодный
30
23
20
* В соответствии со СниП 2.04.08-91
** С учетом частичного подогрева
128
60
50
0,3
0,2
760
760
Решение,
Теплый период.
{.Парциальное давление водяных паров (см.табл. 1) наружного воздуха
PjUi” 2194 • 0,5=1097 Па, воздуха внутри помещения
Р1М= 3055 • 0,6= 1833
Па.
2. Плотность влажного воздуха по формуле (9)
Рн ~ ~ ^ ^ ~ ( 760-13,6-9,81 —0,378 -1097) = 1,2035 кг/м3.
0,00348
, з
р и = - -------- (101396 - 0,378 1833) = 1.1839 кг/м3.
296
3.Тепловое давление по формуле (60)
Рт.т=9,81 ' Ю (1,2035 - 1,1839)= 1,92 н/м2.
Рт г-Рн +Рв- При равенстве Ри и Рв площадь проемов нижних и верхних
одинакова. Так как скорость движения воздуха в рабочей зоне нормируется
(0,3 м/с), то необходимо ограничивать скорость воздуха в нижних проемах.
Из этих соображений примем потери давления в нижних проемах Рн = 0,50
н/м2 (26%), а в верхних - Рв=1,42 н/м2 (74%).
4. Площадь проемов определяется из выражения (65)
50
: 84 м~
0,6 s j 2^ 50
V 2,2035
50
= 49,6 м~
0,65 ^
V1,1839
5.Скорость воздушной струи при ее поджатии при выходе воздуха из
проемов, Принимая, что потери теплового давления расходуются в основном
на создание динамического давления при проходе воздуха через проем в
«тонкой стенке» скорость воздуха и' можно .определить с учетом
коэффициента расхода р из формулы
о = — м/с. Тогда и' = ——— ~ 0.92 м/с и и' = ---- —— = 1.54 м/с.
uF
h
0.65-84
.
‘
0,65-49,6
Холодный период.
1. Рп.н= 866,6 ■0,3= 2 6 0 -Па
Рп.в= 2319,8 • 0,5= 1160 Па.
2. р и =
(101396 - 0,378 •260) = 1,2680 кг/м3.
= OfiO.j48 о 139б _ 0 378 t
=
^ j
293
3- Рт.х—9,81 • 10 (1,2680 - 1,1991) = 6,76 н/м2
4.Распределив
потери
теплового давления
для
преодоления
сопротивлении нижних и верхних проемов, в том же соотношении, что и в
теплый период определим
129
50
0,65
Л "7
= = 47
м ,
2-1,76
1,2680
F H = ------ -у?..^--- = = 26.6 л / \
0,65
50 - - 1,64 л-i/c,
0.65 - 47
2*5,0
1,1991
v'H= ---- —---- = 2,89 л//с.
0,65 ■26,6
Расчеты показали, что разместить конструктивно проемы стен и
фонаря здания заданных размеров не представит затруднений.
130
18. МОНТАЖ, ИСПЫТАНИЕ, РЕГУЛИРОВАНИЕ
И ЭКСПЛУАТАЦИЯ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ
18Л. О рганизация монтажны х работ
В настоящее время широко применяется индустриальный метод
монтажных работ при сооружении систем вентиляции.
Сущность индустриализации монтажа заключается в полном разделении
заготовительных
работ
от
сборочных.
Заготовительные
работы
(воздухопроводы, отдельные узлы установок) выполняются в центральных
заготовительных мастерских или на монтажных заводах.
{Монтажные работы на объектах сводятся в основном к сборке
изготовленных узлов и конструкций.
Комплекс работ по монтажу вентиляционных систем состоит из
подготовки производства, изготовления всех необходимых индустриальных
заготовок и сборочных работ.
18.2. И спы тание и регулирование систем вентиляции
Вследствие допущенных неточностей при составлении проектов, а также
некоторых отступлений от проектов при монтаже смонтированные системы
вентиляции не всегда полностью обеспечивают предусматриваемый проектом
эффект их действия.
В одни помещения может подаваться воздуха больше, чем необходимо, а в
другие — меньше. Температура и влажность поступающего воздуха также
могут не соответствовать величинам, предусмотренным проектом. Чтобы
устранить эти дефекты, необходимо после монтажа, перед сдачей системы в
эксплуатацию, испытать ее и отрегулировать.
Основная задача регулирования — получить на всех участка воздуховодов
предусмотренные проектом расходы воздуха. Цель регулирования заключается
в
проверке
правильности
работы
вентиляторов,
калориферов,
электродвигателей; фильтров в соответствии с проектными данными.
Наибольшую трудность представляет регулирование систем вентиляции с
механическим побуждением при их производительности, большей или
меньшей, чем требуется по проекту. В этом случае первичное регулирование
производится следующими тремя основными способами.
1) изменением характеристики работы вентилятора за счет увеличения
или уменьшения числа его оборотов;
2) Изменение утла установки лопаток колеса осевых вентиляторов,
3) изменением характеристики работы сети за счет увеличения или
уменьшения суммарного сопротивления (для чего прикрываются или
открываются регулирующие устройства: шиберы, дроссель-клапаны и
пр.).
После отрегулирования вентилятора по развиваемому им давлению и
производительности в соответствии с проектными данными производят
регулирование сети воздуховодов. Регулирование следует начинать с
ответвлений, ближайших к вентилятору. При помощи шиберов или дроссельклапанов на ответвлениях создаются дополнительные сопротивления, чтобы
количество перемещаемого по ответвлениям приточного или удаляемого
воздуха соответствовало проектным данным. Излишки воздуха передаются к
участкам, где обнаруживается занижение расхода воздуха по сравнению с
предусмотренным по проекту. При отсутствии на ответвлениях регулирующих
устройств дополнительные сопротивления создаются за счет установки
диафрагм, изготовляемых из кровельной стали.
Регулирование считается законченным, когда расходы воздуха через
приточные или вытяжные отверстия будут доведены до расчетных или будут
весьма мало от них отличаться (не более ±10%). Следует учитывать, что при
увеличении
производительности
центробежных
вентиляторов
более
предусмотренной проектом, потребляемая ими мощность возрастает.
Центробежные вентиляторы следует включать в работу при закрытой
задвижке, чтобы не перегреть электродвигатель. У осевых вентиляторов
максимальный расход мощности наблюдается при нулевом расходе, поэтому
они могут включаться в работу при открытых задвижках. После пуска
вентилятора необходимо следить за электродвигателем, для чего в сеть
включают амперметр и стараются не допустить перегрева двигателя.
Непрерывный контроль расхода и давления вентилятора производится с
помощью пневмометрических трубок, установленных в воздухопроводах в
близи от вентилятора, и депрессиметров, располагаемых около пульта
управления двигателем. В некоторых случаях применяются самозаписывающие
приборы.
Вытяжные гравитационные вентиляционные системы (с естественным
побуждением) регулируются при наружной расчетной температуре +5° С,
поскольку на такую температуру ведется расчет. Расход воздуха регулируется с
помощью жалюзийных решеток поканально, начиная с вытяжных отверстий
канатов, идущих из нижнего этажа и наиболее близко расположенных к
вытяжной шахте. Обычно эти каналы работают особо усиленно, нарушая тем
самым работу' остальных каналов. По окончании регулирования каналов ] -го
этажа переходят к регулированию каналов последующих этажей.
Общий расход воздуха в системе дополнительно регулируется с помощью
утепленного дроссель-клапана, устанавливаемого в вытяжной шахте. Помимо
жалюзийных решеток через тот или иной канал можно изменить расход
воздуха, для чего устанавливают диафрагму в месте перехода отдельных
каналов в сборный канал. Диафрагма изготовляется из кровельной стали. Если
имеется необходимость уменьшения расхода воздуха в каких-нибудь из
сборных каналов, в них также устанавливается диафрагма. Гравитационные
системы вентиляции считаются отрегулированными в том случае, когда они
обеспечивают в помещениях расчетные воздухообмены при указанной выше
м?гуж^оч расчс~-; - ' ’ "
: гонк^й
т-е
132
18.3. Контрольно-измерительная аппаратура, применяемая для
испытаний вентиляционных систем
Для испытания систем вентиляции обычно применяются следующие
приборы.
Приборы для измерения температуры. Измерение температуры воздуха
проводится обычно ртутными термометрами, отградуированными до 50 или до
100°. Температуру следует измерять на высоте 1,5 м от пола и не ближе 1 м от
наружных стен, нагревательных приборов и других источников тепла. При
источниках, излучающих тепло, для измерения температуры применяется пар­
ный термометр, так как ртутные термометры при воздействии на них
лучистого тепла дают неверные показания. В парном термометре ртутный
баллон одного из термометров обыкновенный, а другого — посеребренный.
При пользовании этим термометром температура определяется по
формуле: .
tucm =
- К{t„6 - tap),
где tucm - истинная температура воздуха в град;
tcep - температура по термометру с посеребренным резервуаром в град;
to6 - температура по обыкновенному термометру в град;
К — коэффициент, определяемый экспериментальным путем и равный
около 0 ,2 .
Для измерения температуры в помещениях могут бъпъ применены и
самопишущие приборы. На рис. 71 приведен самопишущий прибор —
термограф. Он представляет собой стрелочный механизм, состоящий из
стрелки 1 с пишущим пером на одном конце и системы рычагов 2 на другом
конце, соединенных с биметаллической пластинкой или полой пружиной 3,
наполненной спиртом. Для изменения наклона стрелки рычаг снабжен винтом
4 для регулирования пружины. При повышении температуры пружина
выпрямляется, а при понижении -— скручивается. Ее изменения передаются на
перо, которое чертит на ленте, навернутой на барабан 5, непрерывную линию
температур. Внутри барабана помещен часовой механизм. При помощи
шестерен часовой механизм вращает барабан. Полный оборот его совершается
за неделю, сутки или другой промежуток времени на который рассчитан
механизм.
Для начертания кривой температур перо заправляется специальными
невысыхающими
чернилами.
По
контрольному
термометру
перо
устанавливается в точке, соответствующей температуре в данный момент, и
Рис. 71. Термограф
Прибор для измерения давления в сети воздуховодов. Давление в отдельных
точках воздуховодов
вентиляционной системы измеряется при помощи
пневмометрической трубки, соединяемой с микроманометром. Одна из
наиболее распространенных ее конструкций приведена на рис. 12, В передней
части верхнего цилиндрика пневматической трубки предусмотрено отверстие
5 для замера полного давления. Это отверстие соединяется внутренней трубкой
5 с наконечником, помеченным знаком «+». На боковой поверхности верхнего
цилиндра предусмотрена щель или
отверстие 4 для замера статического
давления.
Рис.72. Пневмометрическая трубка
' %
т
!
Рис. 73. Пневмометрические трубки:
А - трубка Пито; Б - трубка Ппто-Брандтля; В,Д - трубка НИИОГАЗ; Г ~ трубка
Южгипроцемента. 1 - трубка для замера полного давления; 2 - трубка для замера
статического давления; 3 - отверстие для замера статического давления; 4 - шайба.
Эта щель с помощью внутренней трубки 4 соединяется с наконечником,
помеченным знаком « - ». Пневматическая трубка вводится в воздуховод гак.
134
чтобы ее отверстие 5 было направлено навстречу двигающемуся потоку,
воздуха. Наконечники с отметками «+» и « - » шлангами присоединяются к
манометру.
На рис.74 приведен микроманометр ЦАГИ, состоящий из станины,
закрепленного на ней резервуара в обойме, стеклянной капиллярной трубки с
миллиметровыми делениями, пластины с штифтом и отверстиями, дающими
возможность его перестановки для изменения угла наклона стеклянной трубки,
совмещенной с резервуаром.
Предусмотренные на пластине отверстия соответствуют величинам синусов
угла наклона трубки к горизонту — 0,125; 0,25 и 0,5. Шланги от
пневматической трубки присоединяют к наконечникам микроманометра.
Правильность
установки
микроманометра
проверяется
по
уровням
(продольному и поперечному), размещенным на станине прибора. В резервуар
залипают спирт через отверстие. На рис.75 приведена схема присоединения
пневмометричсской трубки к микроманометру при измерении давлений во
всасывающем а и нагнетательном б воздуховодах. При определении
статического давления присоединение осуществляется по схеме I, полного
давления - по схеме II и динамического
— по схеме III.
Величина любого давления определяется
по формуле:'
Р ~ g(h - h0) p s i n a , (Н/м2)
где h - отсчет (в момент замера) по
шкале в мм;
ho - начальный (до опыта) отсчет по
шкале в мм;
р - плотность жидкости в г/см 3 (для
спирта 0,8-0,82);
. Рис. 74 Микроманометр ЦАГИ
1 - резервуар: 2 - обойма; 3 - стеклянная
капиллярная трубка; 4 - штифт; 5 пластина; 6,1 - наконечники
- а - угол наклона трубки к горизонту;
g - ускорение силы тяжести, м/с2.
Рис.75. Схема измерения давления (а) во всасывающем и (б) нагнетательном
воздухопроводах: 1 - воздухопровод; 2 - U-образная трубка (депрессиометр);
3 - пневмометрическая трубка; 4 - микроманометр, 5 - вентилятор.
Измерив в заданной точке динамическое давление, равное;
V2 П, 2
И!
Ри ~ ~ Р Н/М ^
/ >
возможно определить и скорость движения
воздуха в этой точке;
и-
^ м/с,
VР
где р - объемный вес воздуха в кг/м3;
ри - величина динамического давления в н/м2.
Рис. 76. Крыльчатый
анемомегр
■
Микроманометром ЦАГИ помимо давления можно измерять скорости с
точностью ±5% (порядка не менее 2 м/с). Для измерения скоростей воздуха,
меньше 2 м/с применяют анемометры.
Приборы для определения скорости движения воздуха.
Для определения скоростей движения воздуха в диапазоне от 0 j( до 5 м/с
применяются крыльчатые анемометры (рис.76), для скоростей воздуха от 1 до
35 м/с — чашечные анемометры (рис.77), а при скорости <0,5 м/с электрические термоанемометры. Крыльчатый анемометр состоит из колеса с
алюминиевыми крыльями, расположенными под углом 45° к плоскости,
перпендикулярной оси колеса. Ось колеса соединена со счетчиком оборотов
При помощи рычажка счетчик оборотов может включаться и выключаться. Под
воздействием проходящего через колесо потока воздуха последнее вращается.
Движение колеса передается стрелке, движущейся по циферблату.
136
В чашечном анемометре крылья заменены чашечками. Этот анемометр
состоит из колеса в виде креста с четырьмя полушариями и счетного
механизма, который воспринимает вращение колеса. В связи
с большой инерцией в этом приборе им возможно измерять
лишь скорости, превышающие 1 м/с. Погрешность измерения
этим анемометром не превышает 0,2 м/с.
Для
измерения
скорости
крыльчатые
анемометры
устанавливают так, чтобы их ось была параллельна потоку
воздуха. После этого одновременно включают механизм
отсчета и секундомер. По истечении 0,5— 1 мин секундомер
и анемометр одновременно останавливаются. Затем находят
разность начальных и конечных показаний числа оборотов в
1 с и по тарировочному графику определяют скорость
движения воздуха в м/с. Одни и те же измерения следует
проводить дважды. При разности в отсчетах при первом и
втором измерениях более чем 3% проводят измерение в
третий раз.
Среднее из двух отсчетов принимается за результат
измерения. Чтобы найти среднюю скорость в сечении замер
анемометром производят обводом сечения или «по точкам».
При измерении по точкам сечение воздуховода разбить на
несколько равновеликих площадок.
Рис.77 Чашечный
анемометр
Скорости измеряются для каждой, площадки отдельно. Средняя скорость
определяется из выражения:
чл
+ и, + •••+ и„ ,
и - ------- ------------------ м/с,
п
где п — число площадок.
Согласно
найденной
скорости
определяют
объем
воздуха
L,
перемещающегося в воздуховоде, по формуле:
L = Fucp-3600 м 3/ч,
где F — площадь сечения, через которую проходит воздух, в м2;
иср — средняя скорость в сечении воздуховода в м/с,
137
-~-6
А
*1*б <
« I Д I И 1д
*
I
!
I — I— 1__ _
я [w j « ! «
-----г 7 — 1 —
X IЛ | X I«
_ i___ -1 _
Д ' tf * Д
Я j Я I Д J к
—
Рис. 79. Равновеликие площади
при круглом сечении воздуховодов
Рис. 78 Равновеликие площади
при прямоугольных воздуховодах
Для измерения скоростей в прямоугольных воздуховодах площадь сечения
их А х Б разбивается на несколько равновеликих площадок а х б (рис. 78).
Форма площадок должна быть близкой к квадрату и число площадок не менее 9
при размере каждой площадки не более 0,05 м2. Скорость определяется в
центре каждой площадки. Для измерения скоростей в воздуховодах круглого
сечения все площадки должны быть концентричны и иметь форму колец
(рис.79). В каждом кольце должно быть четыре точки измерения скоростей,
лежащие на окружности, делящей площадь кольца также на равновеликие
части. Разбивку следует производить так, чтобы в воздуховодах с диаметром до
200 мм было три кольца, с диаметром до 400 мм — четыре, с диаметром до 700
мм — пять, с диаметром более 700 мм — пять-шесть колец. Расстояние точек
замера от центра воздуховода может быть определено по формуле;
(2л -1
•V
где гп - расстояние точки замера от центра воздуховода; R0 — радиус круглого
воздуховода в мм; п — порядковый номер отсчета от центра воздуховода;
т - число колец, на которое разбит воздуховод.
При использовании пневмометрических трубок для определения скорости
движения воздуха замеры P;W}I производят «по точкам».
Приборы для измерения влажности воздуха. Один из методов измерения
влажности воздуха — психрометрический. По разности показаний сухого и
мокрого термометров определяют относительную влажность воздуха. Наиболее
употребительным в отопительно-вентиляционной
практике для измерения
относительной влажности является психрометр Ассмана (рис.80). Ртутные
шарики двух термометров психрометра размещены в металлических, снаружи
полированных и никелированных трубках. Через эти трубки с помощью
вентилятора, размещенного над ними, просасывается воздух. Вентилятор
приводится в действие после специального завода. Один из термометров
психрометра сухой, а другой мокрый (шарик его обернут батистом, смоченным
водой).
138
Рис. 81. Определение относительной влажности
по показаниям сухого и мокрого термометров
Рис. 80. Психрометр Ассмана
1-вентилятор; 2-завод вентилятор;
3-сухой термометр;'4 - мокрый термометр.
Имея показания мокрого и сухого термометров психрометра, по l-ci диаграмме можно определить относительную влажность воздуха. Положим,
что при измерении температура мокрого термометра по психрометру Ассмана
гм~20°С и сухого tc^25°C. Находим на диаграмме (рис.81.) изотерму,
соответствующую температуре мокрого термометра, и точку А ее пересечения
.с ф= I. Из точки А по направлению, линии /4 - const проводят прямую до
пересечения с изотермой сухого термометра tc в точке Б. Эта точка лежит на
кривой (р=0,64. Следовательно, относительная влажность воздуха помещения
p c i o i \Cl
А/Ю/,
/ и.
Применяют для измерения влажности и самопишущие приборы
гигрографы. Записывающий механизм устроен и работает по тому же
принципу, что и у термографа, но в качестве датчика применяется
обезжиренный волос.
139
18.4. Э ксплуатация систем вентиляции
Правильно запроектированные и смонтированные вентиляционные
системы не будут эффективно работать, если за ними не будет надлежащего
ухода. После окончания монтажа, как уже указывалось выше, вентиляционные
установки должны быть отрегулированы, а затем сданы обслуживающему
персоналу. При приемке вентиляционных устройств устанавливается качество
монтажных работ и соответствие смонтированных установок проекту;
проверяются показатели по характеристике вентиляционных установок (расход
воздуха, температура нагрева и пр.) и совпадение их с проектными данными;
выявляется, насколько при работе вентиляционных установок снижается
концентрация вредностей в помещении и находится ли эта концентрация в
пределах допустимой.
Вентиляционные установки испытываются на эффективность работы при
пуске всех вентиляторов, электродвигателей, калориферов, фильтров,
увлажнительных установок при непрерывной работе их в течение 6 - 8 ч.
Допускаются следующие отклонения от проектных данных:
а) объем перемещаемого воздуха ± 10 %;
б) скорость воздуха в вентиляционных решетках ± 10 %;
в) температура подаваемого воздуха ±2°С;
г) влажность воздуха ±5%.
На основе данных обследования дается общая оценка эффективности
системы и составляется приемочный акт, а на каждую вентиляционную
установку — паспорт, в который заносятся все данные, характеризующие
основные элементы установки.
В паспорте должны быть сведения из следующих материалов, хранящихся
в архиве: технического задания на проектирование, проекта с расчетно­
пояснительной запиской, исполнительных чертежей, результатов испытания и
первоначальной регулировки, приемо-сдаточных актов, дефектных ведомостей,
сведений по ремонту и т. д.
Паспорт должен быть кратким, наглядным и отражать все основные
данные об установке. Технический паспорт должен содержать описание
установки, техническую характеристику ее работы и результаты гигиенической
эффективности. Паспорт составляется в двух экземплярах, один из которых
хранится у обслуживающего персонала, а другой —- у лица, осуществляющего
контроль за эксплуатацией вентиляционных систем.
Помимо паспорта, для каждой установки составляют эксплуатационную
инструкцию, вывешиваемую на видном месте возле электродвигателя. Здесь в
краткой и четкой форме указываются операции по включению и выключению
установок, даются указания о порядке действия обслуживающего, персонала
при пожаре, при авариях. Также рекомендуется повседневно вести
эксплуатационный журнал, в котором фиксируются расход и давление
вентилятора, а также выявленные неисправности, все случаи вынужденных
выключении установок, фамилии дежурных, дни и часы дежурств.
140
Вентиляционные установки
промышленных
предприятий должны
работать в соответствии с графиком, предусмотренным для каждого рабочего
помещения. При выделении в помещениях вредных паров, газов и пыли пуск
вентиляционных установок должен производиться за 15 мин до начала работы,
а в остальных цехах — одновременно с началом работы. Системы вентиляции
выключаются через 15 мин после окончания работы цехов. Персонал,
эксплуатирующий вентиляционные установки, обслуживающие цехи, должен
быть снабжен специальной инструкцией по эксплуатации. В инструкции
приводятся сведения по специфике работы в цехе, характеру производственных
процессов и режиму работы вентиляционных установок. Инструкция по
эксплуатации должна включать также обязанности обслуживающего персонала
и указания о том, когда вентиляционные установки должны включаться и
выключаться.
В производственных помещениях при устройстве в них аэрации в
инструкции должны быть даны указания по ее эксплуатации (степень открытия
фрамуг, режим их открывания в летний, переходный и зимний периоды и пр.).
Для каждой установки необходимо вести журнал эксплуатации. В журнал
заносятся данные о режиме работы, о дефектах и жалобах со стороны
работающих в цехах. Наблюдение и контроль за состоянием вентиляционных
установок ведут специально выделенные для этой цели лица. Ответственность
за состояние и нормальное использование вентиляционных установок в цехе
несет начальник цеха. Непосредственно за работу вентиляционных установок
отвечает энергетик или механик цеха. Он должен следить за своевременным
ремонтом, сроками и качеством чистки фильтров, воздуховодов, режимом
работы вентиляционных установок в соответствии с инструкцией по их
эксплуатации, за соблюдением
персоналом предохранительных
мер,
предусмотренных правилами техники безопасности.
Правильная эксплуатация вентиляторных установок заключается не только
в повседневном наблюдении за их техническим состоянием и в своевременном
ремонте, выполнении правил техники безопасности и пожарной профилактики,
но и в обеспечении наименьших материальных издержек.
В большинстве случаев расходы на эксплуатацию вентиляторных
установок за определенный промежуток времени, зависящие в основном от
.стоимости потребляемой двигателями электроэнергии, превосходят их
монтажную стоимость, отнесенную к тому же промежутку времени.
Количество же потребляемой двигателем электроэнергии зависит от
.режима работы сети, вентилятора и самого двигателя. Известно, например, что
увеличение расхода через сеть приводит к резкому увеличению мощности
бездействующие ответвления. Еще больший эффект при возможности общего
снижения расхода через сеть (например, в вентиляционных установках при
изменении сезона) дает снижение угловой скорости вентиляторов, приводящее
к резкому снижению мощности как центробежных, так и осевых вентиляторов
(в соответствии с третьей степенью уменьшения угловой скорости). Нужно
141
иметь в виду, что уменьшение мощности вентиляторов не приводит к
пропорциональному
уменьшению
мощности,
потребляемой
эле­
ктродвигателями из сети, так как у недогруженного электродвигателя
снижается coscp и поэтому при постоянном или длительном изменении режима
необходима замена двигателя. Рентабельной может оказаться и замена
вентилятора. Следует ясно представлять себе, что в случае возможности даже
незначительного увеличения к.п.д. установки, затраты по перемонтажу или
замене оборудования быстро окупятся.
Работающие вентиляторы должны быть хорошо отбалансированы, иметь
плавный и бесшумный ход с правильным направлением вращения колес и
обеспечением надлежащих зазоров. Систематически колеса и внутренние
поверхности кожухов вентиляторов должны очищаться от пыли и других
отложений. Подшипники должны быть своевременно осмотрены, промыты и
снаряжены соответствующей смазкой, температура корпуса не должна
превышать 40 - 50°. Валы вентилятора и двигателя, соединяемые муфтами,
должны быть соосны, а соединяемые ременной передачей — строго
параллельны. При проверке натяжения ремня он должен пружинить. Не
допускается сращивание ремней накладками, металлическими скобками
Корпус электродвигателя не должен нагреваться свыше 50°, здесь недопустимы
вибрация, стуж.
В воздухопроводах не должно быть механических повреждений,
неплотностей
в
соединениях,
незакрытых
смотровых
и
других
эксплуатационных отверстий. Фильтры, калориферы и другие элементы сетей
должны быть должным образом отрегулированы и снаряжены.
Особое внимание следует обращать на соблюдение при эксплуатации
вентиляторных установок правил техники безопасности и пожарной
профилактики, персонал должен быть соответствующе проинструктирован.
Ременная передача должна быть огорожена, открытые всасывающие отверстия
вентиляторов закрыты
решетками, корпуса двигателей заземлены,
укрепляющие болты затянуты и законтрены, в случае перемещения вредных
газов обеспечена герметизация воздухопровода и установка сальников у
вентилятора.
В целях предотвращения при перегрузке перегрева и загорания
подводящей сети и электродвигателя должны быть установлены и должным
образом отрегулированы предохранительные устройства.
• В случае перемещения горючих и взрывоопасных газов вентилятор,
электродвигатель и пусковые устройства должны иметь специальное
исполнение. Нельзя допускать оседания и накопления в воздухопроводах и
других устройствах легко загорающейся пыли.
В длинных воздухопроводах, соединяющих несколько помещений,
желательна в целях предотвращения при пожаре передачи пламени установка
шиберов, удерживаемых легкоплавкими запорами (замками).
Также должны быть выполнены и все другие требования существующих
правил по технике безопасности и пожарной профилактики
142
18.5, Ремонт вентиляционных установок
Различают текущий, планово-предупредительный (ППР) и капитальный
ремонты вентиляционных установок.
Текущий ремонт производят по мере необходимости для устранения
выявляемых при осмотрах дефектов и повреждений. Разновидностью текущего
ремонта является аварийный ремонт.
Предупредительный ремонт проводится в плановом порядке периодически
(сюда входят очистка, окраска, смазка или замена износившихся деталей) с
целью предотвращения повреждений. Задачей капитального ремонта может
явиться не только восстановление установки до надлежащего состояния, но и
реконструкция ее в целях улучшения качества и увеличения эффективности
работы..
Текущий и предупредительный ремонты обычно производят за счет
издержек предприятия, а капитальный - за счет амортизационных отчислений
или специальных ассигнований.
При капитальном ремонте воздухопроводы, вентиляторы, двигатели с
приводом заменяют полностью или ремонтируют с заменой отдельных частей.
В системе воздухопроводов можно заменять отдельные пролеты или звенья,
переделывать фасонные части; у вентиляторов - заменять колеса, подшипники,
реконструировать фундаменты в целях предотвращения вибрации или для
звукоизоляции. У электродвигателей может производиться перемотка, замена
подшипников, пусковых устройств, привода.
Периодичность капитального ремонта вентиляторных установок трудно
нормировать, она зависит от условии работы, качества эксплуатации и
первоначального
монтажа.
Ориентировочно
капитальный
ремонт
вентиляторных установок должен производиться не реже одного раза в три
года.
Капитальный
ремонт
выполняется
силами
предприятия
или
специализированной строительной организацией. Текущий (в том числе и
аварийный), а также предупредительный ремонты обычно выполняются не
только силами, но и средствами предприятия.
18.6. Х арактерны е неисправности установок к их устранение
Резкое ухудшение эффекта действия вентиляционной установки может
произойти по многим причинам Наиболее характерные и важные из них
перечисляются ниже, а также указываются меры по их устранению.
1. Колесо центробежного вентилятора вращается против разворота
спирали кожуха, а колесо осевого вентилятора — выпуклостью или острой
кромкой вперед. Нужно изменить направление вращения, для чего достаточно
переключить концы двух фаз у электродвигателя.
2. Колесо осевого вентилятора располагается в цилиндрическом кожухе со
слишком большим зазором. Следует уменьшить диаметр кожуха, доведя
143
величину зазора до 1,5% от длины лопатки.
3. Ременный привод буксует. Надо передвинуть мотор на салазках,
перешить или заменить ремень.
4. Перегорел предохранитель или обмотка электродвигателя. Их следует
восстановить.
5. Засорен воздухопровод. Необходимо установить место засорения
простукиванием, затем разобрать звено и прочистить.
6 . Ослабли
места соединений или образовались отверстия в
воздухопроводах. Нужно подтянуть фланцы, заменить прокладки, отверстия
заделать или заменить звено.
144
19. ЗАЩИТА ОТ ШУМА И ВИБРАЦИИ
В ЕН Т И ЛЯЦ ИО Н НЫ Х С И С Т Е М
Работа
вентиляционных
систем
сопровождается
генерированием
значительных уровней шума.
Различают аэродинамические и механические шумы.
Так как шум оказывает вредное воздействие на людей, то необходимо
предусматривать мероприятия для снижения шума.
Цель этих мероприятий состоит в том, чтобы обеспечить нормативные
уровни звукового давления в расчетных точках.
Возможны три основных случая положения расчетной точки, в которой
определяется уровень звукового давления, относительно источника шума
(рис. 82.).
Рис. 82 . Различные случаи взаимного расположения источников шума и расчетной точки
а - источники шума и расчетная точка находятся в одном помещении; Ь - источники
шума и расчетная точка находятся в различных помещениях; с - источник шума находится в
помещении, расчетная точка— на прилегающей территории; 1 - автономный кондиционер; 2
- расчетная точка; 3 - генерирующий шум плафон; 4 - виброизолированный вентилятор, 5 гибкая вставка, 6 - центральный глушитель; 7 - плавный поворот воздуховода; 8 разветвление воздуховода; 9 - прямоугольный поворот с направляющ ими лопатками; 10 внезапное сужение, 1 1 - прямоугольный поворот воздуховода: 12 - вспомогательный
глушитель; 13 - решетка.
Акустическому расчету вентиляционной системы должен предшествовать
аэродинамический расчет системы, при котором определяются площади
поперечного сечения всех участков воздуховодов (каналов), скорости движения
‘воздуха в каждом участке, конструкция, размеры и число вентиляционных
решеток, устанавливаемых в помещении, и скорости движения воздуха в
решетках.
В расчетной точке помещения допустимые уровни звукового давления в
каждой из восьми октавных полос нормируются величиной Ьдоп, дБ.
19.1. М ероприятия по снижению шума
Снижение уровней звукового давления на постоянных рабочих местах или
в расчетных точках помещ ения может быть осущ ествлено применением
комплекса следующих мероприятий;
1) установкой вентиляторов, наиболее совершенных по акустическим
характеристикам;
2) выбором оптимальных режимов работы вентиляторов: а) максимальном
коэффициенте полезного действия; б) с минимально возможным давлением,
развиваем ы м вентилятором;
3) снижением скорости движения воздуха в отводах, коленах, тройниках и
других элементах вентиляционной сети: а) до 5-6 м/с в магистральных
воздуховодах и до 2-4 м/с в ответвлениях для общественных зданий и
вспомогательных зданий промышленных предприятий; б) до 10-12 м/с в
магистральных
воздуховодах
и до 4— 8 м/с
в
ответвлениях
для
производственных зданий.
Скорость
движения
воздуха
перед
воздухораспределителем
или
воздухозаборным устройством должна быть ограничена величиной Vd0n с тем,
чтобы вентиляционная решетка не являлась источником генерирования шума;
4) изменением акустических качеств помещения, в котором требуется
снижение уровня звукового давления, путем применения звукопоглощающих
облицовок или штучных звукопоглотителей;
5) снижением уровня звуковой мощности источников шума по пути
распространения звука .путем установки глушителей или облицовки,
внутренних поверхностей воздуховодов звукопоглощающими материалами.
а)
6
Рис. 83. Схемы глушителей шума
а - трубчатого; б - сотового; в - пластинчатого; г — камерного;
1 - наружный кожух; 2 - звукопоглощающий материал; 3 - перфорированный
воздуховод; 4 - звукопоглощающие ячейки; 5 - звукопоглощающие пластины;
6 - каналы для воздуха: 7 - обтекатели; 8 - каркас пластины, 9 - ткань; 10 - сетка;
11 - камера; 12 - облицовка.
Ш ум от транзитных воздуховодов, проходящих через помещение может
146
быть уменьшен путем увеличения массивности самих воздуховодов и
наложения на них слоя звукоизолирующих материалов (стекловолокно,
минеральный войлок и пр.).
Уменьшение шума в помещениях, смежных с вентиляционной камерой,
достигается
выбором соответствую щего материала стенок
камеры
и
звукоизоляции их.
Вибрация вентиляционной установки не должна передаваться воз­
духоводам. Для этого воздуховоды следует присоединять к вентилятору как со
стороны всасывания, так и со стороны нагнетания через гибкие вставки из
упругих материалов (резина, прорезиненная ткань и пр.).
19.2. К онструкции глуш ителей шума
Для снижения шума в вентиляционных установках применяют глушители
диссипативного действия, т. е. такие, в которых происходит рассеяние звуковой
энергии.
По конструкции глушители разделяются на трубчатые, сотовые,
пластинчатые и камерные (рис.83.).
Ослабление шума в канале может быть приближенно определенно по
формуле:
М = 1,09а — /,
F.
где ЛЬ - потери уровня звуковой мощности в канале, дБ;
а - коэффициент звукопоглощения стенок канала;
П - периметр поперечного сечения канала, м;
F - площадь поперечного сечения канала, м2;
/ - длина канала, м.
Из формулы следует, что заглушение шума в каналах малого сечения или
в каналах с развитым периметром будет происходить интенсивнее, чем в
каналах большого сечения или с минимальным периметром. Поэтому сечения
трубчатых глушителей делают не более 500x500 мм
Для увеличения потерь звуковой энергии в каналах глушителей
применяют конструкции стенок с большим коэффициентом звукопоглощения.
В качестве звукопоглощающего слоя применяют мягкие маты из стекловолокна
(С Т В), полужесткие плиты из стекловолокна (Ц Ф Д ) или минер ал о ватные
-плиты (П М ). Полужесткие и минерал о ватные плиты применяют только для
вытяжных систем. Толщина звукопоглощающего слоя в типовых трубчатых и
сотовых глушителях 100 мм, в пластинчатых 100, 200 и 400 мм.
Наличие
перфорированного металлического листа
с отверстиями
диаметром 5 мм и шагом их 10 мм (процент перфорации равен 20) не снижает
звукопоглощающих качеств конструкции.
Стенки камерных глушителей облицовывают материалами с большим
коэффициентом звукопоглощения.
147
19.3. Расчет глушителей шума.
Расчет шумоглушителей состоит в определении:
1) суммарной площади поперечного сечения каналов для прохода воздуха
(живое сечение);
2) длины глушителей (трубчатых, сотовых и пластинчатых) или размеров
и числа камер глушителей (камерных);
3) гидравлического сопротивления глушителей по воздушному тракту;
Живое сечение глушителей, м2, определяется по формуле:
y F = -- --- ,
3600иаоп
^
где L — расход воздуха через глушитель, м /ч;
Одоп — допустимая скорость движения воздуха в глушителе, м/с.
Скорость движения
определенной
воздуха через глушитель, не должна превышать
величины
идоп с тем, чтобы сам глушитель не являлся
генератором шума. Значение идоп определяют по индексу предельных спектров
шума
Длину трубчатых, сотовых и пластинчатых глушителей определяют на
основании частотных характеристик заглушения шума на I м длины
AL
глушителей:
/ =—^ ,
где / — длина глушителя, м;
ЛЬтр — требуемое заглушение шума в глушителе, дБ;
AL - снижение шума в глушителе длиной 1 м в данной полосе частот, дБ.
Расчет длины глушителя проводят в каждой из восьми октавных полос. К
установке принимают глушитель наибольшей длины.
Размеры и число камер глушителей камерного типа определяю из
"
А.
соотношения:
дл = > 10U——,
где АЬкаи — потери уровня звуковой мощности в камере, дБ;
п - общее число камер; А,- - полное звукопоглощение отдельной камеры (без
звукопоглощения пола), м2; At =a;Si (здесь а,- и S t - коэффициент
звукопоглощения и площадь облицовки внутренней поверхности камеры);
' площадь живого сечения выходного проема из отдельной камеры, м\
Гидравлическое сопротивление
глушителей определяют по формуле:
^
= i
трубчатых,
^
A w
)
p
T
сотовых
'
где Арг1 — потери давления в глушителе, Па;
С — суммарный коэффициент местных сопротивлений;
X — коэффициент сопротивления трения;
D r~ гидравлический диаметр, м;
148
и
пластинчатых
р
плотность воздуха, кг/м ’;
и — скорость движения воздуха в каналах глушителя, м/с.
19,4. Виброизоляция вентиляционны х установок
Вибрации,
возникающие
при
работе
вентиляционной
установки,
передаются воздуховодам и основанию, на котором смонтирована установка.
Вибрации являются причиной возникновения структурного звука . При
установке вентилятора на фундаменте колебания по грунту передаются
фундаментам, стенам и перекрытиям здания. При установке вентилятора на
междуэтажном перекрытии структурный звук непосредственно передается в
нижележащее помещение. Снижение структурного звука, передаваемого
основанию, может быть достигнуто путем установки вентиляторов на
виброизоляторах
На рис.84 представлены схемы установки
машины
с
жестким
креплением
и
на
Ь) 4 ”
виброизоляторах. В первом случае машина не
может испытывать колебаний, и периодически
ш
изменяющаяся сила полностью
передается
Ш
основанию.
7/У/ 7 7 / 7 77/ Л
7771
Рис. 84, Схемы установки, машины
а - с жестким креплением; б - на виброизоляторах
Во втором случае, при установке машины на упругих виброизоляторах,
только часть силы будет передана основанию, а остальная ее часть
воспринимается виброизоляторами, т. е. передача силы на основание будет
уменьшена.
Эффективность
виброизоляции- оценивается
коэффициентом
передачи
динамических нагрузок основанию
где Fo - амплитуда динамической силы, передающейся на основание через
зибороизоляторы;
Fy - амплитуда динамической силы, действующей на изолированную от
основания установку.
При жестком несущем основании коэффициент передачи динамических
нагрузок определяется формулой:
-1
г д е — частота возмущающих колебаний, Г ц ;/2 — частота собственных
Структурным звуком называют колебания, распространяющиеся в твердых телах
149
вертикальных колебаний установки, состоящей из машины, опорной рамы или
плиты и виброизоляторов, Гц.
Для эффективной в ибро изоляции частота собственных вертикальных
колебаний установки j~ должна быть значительно
меньше частоты
возмущающей силы/,.
При расчетах виброизоляции вентиляционных установок принимают
отношение f e /f , > 3 .
При упругих несущих конструкциях (вентилятор установлен на
перекрытии) коэффициент передачи динамических нагрузок отличается от (рж.
В этом случае эффективность виброизоляцик будет зависеть от соотношения
массы перекрытия и установки, а также от соотношения частоты собственных
колебаний не нагруженного перекрытия и частоты возмущающих колебаний.
В
качестве
виброизолирующих
устройств,
препятствующих
распространению
колебаний
по
материалу,
применяют
пружинные
амортизаторы и упругие прокладки.
Наилучшими виброизолирующими свойствами
обладают стальные
пружинные виброизоляторы, характеризующиеся стабильностью упругих
свойств, допускающие большой прогиб и ослабляющие колебания даже весьма
низких частот.
Наиболее
распространенные
конструкции
пружинных
виброизоляторов приведены на рис.85.
Рис. 85. Пружинные виброизоляторы
а - типа Д038-Д045; б - равночастотный типа В76а 10.00.020, в - типа ВИ-500
Прокладки из резины обеспечивают виброизоляцию только звуковых
частот от 40 Гц и выше, что соответствует частоте вращения вентилятора
/?> 1800 мин'1, и, следовательно, применение их для вентиляционных установок
в большинстве случаев не обеспечивает нужного эффекта.
150
1
Рис. 86 Конструкция виброизолирующего основания
для центробежного вентиляторного агрегата Ц4~70№8
1 - центробежный вентилятор; 2 - рама; 3 - виброизолятор
На рис.86 приведена конструкция виброизолирующего основания для
центробежного вентиляторного агрегата Ц4-70 № 8 (исполнение I).
При конструировании вентиляционных установок обычно проводят только
подбор виброизолирующих оснований из разработанных типовых чертежей.
151
П Р И Л О Ж Е Н И Е 1.
Таблица 1
Таблица для расчета воздухопроводов
В колонах для соответствующих d и и: первое число ™ расход (L, м 3/ч а с ); второе число —условный коэффициент
трения
Ско­
рость
возду­
ха
о,
м 1сек
j;
приведено к стандартному воздуху при t = 20°, В = 760 мм рт.ст., (р - 0,5, р = 1,2 кг/м3
Диаметр воздухопровода 6, мм
Динамиче­
ское
давление
100
j
165
215
235
265
0,0363
0,0433
0,0551
10
130 0,134
196 0,115
260 0,108
325 0,103
390 0,099
455 0,096
520 0,094
590 0,092
655 0,090
720 0,088
785 0,087
850 0,086
915 0,085
980 0,084
1050 0,083
1110 0,082
1180 0,081
11
155 0,113
235 0,103
310 0,097
390 0,093
470 0,090
545 0,Q87
625 0,084
700 0,082
780 0,081
860 0,080
935 0,079
1010 0,078
1090 0,077
1170 0,076
1250 0,075
1330 0,074
1400 0,073
12
2.00 0,097
300 0,089
400 0,084
500 0,080
595 0,077
695 0,075
795 0,073
895 0,072
995 0,071
1090 0,070
1190 0,069
1290 0,068
1390 0,067
1490 0,066
1590 0,065
1690 0,064
1790 0,063
195*
4
0,0298
2
3,5 .
4,0
4,5
5,0
5,5
'Т 8 5
22,0
6,0
2.5,9
6,5
7,0
30,0”
......34,4
.... 7.5
39,2
8,0
44,2
8,5
9,0
49,6
150
71 ,2
2
Площадь поперечного сечения воздухопроводов у ~ ~ ~ .а ,м
--и1Н ! м 2
2
0,6
1,4
2,4
3,8
5,1
7,5
9,8
1,24
140
130
г
0,0078
1
1,0
1,5
2,0
2,5
зо
115
3
28 0,305
42 0,285
56 0,270
70 0,260
85 0,250
100 0,240
115 0,235
125 0.230
140 0,226
155 0,222
170 0,219
185 0,216
195 0,213
210 0,210
225 0,207
240 0,204
253 0,202
0,0103
0,0132
0,0153
0,0176
7
5
6
4
55 0,208 1 63 0,189
37 0,275
48 0,235
83 0,192 Г 95 0,175
71 0,208
55 0,240
125 0,165
110 0,180
95 0,192
~_74.._0-г228
160 0,158
120 0,187 1Г 140 0,172
93 0,218
190 0,153
165 0,166
140 0,282
110 0,210
195 0,162 i 220 0,148
165 0,177
130 0,205
220 0,158 I 255 0,144
190 0,172
150 0,200
250 0,155
285 0,141
"“ 165 0,195 Г 215 0,168
3150,138
240 0,165
275^152)
185 0,191
305 0,149 ! 350 0,136
260 0,162
' 205 0,188
380 0,134
330 0,146
220 0,185.. 285 0,159
360-0,144
410 0,132
310 0,157
.240 0,183
445 0,130
335 0,155 1 385 0,142
260 0,181
475 0,128.
415 0,140
355 0,153
280 0,179
505 0,126
440 0,138
380 0,151
295 0,177
540 0,125
470 0,136
405 ОД49
315 0,175
570 0,124
495 0,135
430 0,147
335 0,173
0,0213
9
8
105 0,140
77 0,170
160 0,129
115 0,158
215 0,122
195 0,148
270 0,117
190 0,142
320 0,113
230 0,137
375 0,109
270 0,133
305 0,130 ‘ 440 0.106
480 ОДОЗ
345 0127
385 0,124
535 0,101)
420 0,122
590 0,099
645 0,097
460 0,120
700 0,096
500 0,118
750 0,095
535 0,116
575 0.114
805 0,094
860 0,093
615 0,112
910 0,092
650 0,111
965 0,091
690 0,110
1
9.5
10,0
11
,
12
13
14
15
16
17
18 I"
19
20
21
22
23
24
...2 5 ...
.. 5
3
4'
2
450 0.145
350 0,171
270 0,200
55,3
475 0,144
370 0.169
280 0,198
61,2
520 0,142
410 0,166
74,1
“I 310 0,195
570 0,140
445 0,163
340 0,192
88,2
620 0,138
480 0,160
‘ 365 0,189
103,5
665 0,136
520 0,157
395 0,186
120,0
715 0,134
555 0,155
425 0,184
137,8
760 0,132
590 67153
156,8
450 0,182
,. 8.10 0,130
480.0,180' . 630 0,151 ■
177,0
510 0,178
605 0,150 Г 855 0,129
198,0
905 0,128
705 0,149
535 0,176
221,5
740, 0148 1 959 0,127
565 0,174
245,1
1000 0,126
780 0,147
595 0,173
270,0
1050 0,125
815 0,146
620 0,172
296,0
1100 0,124
850 0,145
650 0,171
323,0
1140 0,123
890 0,144
352,0
680 0,170
1190 0,122
705ДТб9\ 925 0.143
382,0 '
8
.. 7
6
730 0,109
600 0,123
520 0,134
765 0,108
635 0,122
550 0,133
845 0,106
700 0,120
605 0,130
920 0,104
760 0,118
660 0,127
995 0,102
825 0,116
715 0,125
1070 0,101
885 0,114
770 0,123
1150 0,100
950 0,112
825 0,121
880 0,120 1020 0,110 1 1230 0,099
935 0,119 1080 0,108 1300 0,098
1380 0,097
1140 0,107
990 0,118
1450 0,096
1050 0,117 1200 0,106
1270 0,105 ' 1530 0,095
1100 0,116
1610 0,094
1160 0,115 1330 0,104
1690 0,093
1210 0,114 1400 0,103
1760 0,092
1460 0,102
1279 0,113
18400,091
13200,112 '15200,101
19200,090
15800,100
13080,111
9'
1020 0,090
1070 0,089
1180 0,087
1290 0,086"
1390 0,085
15 0 0,084
1610 0,083
1720 0,082
1820 0,081
1930 0,080
2040 0,079
2150 0,078
2250 0,077
2360 0,076
2470 0,075
2580 0,074
2690 0,073
12
11
1о"'....~
1240 0,080 1480 0,072 1890 0,062
1310 0,079 1560 0,071 1990 0,061
1440 0,077 1720 0,070 2180 0,060
1570 0,076 1870 0,069 2380 0,059
1700 0.075 2030 0,068 2580 0,058
1830 0,074 Г2180 0,067 2780 0,057
1960 0,073 2340 0,066 2980 0,056
2090 0,072 2500 0,065 3180 0,056
2220 0,071 2650 0,064 3380 0,055
2350 0,070 2810 0,063 1 3570 0,055
2480 0,069 2960 0,063 1 3770 0,054
2610 0,068 3120 0,062 3970 0,054
2740 0,068 3280 0,062 4170 0,053
2870 0,067 3430 0,061 4360 0,053
4560 0,052
3000 0,067 3590 0,061
4760 0,052
37500,060
31300,066
4960 0,051
39000,060
33600,066
* Диаметры определены из соображений экономического раскроя без обрезков из листов кровельной стали нормального
размера.
Продолжение
Динамическое
давление
Ско­
рость
воз­
духа
(Л
М/Г('К
Р 2гг / 2
— и И /м
2
1
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,5
... 6,0
6,5
7,0
7,5
2
0,6
1,4
2,4
3,8
5,1
7,5
9,8
1 24
15,3
18,5
22,0
25,9
30,0
34,4
8,0
8,5
9,0
9,5
10,0
11
12
13
14
16
16
17
18
Диаметр воздухопровода с/, мм
285
320
375
440
495
545
595
660
J ___775
71 ,г 2
Площадь поперечного сечения воздухопроводов / ==— ,d \ м
4
'
0,0637
0,0804
3
230 0,090
345 0,082
460 0,077
575 0,074
690 0,072
800 0,070
915 0,068
1030 0,066
1150 0,065
1260 0,064
1370 0,063
1490 0,062
1600 0,061
1720 0,060
4
290 0,078
435 0,072
580 0,068
725 0,065
870 0,062
1010 0,061
1160 0,059
1310 0,057
1450 0,056
1590 0,055
1740 0,054
1880 0,053
2030 0,053
2170 0,052
39,2
1830 0,059 2320 0,051
2460 0,051
44,2
1940 0,058
2060 0,057 Г 2600 0,050
49,6
2750 0,050
2180 0,056
55,3
2290 0,055
2900 0,049
61,2
3180 0,048
2520 0,054
74,1
3470 0,047
83,2
2750 0,053
2980 0,053
3760 0,046
103,5
120,0
” 3210 0,052 ' 4050 0,045
4340 0,045
137,8
3440 0,052
4630 0,044
156,8...... 3670 0,051
4920 0,044
177,0
3900 0,051
5210 0,043
198,5
4120 0,050
0,1104
0/1520
0,1924
7
5
6
400 0,065
545 0,053
695 0,046
595 0,060 1 820 0,049
1040 0,043
1390 0,040
795 0,057
1090 0,046
1370 0,044
1730 0,038
995 0,055
1190 0,052
2080 0,037
1640 0,042
2420 0,036
1910 0,041
1390 0,050
2190 0,040
2770 0,035
1590 0,049
3120 0,034
2460 0,039
1790 0,048
2740 0,038
3460 0,033
1990 0,047
ЗОЮ 0,038 h 3810 0,033
2190 0,046
3280 0,037
4150 0,032
2390 0,045
3560 0,037
4500 0,032
2590 0,044
4850 0,031
3830 0,036
2790 0,044
5200 0,031
2980 0,043 4100 0,036
3180 0,043 4380, 0,035
3380 0,042 4650 0,035
h 3580 0,042 4920 0,034
3780 0,041 5200 0,034
3980 0,041 5450 0,034
4380 0,040 6000 0,033
4770 0,039 6500 0,032
5170 0,039 7100 0,032
5570 0,038 , /650 0,031
5970 0,038 3200 0,031
8750 0,031
6360 0,037
6750 0,037
9300 0,031
7160 0,036
9850 0,030
0,2332
0,2780
0,3421
0,4717
8
840 0,041
1260 0,038
1680 0,036
2100 0,031 1
2520 0,033
2940 0,032
3360 0,031
3780 0,030
4200 0,030
4610 0,029
5030 0,029
5450 0,028
5870 0,028
6300 0,028
9
1000 0,036
1500 0,034
2000 0,032
2500 0,030
3000 0,029
3500 0,028
4000 0,028
4500 0,027
5000 0,027
5500 0,026
6000 0,026
6500 0,025
7000 0,025
7500 0,025
10
1320 0,032
1850 0,030
2460 0,028
3080 0,027
3700 0,026
4310 0,025
4930 0,025
5550 0,024
6160 0,024
6780 0,023
7400 0,023
8010 0,023
8630 0,022
9250 0,022
11
1700 0,027
2550 0,025
3400 0,023
4250 0,022
5100 0,021
5950 0,021
6800 0,020
7650 0,020
85000,019
9350 0,019
10200 0,019
11000 0,018
11900 0,018
12700 0,018
8000 0,024
8500 0,024
9000 0,024
9500 0,023
10000 0,023
11000 0,023
12000 0,022
13000 0,022
14000 0,022
15000 0,022
16000 0,021
17000 0,021
18000 0,021
9860 0,022
10450 0,021
11100 0,021
11700 0,021
12300 0,021
13550 0,020
14800.0,020
16000 0,020
17250 0,020
18500 0,019
19700 0,019
20900 0,019
22200 0,019
13600 0,018
14400 0,017
15300 0,017
16100 0,017
17000 0,017
18700 0,017
20400 0,016
22100 0,016
23800 0,016
25500 0,016
27200 0,016
28900 0,015
30600 0,015
6720 0,027
5550 0.031
7130 0,027
5900 0,030
7550 0,027
Г 6520 0,030
8000 0,026
6590 0,030
6930 0,029 1 8400 0,026
7620 0,029
9250 0,026
10100 0,025
8310 0,028
10900 0,025
9000 0,028
11750 0,025
9700 0,028
12600 0,024
10400 0,027
13450 0,024
11100 0,027
14300 0,024
11800 0,027
12500 0,0261 15100 0,023
IW
//1,1
20
245,0
270,0
296,0
323,0
352,0
382,0
21
22
ьы
23
24
25
'*.юи ufu:)u
ГКШ1/
1
4590 0,049
Ь/90 0,042
4800 0,049
6080 0,042
5030 0,048
6370 0,041
5270 0,048 Г 6660 0,041
^ 5500 0,047 ^ 6950 0,040
5730 0,047
7240 0,040
1ппи V
/960 0,030
8360 0,035
8750 0,035
9050 0,035
9550 0,034
9950 0,034
10950 0,029
13850 0,020
11500 0,029
14550 0JD25
12050 0,029
15250 0,025
12600 6,028 Г 15950 0,025
13100 0,028
16600 0,024
13560 0,028
17300 0,024
! .... ....
16800 0,023
17650 0,023
18500 0,023
19300 0,022
20200 0,022
21000 0,022
20000 0,020
21000 0,020
22000 0,020
23000 0,020
24000 0,020
25000 0,019
24650 0,018
25900 0,018
27100 0,018
28400 0,018
29600 0,017
30800 0,017
34000 0,015
35700 0,015
37400 0,015
39100 0,014
40800 0,0Т4
42500 0,014
П р о д о лж е н и е
Скорость
воздуха
*Л
м /сек
Динамическое
давление
— о 2Н / м 2
2
Диаметр воздухопровода с/, мм
885
1025
0,6151
1
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,5
6,0
6,5
7,0
7,5
8,0
8,5
9,0
9,5
10,0
11
12
13
14
15
... 16.......
17
18
19
2
0,6
1,4
2,4
3,8
5,1
7,5
9,8
1,24
15,3,
18,5
22,0
25,9
30,0
34,4
39.2
44,2
49,6
55,3
61,2 '
74,1
88,2
103,5
130,0
137,8
156,8
177,0
198,5
221,1
1540
г
Л
о
Площадь поперечного сечения воздухопроводов у - — а ~ ,м '
4
0,8250
0,9503
1,131
1,378
1,598
1,862
9950 0,017
13400 0,014
11050 0,017
12200 0,016
13300 0,016
14400 0,016
15500 0,016
16600 0,015
17700" 0,015
18800 0,015
19900 0,015
21000 0,015
22100 0,014
24400 0,014
26600 0,014
28800 0,014
31000 0,014
33200 0,014
35500 0,013
37800 0,013
40000 0,013
42100 0,013
14850 0,014
16350 0,014
17850 0,013
19300 0,013
20800 0,013
22300 0,013
23800 0,013
25300 0,013
26800 0,012
282.00 0,012
29700 0,012
32700 0,012
35700 0,012
38600 0,012
41600 0,012
44600 0,011
47600 0,011
50500 0,011
53500 0,011
56500 0,011
1
1200
1425
4
2970 0,019
4450 0,018
5950 0,017
7450 0,016
8900 0,015
10400 0,015
11900 0,014
3
2210 0,023
3320 0JQ2J
4430^02Q
5530 0CGT9
6640 0,018
7750 0,018
8850 0,017
1100
5
6
3420 0,017
4070 0,016
6100 0,015
5130 0,016
6850 0,015 ^ 8150 0,014
8550 0,014
10200 0,013
10250 0,014
12200 0,012
12000 0,014
14250 0,012
16300 0,012
13700 0,013
15400 0,013
18300 0,012
17150 0,013
20350 0,011
22400 0,011
18850 0,012
24400 0,011
20550 0,012
26500 0,011
22300 0,012
28500 0,011
24060 0,012
. 30500 0,011
25700 0,012
32500 0,010
27400 0,011
29100 0,011
34600 0,010
36600 0,010
30800 0,011
32500 0,011
38700 0,010
40700 0,010
34200 0,011
44800 0,010
37700 0,011
489000,010
41100 0,011
53000 0,009
44500 0,010
48000 0,010
57000 0,009
61100 0,009
51400 0,010
65100 0,009
54800 0,010
58200 0,010 “ ] 69200 0,009
61600 0,010 1 73300 0,009
77400 0,009
65000 0,010
1325
7
4950 0,014
7450 0,013
9900 0,021
12400 0,012
14900 0,011
17350 67011
19850 0,011
22300 0,010
24800 0,010
27300 0,010
29750 0,010
32250 0,010
34700 0,009
37200 0,009
39650 0,009
42150 0,009
44600 0,009
47100 0,009
49500 0,009
54500 0,009
г 595000,008
64500 0,008
69500 0,008
74400 0,008
79400 0,008
84300 0,008
89200 0,008
94200 0,008
|
8
5750 0,013
8630 0,012
11500 0,011
14400 0,011
17250 0,010
20100 0,019
23000 0,010
25900 0,010
28800 0,009
31700 0,009
34600 0,009
37400 0,009
40300 0,008
43200 0,008
46000 0,008
48900 0,008
51800 0,008
54700 0,008
57500 0,008
63200 0,008
69000 0,008
74800 0,008
80500 0,008
86300 0,008
92000 0,007
97800 0,007
103500 0,007
109300 0,007
9
6700 0,012
10100 0,011
13400 0,010
16800 0,010
20100 0,009
23500 0,009
26800 0,009
30200 0,009
33500 0,008
36900 0,008
40200 0,008
43600 0,008
46900 0,008
50300 0,008
53300 0,008
57000 0,008
60300 0,007
63700 0,007
67000 0,007
73800 0,007
80500 0,007
87200 0,007
92900 0,007
100500 0,007
107200 0,007
113900 0,007
120500 0,007
127400 0,007
C\J
21
22
23
24
25
2/0,0
296,0
323,0
352,0
382,0
U,U l.J
’ 46500 0,013
48700 0,013
51000 0,012
53200 0,012
55500 0,012
ГШЭ00 0,011
62400 0,011
65400 0,011
68400 0,010
71300 0,010
76300 0,010
НП500 0,010
/1900 0,010
75500 0,009
78700 0,009
82200 0,009
85700 0,009
81500 0,009
85500 0,009
89600 0,008
93700 0,008
h 97800 0,008
12000 0,008
11WOO 0,00/.
00100 0,008
104000 0,008
120800 0,007
109000 0,007
126500 0,007
114000 0,007 : 132300 0,007
119000 0,007 ! 138000 0,007
124000 0,007 | 143800 0,007
134100 0,006..
140800 0,006
147600 0,006
154300 0,006
161000 0,006
167800 0,006
П РИ ЛО Ж ЕН И Е 2
Таблица 2
РАСЧЕТНЫЕ ТЕМПЕРАТУРЫ, СКОРОСТЬ И ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА НА ПОСТОЯННЫХ
И НЕПОСТОЯННЫХ РАБОЧИХ МЕСТАХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ
Оптимальные нормы на постоянных и
непостоянных рабочих местах
Допустимые кормы
скорость
движения
воздуха
температура. "С
Период
года
Категория
работ
температу­
ра, С
скорость
движения.
м/с. не
более
относите­
льная
влажность.
на всех
рабочих
местах
1
Теплый
2
3
4
Легкая:
1а
23-25
0.1
16
22-24
0.2
5
40-60
Средней
тяжести:
6
На 4 “С
выше
расчетной
температлры
наружного
воздуха
(параметры
А) и не
более
указанных в
гр.7 и 8
относи­
тельная
влажность
воздуха.
%. не
более
на постоянных и
непостоянных рабочих
местах
на
постоянных
рабочих
местах
7
непостоянных
рабочих
местах
8
28/31
30/32
0.2
28/31
30/32
0,3
9
75
27/30
29/31
0.4
27/30
29/31
0.5
0.4
26/29
28/30
0.6
0.1
21-25
18-26
0.1
0.1
20-24
17-25
<\2
Па
21-23
0.3
Пб
20-22
0.3
Ш
18-20
Легкая:
1а
22*24
16
21-23
10
Тяжелая:
Холодный
переходные
условия
*
75
Средней
тяжести:
-10-60
На
18-20
0.2
17-23
15-24
0.3
Пб
17-19
0.2
15-21
13-23
0.4
16-18
0.3
13-19
12-20
0.5
Тяжелая:
Ш
. . .
Примечание.
1
В таблице допустимы,- нормы внутреннего воздуха для теплого периода года n p u e t d я » # « дроби: в числителе Ш районов с расчетной тсмтратъ-рсй наружного
е а д ух а (параметры А } ниже 25 "С. я знаменателе - выше 25 “С.
2
Для ройомиг! <
-температурой наружного воздуха (параметры А) 25 “С и выше соответствен но Зля категорий работ легкой, средней тяжести и тяжелой температуру
рабочих местах следует принимать на 4 “С выше те млсратуры наружного ttojdvxa. но не выше указанной ё ^намснатгле г р. 7 и 8.
В населенных пунктах с расчетной температурой наружного «оздуха 18 °С и н и к е (параметры Л) вместо 4 °С, указанных в гр. 6, допускается принимать 6 'С.
Нормативная разность температур между температурой на рабочих местах и температурой наружного воздуха (параметры Л ) 4 или 6 ’С может бчт ъ гвеяичена при
3
4
М И Н И М А Л ЬН Ы Й РАСХОД Н А РУ Ж Н О ГО ВОЗДУХА ДЛЯ ПО М ЕЩ ЕНИ И
Помещения
с
естественным
проветрива­
нием
! !омсшсния
(\частки. тоны)
!
1
...
---
q
беч естественнот проветривания
ПрИТОЧНЫС СИСТСМЫ
Раоаэд воздуха
- .........
1
% о&аего
воздухообме­
на, не менее
на 1 чей м*/ч |
60
1
-
60
90
120
-
2С
15
Ю
С рециркуляцией при
По
требованиям
соответствую­
щих СНиП
60; 20"»*
-
-
-
-
-
-
-
11ракэ®оэст8анныг
Общественные
к адинннстрйтквно-бытовые
Без рСИИркуЛЯНИИ или
Сра1кркупя11ией при
кратности
10обменоа/ч и более
30*; 20“
1
кратности менее
10 обменов/ч
3 м7ч на 1м2
Жилые
жилых
помещений
При объеме помещения (у ч а с т к а , зоны) на 1 чел. менее 20 м '.
При объеме помещения (у ч а с т к а , зоны) на I чел. 20 лс и более.
Д л я зрительных залов, залов совещаний и других помещений, в которых люди находятся
до 3 ч непрерывно.
Тап.тца
ДО П УСТИ М Ы Е Н О РМ Ы ТЕМ ПЕРАТУРЫ, О ТНО СИТЕЛ ЬНО Й ВЛАЖНОСТИ
И СКОРОСТИ Д В И Ж ЕН И Я ВОЗДУХА В О Б С Л УЖ И ВА ЕМ О Й ЗО Н Е Ж И ЛЫ Х,
О БЩ ЕС Т ВЕН Н Ы Х И АДМ ИНИСТРАТИВНО-БЫ ТО ВЫХ ПО М ЕЩ ЕНИ И
!
’ ’
Период года
*
1 Температура воздуха. иС
)
Теплый
Холодный и переходные!
условия
I
Я
Скорость движения,
воздуха, м/с, не более
| \ Относительная влажность
(
воздуха, % , не более
Не более нем на 3 "С выше
расчетной температуры наруж­
ного воздуха (параметры А } '
65***
18 "-2 “7
65
Скорость движения воздуха и отно­
0,5
!
0.2
шленных предприятий в холодный период
сительная влажность принимаются также
года выбираются поСНиП соответствующей
по приложениям 1 и 2 СНиП 2.04.05-91* или
группы зданий и помещений, а именно:
та б л . П .6 и таб л.П .8 .
СНиП 2.08.02-89' «Общественные здания»,
Расчетные (обязательные) температуры
СНиП 2.09.04-S7* «Администрзтивныеи быто­
и кратности обменов воздуха в типовых жи­
вые здания»,СНи1 i 2.08.0i-89* «Жилыездашш-
лых, общественных, административно-быто­
(см. табл. П .30- W.J5 раздела VI «Разработка си -
вых и вспомогательных помещениях промы­
стем кондиционирования и вентиляции»).
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Таблица 5
РА С Ч ЕТ Н Ы Е ПАРАМ ЕТРЫ ВОЗДУХА И КРАТНОСТЬ ВОЗД УХООБМ ЕНА В П О М ЕЩ ЕН И ЯХ Ж И Л Ы Х ЗДАНИЙ
Кратность воздухообмена или количество удаляемого
воздуха из помещения
Расчетная температура
воздуха в холодный
период года, С
Приток
Вытяжка
Жилая комната квартир или общежитий
1S (20)
-■
3 м7ч на 1 м3жилых помещений
То же, в районах с температурой наиболее холодной
пятидневш (обеспеченностью 0,92) -31 С и ниже
20 (22)
-
То же
18
"
Помещение
Кухня квартиры и общежития, кубовая
с электроплитами
Не менее 60 м3/ч
Не менее 60 м’/ч* при 2-конфорочных плитах
с газовыми плитами
Не менее 75 м7ч при 3-конфорочньа плитах
Не менее 90 м3/ч при 4-конфорочньоЕ плитах
-
Э0м7ч
25
-
25 м’/ч
Уборная индивидуальная
18
-
25 м7ч
Совмещенное помещение уборной и ванной
25
-
50м7ч
То же, с индивидуальным нагревом
18
-
50 м7ч
Умывальная общая
18
-
0,5
Душевая общая
25
-
5
Уборная общая
16
-
50 м3/ч на 1унитаз и 25 м’/ч на i писсуар
Гардеробная комната для чистки и глажения одежды,
умывальная в общежитии
18
-
1,5
Вестибюль, общйй коридор, передняя, лестничная
клетка в квартирном доме
16
-
-
Вестибюль, общий коридор, лестничная клетка в
общежитии
18
-
-
Помещение для культурно-массовых мероприятий,
отдыха, учебных и спортивных занятий, помещения для
1 администрации и персонала
18
-
1
1 Постирочнэя
15
По расчету,
но не менее 4
7
I Гладильная, сушильная в общежитиях
15
По расчету,
но не менее 2
3
j Кладовые для хранения личных вещей, спортиного
12
-
По расчету, ко не менее 0,5
Сушильный шкаф для одежды и обуви в квартирах
Ванная
! инвентаря, хозяйственные и бельевые в общежитии
i Машинное помещение лифта
5
1 Мусоросборная камера
5
0,5
i (через ствол мусоропровода)
I!
В угловых помещения* квартир и общежитий расчетную температуру воздуха следует принимат ь не 2"С выше указанной в таблиие.
2!
В лест ничных клетках бонов для IV климатического района и Ш5 климатического подрайона, а также домо« с квартирным отоплением раг^етна* температура воздуха
не нормируется.
)) Температура воздуха в машинном помещении лиф то# е теплы й период года не должна превыш ать 40° С
43 Значениж е скобках относятся к домам для престарелых и семей г
160
Таблица 6
РА С Ч ЕТ Н А Я Т ЕМ П ЕРА Т У РА И КРА ТН О С ТЬ О БМ ЕН А В О ЗД УХ А В П О М Е Щ Е Н И Я Х
ЗДАНИЙ А Д М И Н И С Т РА ТИ ВН Ы Х И П Р О Е К Т Н Ы Х О РГА Н И ЗА Ц И Й
Пэ&Кгэдения
т емпература |Объем ияк «раткостъ зоздухообы т а !
воздуха а
j
31ч
I
холода
|
8 ы т»*т
период год<з. •;. JПриток)
Проектные заяы а «смизты, сяуж«окьЫ
яомеи|бн*я * кабинеты лгакцадыс 35 >
<
=«' *
|
Служебные пом-ешен*я и
яяощз&ые «емве 35 м*. юмй&тыдяя
рабоГЫ с
читальные ЗЗЛы
архивов и 5абяист«. проектные
хауинеть; кодматгы эби*ает&&нны?с
j
ортзниззцай S4эжпозиции
|
j
18
^иж^паратные -изву«овгшаратнъ(.е
Хранияицз зрхивсз и библиотек
рУФ^То:
8ести(ж>ги
•Гардбробиы??- (обыгм за барьером)
Курите льмы&
psHvn-ap^tfeie узлы
]
2.S
j
-—
..........
.............. i' .......... -..........I
/Сйнф^рену-^йя и зав* йоаещзйкй
{
16
&аай««<и**сиь:-е> бюоо
По расчету ий асс^мил»ш<ю
т^плоаш тю & ы тт в
1$
1
По расчету на асс^мшйуию
I
3 1
’ 3
... ie ; .... и
По норма** проектировав* «ультурн^зреяицных |
учреждав*
... 18
Г -...1 ............. 2
По pS£r-mTf - сотаено за$а*»*о на
проест*реванш ноне &£»нее 316
кратною тзяухэ0би&1Э по«ёшений
2
16
*
18
2
В объеме воздуха,
удаляемого из по^ещ«иий
проектных залов ъ шзмнат,
18
епуяеэЗмых -пшезд^ий: «о но
10братного
; воздух«о6ш*но помелей»* ;
iQ O ^ /мна 1 униШзийи
16
f:V10CV<*p
|
Удалейие аоздуха из
16
|
санК1Эрй*йХ УЗРОЗ
5
23
-
L .........
‘
..... ..." ‘
уьш ъапьш *
\ . ...
,
рямнаты личной гкгисмы жжщл*
flowo ардаяе збел $ т т ющего
18
| 2 j
з
й0рсоиала
Реы м н ы е «астерс*и«\ с-толйр«^е
*” ....... Т б" ~ '~Т 3 “ •
■
.I ...... .. . ......4 ................. — <
Г " .. .
...." 3 ....................
Р^аойткьй мастере?**»: м^хаиичасе^
кладовые мй&ентарй, оборудована.
Эум^ги и *внц@ларсшх
16
j
1
‘
йрина^ле^оогезЯ
^ладовая для шмищтоз <дяя
16
5
1сог±;^8ельк0'«мо^те-пьн ьас служб)
КоддвДО
ОЧнОгО Й'н^.ктар^ Й
Номец^енйя обора й перершстш
is
1.5
?-да<ул2гуры
Таблица 7
ПРЕД П РИ ЯТИ Я РОЗНИЧНОЙ ТО РГО ВЛИ
161
Таблица 8
ЗРИТЕЛЬНЫЕ ЗАЛЫ
Таблица 9
С П О РТИ ВН Ы Е И ФИЗКУЛЬТУРН О -ОЗД ОРО ВИ ТЕЛЬН Ы Е У Ч РЕ Ж Д Е Н И Я
г.
« * » ,» «
Рше**нт
'^тэ*. Г ёьетя'л
"
1
i
4
"
m в о т * чей ж» т с я н »
3 Т*П№Й я*ЯИСЯ г^гз уы» ?/
?с з»
1
*
ш
р
1
расчетной
fc- — - т—
•s
'без месл
:S
162
Л г е т г- .^ ад « * * * & *
* > « > .« !
;
Тс-»ч?
:. ...
П РИ Л О Ж Е Н И Е 5
Таблица 10
О ПТИМ АЛЬНЫЕ П А Р А М Е Т Р Ы ВО ЗД УХА ДЛЯ Н ЕК О Т О РЫ Х
ПРО И ЗВО ДСТВЕННЫ Х И О Б Щ Е С Т В Е Н Н Ы Х П О М ЕЩ ЕН И Й ПО УС Л О ВИ Я М
В Ы П О Л Н Я ЕМ Ы Х РАБОТ ИЛИ Х РА Н ЕН И Я М А Т ЕРИ А Л О В
Виды зроязаодгт^ и помещений
А рхивы
ъиблю т& т . хнигсхранитнцр
Ткт& зехия музйеа.. где хранятся ззсяонаты i*3 дерева бумаги.
пергам$н?а.
й
«з них
Студии художнуэсс-з с-Кёртинами
*дояъб«ртч
Склады картин е п утях
ПЬ**еа|ё&ИЯ ДЛЯ ХР8И€ЯИЯ:
М©СС8
кожи
ПргД~рИ&'ТУ?3 МОДДОССТревИДО
паосрат^р^и мета:йГР s
термо*онстаинь>€ аомешеьяйй для прецизионных
рйост различных групп:
2
3
4
Ь©о6очис'ыеггО**^1Двния Для прецизионный работ: цех*;
гочно-го ш ъ& тосгръ& тя
нзуотхи. тог; с-фе( матороз и «эту*!*** об©ржи рздиопгдо*
иуотойле^ия ол^хтрс-и-шернтеяьных прибороа
обрэбс>т*« пг-зстикзг. из е « т н з и о**еи
плав»? оптического стерла
щрифозжя яинз
помещения злеггсс^ио-зьгчмсгнтельнык «ашин >:ЭВМ; о
seTp^HHb!i.<if &zm'ипяторамя
п^раштрь) для воздуха, под-а&а&мого йкутрь «зши*
паргшетры на выходе т мазшн
додо
параметры дяя воздушной среды ооимцеккй
!
Т: С
;
|
14-17
18-21
I
16-24
| &р-зжмоеть.
%
i
57-63
|
40-50
|
1
1
1
;
50-60
• 16-24
: 1М 2
|
f
10-16
1
{
55-65
40-60
|
1
1
\
| 20*0,5
|
40-Q6
|
4. to
ш -т
55-60
| 18-22 1
4CHS
*
I 19.5-20.5 ! .....io tb ..... 1
-0-5
|
: 1S 6-20.2 :
40±5
5
(19.S5-20 05sf
|
Ш
: \
45-50
|
.... ’ 22±1 ...
|
| 21-24 1 50-55
1 зсм о
?
1 23±1
f 24±1 1
45±5
|
so±$
|
24+0.6- |
Т к Ж р П
24}*
70} *
1
14-IS
!
75-SD
!
2^-2$ !
ЛО-50
j
. 2*; -23 i‘ 5^- 1 45-£п .'40..
j " 70}1 " }
2 Г)
£ййьниу.ы
хирург'v?Msci»ie
сшрздиемк-ые
гишзты
ДерезообряЪа ?мва«оц&ая яр-эзльгигпен несть
цехи адехаиичфсв?й ссраоот^и дерева
W:уДЗчрНу—*J{ v IV«H ifcff<bHt«S О)
цехи
изготовшняз моделей из дерева
прсизаодст&а е
«уши? «в«ЧЙаС
Тилсгрзфское зрокзврдсгво:
-Цехи печатаний
иясго^етиой литс-рафий (офсет)
плоского «а отдельных листах
ротационного из оулскчсй бумаге
С*_палы бумаг»"
д??й штйграфу5И тапафафевой
Для т ч ж ж
гшей?:ой
рОТЭЦИчЗННСЙ
Цехи гшреляетнь'е сушей.. резки. еклеиазиия 5уш ш
i
т ....“Ш М
'1
;
40-60
|
23-25 * }" ........... “1
:
ш -ie
!
I
18-2D 1
C^55
21-25 T
s o il
~T~
Г '^ щ т г
1
4D-55
| 24-26 :
| 24-26 I
S 24-26 1
45-50
45-s-O
50-55
I
22-25
|
51-56
| 20-25
1 20-25
f 20*26
f
f
|
4S-S0
5D-55
45-50
;ФотзграфиЧ€<сао® произв&дст&о:
■Отделен
____ _______
\
Окончание таблицы К)
лрся&о«йЫ$ для фотопленки
pfc3K.и фотолл<»»ч.и
сущ* '• <?0'?'ОНе-гзг
а•
:•с-ж:изов
Фотографическое «ро^еодетво; отделений
для хранения «Hhc<^oTovgT5p^aroe
склада 'тмюятов
20-24
1
{
10-20
1
22-24
60l 5e s is
40-50
45-o0
... 1£ » .....!
j Л :27 (
о'дег-s^e н т ш $ пряди чь«сч- -уёхй ^«лкй и <срд«*
1 *16-1 в „1
4?±S5
помещена «онгролй и буфер дл$ кордного .<апрок©»ого волокне !
1646
47*3.5
после прядения
|
5?.ьг>
аф^гизч&йые цехи 1ш * а * »opsa
1 22-24
цех горючей аь'га-кки ^рда
) 21-аз
Ш г5
перемоточные цех»?.
шелад
22 24.... j
52±5
йорда
21-23 j
6С-г5
7*&цт& 'Ль'х
сзрг-*рс<з*и н упакс-йхи « тк&ръ шндицио~:ир<>^н**й жж*.на ГгОСЛе
:OV'Or<>1.
для шелка
j 22-24 |
52i5
дгазхорда
| 21*23 j
50±5-....
Ыбервтарли фи «ко !^чанг-5ес*.и< испытаний *ор£«ои
20t 2
i
в &*2
капроновой нити v, rta m
!
;Хлолчатшушжныс црж
Ч«СаГоМ&!Й Л€>ГЧМ*0 ГСВИИ'<«Ь;Й
.... 22 28....
24-28
6*0-50
i
гш^кий с кэрето^мыш* станками
j 20-28
22-27
ткаухий с жа».к«йдо0ым« станками
65-60
|
;Фар?#ацевтимес*о© производство:
I
Сшадьг
2&-2S 1jj- .эо-35 1
штериаяоа
h ^ m m -рош^ой ' ~
'
........ 1
УгЯИ.
1
i>GC4СОййИИ^ ;й?5л<йТ0К
25^ 1 ! ... 35^0 "1
гстсаь;.* лсрошчоз
обzaЪъг*-.* т.ог,яоид-зз
■-'я отСн-Г=?кий Льег йрд’Оё. -:г-;:р.»
изготовления -экстрактов из печени
изпотоапенйкжелзтиновых капсул
i
склеивания рези*оаъ:-:< изделий
изготовления хирургических деталей из резаны
Тэсп vmo*) пр-сизводс*ес
склады табака
цехи изготовления ситар, папирос, сигарет
гильзоаый т х
увлажнительная камера для тзбаш
Львовареыное производство:
солодовня
бпедияъаые чань!
^Хлеболе* зоной и **з*а}зонное прс-иээодстдо:
склады « д а
прессовый цех
ртд^лек^я:
;<;иЛС<'НО-НСОО*«&аТ"ПЬНТЙ*
опары
теста
i
тесторазделочиое
|
рассгойное
Ыого -жая чссмь1шле-^ост ь
Пеки:
[
?ласгс-д^ла^ые
сырсд-е-льнь*
С?Деление соПёййй
Те&мй£;1a tн>>!£ «<м-^-5ь
для скзаагивания зефира
f
для созреваний кефире
для «жотоапения простокваши
i
ЖМ&ЩрЦ№ &т хт НвНШ сухо?© »0Л0*3
*Допустимо..
20 25
1.
1
2>1
1
I
I
2$-26
20-25
25±1
25г1
24-30
[..: ' & =o...... 1
I Ш 4
1 IS -24
\ 16-24
f 24±1
1
|
|
40-50
25-30
25-30
j
75-80....1
1
!
65-70
Г515
]
j
\
1.... 4-S.... |
|?2-t5
;10-2D
60-65 ' 1
^60
60-60
ia>i
252: J
? 7Я-30
i
ie ti
|
1 2-5-40 |
50±5
?5i5
75-60
60-65
£0-85
|
|
|
j
!
1
Su±5
SGi5
96t6
|
|
f
f
SCiO
j
1
14-16
1в -20
‘ 0+1
|
16-20
I
§~$
24QS>
|
I
Ssi
80±5
60±5
ей б
”* HSQ$xoa»wo обеспе-^&зть эоззйшносгть поддержания пгс4ой т ужззаиньгх температур
164
1
j
]
П РИ Л О Ж ЕН И Е 6
Таблица
Эквивалентные диаметры прямоугольных воздуховодов
1
200
250
300
250
300
350
210
230
245
275
300
325
330
355
400
450
260
775
245
265
285
305
320
340
350
365
380
390
400
415
j
о
'J \
L/I
290
300
600
650
700
750
800
850
900
950
1000
;
310
320
|
345
| 365
380
400
415
! 430
445
!
555
470
! 480
495
1 505
520
:
370
400
425
440
460
475
490
505
520
535
550
560
575
620
350
380
410
435
455
475
495
515
535
550
1 565
580
600
615
625
680
1 725
о
о
150
о
о
'■Г',
1
\ в
450
500
440
465
490
515
535
555
490
520
j 545
1 565
590
545
575
600
625
to
о
о
575
!
590
!
i _610
.
! 625
1
645
j 660
' !
675
!
1
j
730
780
1400
830
1600
870
1800
А и В - ширина и высота прямоугольных воздуховпроводов
|
610
630
650
670
685
705
720
780
835
885
935
!
!
j
645
665
685
710
725
745
760 |
830
880
|
940; |
990
П РИ ЛО Ж ЕН И Е 7
iao.iuua L
9 Рекомендуемая максимальная скорость воздуха в каналах низкого давления
-__
;
Низкие потери напора
Главные каналы .
Ответвления
Приточный
Вытяжной
Приточный | Вытяжной
3,0
5,0
4,0
3,0
7,5
j
6,5
6,0
5.0
_
Применение
j Бесшумность
Магистраль: ные каналы
: Жилые здания \
3,0
- Квартиры, номера j
5,0
в гостиницах
Учреждения |
Рестораны
i
' Супермаркеты
j
6,0
7,-0
8,0
8,0
9,0
9,0
|
j
6,5
7,0
7,0
6,0
7,0
7,0
5.0
6.0
6.0
1
:
П РИ Л О Ж ЕН И И 6
Таблица
Эквивалентные диаметры прямоугольных воздуховодов
\ в
j
;
j
150
:
I
200
210
230
245
245
i 265
• 285
!
!
;
о
о
250
300
350
!
j
250
275
300
325
33G~~^
355
350
400
450
!
260
i
305
370
400
425
345
1 365
380
■
380
440
465
450 | 275 t 320
490
290
340
500
515
300 ! 350
400
440 1 475
550
535
415
460
495
310
365
600
515
555
475
380
430
650
320
445
535 | 575
390
490
700
505
550 I 590
400
555
j 750
610
520
565
470
415
800
480
535
580
625
850
645
550
495
600
900
660
505
560
615
950
575
675
520
625
1000
620
680
730
1200
780
725
1400
830
1600
!
870
1800
А и В - ширина и высота прямоугольных воздуховпроводов
400
500
410
435
455
490
520
!
545
545
565
590
610
630
650
670
685
705
720
i
575 \
600 |
625
!
645
665
685
710
725
745
: 760 j
| 830
880
;
940; |
_- -990
- .. 1
1
780
835
885
935
П РИ ЛО Ж ЕНИ Е 7
Таблица 12
• Рекомендуем ая максимальная скорость воздуха в каналах низкого давлен ия
Применение
Бесшумность
Магистраль­
ные каналы
: Жилые здания j
3,0
• Квартиры, номера '
50
Ограничивающие условия
Низкие потери напора
Главные каналы .
Ответвления
Приточный
Приточный
Вытяжной
Вытяжной
5,0
3,0
4,0
3,0
6,0
7,5
6,5
50
в гостиницах
Учреждения
|
Рестораны
| Супермаркеты
6,0
7;0
8,0
8,0
9,0
9,0
6,5
7,0
7,0
6,0
7,0
7,0
'
5.0"
6.0
6.0
“1
;
|
П РИ ЛО Ж ЕН И Е 8
Поступление тепла от солнечной радиа­
Телиоиосшуяпеиия is саянвчнвгв шщ тш
через внешне
ции зависит от рода и структуры материала
наружных ограждений, состояния и цвета их
Избыточная теплота солнечного излуче-
поверхности, угла, под которым солнечные
ния немедленно поглощается средой помеще­
лучи падают на поверхность, ориентации
ния и, если речь идет о магазинах с большими
поверхности по странам света и др.
застекленными витринами, зрелищных поме­
Наибольшее поступление тепла от сол­
щениях и пр., значительно увеличивает тепло-
нечной радиации происходит через остеклен­
вую нагрузку, Действительно, в зависимости от
ные наружные поверхности: окна, фонари.
типа стекла почти до 90% тепла солнечного
Расчетные количества тепла, поступаю­
излучения передается в помещение, а осталь­
щего от солнечной радиации (Вт/м2-ч) через
ная часть отражается. В большинстве случаев
остекленные поверхности, приведены в
тепловая нагрузка от солнечного излучения в
табл. VL8.
общественных и административных зданиях
Поступления тепла от солнечной ради­
может составлять до 50% в общем балансе теп-
ации через остекленные поверхности, от­
лопоступления. Обычно максимальная тепло­
личные от приведенных в т а б л. V I.8, не­
вая нагрузка достигается при максимальном
обходимо умножать на соответствующие
уровне излучения. Солнечное излучение состо­
коэффициенты, приведенные в т абл. VL9.
ит из двух компонентов: прямой составляющей
Поступление тепла от солнечной радиа­
и рассеянной. Интенсивность солнечного из­
ции учитывается для летнего и переходного
лучения зависит от широты местности и варь­
периодов, начиная от наружных температур
ируется в зависимости от времени года и вре­
+ 10 °С и выше.
мени суток.
Таблица IS
ХарактерпсI ика остекле­
нной поверх­
ности
Окна с двой­
ным остекле­
нием (две ра­
мы) с дере­
вянными пе­
реплетами
1 1о же. с мс; пилическими
; переплетами
■ Фонарь с
|
двойным
остеклением с
| металличее! кими переп| летами (пря{ моугольный и
типа шеда)
j
То же, с
; деревянными
| преплетами
35
Стороны света и широты, (рад
Восток и запад
Юго-восток
и
Юг
toго-запад
50 I 65
50 ! 65
35
50 | 65 j 35
Северо-вос ГОК и
сс веро-з a iнад
35
50
65
I
99
140
186
209 |! 128
175
186
198
175
128
145 | 169
i
163
151
1
1
167
145
157 i 169
76
76
70
! 209
186
198 1 209 | 93
93
93
198
186
198 i 209 i 99
99
93
186 | 87 j 87
81
1
1
!
i
1
140
167
175 ; ю б
|
157 1 175
167
180
|
Примечания: 1. Теплопоступления о т (нп)иации через остекление поверхности , ориентированные но север,
не у ч и т ы в а ю т с я
2. Для А-образных фонарей р асчетн ая поверхность принимается по горизонтальной проекции,
т . е. н плане
160
Таблица 14
Тип остекления
Для окон с двойным
остеклением в одной раме
Для окон с одинарным
остеклением
Для фонарей с одинарным
остеклением
j Для обычно загрязненного
стекла
| Для сильно загрязненных
1остекленных поверхностей
в литейных и кузницах и
т.п.
Для забеленных
| остекленных поверхностей
Для поверхностей,
! остекленных обычным
матовым стеклом
Для окон с устройством
козырьков
Поправочный
коэффициент
U45
ленин, устройство
1,25
штор, маркиз, козырькоз, жалюзи. В
результате примене­
1,15
ния указанных за­
щитных приспособ­
0,80
лений теплопоступления от солнечной
радиации
могут
быть уменьшены до
0,70
60%, а мощность хо­
лодильной установ­
ки — на 10-15%.
0,60
Снижения теплопоступления от
солнечной радиация
при применении за­
0,40
щитных противоинсоляционных пр и­
0,25
способлений прини­
маются :
За расчетное количество тепла, поступа­
ющего от солнечной радиации, для данного
При ш торах меж ду оконны ми переплетами
30%
помещения принимается большее из двух
То же, при внутренних ш торах ка окнах
40%
следующих значений:
При устройстве жалю зи
50%
а)
количество тепла, поступающего через
остекленную поверхность одной из стен,
расположенной наиболее выгодно в от­
ношении поступлении тепла от радиации
или имеющей наибольшую световую по­
верхность, включая и тепло, поступаю­
щее через облучаемые поверхности фо­
нарей и покрытия;
б)
70% количества тепла, поступающего че­
Инфильтрация, или проникновение на­
ружного воздуха под действием ветра и раз­
ности температур через неплотности на­
руж ны х ограждающих конструкций,
является фактором, которым нельзя пре­
небрегать. Особенно ее надо учиты вать
крытия.
для окон и дверей, расположенных с подве­
тренной стороны.
Инфильтрация воздуха для незащищен­
ных фонарей учитывается только с одной
стороны фонаря. Массовое количество воз­
духа, инфильтрующегося через щели, опре­
Для уменьшения теплопоступлений от
деляется по формуле
рез остекленные поверхности двух вза­
имно перпендикулярных стен помеще­
ния,включая и тепло, поступающее через
облучаемые поверхности фонарей и по­
М=И'(а-т-1),
солнечной радиации рекомендуется по воз­
можности ориентировать помещения свето­
где а —
выми проемами на север, устраивать мини­
мальное количество световых проемов, избе­
гать
устройства
фонарей, применять
защитные противоинсоляционные приспо­
собления: двойное остекление, забелку остек-
167
к о э ф ф и ц и е н т , за в и ся щ и й о т
харак тера щ ел е й , п р и н и м а е т ся н о
п р и в ед ен н ы м н и ж е данн ы м ;
П1 •— уд ел ь н ое к о л и ч е ст в о ноидухл.
п р о н и к а ю щ е г о ч ер е з 1 йог. м. длины
в за в и с и м о с т и о т ск ор ости ветра
к г /( г х п ог.м }, о п р едел я ет ся н о С Н и П
(см . т е б я . VI. 10.)
i —
длина щ ели.
П РИ ЛО Ж ЕНИ Е 9
Таблица 15
Единицы, основанные на
системе СИ, и единицы,
допущенные к примене­
нию наряду с ними
Обозначе­
Наимено­
вания
ние
Величины
Единицы системы
М ГСС
Наимено­
вания
Обозначе­
ние
Соотноше­
ния между
единицами
измерений
|
|
кельвин
градус Цельсия
К
°С
градус
град
1К = Г О ! град
Температурный коэффициент
кельвин в минус
первой степени
К-5
градус в минус
первой
степени
град'1
1 К 1=1 град'
Температурный градиент
кельвин на метр
К/м
градус на метр
град/м
I К/м=1 град/м
джоуль
Дж
килокалория
ккал
1 Дж=0Д39-10 5 ккал
1 юа?л=4!87 Дж
джоуль на
килограмм
Дж/кг
-
—
-
килокалория
на килограммсилу
■
Температура, разность
температур
Количество теплоты, полная
внутренняя энергия, полная
энтальпия
,
Удельная массовая теплота,
■ удельная массовая внутренняя
энергия, удельная массовая
• энтальпия, удельная массовая \
1 теплота фазовых превращений g
Удельная весовая теплота,
!
удельная весовая внутренняя
энергия, удельная весовая
энтальпия, удельная весовая j
* теплота фазовых превращении ^
1Дж/кг=0>239-103
ккал/кгс
(ккал/кГ)
Удельная мольная теплота
джоуль на
киломоль
Дж/кмоль
килокалория
на киломоль
ккал/кмоль
Удельная массовая
теплоемкость, удельная
массовая энтропия
джоуль на
килограммкельвин
Дж/(кг-К)
-
-
Удельная весовая
теплоемкость, удельная
весовая энтропия
-
Вт
килокалория в
час
ккал/ч
ватт на метр в
квадрате
Вт/м2
килокалория
на метр в
квадрате на
час
к кал/м2-ч
ватт на метр в
кубе
Вт/м3
килокалория
на метр в ку6<;
в час
ккал/м*-ч
Коэффициенты теплоотдачи н ш вагг на метр в
!|
квадрате на
теплопередачи
?|
кельвин
Вт/(м2-К)
килокалория
на метр в
квадрате на
час-градус
ккал/лгч-гра
Тепловой поток, тепловая
мощность
j!
Удельный тепловой поток,
удельная мопгность
. ..
•»......
“ •-
-
ватт
-
Объемная плотность
теплового потока
I ккал/кгс.
(ккал/кГ)-4187
Дж/кг
1Дж/кмоль-0,239- j
103 ккал/кмолъ |
1 ккал! к ш л ь - 4 187
Дж/кмоль
j
1Дж/(кг-К}=0,239-10 1
килокалория
на килограммсилу-градус
!
ккал/кгс (ккал/кГ)
f
J
ккал/кгс-град
{ккал/кГ'град,
ккал/кгс-Град
(ккал/кГ-град)
j
1 ккал/кгс-град
{
(ккал/кГ-Град) -
4187Дж/(кг-К)
1Вт =^0,86
j
ккал/ч=1,163 Вт j
1Вт/м2=0,86
j
ккал/м2-ч
1кклл/м2-ч=1Д63 j
Вт/мг
1 Вт/м3=0,86
j
ккал/м}-ч
1 ккал/^-ч- 1,163
Вт/м3
i Вт/(м2-К)=0,В6
ккал/м*'Ч-град
1 ккал/^-ч-град ~
-1,163 Вт/(м--К) j
П Р И Л О Ж Е Н И Е 10
Таблица 16
Приставка для образования кратных и дольных единиц
Множитель, на который
умножаются единицы
Обозначение
Приставка
измерения
Т
10т г
Тера
Г
К)7
Гига
106
м
Мега
Кило
Г екто
Дека
Деци
Санти
Милли
Микро
Нано
П и ко
к
г
да
д
с
м
мк
н
п
к Г 102
ю 1.
10'1
1(Г2
10°
1СГ6
К)'*
1СГ12
П Р И Л О Ж Е Н И Е 11
АаВшие р,н/м*
Вентилятор центробежный Ц4-70 № 2
по данным Ц А ГИ
0,3
0,4
0,5 0,6 0,7 0,8113 !}0
1,5
2J3 Ц
ПроазЫ тмтоть L,тыс. м3/^
Вентилятор центробежный Ц4-70 № 3
по данным Ц А Г И
Дарение р,н/м2
А/
0)Ц 0i5 0,6 0,7 0,8 Ц31,0
1,5
2,0
Лроизбодитмьност 1>тыс.н3/я
170
JjO
kfi
Продолжение
Давление р,н/м
Вентилятор центробежный Ц4-70 № 4
по данным Ц А ГИ
0,6 0,7 0,8 8,3 1
1,5
2
3
Производительность L7тыс. ¥3(ч
*
5
6
Вентилятор центробежный Ц4-70 № 5
по данным Ц А Г И
м
s
f,S
2
3
ЛроизЫа/пельность L. тыс. м3!<*
I71
S
7
6
9 10
7
Продолжение
Продолжение
Вентилятор центробежный Ц4-70 № 8
по данным Ц А Г И
Давление р,н/м
Вентилятор центробежный Ц4-70 № 16
Продолжение
Характеристика вентиляторов осевых типа 06-300 .N«6,3 и №8
174
Продолжение
1$
20
л?
40
50 60 Г * с м / г
Характеристики вентиляторов осевых типа 06-300 №10 и №12,5
Примечание: Штриховой линией указана характеристика для частоты тока 60 ГЦ
Продолжение
MS
л/ i о
Характеристики вентиляторов осевых типа В-2,3-13 №8 и №10
176
Продолжение
so бо ?q goдв rgo fzo
гоо Jbtc.tf^fz
Характеристики вентиляторов осевых В-2,3-130, № 12,5;.06-3U0-.--N«l
ЛИ ТЕРАТУРА
1. Батурин В .В . Основы промышленной вентиляции. - М.: Профиздат,
1990. - 448 с.
2. Тихомиров К.В. Общая теплотехника, теплоснабжение и вентиляция.
М.: Стройиздат, 1969. - 287 с.
3. Богословский В.Н., Щеглов В.П. отопление и вентиляция. - М.:
Стройиздат, 1990. - 303 с.
4. Калинушкин М.П. Вентиляторные установки. - М.: Высшая школа,
1967. - 259 с.
5. Отопление и вентиляция. Часть II. Вентиляция/ Под ред.
В.Н.Богословского,. - М.: Стройиздат, 1976. - 439 с.
6. Системы вентиляции и кондиционирования. Теория и практика:
Учебное пособие, - М.: Евроклимат, изд-во «Арина», 2000. - 416 с.
7. Милетич А.Ф., Яровой И.М., Бойко В.А . Рудничная и промышленная
вентиляция. - М.: Недра, 1983. - 224 с.
8. Ушаков К.З,, Бурчаков А.С., Пучков Л.А., Медведев И.И. Аэрология
горных предприятий. - М.: Недра, 1987.-421 с.
9. Комаров В.Б., Килькеев Ш .Х . Рудничная вентиляция. --М.: Недра,
1969.-414 с.
Ю.Идельчик И.Е. Справочник гю гидравлическим сопротивлениям. - М.:
Энергоиздат, 1960.
11 .Русак О.Н. Охрана воздуха: Учебное пособие. - СПб: СПбЛТА, 2002.
148 с,
12.Русак О.Н., Полушкин В.И. Наладка и эксплуатация вентиляционных
систем. - СПб, 1998. - 215 с.
13.Хохлов Н.А. Определение и исследование аэродинамических
параметров вентиляционной установки. - СПб: СПбЛТА, М А Н Э Б , 1999.-47 с.
А Л Ф АВИ ТН О -П РЕД М ЕТН Ы Й У К А ЗА Т ЕЛ Ь
А
Азот
Анемометр крыльчатый АСО-3
Анемометр чашечный МС-13
Аэрация
Аэродинамическая характеристика вентилятора
Б
Барометр-анероид
Барометрическое давление
в
Вентилятор
Вентилятор крышный
Вентилятор осевой
Вентилятор радиальный
Вентиляционная система
Вентиляционно-световой фонарь
Ветровое давление
Вибрации
Влаговыделение
В л агосо держание воздуха
Влажный воздух
Водяные пары
Воз духораспредел ител и
Воздушная завеса
Воздушные клапаны
Воздушный душ
Воздушный оазис.
Вытяжная вентиляция
Вытяжное отверстие
Вытяжные решетки-
г
Гидравлический радиус
Глушители шума
тт
Давление вентилятора
179
Дальнобойность свободной струи
Дефлекторы
Диаграмма тепловлажностного состояния воздуха
Диафрагмы регулирующие
Дроссель-клапаны
Е
Естественная вентиляция
Естественная тяга воздуха
з
Закон сохранения энергии
Запыленность
И
Избыточное тепло
Измерение
- влажности
- давления
- разности давления (депрессии)
- расхода воздуха
- скорости движения воздуха
- температуры
Инфильтрация
Искусственная вентиляция
Источники шума
к
Канальная система естественной вентиляции
Кинетическая энергия
Кислород
Конвективное тепло
Контроль
- влажности воздуха
- газового состава
- температуры
- давления
Концентрация газов
Коэффициент кинематической вязкости
Коэффициент местного сопротивления
Коэффициент полезного действия вентилятора
Коэффициент сопротивления трения
Коэффициент структуры струи
Коэффициенты аэрации
Критерий Рейнольдса
Л
Ламинарный режим движения воздушного потока
Линейные стоки
Лучистое тепло
м
Манометр U -образный
Массообмен
Местное сопротивление
Местные отсосы воздуха
Метеорологические условия
Механическая вентиляция
Микроманометр М М Н
Микроманометр Ц А Г И
Мощность на валу вентилятора
н
Неустойчивая работа вентиляторов
О
Общая характеристика при параллельной работе вентиляторов
Общее количество тепла
Общие потери давления в воздухопроводах
Общие сопротивления трубопроводов
Объем возл\^ха Ограниченные воздушные потоки
Окружная скорость лопаток колеса вентилятора
Относительная влажность
Относительная шероховатость
II
Параметры воздуха
Парный термометр
Плотность воздуха
Пнев мометри'ческая труб ка
Подобие
— геометрическое
- динамическое
Поле скорости потока
Полное давление
Полное тепло
Помпаж при работе вентилятора
Потенциальная энергия
Потеря давления на трение
Приточная вентиляция
Приточное отверстие (окно, проем)
Психрометр Ассмана
Пылевыделение
Пылеобразование
Пыль
Р
Разность давлений
Располагаемое давление
Расход воздуха в сечении свободной струи
Расчет расхода воздуха
- по кратности воздухообмена
- по числу занятых людей
- по газовыделению
- по влаговыделению
- по выделению тепла
- по пылевыделению
Регулирование работы вентилятора
Регулирование расхода воздуха
Регулирование систем вентиляции
Режим работы вентилятора
Ртутный термометр
с
Свободные воздушные потоки
Свободные струи
Свойства воздуха
Скоростное давление
Скорость движения воздуха
Скрытое тепло
Сложение характеристик сечей
Сопротивление трения воздухопровода
Спектр всасывания воздуха
Спиртовый термометр
182
Статическое давление
Суммарная характеристика при последовательной работе вентиляторов
Сухой воздух
т
Тахометр
Температура воздуха
Температура мокрого термометра
Температура сухого термометра
Тепловая тяга воздуха
Тепловое давление
Тепловой баланс
Т егтловыделение
Теплоемкость воздуха
Теплообмен
Термограф
Типы воздушных потоков
Точечные стоки
Точка росы
Турбулентный режим движения воздушного потока
У
Углекислота
Удельная теплота парообразования
Уравнение Бернулли
Уравнение неразрывности потока
Установочная мощность электродвигателя вентилятора
Устойчивая работа вентиляторов
ф
Фактор гравитационной подвижности воздуха
Фильтры
Фрамуга
ц
Циклоны
Циркуляция воздуха, воздухообмен в помещениях
и1
Число оборотов колеса вентилятора
LIJ
Шероховатость стенок воздухопроводов
Ш ум
э
Эквивалентный диаметр
Энтальпия
я
Явное тепло
184
О ГЛ А ВЛ ЕН И Е
Введение ..........................................................................
1. Атмосферный воздух.................................................................
2. Воздух производственных помещений.....................................
3. Параметры воздушной среды....................................................
3.1. Температура воздуха.......................................................
3.2. Атмосферное давление............................... ....................
3.3. Плотность воздуха ........................................................
3.4. Влажность возд уха........................................................
3.5. Влагосодержание.............................................................
3.6. Теплосодержание ............................................................
3.7. Тепловой режим в производственных помещениях
4. Вредные примеси в воздухе помещений...................................
4.1. Избыточное тепло............................. ...............................
4.2. Влаговыделения................................................................
4.3. Выделения газов и паров. ................................................
4.4. П ы л ь ..................................................................................
5. Основные понятия и законы аэродинамики.............................
5.1. Виды давления в движущемся воздухе..........................
5.2. Основные законы аэродинамики...............................
5.2.1. Закон сохранения массы .......................................
5.2.2. Уравнение неразрывности ...................... ..............
5.2.3. Уравнение Д.Вернули...........................................
5.3. Движение воздушных п о то к о в ........................
5.3.1. Режим движения воздуха.......................................
5.4. Типы воздушных п о то к о в .............................................
5.4.1. Ограниченные потоки...........................................
5.4.2. Струйное движение возд уха...............................
5.4.3. Спектры всасы ван и я.............................................
5.4.4. Циркуляция воздуха 5 помещениях......................
6. Аэродинамическое сопротивление воздуховодов...................
6.1. Закон сопротивления.......................................................
6.2. Сопротивление трения воздуховодов ............................
6.2.!. Шероховатость стенок воздухопроводов . . ........
6.2.2. Коэффициент т р е н и я ...........................................
6.3. Местные сопротивления.................................................
6.3.1. Коэффициенты местных сопротивлений.............
7. Вентиляционные сети . . . . ............ ...........................................
7.1. Классификация вентиляционных сетей .........................
7.2. Расчет сетей при естественном распределении воздуха
7.3. Общие потери давления в сетях............................
7.4. Порядок расчета сетей ....................................................
185
1
3
4
5
5
5
6
8
8
9
9
13
13
15
17
17
18
18
19
19
19
20
24
24
24
32
35
36
36
36
37
38
39
40
43
43
44
47
49
7.4.1. Методы расчета сетей................. .....................................
7.4.2. Характеристика сетей .......................................................
8. Побудители движения воздуха ...........................................................
9. Классификация способов воздухообмена...........................................
10. Элементы вентиляционных сетей.......................................................
11. Вентиляторы........................................................................................
11.1 Центробежные вентиляторы.....................................................
11.2 Осевые вентиляторы..................................................................
11.3 Диаметральные вентиляторы............... ....................................
11.4 Крышные вентиляторы............... ..............................................
11.5 Сравнение центробежных и осевых вентиляторов . . . . . . . . . .
11.6 Полные характеристики вентиляторов................................... .
11.7 Подбор вентиляторов............................. ...............................
11.8 Подбор двигателей к вентиляторам............... ........................
12. Работа вентиляторов в сетях .................................................. ..........
12.1 Эпюра давления в сетях .................................................... .
12.2 Определение производительности вентилятора методом
наложения характеристик...........................................................
12.3 Совместная работа вентиляторов ...................................... .
12.4 Устойчивость работы вентиляторов........................................
13. Определение необходимого расхода воздуха................................. ..
13.1 Общеобменная вентиляция.......................................................
13.2 Местная вентиляция.................................................................
14. Последовательность проектирования и расчета вентиляционных
систем ................ . ............................. ..................................... . . . .
15. Местные отсо сы ..................................................................................
16. Местная приточная вентиляция....................... .................................
Воздушный душ ..................................................................................
Воздушная завеса................................................................................
Воздушный оазис............................... ...................... .................. .
17. Естественная вентиляция............................................ .....................
17.1 Инфильтрация и эксфильтрация...........................................
17.2 Принципиальная схема канальной системы естественной
вентиляции................................................................... ............
17.3 Определение естественного давления и расчет воздуховодов .
17.4 Дефлекторы..................................... .......... ..............................
17.5 Краткие сведения об аэрации зданий......................................
18. Монтаж, испытание, регулирование и эксплуатация систем
вентиляции.................................... ...................................................
18.1 Организация монтажных работ.................................................
18.2 Испытание и регулирование систем вентиляции.....................
18.3 Контрольно-измерительная аппаратура, применяемая для
испытания вентиляционных си стем .........................................
i 86
49
56
60
64
67
71
72
73
74
75
76
77
77
79
81
81
83
88
94
97
97
98
99
101
104
104
105
110
112
112
113
114
124
126
131
131
131
133
18.4 Эксплуатация систем вентиляции.............................................
18.5 Ремонт вентиляторных установок.............................................
18.6 Характерные неисправности вентиляционных установок и их
устранение..................................................................................
9. Защита от шума и вибрации вентиляционных систем .....................
19.1 Мероприятия по снижению ш ум а .............................................
19.2 Конструкции глушителей ш ум а...............................................
19.3 Расчет глушителей ш ум а ...........................................................
19.4 Виброизоляция вентиляционных установок...........................
Примечание 1..............................................................................
Примечание 2..................................................................... .
Примечание 3..................... .......................................................
Примечание 4..............................................................................
Примечание 5.............................................................................
Примечание 6..............................................................................
Примечание 7.............................................. ..............................
Примечание 8..............................................................................
Примечание 9..............................................................................
Примечание 1 0 ....................... .....................................................
Примечание 11............................................................................
Литература.................................................................................
Алфавитно-предметный указатель............................... ............
Оглавление . . ..................................................................... ..
140
143
’ 43
145
145
147
148
149
152
158
159
160
163
165
16-
169
170
178
179
185
Олег Николаевич РУСАК
ОСНОВЫ
ВЕН ТИ Л ЯЦ И И
Учебное пособие
Компьютерный набор:
О.А.Турина, М.В,Шарикова
Издательство М А Н Э Б
Лицензия ЛР №090176 от 12.05.97г.
www .maneb.spb.su
194021, Санкт-Петербург, Институтский пер.,
Подписано в печать 25.03.04. Форм ат 60\84 116.
Печ.л. 11,75. Тираж 100 экз. Заказ 57.
