 |
|
Для обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 (270800.62)
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
«Ростовский государственный строительный университет»
Утверждено на заседании кафедры
отопления, вентиляции и
кондиционирования «___»_________2015г.
Теплогазоснабжение и вентиляция
Сборник лабораторных работ
для обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 (270800.62)
«Строительство» профиля подготовки «Промышленное и гражданское строительство» и «Экспертиза управления недвижимостью»
Ростов-на-Дону
2015
УДК 697.9
Теплогазоснабжение и вентиляция: сборник лабораторных работ для обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 (270800.62) «Строительство» профиля подготовки «Промышленное и гражданское строительство» и «Экспертиза управления недвижимостью». – Ростов н/Д: Рост. гос. строит. ун-т, 2015. – 35 с.
По основным темам изучаемой дисциплины приведены теоретические положения работы центробежного вентилятора в вентиляционной сети по определению: метеорологических условий в помещении; параметров воздуха. В методическом указании содержатся описание лабораторных установок и порядок выполнения лабораторных работ.
Предназначены для студентов всех форм обучения.
Электронная версия методических указаний хранится в ЭБС
УДК 697.9
Составители:
ассист. А.П. Пирожникова
инж. В.А. Гаваншрейдер
Редактор в авторской правке
Темплан 2015 г., поз. ____
Подписано в печать ___.___.2015. Формат 60х84/16
Ризограф. Бумага писчая.
Уч. изд. л. ___. Тираж 3 экз. Заказ
Редакционно-издательский центр РГСУ
344022, Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая, 162
© Ростовский государственный
строительный университет, 2015
Содержание
| 1. Определение метеорологических условий в помещении | |
| 2. Приборы для измерения скорости движения воздуха | |
| 3. Приборы для измерения давления воздуха | |
| 4. Микроманометр. Работа центробежного вентилятора в вентиляционной сети | |
| 5. Определение расхода воздуха в разных точках вентиляционной установки с помощью микроманометра | |
| 6. Определение расхода воздуха в воздуховоде при помощи калиброванного воздухоприемного коллектора | |
| 7. Определение величины коэффициента местного сопротивления отвода 900 | |
| 8. Определение расхода воздуха в воздуховоде при помощи нормальной диафрагмы |
Лабораторная работа № 1
Тема: Определение метеорологических условий в помещении
Цель работы: Изучение показателей микроклимата, ознакомление с методами определения параметров состояния воздушной среды, приобретение навыков их измерения
Организм человека находится в постоянном взаимодействии с окружающей средой. Комплекс параметров влияющих на ощущение и самочувствие человека принято называть микроклиматом.
В помещениях с помощью санитарно-технических систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, а также ограждающих конструкций – образуется искусственный микроклимат, который создается и поддерживается таким образом, чтобы обеспечивать нормальные условия для жизнедеятельности людей.
Показатели, характеризующими микроклимат помещений является:
1. Температура газа (воздуха)
2. Температура поверхностей (стен, оборудования и т.д.)
3. Относительная влажность воздуха
4. Атмосферное давление
5. Скорость движения воздуха
6. Интенсивность теплового облучения
1. Температура газа (воздуха) – величина, пропорциональная средней кинетической энергии движения его молекул.
Термометры бывают: спиртовые, ртутные и электронные.
В настоящее время для измерения температуры обычно используют две шкалы:
- Цельсия (0С)
- Международную термо-динамическую шкалу Кельвина (0К)
Подробное рассмотрение этих шкал представлены на рисунке 1.1
Формула перевода из 0С в 0К:
Тв = 2730 + t 0С = 0К (1.1)
Рисунок 1.1 – Определение температуры по Цельсия и по Кельвину
Абсолютный нуль температуры - минимальный предел температуры, которую может иметь физическое тело во Вселенной.
2. Температура поверхности (стен, оборудования и т.д.) измеряется контактными приборами – термометры и т.д. или дистанционными (пирометры, тепловизоры).
3. Относительная влажность воздухаВоздух представляет собой смесь сухого воздуха (состоящего из кислорода примерно 21%, азота -78%, углекислого газа 0,03% и группы инертных газов - около 1%) и водяного пара. Количество водяного пара в воздухе (влагосодержание воздуха) является величиной переменной. Имеет предельное значение, зависящее от температуры. Чем выше температура воздуха, тем большее количество водяных паров требуется для его полного насыщения Воздух, в котором при данной температуре находится максимальное количество водяного пара называется насыщенным.
Чтобы дать характеристику увлажненности воздуха, используют отношение:
(1.2)
где, 
- относительная влажность воздуха, %;
- масса водяного пара, кг;
– масса полного (предельного) насыщения пара, кг.
Степень влажности воздуха характеризуется абсолютной и относительной влажностью.
Абсолютная влажность воздуха – это масса водяного пара, содержащегося в 1 м3 влажного воздуха, или (что тоже) плотность пара ρn при его парциальном давлении и температуре воздуха.
Парциальное давление – это давление отдельно взятого компонента газовой смеси.
Относительная влажность φ – отношение абсолютной влажности воздуха при данной температуре к максимально возможной абсолютной влажности ρmax (т.е. при полном насыщении) и данной температуре.
Наиболее простым прибором, применяемым для измерения относительной влажности воздуха является психрометр-гигрометр Августа. Он состоит из двух одинаковых термометров. Резервуар одного из них обернут тонкой материей (батистом), смоченным дистиллированной водой. Второй термометр – сухой. Зная показания термометров, по таблице находят относительную влажность воздуха.
Аспирационный психрометр Ассмана, в котором резервуары термометров защищены от теплообмена излучением (лучистого теплообмена) – они помещены в трубчатые гильзы с хромированной поверхностью, внутри которых с постоянной скоростью (примерно 2 м/с) движется воздух при помощи вентилятора. По показаниям термометров при помощи психрометрической таблицы находим относительную влажность воздуха.
4. Атмосферное (барометрическое) давление.Измеряется с помощью барометра–анероида. Измеряется в мм. рт. ст.
1 мм. рт. ст. = 133,3 Па
1 атм. = 1 кг/см2 = 760 мм. рт. ст. = 10,3 м. вод. ст. = 0,1 МПа
1 мм. вод. ст. = 9,81 Па (10) = 1 кг/м2
5. Скорость движения воздуханаиболее часто измеряется одним из типов анемометра и термоанемометра.
- крыльчатый (от 2 до 6 м/с) ось крыльчатки располагается параллельно направлению воздушного потока;
- чашечный (от 1 до 20 м/с) ось чашечного анемометра располагается перпендикулярно направлению движения воздуха;
- электронный (от 0,1 до 30 м/с), (термоанемометр ТТМ-2);
- кататермометр.
Значение скорости определяется по тарировочному графику.
6. Интенсивность теплового облученияизмеряется в Вт/м2 прибором – измеритель плотности теплового потока ИПП-2.
Лабораторная № 2
Тема: Приборы для измерения скорости движения воздуха
Цель работы: Определение скорости и производительности воздушного потока
Приборы для измерения скорости движения воздуха называются анемометрами Анемометры, применяемые в наладке, чаще всего бывают следующих типов механические – крыльчатый типа АСО 3, чашечный типа МС-13 и электрические (термоанемометры) конструкций ЛИОТ, ВНИИГС, Уральского Промстройниипроекта.
Крыльчатый анемометр АСО-3 (рис. 1а) предназначен для измерения скорости движения воздуха 0,2–6 м/с, осредненной за определенный промежуток времени.
Масса анемометра составляет не более 0,4 кг. Прибор состоит из корпуса-обечайки, внутри которого помещена крыльчатка, насаженная на трубчатую ось. Под действием воздушного потока крыльчатка принимает вращательное движение, частота которого зависит от скорости набегающего потока. Число оборотов крыльчатки измеряется счетным механизмом. Счетный механизм имеет три указывающие стрелки. Циферблат счетного механизма имеет соответственно три шкалы (единиц, сотен и тысяч). При повороте арретира против часовой стрелки включается счетный механизм В корпус прибора по обе стороны арретира ввернуты два ушка. Через ушки пропускается шнурок, с помощью которого включают и выключают анемометр, поднятый на стойке (шесте). Шнурок привязывается к арретиру. В ручке прибора имеется коническое отверстие, которое служит для соединения прибора со стойкой или шестом.
Чашечный анемометр МС-13 (рис. 1б) предназначен для измерения средней скорости движения воздуха за время от 1 до 20 м/с.
Масса анемометра равна не более 0,2 кг. Приемной частью анемометра является четырехчашечная метеорологическая вертушка, насаженная на вал. Вращение вертушки передается валом счетному механизму. Циферблат счетного механизма имеет три шкалы (единиц, сотен и тысяч). Центральная стрелка показывает единицы и десятки, левая стрелка показывает сотни и правая стрелка - тысячи оборотов вертушки. Счетный механизм включается и выключается арретиром, повернув его (соответственно) против часовой стрелки или по часовой стрелке. В нижней части корпуса прибора имеется винт для закрепления прибора на деревянной стойке. В корпусе прибора по обе стороны арретира ввернуты два ушка, через ушки пропускается шнурок, с помощью которого включается и выключается анемометр при закреплении его на стойке. Шнурок привязывается к арретиру. Вертушка анемометра частично защищена от механических повреждений крестовиной из проволочных дужек, служащей также для закрепления верхней опоры вала вертушки.
Перед измерением скорости воздушного потока выключают с помощью арретира счетное устройство и записывают начальное показание счетчика. После этого анемометр вносят в воздушный поток так, чтобы ось крыльчатого анемометра располагалась параллельно воздушному потоку, ось чашечного анемометра должна быть перпендикулярна направлению движения воздуха. Отклонение от указанных положений не должно превышать 12–15°.
Через 5–10 с после внесения анемометра в поток одновременно включаются секундомер и счетное устройство анемометра. По истечении 30–100 с механизм и секундомер выключают и записывают конечное показание счетчика и длительность измерения в секундах. Продолжительность отсчета менее 30 с принимать не следует.
При измерении скорости движения воздуха в проемах наружных ограждений зданий, в проемах между помещениями, в приточных и вытяжных отверстиях и т. д. анемометры закрепляют на стойках или штангах, чтобы не заслонять площадь живого сечения проема, в котором производят измерения.
В отверстиях площадью до 1–2 м2 средняя по сечению скорость воздуха измеряется при медленном равномерном перемещении анемометра по всему сечению отверстия. При больших размерах отверстия его сечение разбивается на несколько равновеликих площадей и измерения проводят в центре каждой из них. Средняя скорость в сечении отверстия находится как среднее арифметическое из значений измеренных скоростей по всем площадям. В тех случаях, когда в части проема движение воздуха имеет одно направление, а в другой – противоположное, до измерения с помощью анемометра определяют положение нейтральной линии в проеме, где скорость воздуха практически равна нулю. После этого измеряют скорость воздуха по обе стороны от нейтральной линии.
В отверстиях, закрытых решетками, измерение выполняют анемометрами, снабженными насадками, которые в процессе измерения плотно прилегают к решетке. Насадки для анемометров обычно изготавливаются из листовой стали или из отрезков пластмассовых труб.
При измерении скорости воздушного потока у решетки и при определении расхода воздуха измеренное значение должно быть скорректировано поправочным коэффициентом к, величина которого обычно находится в пределах 0,7–1, который определяется экспериментально.
Рисунок 2.1– Анемометры: а - крыльчатый; б – чашечный
Для нахождения скорости воздуха и производительности воздушного потока необходимо пользоваться следующими формулами:
- Площадь сечения:
(2.1)
или
, м2 (2.2)
- Число деление в секунду:
(2.3)
где, Пб, Пм – наибольшее и соответственно наименьшее показания анемометра;
t – время замера, сек
- Производительность установки:
L=F·V·3600, м3/час (2.4)
где, F – площадь сечения, м2;
V – скорость движения воздуха, м/сек
Определение погрешности измерения:
(2.5)
Результаты сводятся в таблицу 2.1.
Таблица 2.1 – Определение скорости и производительность воздушного потока.
| № точек измерения | Сечение или диаметр, мм | Площадь сечения, F, м2 | Показания анемометра | Время замера, t, сек | Число делений, N, в 1 сек | Скорость воздуха, V, м/сек | Производительность, L | ||
| начальное | конечное | Каждого замера, м3/час | Среднее значение, м3/час | ||||||
Лабораторная работа № 3
Тема: Приборы для измерения давления воздуха
Цель работы: Изучить принцип действия микроманометра и определить давления в воздуховодах
В системах вентиляции применяют жидкостные манометры и микроманометры с пневмометрическими трубками.
Для более точного измерения давления служат тягомеры и микроманометры. Более высокая тонкость измерений в этих приборах по сравнению с U-образным манометром обеспечивается наклонным положением трубки с жидкостью.
Тягомер состоит из резервуара с жидкостью и неподвижной стеклянной трубки со шкалой.
Давление, Па, на основании замеров по шкале тягомера можно определить по формуле.
У тягомера шкала неподвижна, что ограничивает пределы измерений. Этого недостатка нет у микроманометра. Широко распространены микроманометр типа ММН (микроманометр многопредельный для изменения избыточного давления). Погрешность измерений не превышает ±1 %. Микроманометр ММН можно применять для измерения давлений в пределах от 10 до 2000 Па, т.е. примерно от 1 до 200 мм вод. ст. Угол наклона трубки прибора может измениться, трубка устанавливается в пяти положениях в зависимости от пределов измерении.
Микроманометр многопредельной с наклонной трубкой ММН-240 (5)-1,0 является жидкостным прибором. Он предназначен для измерения избыточного, вакууметрического давления и разности давлений неагрессивных к стали, латуни, олову и полиэтилену газов в пределах до 240 кгс/м2 при статическом давлении не более 1000 кгс/м2.
Применяется в качестве переносного лабораторного прибора при различных испытаниях или для проверки рабочих приборов.
Устройство микроманометра показано на рисунке 1. На плите 21 укреплен резервуар 22, герметически закрытый крышкой 16. На ней расположены: трехходовой кран 17, пробка 18, закрывающая отверстие для заливки, и регулятор нулевого положения мениска 19, служащий для установки мениска спирта в измерительной трубке против нулевой шкалы.
Рисунок 3.1 – Микроманометр многопредельный с наклонной трубкой
ММН-240(5)-1,0:
А – схемa включения трехходового крана; I – при контроле нуля,
II – при замерах; III –к стеклянной трубке; IV – в атмосферу
К стойке 14 плиты 21 конусной осью крепится кронштейн 6 с колодками 12 и 1, которые соединены стеклянной измерительной трубкой 5, снабженной защитным кожухом 4. Концы измерительной трубки 5 входят в отверстия колодок 12 и 1 и уплотнены в них сальниками с резиновыми уплотнительными кольцами 2 и зажимными штуцерами 10.
Левая колодка соединена резиновой трубкой 13 с резервуаром 22; правая колодка соединена резиновой трубкой 3 с трехходовым краном 17. Измерительная трубка 5 устанавливается так, что геометрическая ось вращения кронштейна 6 проходит через нуль шкалы.
Шкала, нанесенная на стеклянную измерительную трубку, имеет длину 300 мм; наименьшее деление шкалы 1 мм.
Для установки кронштейна с измерительной трубкой на требуемый угол наклона к плите 21 прикреплена дуга 20 с пятью отверстиями, соответствующими определенным значениям постоянной прибора К, величина которой обозначена на дуге против каждого отверстия.
Кронштейн 6 фиксируется на дуге 20 в необходимом положении с помощью фиксатора 7, который укреплен во втулке кронштейна.
Для установки микроманометра в горизонтальное положение, как при градуировке, так и при замерах на плите установлено два уровня 9 и 5 с цилиндрическими ампулами. Прибор приводится в горизонтальное положение двумя регулировочными ножками 15.
Прибор заполняют спиртом через отверстие в крышке с пробкой 18; выливают спирт через сливной кран 24, укрепленный на отводе 23.
Присоединяют прибор замера резиновыми трубками, надеваемыми на штуцеры трехходового крана 17.
Трехходовой кран имеет три штуцера, обозначенных буквами а, б и в, и отверстие о для сообщения с атмосферой.
Штуцер а используется для постоянного соединения крана со стеклянной измерительной трубкой.
При измерении избыточного давления резиновая трубка, идущая от места замера, надевается на штуцер в, а при измерении вакуум метрического давления – на штуцер б.
При измерении разности давлений плюсовая трубка надевается на штуцер в, а минусовая – на штуцер б.
Каналы в трехходовом кране расположены так, что при повороте, его пробки против часовой стрелки до упора резервуар и измерительная стеклянная трубка сообщаются с атмосферой, а отверстия к штуцерам бив перекрываются; при этом положении трехходового крана контролируется «нуль».
При повороте пробки по часовой стрелке до упора штуцер в сообщается с резервуаром, а штуцер б – со штуцером а и через него – со стеклянной измерительной трубкой; при этом положении трехходового крана производят замеры.
Принцип действия прибора основан на том, что измеряемое давление газа (или разность давлений) уравновешивается давлением столба рабочей жидкости, который образуется в наклонной трубке (к трубке подводится меньшее давление).
При этом условии уровень спирта в измерительной трубке будет повышаться, а в резервуаре – понижаться.
Истинное значение измеряемой величины Нл связано с видимой длиной столба спирта Нв в измерительной трубке выражением НД=К-НВ кгс/м2.
Величина К, как уже указано выше, называется постоянной прибора, и значения ее указаны на дуге 20.