Главная | Обратная связь

Порядок выполнения работы

Расчет естественной вентиляции

 

Расчет аэрации

Аэрацией называется естественная организованная вентиляция, осуществляемая в заранее рассчитанных объемах и регулируемая в соот­ветствии с внешними метеорологическими условиям. При аэрации воздух перемещается за счет действия гравитационных сил и ветра. Воздухообмен в помещении регулируют различной степенью открывания фрамуг (в зависимости от температуры наружного воздуха, скорости и направления ветра).

Здание оборудуется двумя рядами оконных проемов с фрамугами. На крыше вентилируемого помещения устраиваются вытяжные аэрационные фонари с фрамугами. Наружный воздух, имеющий более низкую температуру и большую плотность, чем воздух внутри помещения, поступает через нижние проемы и, вытесняя воздух, находящийся в помещении, выходит наружу через проемы в фонаре здания.

В зимнее время поступление свежего воздуха осуществляется через проемы, расположенные на значительной высоте от пола. Высота принимается с таким расчетом, чтобы холодный наружный воздух, опускаясь до рабочей зоны успел достаточно нагреется за счет перемешивания с теплым воздухом помещения. Меняя положение створок, можно регулировать воздухообмен.

Открываемые проемы или окна производственных помещений, предназначенные для естественного притока воздуха в теплый период года, следует размещать, как правило, на высоте не более 1,8 м от пола или рабочей площадки до низа проема, а для притока воздуха в холодный период года — на высоте не менее 3,2 м. В жилых, общественных и административно-бытовых зданиях следует предусматривать открываемые форточки, фрамуги или другие устройства, предназначенные для подачи приточного воздуха.

 

Расчет аэрации обычно выпол­няют по одному из трех вариантов:

1) при действии разности плотности воздуха внутри цеха и вне его (теплового давления);

2) при действии ветра (ветрового давления);

3) при совместном действии теплового и ветрового давлений.

Рассмотрим наиболее простой первый случай. В здании цеха (рис.1.) вследствие тепловыделений воздух нагревается, и его плотность становится меньше плотности наружного холодного воздуха соответст­вующего наружной температуре t_н . Это обусловливает появление разности давлений. Эпюра разности давлений показана на рис. 1. На некоторой высоте помещения находится такая плоскость, в которой разность давлений равна нулю. Эту плоскость называют плоскостью равных давлений.

На уровне центра нижнего проема разность давлений, под действи­ем которого наружный воздух поступает в помещение,

где h₁ - расстояние от центра нижнего проема до плоскости равных давлений, м;

- средняя плотность воздуха в помещении, кг/м³, зависящая от средней температуры воздуха в помещении t_{e cp} , °С:

t_рз и t_yx - температура воздуха соответственно в рабочей зоне и уходящего из помещения.

Температуру t_рз принимают в соответствии с требованиями ГОСТ 12.11.005-88 и СанПиН 2.2.4.548-96, а температуру уходящего из цеха воздуха определяют по фор­муле:

где Δt - градиент изменения температур воздуха по высоте цеха, °С/м;

Н - расстояние от пола цеха до середины верхнего проема, м ',

Z - высота рабочей зоны над полом, м.

На уровне центра верхнего проема существует избыточное давле­ние Δр₂ под действием которого происходит вытяжка воздуха:

Δр₂=h₂ q(p_н – р_в.ср),

где h₂ - расстояние от центра верхнего проема до плоскости равных давле­ний, м.

Сложив величины Δр₁ и Δр₂ получаем полное гравитационное давление, обусловливающее движение воздуха в помещении:

Рис.1. Схема аэрации здания

 

Конечной целью расчета аэрации является определение площади проемов, обеспечивающих требуемый воздухообмен.

Требуемый воздухообмен находится из условий изменения теплоизбытков до допустимого уровня. Пусть ве­личина потребного воздухообмена составляет L (м³ /ч). Тогда, подсчитав величину полного теплового давления р_пол, задаются внутренним избыточным давлением на уровне центра нижнего проема , которое прини­мается обычно 25...40 % от полного давления.

Затем определяют величину избыточного давления на уровне цен­тра верхнего проема:

Скорость воздуха в нижних проемах

Площадь нижних проемов

где - коэффициент расхода, зависящий от конструкции створок и степени их раскрытия ( =0,15...0,65). Ориентировочно можно принимать = 0,63 sin , где - угол поворота створки, град.

Аналогично находят скорость воздуха в верхних проемах

и площадь верхних проемов

Расчет аэрация с учетом действия ветра производят аналогично,

однако в этом случае полное давление равно сумме или разности теплового и ветрового давлений.

Динамическое давление (разрежение) ветра (Па)

где v_в - скорость ветра принимается no данным метеорологических наблюдений (для Москвы =3,8...4,9 м/с; Иркутска =2,3…2,9 м/с; Братска =2,1..3,4; Санкт-Петербург =2,8…4,2м/с),

- аэродинамический коэффициент, зависящий от конфигурации здания и принимаемый в среднем для наветренной стороны здания = 0,7...0,85, для заветренной стороны =(-3)...(-0,45).

С целью создания в цехах дополнительного разрежения за счет движения ветра на крышах устанавливают светоаэрационные фонари. При обдуве фонаря над ним и за ним создаются зоны отрицательного давления, способствующие вытяжке воздуха из цеха.

Пример

В цехе завода минеральной ваты с теплоизбытками аэрация применена для нормализации условий труда. Необходимый для этого воздухообмен составляет 250000 м³/ч. Расстояние от пола цеха до верхних проемов Н=12 м, расстояние между центрами нижних и верхних проемов h = 10 м. Атмосферное давление равно 99325 кПа. Наружная тем­пература воздуха t_н = 20 °С, температура воздуха рабочей зоны Δt_р.з. = 25 °С, темпера­турный градиент в цехе Δt = 1 °С/м.

Определить необходимую площадь нижних приточных и верхних вытяжных проемов.

Решение.

1. Определим температуру уходящего воздуха:

t_yx = t_pз + Δt(Н - 2) = 25 +1(12 - 2) = 35°С

2. Находим среднюю температуру воздуха в помещении:

t_в.ср = (t_р.з + t_ух)/2 = (25+35)/2=30 ⁰С

3. Плотности воздуха (кг/м³), соответствующие

р_н =1,110; р_в.ср =1,150; _Рух =1,130

4. Определим полное тепловое давление:

_noлн =hq( _н - _в.ср) =10 - 9,81(1,170-1,150)=1,9б2 Па.

5. Примем избыточное тепловое давление на уровне центра нижне­го проема равным 30 % от величины полного давления:

6. Определим избыточное давление на уровне центра верхнего про­ема:

7. Определим скорость воздуха в нижних проемах:

V₁

8. Находим требуемую площадь приточных проемов, при­няв = 0,5; = 250000/(3600 • 0,5 • l)= 138,9 м² .

Принимаем S₁=140м².

9. Подсчитаем скорость воздуха в верхних проемах:

=

10. Определим площадь вытяжных проемов:

S₂ = L/(3600 ) = 250000/(3600 • 0,5 • 1,55) = 89,6м²

Принимаем S₂ = 90 м².

 

 

Порядок выполнения работы

1. Получить задание преподавателя и необходимые исходные данные для расчета. Недостающие исходные данные принять самостоятельно.

2. Познакомиться с устройством аэрации.

3. Определить необходимую площадь нижних и верхних вытяжных проемов. В механосборочном цехе с теплоизбытками применяется аэрация для нормализации условий труда. Необходимый воздухообмен составляет 235000м³/ч. Атмосферное давление равно 96510 Па. темпера­турный градиент в цехе Δt = 1,2 °С/м

3. Оформить отчет.

4. Ответить на контрольные вопросы.

Табл. 1