7696
.pdf
31
5. Относительный расход струи:
|
|
Lx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x = |
= 0,375 × |
|
× |
|
|
- |
|
0 . |
|||
|
|
|||||||||||
L |
b0 |
x |
x |
|||||||||
L0 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Длину начального участка струй, выходящих из отверстий круглой, прямоугольной и плоской форм, определяют по относительной осевой скорости.
Представленные зависимости основных характеристик приведены в справочной литературе [6,18] в графическом виде для удобства инженерных расчетов.
7. ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛЕНИЕ В ПОМЕЩЕНИИ
Воздухораспределением называется процесс распределения воздуха по объёму помещения с целью подачи свежего воздуха в зону дыхания человека.
Задача воздухораспределения заключается в обеспечении требуемых метеорологических условий (параметров t, ϕ, υ, ск) в рабочей зоне помещения.
Рабочая зона – это область в помещении высотой 2 м от уровня пола, в которой происходит деятельность человека. Для производственных зданий, в которых имеются рабочие места на отметках выше 2 м, рабочая зона принимается высотой 4 м от уровня пола. При отсутствии таких рабочих мест рабочая зона принимается высотой 2 м от уровня пола.
Воздухораспределение обеспечивается принятием решений по:
-выбору схемы воздухораспределения;
-определению типов воздухораспределителей;
-расположению воздухораспределителей в плане и по высоте помещения;
-расположению вытяжных отверстий в плане и по высоте помещения. Воздухораспределитель – это элемент системы вентиляции,
устанавливаемый в месте выпуска воздуха в помещение, для придания приточной струе определенной формы и направления движения.
Существуют следующие допустимые перепады температуры оС, между температурой воздуха в рабочей зоне помещения tв=tр.з., оС и
32
температурой воздуха приточной струи на выходе из воздухораспределителя
t =t , оС: |
t |
доп |
= t |
р.з. |
− t |
о |
. |
пр о |
|
|
|
|
Для систем вентиляции и кондиционирования воздуха кругло-годичного действия, предназначенных для ассимиляции избытков теплоты в помещении,
приняты следующие величины перепада температуры tдоп [9]:
∙ при выпуске воздуха непосредственно в рабочую зону |
tдоп=2 оС; |
||
∙ |
при выпуске воздуха на высоте 2 ÷ 2,5 м от уровня пола |
tдоп=2÷4 оС; |
|
∙ |
при выпуске воздуха на высоте 2,5÷6 |
м от уровня пола |
tдоп=4÷6 оС; |
∙ |
при выпуске воздуха на высоте 6÷10 |
м от уровня пола |
tдоп=6÷8 оС; |
∙ при выпуске воздуха на высоте более 6 м от уровня пола через плафоны или эжекционные воздухораспределители tдоп=8÷12 оС.
Для общественных и административно-бытовых помещений принята величина перепада температуры tдоп=4÷6 оС. Расчётные значения tо ≤ tдоп .
Требуемые метеорологические условия в рабочей зоне помещения создаются и поддерживаются при строго определенных основных параметрах
(характеристиках) струи υx и tх:
1. Скорость струи в характерной точке на ее оси при входе струи в рабочую зону помещения υx, м/с.
Рис.6. Схема распространения приточной струи в помещении |
33
Максимальная скорость в характерной точке определяется по
зависимости: |
|
|
|
|
υx |
= Kv ×υрз , |
(26) |
где Kv – |
коэффициент перехода скоростей [13,15]; |
|
|
υр.з. |
– подвижность воздуха рабочей зоны, м/с [13,15]. |
||
2. Температурный перепад |
tx, оС, между температурой в рабочей зоне |
||
помещения tв и температурой струи на ее оси tx |
в характерной точке – точке |
||
входа оси струи в рабочую зону: |
Dtх = tв - tх [13,15]. |
||
Для систем вентиляции и воздушного отопления при отсутствии человека в зоне прямого действия струи значение нормируемого температурного перепада txСНиП принимается с запасом 50 %:
Dtx = DtxСНиП ×1,5 . |
(27) |
Зоной прямого действия струи (границей струи) является область в поперечном сечении воздушного потока, где скорость уменьшается в два раза, по сравнению со скоростью на оси струи υоx,.
Рис.7. Схема распространения приточной струи в помещении |
34
Для систем кондиционирования воздуха, поддерживающих оптимальные или технологические условия, значение температурного перепада tx принимается:
(28)
Относительная влажность при этих условиях принимается в пределах 7 % от нормируемых значений, то есть Δφ ≤ ±7%.
Требуемые параметры микроклимата в рабочей зоне обеспечиваются при соблюдении строго определенных параметров воздуха на выходе из воздухораспределителя при соответствующей схеме воздухораспределения.
Температура t0=tпр, оС, и энтальпия I0=Iпр, кДж/кг, приточного воздуха на выходе из воздухораспределителя рассчитываются по следующим зависимостям:
|
|
tпр |
= tв - |
±DQявн ×3, 6 |
; |
(29) |
|
|
|
||||
|
|
|
|
Gпр ×cв |
|
|
|
|
Iпр |
= Iв - ± DQп ×3,6 , |
(30) |
||
|
|
|
|
Gпр |
|
|
где tв, С, Iв, |
– расчетная температура и энтальпия воздуха в рабочей зоне; |
|||||
Qявн и |
Qп – дебаланс явной и полной теплоты в помещении, Вт; |
|
||||
cв – |
теплоемкость приточного воздуха, кДж/(кг ·оC); |
|
||||
Gпр – массовый расход приточного воздуха в помещении, кг/ч, |
|
|||||
|
|
|
Gпр = ρпр × Lпр , |
(31) |
||
где ρпр – |
плотность приточного воздуха, кг/м3; |
|
||||
Lпр – |
объемный расход приточного воздуха в помещении, м3/ч. |
|
||||
7.1. Схемы воздухораспределения в помещении
Конструкция воздухораспределителей определяет схему воздухораспределения в помещении.
Существуют две группы схем:
- схема воздухораспределения ненастилающимися струями:
Hв < 0, 65 ;
Hп
35
- схема воздухораспределения настилающимися струями: Hв ³ 0,65 .
Hп
Воздушный поток, который не прилипает к гладкой поверхности, называется ненастилающейся струей.
Если при распространении воздушного потока вдоль гладкой поверхности струя прилипает к этой поверхности на некотором расстоянии от выхода воздуха из воздухораспределителя, то такая струя называется
настилающейся.
7.2.Воздухораспределение ненастилающимися струями
1.Воздухораспределение ненастилающимися струями, выпущенными в верхней зоне и затухающими в верхней зоне (рис. 8).
Рис.8. Ненастилающаяся струя, выпущенная в верхней зоне и затухающая в верхней зоне |
Струя воздушного потока не будет настилаться на прилегающую горизонтальную поверхность (потолок), если отношение высот расположения
воздухораспределителя и помещения менее 0,65, то есть Hв < 0,65. На рис.8
Hп
обозначение υx обр. – скорость воздуха в обратном потоке.
При этой схеме на расстоянии xсв. (свободный участок струи) окружающие предметы и ограждающие конструкции не оказывают стесняющего воздействия на траекторию движения струи. В реальных условиях
36
на расстоянии xсв. площадь поперечного сечения струи занимает четвёртую часть поперечного сечения помещения: Fсв.=0,25×Fп, где Fсв. – площадь поперечного сечения струи на свободном участке, м2; Fп – площадь поперечного сечения помещения в плоскости, перпендикулярной вектору скорости струи, м2.
При движении струи воздух помещения вовлекается в движение за счет сил вязкого трения в пограничных участках. Площадь струи увеличивается, значение скорости движения уменьшается. На расстоянии xкр. площадь струи прекращает увеличиваться, а скорость по величине резко уменьшается. В реальных условиях это происходит, когда на расстоянии xкр площадь поперечного сечения струи Fкр занимает 40% от площади поперечного сечения помещения в плоскости, перпендикулярной вектору скорости струи, то есть
Fкр.=0,4×Fп.
Ввиду сжимаемости воздушной среды воздушный поток, достигая стены, противоположной выпуску из воздухораспределителя, отражается от нее и достигает рабочей зоны с характерными параметрами обратного потока на границе критического участка υx обр., tx обр. .
Струя перестает существовать на расстоянии 2×xкр.
2. Воздухораспределение ненастилающимися |
струями, |
вышедшими |
из |
верхней зоны и затухающими в рабочей зоне. |
|
|
|
|
|
37 |
|
|
Рис.9. Струя, вышедшая из верхней зоны и затухающая в рабочей зоне: |
|
|||
xR – |
расстояние, где граница струи касается рабочей зоны; |
|
|
|
xп – |
условная длина траектории струи. |
|
|
|
3. Воздухораспределение |
ненастилающимися |
наклонными |
струями, |
|
выпущенными из верхней зоны с затуханием в рабочей зоне. |
|
|||
Рис.10. Ненастилающаяся наклонная струя, выпущенная в верхней зоне и затухающая в |
||||
рабочей зоне. |
4. Воздухораспределение из верхней зоны ненастилающимися струями со |
смещением и затуханием в рабочей зоне. |
Рис.11. Ненастилающаяся струя, выпущенная в верхней зоне со смещением и затуханием в |
рабочей зоне.
|
38 |
|
|
|
5. Воздухораспределение |
ненастилающимися |
струями |
с |
выпуском |
воздуха непосредственно в рабочей зоне. |
|
|
|
|
Рис.12. Ненастилающаяся струя, выпущенная непосредственно в рабочую зону |
|
|||
6. Воздухораспределение вертикальными ненастилающимися |
струями, |
выпущенными в верхней зоне с затуханием в рабочей зоне. |
|
Рис.13. Вертикальные ненастилающиеся струи, выпущенные в верхней зоне с затуханием в |
|
рабочей зоне:
Вп – ширина зоны орошения струи, м;
В – шаг струи, м, В=2 ×l , м.
39
Величина зоны орошения воздушного потока должна быть не менее ширины площади пола, приходящейся на один воздухораспределитель.
Воздушные струи, распространяющиеся вдоль гладкой поверхности при
условии Hв ³ 0,65 , настилаются (прилипают) на поверхность и называются
Hп
настилающимися струями.
7.3.Воздухораспределение настилающимися струями
1.Воздухораспределение струями, настилающимися на гладкую
поверхность потолка ( Hв ³ 0,65 ).
Hп
На расстоянии xотр (длина отрыва струи) струя отлипает от поверхности и затухает в рабочей зоне, не достигая противоположной стены.
Рис.14. Струя, настилающаяся на гладкую поверхность потолка. |
Дальнобойность струи lстр не больше длины помещения lп: lстр. ≤ lп
2. Воздухораспределение струями, настилающимися на гладкую поверхность потолка и на противоположную стену.
Струя затухает в рабочей зоне. Данный тип струй характерен для коротких по протяженности помещений.
40 |
Рис.15. Струя, настилающаяся на гладкую поверхность потолка и на противоположную |
стену.
Дальнобойность струи lстр больше длины помещения lп: lстр. > lп
Если струя отлипает от потолка до контакта с вертикальной стенкой, то следует определить хотр .
3. Воздухораспределение встречными настилающимися струями. Длина траектории струи хп определяется по траектории оси струи.
Рис.16. Встречные настилающиеся струи |