10281

50

4.3.Расчет теплопотерь

Значительную долю теплопотерь в общем тепловом балансе зданий составляют теплопотери через наружные ограждения и теплопотери на нагрев инфильтрующегося наружного воздуха, методика расчета которых подробно рассмотрена в учебном курсе “ Отопление”.

Теплопотери на испарение жидкости с открытой поверхности

холодных ванн.

Данный вид теплопотерь актуален для производственных помещений, в которых имеются ванны с “ холодными” растворами.

Ванна считается холодной, если температура жидкости равна температуре воздуха внутри помещения или близка к ней.

В процессе испарения жидкости с поверхности зеркала раствора в ваннах, не имеющих бортовых отсосов, явная теплота трансформируется в скрытую для фазового перехода, поэтому температура поверхности жидкости меньше температуры окружающего воздуха.

Количество теплоты, необходимой для испарения жидкости с поверхности растворов холодных ванн, не оборудованных бортовыми отсосами, определяется по выражению:

Температура поверхности жидкости принимается равной температуре мокрого термометра tпов = tм.т.

Теплопотери на нагрев транспорта.

Количество теплоты, затрачиваемое в помещении на нагрев

где qтр – удельные теплопотери на нагрев единицы транспортных средств, кДж/ч; принимаются из справочной литературы в зависимости от вида транспортного средства, кДж/(ч·ед.);

51

N – количество единиц транспортного средства одного вида. В - то же, что и в формуле 4.28.

Теплопотери на нагрев материалов.

В холодный период года поступающие в помещение материалы и полуфабрикаты нагреваются за счет теплоты, отбираемой из воздуха помещения.

Это количество теплоты рассчитывается по зависимости:

где Gм – расход поступающего в помещение материала, кг/ч; tм – температура ввозимого материала, ºС;

-для металлов принимается tм = Cх.п,D. ;

-для сыпучих материалов tм = text + 20ºС;

В– см. выше.

4.4. Влаговыделения

Наиболее распространены следующие виды влаговыделений:

-от людей;

-испарение с открытой поверхности воды;

-испарение влаги со смоченной поверхности;

-испарение воды с открытой поверхности при кипении.

Влаговыделения от людей рассмотрены в разделе 4.2.

Испарение с открытой поверхности воды

Если нагретая вода с температурой tw находится в емкости в спокойном состоянии, то в результате испарения и теплоотдачи поверхностный слой воды приобретает пониженную температуру tnoe. Так при температуре воздуха в помещении, te ≈ 20 ° С и влажности φв ≈ 70 % соотношение температур будет соответствовать представленному в таблице 4.4

52

Таблица 4.4

Соотношение температур tw и tnoв

где β - коэффициент влагообмена, кг/(кПа·м2),

β = а + b , (4.35)

а - фактор, учитывающий влияние естественной конвекции и зависящий от температуры поверхности испарения

b - фактор, учитывающий влияние вынужденной конвекции и зависящий от скорости движения воздуха над поверхностью испарения vв, м/с:

Рпов - парциальное давление насыщенного водяного пара при температуре поверхности tnoe, кПа;

Рв - парциальное давление водяного пара в воздухе помещения, кПа; F - площадь поверхности испарения, м2;

Рб - барометрическое давление, кПа.

Испарение влаги со смоченной поверхности

Испарение воды со смоченной поверхности сопровождается снижением температуры пленки воды до равновесной величины, приблизительно равной температуре мокрого термометра tnoe ≈ tм . В этом случае можно считать, что процесс испарения представляет собой изоэнтальпическое увлажнение воздуха

где te - температура воздуха в помещении, ° С;

tм - температура воздуха в помещении по мокрому термометру, ° С; F - площадь смоченной поверхности, м2 .

Испарение воды с открытой поверхности при кипении

Количество пара, кг/ч, выделяющегося с открытой поверхности кипящей воды можно рассчитать, исходя из затрачиваемой энергии Q , кВт, полагая, что большая ее доля расходуется на превращение воды в пар:

где r - скрытая теплота парообразования, r =2500, кДж/кг.

Врасчетах ориентировочно принимают, что с 1 м2 открытой поверхности кипения выделяется 40 кг/ч пара.

Значительное количество водяного пара поступает в воздушную среду производственных помещений от металлорежущих станков с эмульсионным охлаждением (в среднем расход водяного пара составляет 0,15 кг/ч на 1 кВт установочной мощности станков).

4.5.Выделения вредных веществ

Ввоздушную среду помещений большинства жилых, общественных и производственных зданий в значительном количестве может поступать углекислый газ от дыхания людей. В помещения производственных зданий могут попадать вредные пары, газы и твердые примеси технологических процессов.

Наиболее распространенными являются следующие источники вредных выделений:

-газообразные вещества, проникающие через неплотности технологических устройств, внутри которых поддерживается избыточное давление;

54

-испарение веществ с открытых поверхностей;

-испарение растворителей при высыхании красок и лаков;

-источники пыли.

Выделение углекислого газа людьми

Выделение углекислого газа людьми происходит в результате дыхания. Интенсивность выделения в основном зависит от степени тяжести

выполняемой работы.

Вредные выделения через неплотности аппаратов, внутри которых поддерживается повышенное давление

Массовый расход газообразных продуктов, М, кг/ч, проникающих через неплотности технологического оборудования и трубопроводов, работающих под давлением, для адиабатического процесса истечения может быть определен по формуле:

где k - коэффициент запаса, характеризующий состояние оборудования ( k = 1 ...2); для нового оборудования k = 1, для изношенного - k = 2;

- коэффициент, зависящий от давления среды в аппарате, определяется по табл. 4.6;

V - внутренний объем аппарата, находящегося под давлением, м3; m - молекулярная масса газов, находящихся в аппарате, кг/кмоль; Т - абсолютная температура внутренней среды аппарата, К.

55

Утечка газов из аппарата зависит от их молекулярной массы и при удовлетворительной эксплуатации составляет приблизительно 0,07… 0,12 внутреннего объема аппарата в час.

Таблица 4.6

Значение коэффициента сдавл

Испарение веществ с открытых поверхностей

Количество вещества, г/ч, испаряющегося с открытой поверхности может быть определено по эмпирической формуле:

где vв - скорость движения воздуха над поверхностью испарения, м/с; Pпов - парциальное давление паров испаряющейся жидкости над

поверхностью испарения при температуре жидкости, кПа;

μ - молекулярная масса испаряющегося вещества, кг/кмоль; F - площадь поверхности испарения, м2.

Данные по наиболее распространенным технологическим жидкостям приведены в табл. 4.7.

В производстве широко используются растворы солей кислот, щелочей. Из таких водных растворов обычно испаряется вода. Иногда, например в гальванических процессах, в воздушную среду попадают и компоненты раствора. Происходит это вследствие того, что реакция в гальванической ванне сопровождается выделением водорода, пузырьки которого всплывают и лопаются на поверхности жидкости.

56

Таблица 4.7

Молекулярная масса μ и парциальное давление насыщенного пара некоторых жидкостей Pпов при температуре 20 оС

Испарение растворителя при высыхании красок и лаков.

Количество растворителя, г/ч, выделяющегося в непрерывном процессе окрашивания и высыхания красок и лаков можно определить по формуле:

где А - расход лакокрасочных материалов на 1 м2 окрашиваемой поверхности, г/м2; данные приводятся в соответствующей справочной литературе;

т - доля растворителя в красящем составе; f - скорость окрашивания поверхности, м2/ч.

Выделение пыли

Выделение пыли сопровождает многие технологические процессы. Состав и расход выделяющейся пыли зависит от вида технологического процесса.

Например, сварка металлов сопровождается выделением пыли, содержащей соединения фтора, марганца, (табл. 4.8, 4.9). Наиболее вредными

57

являются марганцевые руднокислые электроды.

Таблица 4.8

Характеристика вредных выделений при сварке фтористокальциевыми электродами

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

1.Основные виды вредных выделений в помещения зданий раличного назначения.

2.Что такое “ теплонапряженность”?

3.От чего зависит значение теплопоступлений от солнечной радиации через остекление?

4.От чего зависит значение теплопоступлений от солнечной радиации через непрозрачные ограждения?

58

5.Зависит ли величина теплопоступлений от электродвигателей от их мощности?

6.Зависит ли величина теплопоступлений от остывающего материала от продолжительности остывания?

7.Зависит ли интенсивность выделений углекислого газа людьми от вида выполняемой работы?

5.РАСЧЕТ ВОЗДУХООБМЕНА В ПОМЕЩЕНИИ

5.1.Способы определения воздухообмена

Внастоящее время в инженерной практике наиболее широкое распространение получили следующие способы определения воздухообмена в помещении (в зависимости от нормативных требований, исходных данных, требований, предъявляемых к системам обеспечения микроклимата и т.д.).

По преобладающим в помещении видам вредных выделений.

–по явной теплоте ± Q, Вт

–по водяному пару w, кг/ч

–по вредным газам и парам Gвр, мг/ч