10605

40

Подставляя (4.10) и (4.11) в (4.4), получаем выражение для определения осевой скорости в произвольном сечении неизотермической струи:

Используя относительные величины осевых скоростей, получим:

Величина скорости, образующаяся за счет подъемных сил в безразмерном

виде:

где βo – коэффициент Буссинеска, учитывающий количество движения струи на выходе из отверстия;

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

1.Что такое приточная струя?

2.Влияние температуры и плотности воздуха на характер приточной

струи.

3.Влияние скорости воздушного потока на характер приточной струи.

4.Влияние формы выпускного отверстия на характер приточной струи.

5.Основные участки свободной изотермической струи.

5.ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБА

ОРГАНИЗАЦИИ ВОЗДУХООБМЕНА

При расчете воздухообмена необходимо иметь представление об органи-

41

зации воздухообмена в помещении. В том числе необходимо знать распределение параметров воздуха в объеме помещения и расход воздуха, подаваемого и удаляемого из помещения и его отдельных частей системами вентиляции.

Основные принципы, которыми следует руководствоваться при выборе подачи и удаления воздуха в помещении:

-подача приточного воздуха (общеобменный приток) должна предусматриваться в зону дыхания, приточные струи не должны проходить через загрязненные зоны помещения;

-удаление воздуха целесообразно осуществлять непосредственно от мест образования вредных выделений (местные отсосы, зонты и другие укрытия систем местной вытяжной вентиляции);

-общеобменная вытяжка устраивается из зон помещения с наибольшим загрязнением воздуха;

-соотношение между потоками подаваемого и удаляемого из помещений воздуха выбирают таким, чтобы обеспечить направление и достаточный расход воздуха, перетекающего из "чистых" помещений в "загрязненные" смежные помещения;

-в здании и отдельных его частях и секциях, как правило, должен быть полный баланс между суммарным притоком и суммарной вытяжкой, кг/ч.

В большинстве помещений гражданских зданий для общеобменной вен-

тиляции приточные и вытяжные устройства рекомендуется размещать в верхней зоне помещения.

В настоящее время в системах вентиляции и кондиционирования воздуха получили применение воздухораспределительные устройства, регулируемые и нерегулируемые; круглой, квадратной и прямоугольной форм; металлические и пластмассовые; различных расцветок и размеров, разработанные как зарубежными фирмами, так и отечественными для общественных зданий, помещений малой высоты, обеспечивающей

42

рекомендуемые параметры воздуха в обслуживаемой зоне.

Разнообразие форм воздухораспределителей позволяет подобрать внешний вид устройств так, чтобы он сочетался с интерьером помещения.

Как правило, это устройства небольшой производительности, предназначенные для размещения на потолке, создающие веерные или конические струи дисковыми и многодиффузорными плафонами, а также с закруткой потока приточного воздуха; щелевые воздухораспределители, вентиляционные решетки с подвижными жалюзи и перфорированные панели круглого и прямоугольного сечения, предназначенные для потолочной, настенной и напольной установки, в том числе и в нижней части по периметру помещения, так чтобы рабочее место оказывалось «затопленным» значительными объемами приточного воздуха без активного перемешивания с окружающим воздухом.

Внекоторых помещениях в соответствии с нормами кратности воздухообмена предусматривается только вытяжка из верхней зоны, а приток осуществляется через неплотности дверных проемов, отделяющих эти помещения от коридоров или смежных помещений, в которые подается избыток притока.

Минимальный расход наружного воздуха определяют в соответствии с рекомендациями.

При выборе мест расположения в помещении приточных отверстий следует учитывать, что приточные струи на пути своего движения в помещении не должны встречать препятствий (балки, мебель, оборудование).

Впомещениях с сосредоточенными источниками тепловыделений (плиты, печи и т.п.) приточные струи не должны нарушать работы местных отсосов или «разбивать» естественную конвективную струю над нагретым оборудованием. Взаимное расположение приточных и вытяжных отверстий в плане помещения должно приниматься в соответствии с требованиями.

На рис. 5.1 представлены некоторые общие принципиальные схемы организации воздухообмена в помещении.

Первые шесть схем служат примерами неудачного расположения вентиляторов. В каждой из этих схем вытяжные отверстия расположены выше

44

На рис. 5.1 показано также правильное и неправильное расположение приточных отверстий. Неудачное расположение приточных отверстий способствует удалению приточного воздуха кратчайшим путем через вытяжное отверстие или рассеиванию вредностей от источника выделения в помещение. При правильном расположении приточных отверстий вредности не перемешиваются с подаваемым воздухом. Хорошая организация притока достигается при использовании механической вентиляции, при наилучшей схеме воздухораспределения используются камеры для равномерного распределения воздуха в помещение.

Необходимо предупреждать попадание удаляемого загрязненного воздуха в помещения путем выброса его над кровлей вдалеке от проемов и воздухозаборных отверстий.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

1.Принципы выбора способов организации воздухообмена.

2.Виды современных воздухораспределительных устройств.

3.Схемы организации воздухообмена.

6.ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛЕНИЕ В ПОМЕЩЕНИИ

6.1. Общие сведения о воздухорапределении

Воздухораспределением называется взаимосвязанные процессы перемещения воздушной массы приточными струями по объему помещения и удаление загрязненного воздуха из помещения вытяжными струями.

Задачей выбора способа распределения приточных струй в плане и по высоте помещения является обеспечение метеорологических условий (параметров t, ϕ, v, свр) в рабочей зоне помещения.

Рабочая зона – это область высотой 2 метра от уровня пола, в которой происходит деятельность человека. Для производственных зданий, в которых имеются рабочие места на отметках выше 2-х метров, рабочая зона принимается высотой 4 метра от уровня пола.

45

На выбор рациональной схемы воздухораспределения оказывают влияние следующие определяющие факторы:

1.Требования к микроклимату в данном помещении;

2.Наличие вредных выделений в помещении;

3.Объемно-планировочные решения помещения;

4.Тип и количество воздухораспределителей.

5.Расположение воздухораспределителей в плане и по высоте помещения.

6.Наличие и расположение вытяжных отверстий в плане и по высоте помещения.

Воздухораспределитель – это элемент системы кондиционирования микроклимата, устанавливаемый в месте выпуска воздуха в помещение для придания струе определенной формы, направления и скорости движения.

При расчете параметров микроклимата в рабочей или обслуживаемой зонах помещения необходимо учитывать значение допустимого (нормируемого) перепада температур в приточной струе и расчетном сечении (зоне) помещения.

Ниже приведены различные варианты нормируемых перепадов температуры ∆to, oС, между температурой воздуха в рабочей зоне помещения

tв, oС, и температурой воздуха в приточной струе tп, oС:

Для систем вентиляции и кондиционирования воздуха круглогодичного действия, предназначенных для ассимиляции избытков теплоты в помещении, приняты следующие величины перепада температуры ∆to:

1.при выпуске воздуха непосредственно в рабочую зону ∆to = 2 oС;

2.при выпуске воздуха на высоте 2…2,5 м. от уровня пола ∆to = 2…4 oС;

3.при выпуске воздуха на высоте 2,5…6 м. от уровня пола ∆to = 4…6 oС;

4.при выпуске воздуха на высоте 6…10 м. от уровня пола ∆to = 6…8 oС;

5.при выпуске воздуха на высоте более 6 м. от уровня пола через плафоны или эжекционные воздухораспределители ∆to = 8…12 oС.

46

Для общественных и административно-бытовых помещений рекомендуется величина перепада температуры ∆to = 4…6 oС.

Кроме того, создание и поддержание требуемых метеорологических условий в рабочей зоне помещения достигаются при строго определенных параметрах струи в месте пересечения струей границы рабочей зоны – в, так называемой, характерной точке:

1.Скорость струи на ее оси в характерной точке при входе струи в рабочую зону помещения vx, м/с.

Характерная точка – условная точка пересечения оси струи на входе в рабочую зону и верхней границы рабочей зоны.

Рис. 6.1 Схема распространения приточной струи в помещении

Максимальная скорость в характерной точке определяется по

где kv – коэффициент перехода скоростей (по СНиП ОиВ);

vрз – подвижность воздуха рабочей зоны, м/с (по СНиП ОиВ). 2. Температурный перепад

∆tx = tв – tx, oС,

где tв и tx - температура воздуха в рабочей зоне и в характерной точке при входе струи в рабочую зону помещения соответственно, oС (по СНиП ОиВ).

47

Так, в соответствии с рекомендациями СНиП, для систем вентиляции и воздушного отопления при отсутствии человека в зоне прямого действия струи значение температурного перепада ∆tx принимается с запасом 50%:

поперечном сечении воздушного потока, где скорость уменьшается в два раза, по сравнению со скоростью на оси струи.

Рис. 6.2 К определению зоны прямого действия струи

Для систем кондиционирования воздуха, поддерживающих оптимальные или технологические условия, значение температурного перепада ∆tx принимается:

Допустимое изменение относительной влажности при этих условиях принимается в пределах 7% от нормируемых значений, т.е. ∆ϕ ≤ 7 % .

Состояние микроклимата в рабочей зоне определяется также параметрами воздуха на выходе из воздухораспределителя при соответствующей схеме воздухораспределения.

Температура to,пр, oС, и энтальпия Io,пр, кДж/кг, приточного воздуха на выходе из воздухораспределителя рассчитываются по следующим

48

где tв, С, Iв, кДж/кг – расчетная температура и энтальпия воздуха в рабочей зоне;

∆Qявн и ∆Qп – дисбаланс явной и полной теплоты в помещении,

где ρпр – плотность приточного воздуха, кг/м3;

Lпр – объемный расход приточного воздуха в помещении, м3/ч; Cпр – теплоемкость приточного воздуха, кДж/кг оC.

6.2. Схемы воздухораспределения в помещении

Схем воздухораспределения делят на две группы:

1.Воздухораспределение ненастилающимися струями.

2.Воздухораспределение настилающимися струями.

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. Струя воздушного потока не будет настилаться на горизонтальную поверхность (потолок), если отношение высот расположения

воздухораспределителя и помещения менее 0,65: Hв < 0,65.

Hп

49

Воздухораспределение ненастилающимися струями, выпущенными

вверхней зоне

1.… и затухающими в верхней зоне.

Vx обр., tх обр. – скорость и температура воздуха в обратном потоке соответственно.

При этой схеме на расстоянии (свободный участок струи)

окружающие предметы и ограждающие конструкции не оказывают стесняющего воздействия на траекторию движения струи. В реальных условиях

где Fсв. – площадь поперечного сечения струи на свободном участке;

Fп – площадь поперечного сечения помещения в плоскости, перпендикулярной вектору скорости струи.

При движении струи воздух помещения вовлекается в движение за счет сил вязкого трения в пограничных участках. Площадь струи увеличивается, значение скорости уменьшается. На расстоянии xкр., называемом критическим, площадь прекращает увеличиваться, а скорость по величине резко уменьшается. В реальных условиях это происходит, когда площадь поперечного сечения струи Fкр на расстоянии xкр, становится больше, чем 40% от поперечного сечения помещения в плоскости, перпендикулярной вектору скорости струи, т.е. при Fкр.= 0,4 Fп.