Определение производительности вентиляционной установки

Объем подаваемого или удаляемого вентиляцией воздуха определяют по формуле

L = F×v×3600 м³/ч, (3)

где v - скорость движения воздуха, м/с; F - площадь сечения отверстий или воздуховода, м².

Поэтому для оценки производительности механической вентиляционной установки необходимо определить скорость движения воздуха, проходящего по закрытому воздуховоду.

В основе описания движения воздуха лежат два фундаментальных закона - закон сохранения количества вещества (в гидро- и аэродинамике закон постоянства потока) и закон сохранения энергии (в гидро- и аэродинамике при установившемся или стационарном режиме уравнение Бернулли).

По закону постоянства потока

П = m / t = const, кг/с,

где П - величина потока; m - масса вещества; t - время.

Если плотность жидкости или газа равна r, то через сечение площадью F проходит со скоростью v поток жидкости или газа, равный П = r×F×v, кг/с.

Для двух произвольных сечений потока площадью F₁ и F₂ закон постоянства потока может быть выражен соотношением

r×F₁×v₁ = r×F₂×v₂ или F₁×v₁ = F₂×v₂,

т.е. чем меньше площадь поперечного сечения воздуховода, тем с большей скоростью движется поток, и наоборот.

Уравнение Бернулли записывается в виде

r×v₁² / 2 + r×g×h₁ + P₁ = r×v₂² / 2 + r×g×h₂ + P₂,

или

r×v² / 2 + r×g×h + P = const

для любых сечений потока, где v₁, v₂ - скорость потока жидкости или газа при входе в трубу и выходе из нее, ρ - плотность газа или жидкости, P₁, P₂ - давление газа или жидкости при входе в трубу и выходе из нее, g - ускорение свободного падения, h₁, h₂ - расстояние между центром сечения трубы и некоторым уровнем, принятым за нулевой (рис.2).

В уравнении Бернулли слагаемое r×v² / 2 =P_дин определяет динамическое давление, а rgh + P = P_ст - статическое давление. Для горизонтальной линии потока, если h₁ = h₂, уравнение Бернулли принимает вид

r×v₁² / 2 + P₁ = r×v₂² / 2 + P₂.

Рис.2. Расчетная схема воздуховода

Следовательно, статическое давление оказывается меньше там, где скорость течения жидкости или газа больше (т.е. где меньше сечение трубопровода), и наоборот.

Полное или общее давление P_п - алгебраическая сумма статического и динамического давлений P_п = P_дин + P_ст.

В нагнетающих воздуховодах расположенных в системе после вентилятора, давление выше атмосферного. Однако практика измерений показывает, что в реальных воздуховодах скорость движения газа всегда неравномерна вследствие действия сил трения. В некоторых точках поперечного сечения воздуховода наблюдаются нулевые или даже отрицательные значения динамического давления, что указывает на наличие обратных потоков воздуха вследствие образования вихрей и характеризует воздуховод как гидравлически шероховатый. Поэтому при измерении динамического давления производится несколько замеров в сечении воздуховода с последующим усреднением результатов.

Шумовые характеристики вентиляторов

Вентиляционное оборудование является одним из источников шума. Шум - это совокупность звуков различной частоты. Шум неблагоприятно действует на человека, снижая его работоспособность. Основными физическими характеристиками шума являются его частота, интенсивность и звуковое давление.

На практике пользуются логарифмическими уровнями интенсивности звука и звукового давления, измеряемыми в децибелах. Уровни интенсивности звука L_i и уровни звукового давления L_p определяются следующими соотношениями:

L_i = 10lg(I / I₀), дБ; L_p = 20lg(P / P₀), дБ,

где I и P - фактические значения интенсивности звука и звукового давления; I₀ = 10^–12 Вт/м² и P₀ = 2×10^–5 Па - пороговые значения на пределе слышимости.

Характеристики и предельные уровни шума на рабочих местах устанавливает ГОСТ 12.1.003-83 ССБТ. Допустимые уровни шума на рабочих местах ограничиваются в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц. В планшете 2 приведены допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот и уровни звука на некоторых рабочих местах предприятий для широкополосного шума. Кроме того, известен метод нормирования шума, основанный на измерении шума по стандартной шкале А шумомера. Эта шкала имитирует частотную чувствительность человеческого уха. Уровень шума, измеренный по шкале А шумомера, обозначается в дБА. Постоянные шумы предпочтительно характеризовать по предельному спектру шума, а непостоянные - только в дБА.