Расчет воздухораспределения для системы П4 с целью подбора количества и типоразмеров воздухораспределителей

1.9. Расчет воздухораспределения

Расчет воздухораспределения производится с целью подбора количества и типоразмеров воздухораспределителей, для обеспечения скоростей и перепадов температур в образующемся воздушном потоке не выше допустимых и отвечающих требованиям [1] .

Расчет проводится для системы  П4, в соответствии с [6].

В цехе организованна подача воздуха сверху вниз веерными струями, направленными в рабочую зону через воздухораспределители типа ПРМ2. Высота установки ВР 6 м.

Характеристики воздухораспределителя:

-  масса, М = 2,7 кг;

-  размеры, d_o = 400 мм;

-  расчетная площадь, А_o = 0,08 м²;

-  скоростной коэффициент, m = 2,1;

-  температурный коэффициент, n = 1,8;

-  Высота установки воздухораспределителя Н_вр = 6,0 м;

-  Высота рабочей зоны h_рз = 2 м;

-  Допустимая скорость воздуха в рабочей зоне V_доп = К*V_норм,

где

К – коэффициент перехода от нормируемой скорости движения воздуха к максимальной скорости воздуха в струе, принимаемый по [1,прил.6], К = 1,8 (для категории работ  средней тяжести, в зоне прямого воздействия струи);

V_макс – нормируемая скорость движения воздуха, принимаемая по               [1, прил.2] :

- V^тп_макс = 0,5 м/с (при температуре воздуха в помещении t_в = 27°С),

- V^пп_макс = 0,3 м/с;

- V ^тп_доп = 1,8*0,5=0,9 м/с; V ^пп_доп = 1,8*0,3=0,54 м/с;

Допустимое отклонение температуры в приточной струе от нормируемой температуры воздуха в обслуживаемой зоне t_доп = 2°С, принимается по [1, прил.7].

Расход воздуха через один воздухораспределитель : L_o = 1182 м³/ч.

Скорость воздуха на выходе из воздухораспределителя определяется по формуле:  V_o= L/ (3600*A_o)= 1182/ (3600*0,08)= 4,2 м/с

                      

                 Теплый период (охлажденная струя):

       l = 3,5м;  Хп = 1*l = 3,5 м.

m = 2,1 - cкоростной коэффициент;

n = 1,8 - температурный коэффициент;

Проверяем возможность использования формул

0,5 £ l/Xп £ 1,5               0,5 £ 3,5/3,5 £ 1,5             0,5 £ 1 £ 1,5

 0,5 £ a/b £ 2                     0,5 £ 6/7 £ 2                  0,5 £ 0,86 £ 2

Геометрическая характеристика струи Н , рассчитывается по формуле:

          Н= 5,45*m* V_o*⁴ÖA_o / Ö(n* Dt_o),  м.

Dt_o = ½22,8-27½ = 4,2 ^оС.

      Н= 5,45*2,1* 4,2*⁴Ö0,08 / Ö(1,8* 4,2) = 9,3 м.

     Arx= (x/H)²*1,2 = (3,5/9,3)²*1,2 = 0,17 что допустимо  £ 0,2

Находим максимальные параметры воздуха на основном участке струи.

Скорость на оси струи приточного воздуха, входящего в рабочую зону не должна превышать допустимых значений:

          V_x= (m* V_o*ÖA_o / Х )* K_con* K_in* K_n  [м/с],      где

K_con – коэффициент стеснения;

             K_con = K_con^т + (0,9/m)*(L_con/L_o)*X/ÖAp*ÖA_o/A_p;

   L_con – расход в-ха удаляемого в конце струи L_con = 1182 м³/ч;

   L_o – расход в-ха подаваемого одним ВР Lo = 1182 м³/ч;

   A_p – площадь помещения, перпендикулярная потоку в-ха Ар = 42 м²;

   K_con^т = 0,9;

              K_con = 0,9 + (0,9/2,1)*(1182/1182)* 3,5/Ö42*Ö0,08/56 = 0,71;

K_in– коэффициент взаимодействия за счет соударения струй = 1;

K_n – коэффициент неизотермичности струи, определяется по формуле:

              K_n= ³Ö(1 + 1,5*(X/H)² = Ö(1 + 1,5*(3,5/9,3)² = 1,04;

              V_x= (2,1*4,2* Ö0,08/3,5 )* 0,71* 1* 1,04 = 0,53  м/с,

              V_доп= 1,8*0,3= 0,54 м/с,        V_x < V_доп;

Значение температуры при входе приточного воздуха в рабочую зону не должна превышать  допустимого отклонения  Dt= 2 ⁰С при ассимиляции теплоты помещения.

        Перепад температур определяется по формуле:

Dt_х = n*Dt_о*ÖA_o*K_in / K_n * K_con X = 1,8*4,2*Ö0,08*1 / 0,71*1,04*3,5 = 0,83 ⁰С.

                 Холодный период (охлажденная струя):

l = 3,5м;  Хп = 1*l = 3,5 м.

m = 2,1 - cкоростной коэффициент;

n = 1,8 - температурный коэффициент;

Проверяем возможность использования формул

0,5 £ l/Xп £ 1,5               0,5 £ 3,5/3,5 £ 1,5             0,5 £ 1 £ 1,5

 0,5 £ a/b £ 2                     0,5 £ 6/7 £ 2                  0,5 £ 0,86 £ 2

Геометрическая характеристика струи Н , рассчитывается по формуле:

      Н= 5,45*m* V_o*⁴ÖA_o / Ö(n* Dt_o),  м.

Dt_o = ½15,4-17½=1,6 ^оС.

      Н= 5,45*2,1* 4,2*⁴Ö0,08 / Ö(1,8* 1,6) = 15,1 м.

     Arx= (x/H)²*1,2 = (3,5/15,1)²*1,2 = 0,06 что допустимо  £  0,2

Находим максимальные параметры воздуха на основном участке струи.

                     V_x= (m* V_o*ÖA_o / Х )* K_con* K_in* K_n  [м/с];

K_con = 0,9 + (0,9/2,1)*(1182/1182)* 3,5/Ö42*Ö0,08/56 = 0,71;

K_in=1

K_n= ³Ö(1 + 1,5*(X/H)² = Ö(1 + 1,5*(3,5/9,3)² = 1,04;

             V_x= (2,1*4,2* Ö0,08/3,5 )* 0,71* 1* 1,04 = 0,53  м/с, что допустимо.

Dt_х = 1,8*1,6*Ö0,08*1 / 0,71*1,04*3,5 = 0,32 ⁰С.

  Вывод: подача воздуха в рабочую зону выбранным типом воздухо-                             распределителей допустима по всем параметрам.