Оцінка системи вентилювання приміщень

Самостійна  робота №6

Тема: Оцінка системи вентилювання приміщень.

Природна вентиляція

Природна вентиляція здійснюється гравітаційними силами (земного тяжіння), може бути неорганізованою (інфільтрація) і організованою (аерація). Організована здійснюється через сумісно обладнані канали, жалюзі, шахти та дефлектори. Дефлектори – аеродинамічні пристрої, які збільшують силу тяги в каналі (шахті) за рахунок сили вітру (рис. 3.3). Повітря, омиваючи корпус дефлектора, через спеціальні щілини всередині його і за спеціальними пристроями (лопатками) створює зону розрідження, з’єднану з основним каналом. Цим створюється додаткова тяга для повітря.

При природній вентиляції рух повітря здійснюється за рахунок сили вітру і природними (гравітаційними) силами, тобто вітер обдуваючи споруду, попереду неї створює зону підвищеного тиску, а з протилежного боку виникає зона певного розрідження. Тепле повітря, яке знаходиться в приміщенні, має меншу щільність, ніж зовнішнє, більш холодне. За рахунок різної щільності зовнішнього та внутрішнього повітря утворюється перепад тиску Н_Т (Па), який можна визначити за формулою:

де h_П — висота поміж серединами приливних та витяжних отворів, м;

r_З, r_В — щільність зовнішнього повітря і повітря всередині приміщення, кг/м³

де t_З, t_В — температура зовнішнього повітря та всередині приміщення, ºС.

Швидкість потоку повітря v_B, (м/с) в аеродинамічному каналі розраховується за формулою:

де y_С — коефіцієнт, який враховує опір повітря в каналі отвору (y_С » 0,5).

Сумарну площу витяжних каналів або отворів знаходять за формулою:

де W — обмін повітря, який визначається за формулами (1, 2, 3, 4), м³/год.

За значенням S_ВК вибирають кількість витяжних отворів (труб) із відношення:

де f — площа поперечного перерізу однієї труби (отвору), м².

Якщо отвір шахти, або витяжного каналу, має не квадратну форму, а круглу (характерно для дефлектора), тоді діаметр d (рис. 3.3) розраховується з формули:

,

де W_Д — продуктивність дефлектора, м³/год;

n_Д — швидкість повітря в трубі дефлектора, м/с.

Продуктивність одного дефлектора обчислюється за формулою:

де W — заданий повітрообмін (розрахований по загально признаних формулах), м³/год;

n_Д — кількість встановлених дефлекторів.

Продуктивність вентиляції буде ефективною, якщо витримається тотожність, або не буде перевищувати 10%:

Рис. 3.3. Дефлектор ЦАГІ (круглий дефлектор)

1 — ковпак; 2, 6 — корпус; 3, 5 — лапки; 4 — дифузор.

Механічна вентиляція

Механічна вентиляція — примусове видалення забрудненого повітря і заміна його свіжим за допомогою вентиляційних агрегатів. Сукупність вентиляційного агрегату, повітропроводів, регульованих, пускових та інших пристроїв складає вентиляційну систему. Тому методика розрахунку штучної системи вентиляції зводиться до таких кроків.

1.  Розробити схему вентиляційної мережі з поворотами, переходами, розгалуженнями та іншими елементами, розбиваючи її на окремі ділянки, і підібрати розміри (діаметри) повітропроводів (рис. 3.4).

2.  Визначити кількість повітря для необхідного обміну W (м³/год) і продуктивність вентилятора W_В:

де k_З — коефіцієнт запасу (k_З = 1,3-2,0).

3.  Визначити втрати напору на прямих ділянках повітропроводів:

де y — коефіцієнт, що характеризує опір повітропроводів (для металевих труб y  = 0,02);

v_С — середня швидкість повітря на розрахунковому відрізку повітряної магістралі (для ділянок, що прилягають до вентилятора – 8-12м/с, для віддалених — 1-4м/с);

r_В — щільність повітря всередині приміщення, кг/м³;

l_T — довжина ділянки труби, м;

d_T — діаметр труби, прийнятий на певній ділянці, м.

4.  Обчислити місцеві втрати напору Н_М (Па) у переходах, колінах, жалюзі, тощо:

де j_М — коефіцієнт місцевих втрат напору (табл. 3.9).

5.  Визначити сумарні втрати напору Н_Д (Па) на ділянці і в цілому на лінії Н_Л:

де Н_В — напір вентилятора, Па.

Рис. 3.4. Схема вентиляційної перехідної мережі:

I, II, III, IV, V, VI — ділянки мережі;

1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11 – згони повітропроводів;

3, 9 – переходи.

Таблиця 1

Значення коефіцієнта втрат напору, j_М

Місцевий опір	Коефіцієнт	Місцевий опір	Коефіцієнт
Коліно під кутом:		Різке розширення	0,2–0,8
90 120 150	1,10 0,50 0,20	Жалюзі: вхід вихід	0,5 3,0
Різке звуження	0,2–0,3

6.  За величиною максимальних витрат користуючись номограмою (додаток 1), вибрати номер вентилятора N, коефіцієнт корисної дії h_В, безрозмірну величину А. При цьому, пріоритет надається вентилятору з найбільшим ККД.

7.  Визначивши А і N, обчислюють частоту обертання ротора:

Визначити потужність електродвигуна для вентилятора (кВт) за формулою:

    

де Н_В — повний напір вентилятора, Па;

К_З — коефіцієнт запасу (1,3…2,0);

h_В, h_П — ККД вентилятора (0,4…0,6) і передачі (0,90…0,95).

Приклад.

Визначте, яку кількість повітря необхідно видалити з приміщення обкатки карбюраторних двигунів внутрішнього згорання для підтримки концентрації чадного газу (СО) в приміщенні в межах допустимої норми (В_ГДК = 20,0мг/м³), а вміст шкідливих речовин у свіжому повітрі (В_П = 0,01мг/м³). Відомо також, що в цеху одночасно обкатується 2 (n = 2) карбюраторних двигуни з робочим об’ємом циліндрів V_П = 10,3л. Об’ємна частина шкідливих речовин у відпрацьованих газах складає q₀ = 3%, а час роботи двигунів t = 2год.

Підібрати систему вентиляції.

Рішення.

Спочатку визначимо кількість повітря необхідного для видалення з приміщення газів (СО), W (м³/год) за формулою:

де В_ДВ — кількість шкідливих речовин, що виділяються в приміщенні з робочої, або обслуговуваної зони, мг/год.;

n – кількість джерел, які виділяють шкідливості;