// //
Дом arrow Научная литература arrow Промышленная вентиляция arrow Раздел iii аэрация помещений промышленного здания
Раздел iii аэрация помещений промышленного здания

Раздел III. Аэрация помещений промышленного здания

Лекция № 6. Аэрация под действием тепловых избытков

План

6.1. Области применения аэрации.

6.2. Понятие о внутреннем избыточном давлении.

6.3. Аэрация за счет теплового напора.

                                   6.1. Области применения аэрации

Аэрацией называется организованный естественный воздухообмен, возникающий за счет гравитационных сил или ветра или того и другого вместе. Аэрация может обеспечить весьма интенсивное проветривание помещений.

Разница между механической вентиляцией и аэрацией состоит в следующем. При механической вентиляции удаляются сравнительно малые объемы воздуха непосредственно от места его загрязнения и подается воздух в заданные места при довольно значительных давлениях вентилятора порядка 40-80 кг / м2.

Аэрацию применяют в цехах со значительными тепловыделениями, если концентрация пыли и вредных газов в приточном воздухе не превышает 30% предельно допустимой в рабочей зоне. Аэрацию не применяют, когда по условиям технологии производства требуется предварительная обработка приточного воздуха или приток наружного воздуха вызывает образование тумана либо конденсата.

В промышленных цехах одновременно с аэрацией может применяться и механическая вентиляция. Нельзя применять аэрацию в цехах, в которых имеются источники выделения газов и паров вредных веществ или пыли из-за опасности отравления окружающей среды. Кроме того, естественный приток в этих цехах способствует распространению вредных выделений по объему помещения. Не применяется аэрация и в кондиционируемых помещениях.

Преимущества аэрации:

1) организация воздухообмена без затраты механической энергии,   большая экономическая выгода;

2) возможность широкого применения.

Недостатки аэрации:

1) невозможность обработки подаваемого воздуха;

2) непостоянство расхода воздуха во времени;

3) при организации аэрации возможно возникновения циркуляции воздуха в помещении.

Для притока наружного воздуха в теплый период года устраивают проемы в наружных стенах, располагая низ проемов на высоте 0,3-1,8 м от пола; приточные проемы можно размещать в два яруса и более в продольных стенах здания, которые должны быть свободны от пристроек.

 Проемы для притока наружного воздуха в переходный и холодный периоды года устраивают в наружных стенах, располагая низ проемов в цехах высотой менее 6м на высоте не 3 м от пола (при этом проемы оборудуются козырьками или другими конструктивными элементами, отклоняющими приточный воздух под углом в верх), а в цехах высотой более 6 м на высоте не менее 4 м от пола.

Для притока наружного воздуха в многопролетных цехах могут устраиваться проемы в наружных стенах и фонари в "холодных" пролетах, которые должны чередоваться с "горячими", причем "холодные" пролеты отделяют от "горячих" спущенными сверху перегородками, не доходящими до пола на 2-4 м.

При расчете аэрации должны рассматриваться все три задачи воздушного режима здания:

внешняя — определение располагаемых давлений, обеспечивающих естественный воздухообмен; при этом решаются вопросы расположения здания на промышленной площадке, аэродинамики здания и рассевание удаляемых вредных веществ в окружающей среде;

краевая — определение характеристик сопротивления воздухопроницанию, составление уравнения баланса воздуха в помещении и вычисление площадей аэрационных проемов;

внутренняя — определение направления воздушных потоков в помещении, а также распределение скоростей и температур в помещении при известном расположении источников тепла, приточных и вытяжных отверстий.

Учитывая сложность процесса аэрации, практические расчеты ее проводят при определенных допущениях. Основные из этих допущений следующие:

1)              тепловой и воздушный режимы помещения считают установившимися во времени;

2)              под температурой рабочей зоны понимают среднюю по объему зоны температуру воздуха;

3)              изменение температуры по вертикали принимают по линейному или линейно-ступенчатому закону;

4)              стеснения конвективных струй над нагретым оборудованием не учитывают;

5)              энергию приточных струй не учитывают, считая, что она полностью рассеивается в объеме рабочей зоны;

6)              при определении расходов через проемы не учитывают их высоту, пренебрегая изменением разности давлений по вертикали;

7)              при составлении баланса воздуха в помещении не учитывают неорганизованный естественный воздухообмен.

 

6.2. Понятие о внутреннем избыточном давлении

Внутренним избыточным давлением называется разность давлений внутри и снаружи здания на одном и том же уровне.

Ризб = Рвн - Рн .     (6.1)

Величина избыточного давления может быть как положительной величиной, так и отрицательной. Рассмотрим как изменяется давление по высоте здания (рис. III.1)

Для плоскости 1-1 избыточное давление будет равно

Р1 изб = Рв - Рн .     (6.2)

 

         Лекция 6


Рис. III.1 Изменение внутреннего избыточного давления внутри цеха

Для плоскости 2-2 внутреннее давление будет

          Лекция 6,                 (6.3)

где — плотность воздуха при средней температуре воздуха в помещении, кг/м3.

Средняя температура воздуха в помещении

               Лекция 6.                   (6.4)

Наружное давление для плоскости 2-2

                Лекция 6                 (6.5)

От величины давления внутри цеха в плоскости 2-2 отнимем величину давления снаружи цеха в той же плоскости; тогда получим величину избыточного давления в плоскости 2-2

Лекция 6;

     или            Лекция 6.                          (6.6)

Таким образом, если под влиянием тепловых избытков в какой-нибудь плоскости внутри цеха имеется избыточное давление Ризб, то во всякой плоскости, лежащей на Н1 м ниже, избыточное давления  уменьшается на величину Лекция 6.

Определим избыточное давление в плоскости 3-3.

Наружные давления  в плоскости 3-3

                                               Лекция 6                   (6.7)

Давление воздуха внутри здания

                                          Лекция 6                       (6.8)

Избыточное давление внутри цеха в плоскости 3-3

Лекция 6=        Лекция 6                                                                       (6.9)

т.е. во всякой вышележащей плоскости избыточное  давление увеличивается на величину Лекция 6.

Для расчета естественного воздухообмена в цехе под действием гравитационных сил следует пользоваться таким правилом: внутреннее избыточное давление по направлению вверх от любой горизонтальной плоскости увеличивается, а по направлению вниз — уменьшается на величину Лекция 6.

Если избыточное давление в какой-то плоскости больше нуля, то через отверстие воздух будет выходить наружу. Если избыточное давление меньше нуля, то наоборот, воздух будет поступать в помещение, а если оно равно нулю, то движение воздуха через отверстие прекратится. Плоскость, в которой внутреннее избыточное давление равно нулю, носит название нейтральной зоны (плоскости).

6.3. Аэрация за счет теплового напора

Рассмотрим стену здания с двумя отверстиями  1 и 2 (рис. III.2.). Пусть температура воздуха внутри помещения больше чем снаружи tв > tн , тогда Лекция 6.

Вследствие неравенства плотностей возникает гравитационный напор, под действием которого через нижнее отверстие наружный воздух будет поступать в помещение, а через верхнее отверстие внутренний воздух будет выходить наружу.

Определим положение нейтральной плоскости. Допустим, что на H1 м от центра первого отверстия внутреннее избыточное давление равно нулю: тогда в плоскости центра этого отверстия внутреннее избыточное давление равно:

Лекция 6


       Рис. III.2  Естественный воздухообмен в помещении

Лекция 6.     (6.10)

Следовательно, в плоскости первого отверстия давление снаружи будет больше давлений внутри помещения на величину Лекция 6 и равно динамическому давлению воздуха  в первом отверстии.

Лекция 6,     (6.11)

где Лекция 6 — коэффициент расхода.

В плоскости центра второго отверстия внутреннее избыточное давление будет равно:

Лекция 6     (6.12)

следовательно:

Лекция 6.    (6.13)

Разделив почленно уравнение (6.11) на (6.13), получим:

Лекция 6    , (6.14)

но Лекция 6 и Лекция 6 т.к. G1 = G2 = G = const.

Подставляя значение скоростей Лекция 6 и Лекция 6 в формулу (6.14) получим

Лекция 6.      (6.15)

Если принять равным Лекция 6 и Лекция 6, то можно сделать вывод, что нейтральная плоскость находится на расстоянии от отверстий обратно пропорционально квадратам их площадей.

Если Лекция 6, то Лекция 6; в этом случае нулевое избыточное давление находится по середине высоты между отверстиями.

Так как Н = Н1 + Н2, то из уравнения (6.15) можно получить

Лекция 6 , отсюда Лекция 6

И тогда расстояние от центра верхних проемов до нейтральной зоны, т.е. до плоскости нулевого избыточного давления:

Лекция 6     (6.16)

 

Контакты

115419, г. Москва, ул. Шаболовка, д. 34, стр. 3.



Просьба заранее предупредить о приезде, т.к. специалисты распределены по объектам




info@masterbetonov.ru




ООО «Стройсервис» работает на рынке строительного производства c 1992 года.
Основной ценностью для нашей компании являются клиенты, поскольку единственный реальный актив компании — это люди, удовлетворенные нашей работой, которые еще раз захотят воспользоваться нашими услугами. Мы стремимся сделать своих клиентов своими партнерами.