Цель работы: определить:
а) площадь приточных и вытяжных проемов в стене; б) достаточность площадей приточных и вытяжных проемов в
рассматриваемом однопролетном здании со светоаэрационным фонарем.
Задание: Организовать воздухообмен в здании высотой Hзд с отметками центров приточных аэрационных и вытяжных проемов от пола Z1 и Z2, с полюсным расстоянием источников тепловыделений Zп при площади пола аэрируемого помещения Fпл, количеством источников n, выделяющих QТ.В., ккал/час, количеством тепла; при условии, что от потери тепла через наружные ограждения здания составят QТ.П, ккал/час, количество конвективного тепла, выделяющегося от основных источников тепла Qк, ккал/час, и лучистого Qл, ккал/час с учетом коэффициента лучистой теплоотдачи αл, ккал/час м2 °C.
Теоретические положения
Аэрацией зданий называют организованную регулируемую естественную вентиляцию. Аэрация осуществляется под действием аэростатического и ветрового давлений. Аэрацию применяют в цехах со значительными тепловыделениям, если концентрация пыли и вредных газов в приточном воздухе не превышает 30% предельно допустимой в рабочей зоне, а технология производства не предъявляет особых требований к микроклимату внутри здания.
Для притока наружного воздуха в переходный период года в однопролетных цехах устраивают проемы в наружных стенах, располагая низ проемов на высоте 3(4) м от пола, т.е. 3 м от пола при высоте цеха менее 6 м и 4 м в цехах высотой более 6 м.
Створки аэрационных проемов должна быть оборудованы механизмами для открывания и закрывания. В качестве приточных проемов используют ворота, окна, раздвижные стены и проемы в полу помещения (с пропуском наружного воздуха через подвалы, вентиляционные этажи или по специальным каналам). Для удаления воздуха из аэрируемого помещения устраивают незадуваемые светоаэрационные фонари.
6
Расчет для теплого периода ведут в следующем порядке, определяя: 1) температуру воздуха в рабочей зоне помещения, °С:
tр з tн tр з; |
(1) |
2) количество избыточного тепла, выделяющегося в помещении, ккал/ч:
Qизб Qт в Qт п |
(2) |
3) условное количество тепла, ккал/ч: |
|
Qусл лFпл tр з, |
(3) |
где αл ˗ коэффициент лучистой теплоотдачи от кровли на пол, принимаемый равным 5 ккал / (ч·м2·°C);
4) весовой расход воздуха, необходимого для обеспечения заданной температуры воздуха в рабочей зоне помещения, кгс/ч:
|
|
|
|
|
G |
mQизб |
, |
|
|
|
(4) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
cр tр з |
|
|
|
|
|
где ср – удельная теплоемкость воздуха, равная 0,24 ккал/(кг·°С) |
|||||||||||||
5) |
коэффициент |
m, |
учитывающий |
|
долю |
избыточных |
|||||||
тепловыделений, поступающих в рабочую зону: |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
Qл р з |
Qусл |
|
|
|
|
|
)2 |
Qусл |
|
||
|
m |
|
( |
Qл р з Qусл |
|
(5) |
|||||||
|
2Qизб |
|
Qизб |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
2Qизб |
|
|
|
||||
6) |
высоту расположения |
температурного |
|
перекрытия (высоту |
|||||||||
расположения нижней границы тепловой подушки) от пола помещения, м:
c |
р |
T |
р.з G |
3 |
1/5 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
zn |
(6) |
||||||
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
||||
z 0,1 |
|
р.з n |
|
|
|
|||||||
g |
|
|
Qк |
|
|
|||||||
где Tр.з – температура воздуха в рабочей зоне, К: g – ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2; γр.з - удельный вес воздуха в рабочей зоне, кгс/м3 [см. формулу (9)]
График, построенный по формуле (5), представлен на рис. 2.
7
Рисунок 2 - График для определения коэффициента m [при αл= 5 ккал/(ч·м2·°C)]
Номограмма, построенная по формуле (6), представлена на рис. 3 Если высота расположения температурного перекрытия z окажется
больше z2, в дальнейших расчетах
7)температуру удаляемого воздуха, °C:
ty |
tн |
|
Qизб |
; |
(7) |
|
|||||
|
|
|
срG |
|
|
8) разность давлений, вызывающую перемещение аэрационного воздуха через приточные и вытяжные проемы, кгс/м2:
p (z z1)( н р.з) (z2 z)( н y), |
(8) |
где γн и γy – удельный вес соответственно наружного и удаляемого воздуха, кгс/м3, определяемый по формуле
353/T |
(9) |
Далее, если площадь приточных проемов не задана, определяют:
9) потери давления на проход воздуха через приточные проемы, кгс/м2:
p |
1 |
( |
G |
)2; |
(10) |
|
|
|
|||||
1 |
2g |
н |
3600F |
|||
|
|
1 |
|
|
||
10) потери давления на проход воздуха через проемы фонаря, кгс/м2
p2 р p1; |
(11) |
8
Рисунок 3 – Номограмма для определения высоты расположения температурного перекрытия z (при g=9,81 м/с2; ср=0,24 ккал/(кг·°C); Tр.з=298 K; γр.з=1,18 кгс/м3);
ключ: G=2,55·106 кгс/ч; Qк=3,3·106 ккал/ч; n=41; z+zп=10,9 м
11) потери давления на проход воздуха через приточные проемы, кгс/м2:
р1 р, |
(12) |
где β – доля разности давлений, расходуемой на проход воздуха через приточные проемы.
Площадь приточных проемов должна быть по возможности большей, что обеспечит относительно невысокую скорость поступления воздуха в цех и устойчивость восходящих конвективных потоков. С этой целью рекомендуется принимать β в пределах 0,1-0,4;
12) площадь приточных проемов в стенах, м2:
F1 |
|
|
G |
|
|
|
, |
(13) |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
||||||
3600 |
|
2g н |
p |
|
||||
|
|
|||||||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
где ς1 – коэффициент местного сопротивления приточных проемов (табл.1).
9
Таблица 1
Коэффициент местного сопротивления приточных проемов
Створка |
Схема створки |
h/b |
Значения ς при угле открытия |
||||
|
|
|
створки α, град, отсчитываемом |
||||
|
|
|
|
от плоскости стены |
|
||
|
|
|
15 |
30 |
45 |
60 |
90 |
Одинарная |
|
0 |
30,8 |
9,2 |
5,2 |
3,5 |
2,6 |
верхнеподвесная |
|
0,5 |
20,6 |
6,9 |
4 |
3,2 |
2,6 |
|
|
1 |
16 |
5,7 |
3,7 |
3,1 |
2,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Одинарная |
|
0 |
59 |
13,6 |
6,6 |
3,2 |
2,7 |
среднеподвесная |
|
1 |
45,3 |
11,1 |
5,2 |
3,2 |
2,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Двойная (обе створки |
|
0,5 |
30,8 |
9,8 |
5,2 |
3,5 |
2,4 |
верхнеподвесные) |
|
1 |
14,8 |
4,9 |
3,8 |
3 |
2,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Аэрационные ворота |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
2,4 |
Если площадь приточных проемов F1 задана, определяют: 13) площадь проемов фонаря, м2:
F2 |
|
|
G |
|
|
|
, |
(14) |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
||||||
3600 |
|
2g y |
p |
|
||||
|
|
|||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
где ς2 - коэффициент местного сопротивления фонаря (табл. 2)
10