Расчет воздухораспределения через перфорированный воздуховод.

При необходимости обеспечивать нормируемые параметры воздуха во всей РЗ воздуховоды ВПК следует размещать таким образом, чтобы их длина соответствовала длине обслуживаемого участка помещения, а отношение ширины струи в месте поступления в РЗ b_g к ширине обслуживаемого участка B_p находилось в пределах:

0,2 £ b_g / B_p £ 0,5 – при подаче охлажденного воздуха;

0,2 £ b_g / B_p £ 1,0 – при подаче нагретого воздуха или

воздуха, имеющего температуру, равную температуре воздуха помещения.

Величина b_g определяется по формуле

b_g = 2,6 d_mt + 0,44.

Расчетная длина струи х должна находиться в диапазоне

10 d_mt ³ x ³1,5 d_mt.

За величину х принимается длина пути развития струи (см. рис. П.5).

Максимальные значения скорости v_x и разности температуры D t_x определяют по формулам:

v_x = 1,25 v_out (K_f.pd_mt / x)^1/2 mK_in K_n K_con ,

D t_x = 1,25D t ₀ (K_f.pd_mt / x)^1/2 n K_in / (K_n K_con ),

Коэффициент K_in принимается равным 1. Коэффициент неизотермичности K_n рассчитывается по формуле:

Таблица П.6

Основные характеристики перфорированных воздуховодов

Тип	Диаметр, мм	Площадь	Длина	Расход	Коэффициенты
	d 0	dmt	А 0, м^2	l, мм	L0	m	n	vout / v 0
ВПК1-06			0,2		2820-8450			0,8
ВПК1-05			0,31		4460-13400			0,7
ВПК1-04			0,31		4460-13400			0,55
ВПК1-03			0,4		5680-17000			0,55
ВПК1-02			0,4		5680-17000			0,48
ВПК1-01			0,5		7200-21600			0,52
ВПК1-00			0,5		7200-21600			0,48
ВПК2-06			0,78		11200-33600	0,5	1,0	0,93
ВПК2-05			0,78		11200-33600			0,69
ВПК2-04			1,22		17600-52700			0,67
ВПК2-03			1,53		22000-66000			0,69
ВПК2-02			1,53		22000-66000			0,59
ВПК2-01			2,0		28800-86400			0,67
ВПК2-00			2,0		28800-86400			0,59
ВПК3-03			0,78		11200-33600			0,81
ВПК3-02			1,22		17600-52700			0,68
ВПК3-01			1,53		22000-66000			0,67
ВПК3-00			2,0		28800-86400			0,68

K_n = [1 ± 0,192(x / d_mt)^1,5 d_mt D t ₀ /(K_f.p^1/2 v_out ²)]^1/3 ,

где K_f.p = 0,047 для ВПК1 и K_f.p = 0,07 для ВПК3 и ВПК3.

Знак «+» в формуле принимается при подаче охлажденного воздуха, знак «-» – при подаче нагретого воздуха. При воздушном отоплении с целью обеспечения поступления теплого воздуха в РЗ K_n должен быть не менее 0,4.

Коэффициент стеснения K_con определяется по данным табл. П.7.

Учитывая геометрические размеры цеха, располагаем воздуховод вдоль «узкой» стены, имеющей размер 14 м. Выбираем воздуховод ВПК1-05 длиной l = 12,91 м; d_mt = 0,5 м (см.табл. (П.6)).

По формуле определяем ширину струи

b_g = 2,6 d_mt + 0,44 = 2,6*0,5 + 0,44 = 1,74 м,

при этом в соответствии с формулой расстояние х должно находиться в диапазоне

10*0,5 = 5,0 ³ x ³1,5*0,5 = 0,75 м.

Таблица П.7

Коэффициент стеснения K_con для перфорированных потолков, панелей и воздуховодов

Тип перфорированной	А*	Значения Kcon при х* равном
поверхности
Квадратная панель	£ 0,1	1,0	0,8	0,45	0,25
A * = Aper / Ap	0,2	0,95	0,55	0,35	0,25
x * = x /(Ap )^1/2	0,3	0,85	0,45	0,30	0,25
	0,4	0,70	0,40	0,30	0,25
	0,5	0,60	0,35	0,25	0,25
Прямоугольная панель	£ 0,1	0,9	0,65	0,5	0,30
A * = bper / Bp	0,2	0,75	0,55	0,45	0,30
x * = x / Bp	0,3	0,65	0,50	0,40	0,30
	0,4	0,55	0,45	0,35	0,30
	0,5	0,50	0,40	0,35	0,30
Перфорированный воздуховод	£ 0,1	0,75	0,60	0,40	0,30
A * = bg / Bp	0,2	0,60	0,40	0,30	0,30
x * = x / Bp	0,3	0,40	0,35	0,30	0,30
Перфорированный потолок	> 0,5	0,40	0,40	0,40	0,40

По условию 0,2 £ b_g / B_p £ 0,5, обеспечивающему равномерность параметров воздуха в РЗ определяем минимальную и максимальную расчетную ширину ячейки помещения обслуживаемую одним воздуховодом:

B_p^min = b_g /0,5 = 1,74/0,5 = 3,48 м,

B_p^max = b_g /0,2 = 1,74/0,2 = 8,7 м.

Следовательно, минимальное и максимальное количество воздуховодов будут равны:

N^max = A / B_p^min = 45/3,48 = 12,9;

N^max = A / B_p^min = 45/8,7 = 5,17.

Принимаем к установке 6 воздуховодов, тогда ширина ячейки помещения, обслуживаемой одним воздуховодом, будет равна

B_p = А / N = 45/6 = 7,5 м.

Определяем скорость воздуха в начальном сечении воздуховода v₀ :

v ₀= L_p /(3600 NA ₀) = 10342/(3600*6*0,31) = 1,54 м/с.

По соотношению скоростей v_out / v ₀ = 0,7, определяем скорость выхода воздуха из перфорированного воздуховода

v_out = 0,7* v ₀ = 0,7*1,54 = 1,081 м/с.

Принимаем высоту расположения воздуховода h = 4,0 м, тогда расчетное расстояние

х = h – h_w.z = 4 – 2 = 2,0 м.

Определяем поправочные коэффициенты.

K_in = 1,0.

Коэффициент стеснения K_con определяем по данным табл. П.7.

При A * = b_g / B_p = 1,74/7,5 = 0,232 и х * = х / B_p = 2/7,5 = 0,267 K_con» 1,0.

Коэффициент неизотермичности рассчитываем по формуле

K_n = [1 ± 0,192(x / d_mt)^1,5 d_mt D t ₀ /(K_f.p ^1/2 v_out ²)]^1/3 =

= [1 + 0,192*(2/0,5)^1,5*0,5*8/(0,047^1/2*1,081²)]^1/3 = 2,9.

Максимальные значения скорости и температуры воздуха в струе на границе РЗ определяем по формулам

v_x = 1,25 v_out (K_f.pd_mt / x)^1/2 mK_in K_n K_con =

= 1,25*1,081*(0,047*0,5/2,0)0,5*0,5*1,0*2,9*1,0 = 0,21 м/с.

D t_x = 1,25D t ₀ (K_f.pd_mt / x)^1/2 n K_in / (K_n K_con ) =

=1,25*8*(0,047*0,5/2,0)0,5*1,0*1,0/(2,9*1,0) = 0,37 ^оС.

Проверяем выполнение санитарно-гигиенических условий v_x £ Кv_w.z, D t_x £ D t_доп ,

0,21 < 1,8*0,5= 0,9 м/с;

0,37 < 2,0 ^оС, т. е. условия выполняются.

2. Расчет воздухораспределения через перфорированные панели.

Применение перфорированных воздуховодов, потолков и панелей обеспечивает интенсивное падение скорости, уменьшение разности температуры и перемешивание подаваемого воздуха с окружающим в непосредственной близости от места выпуска (на участке формирования, который для перфорированных потолков и панелей равен x_f = 5 t, где t – расстояние между центрами отверстий для выпуска воздуха), что делает этот способ подачи предпочтительным для низких помещений. Обычно перфорированные воздуховоды, потолки и панели располагают на высоте 3,0 – 4,5 м от пола помещения.

Перфорированные потолки имеют площадь перфорированной поверхности 50% и более, перфорированные панели – менее 50% общей площади помещения (A_per < 0,5 A_p). Перфорированные потолки и панели, как правило, собираются из отдельных плит (металлических, гипсовых, древесно-волокнистых и т.д.). Коэффициент живого сечения плит принимается в диапазоне 0,005 – 0,05, диаметр отверстий – 3 – 10 мм (при несерийном изготовлении до 25 мм). Связь между шагом t диаметром отверстий d и коэффициентом живого сечения K_f.p = A ₀/ A_per, где A ₀ – суммарная площадь выпускных отверстий. При расположении отверстий на равном расстоянии друг от друга определяется зависимостью

t = 0,89 d /(K_f.p)^0,5 .

Максимальную скорость движения воздуха v_x и перепад температуры D t_x в РЗ при подаче воздуха через перфорированные панели, когда граница РЗ находится в пределах начального участка струи (при x £ 4 b_per, где b_per – размер меньшей стороны перфорированной панели) определяют по формулам:

v_x = v_out (K_f.p)^1/2 K_n K_con ,

D t_x = D t ₀(K_f.p)^1/2 / (K_n K_con ),

где коэффициент K_n рассчитывают для прямоугольных панелей по формуле

K_n = {1 ± 0,025D t ₀[ x ³/(b_perK_f.p)]^1/2/(v_out ² K_con ³)}^1/3 ,

а коэффициент стеснения K_con = 0,4.

В случае применения перфорированных панелей и при x £ 4 b_per, т. е. когда граница РЗ находится в пределах основного участка струи расчет производится по формулам:

v_x = 2,1 v_out (K_f.pb_per / x)^1/2 K_n K_con ,

D t_x = 1,7D t ₀(K_f.pb_per / x)^1/2 / (K_n K_con ),

где K_con определяется по данным табл. П.7.

Определяем площадь перфорированных панелей A_per, принимая её не более 50% общей площади помещения. Например,

A_per = A * В *0,4 = 22*14*0,4 = 123,2 м².

Устанавливаем панели вдоль длинной стороны помещения, принимая длину панели l = 22 м. Принимаем к установке 2 панели и определяем ширину панели b_per

b_per = A_per /(Nl) = 123,2/(2*22) = 2,8 м.

Принимаем строительный размер b_per = 3,0 м. При этом фактическая площадь перфорации A_per = 22*2*3,0 = 132 м² и не превышает 50% общей площади помещения.

Устанавливаем панель на высоте h = 4м от пола, следовательно, x = 2м. Так как х < 4* b_per = 4*3,0 = 12, расчет производим по формулам для начального участка струи.

Принимаем коэффициент живого сечения K_f.p = 0,01, тогда площадь отверстий для выхода воздуха A_out будет равна

A_out = A_per K_f.p = 132*0,01 = 1,32 м²,

а скорость выхода воздуха из отверстий –

v_out = L_p /(3600 A_out ) = 10342/(3600*1,32) = 2,17 м/с.

По формуле вычисляем коэффициент неизотермичности

K_n = {1 ± 0,025D t ₀[ x ³/(b_perK_f.p)]^1/2/(v_out ² K_con ³)}^1/3 =

{1 + 0,025*8*[2³/(3,0*0,01)]^0,5/(1,32²*0,4³)}^1/3 = 3,33.

Максимальные значения скорости и температуры определяем по формулам для начального участка струи:

v_x = v_out (K_f.p)^1/2 K_n K_con = 2,17*0,01^0,5*3,33*0,4 = 0,28 м/с;

D t_x = D t ₀(K_f.p)^1/2 / (K_n K_con) = 8*0,01^0,5/(3,33*0,4) = 0,60 ^оС,

По результатам расчетов видно, что санитарно-гигиенические условия выполняются.

v_x £ Кv_w.z,

D t_x £ D t_доп ,

где К – коэффициент перехода от нормируемой скорости движения воздуха в ОЗ или РЗ v_w.z к максимальной скорости воздуха в струе v_x, определяемый по данным табл. П.4.; D t_доп - допустимое отклонение температуры в приточной струе от нормируемой температуры в ОЗ или РЗ, определяемое по данным табл. П.5.

Используемая литература

а) основная литература

1. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Ч.1. Теоретические основы создания микроклимата в помещении / В.И. Полушкин, О.Н. Русак, С.И. Бурцев, С.М.Анисимов, В.Ф.Васильев. Санкт-Петербург: Изд-во “Профессия”, 2002.- 235 с.

2. Шепелев И.А. Аэродинамика воздушных потоков в помещении / И.А Шепелев.- М.: Стройиздат, 1978.- 144 с.

3. Богословский В.Н. Отопление и вентиляция:Учеб. для вузов по спец. ТГВ. В 2-х ч. Ч.2. Вентиляция / В.Н. Богословский, В.И. Новожилов, Б.Д. Симаков, В.П. Титов.- М.: Стройиздат, 1976.- 439 с.

4. Внутренние санитарно-технические устройства. В. 3-х ч. Ч.3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Кн.2 / Б.В. Барка­лов, Н.Н. Павлов, С.С. Амирджанов и др.; Под ред. Н.Н. Павлова и Ю.И. Шиллера.- 4-е изд., перераб. и доп.- М.: Стройиздат, 1992.­416 с.- (Справочник проектировщика).

б) дополнительная литература

5. Сазонов Э.В. Теоретические основы расчета вентиляции: Учеб. пособие / Э.В.Сазонов.- Воронеж: Изд-во ВГУ, 1990.- 208 с.

в) нормативная литература

6. Государственный стандарт ГОСТ 12.1.005-88. Воздух рабочей зоны.- М.: Изд-во стандартов, 1986.- 24 с.

7. Государственный стандарт ГОСТ 30494-96. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях / Госстрой России.- М.: ГУП ЦПП, 1999.- 13 с.

8. Строительные нормы и правила СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование / Госстрой России. - М.: ГУП, 2003.- 54 с.

9. Пособие к СНиП 2.04.05-91. Отопление, вентиляция и кондиционирование. 1.91. Расход и распределение приточного возду­ха.- М.: ГПИ Промстройпроект, 1993.- 28 с.

Дата добавления: 2015-08-18