Диссертация (1141591), страница 11

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 11)

На Рисунке 55 представлен графикзависимости средних скоростей воздушного потока от расчетной разноститемператур для систем вентиляции с тепловым побуждением при различныхспособах нагрева. Горизонтальными линиямина графике отмеченырекомендуемые скорости в спутнике вентиляционного канала.87Рисунок 55 – График зависимости средней скорости воздушного потока( Vср , м/с) от расчетной разности температур ( ,  С) при различных способахнагрева вентиляционного каналаИсходя из представленного графика, можно сделать вывод, что всистемах с горизонтальным и нижним нагревом (совместно с отводом и безнего), фактические средние скорости воздушного потока значительно нижерекомендуемых.

Следовательно, дальнейший выбор наиболее эффективногоспособа теплового побуждения будет проходить между системами № 4, 5, 6 и7 (Рисунок 55).Дляоценкиобеспеченноститребуемоговоздухообменажилыхпомещений были построены графики зависимости средних скоростей навходе в вентиляционный канал (Рисунок 56) и объемных расходов воздуха(Рисунок 57) от расчетной разности температур.88Рисунок 56 – График зависимости средней скорости воздушного потокана входе в вентиляционный канал ( Vвх , м/с) от расчетной разноститемператур (  ,  С) при различных способах нагрева вентиляционного каналаТеплопередающие возможности горизонтального канала выше, чемнаклонного и вертикального [92], в связи с этим, полученные средниескорости на входе в вентиляционный канал в системе № 4 больше, чем всистеме № 5 (Рисунок 56).

Так как площадь теплопередающей поверхности всистемах 6 и 7 значительно превышает площадь в системе 4, средняяскорость потока в них будет выше. На Рисунке 57 горизонтальными линиямиобозначены нормируемые величины воздухообмена для санитарного узла икухни с электроплитой (Таблица 1), согласно [19].Рисунок 57 – График зависимости фактической величинывоздухообмена ( L , м3/ч) от расчетной разности температур ( ,  С) приразличных способах нагрева вентиляционного канала89В рассматриваемом диапазоне температур   0  40 С, обеспечитьтребуемый воздухообмен в помещении санитарного узла возможно спомощью всех рассматриваемых вентиляционных систем.

При этом наиболееэффективным способом теплового побуждения является нагрев всейконструкции спутника, так как уже при расчетной разности температур  4,8С достигается нормируемый расход воздуха L  25 м3/ч. Кроме того,только при данном способе нагрева можно обеспечить требуемыйвоздухообмен в помещении кухни при   34СПри монтаже систем естественной вентиляции длина горизонтальногоучастка зависит от месторасположения вытяжной решетки и вентиляционнойшахты, и может значительно отличаться в зависимости от планировкиквартиры [93].

Согласно [94] высота спутника должна быть минимальной, ноне менее 2 м. Таким образом, для унификации полученной схемыпредлагается производить нагрев вертикальной части канала совместно сотводом. Для того чтобы снизить потери давления по длине, принимаем, чтодлина горизонтального участка l равна нулю (Таблица 4, п. 8). Результатыобъемного расхода приведены на Рисунке 58.Рисунок 58 – График зависимости фактической величинывоздухообмена ( L , м3/ч) от расчетной разности температур ( ,  С) привертикальном нагреве совместно с отводом90Как видно из графика (Рисунок 58), для системы с l  0 м нормируемыйвоздухообмен для санитарного узла достигается при   5С , для кухни при  40С .3.3 Результаты математического моделирования системывентиляции с тепловым побуждением со сборным вентиляционнымканалом.При нагреве спутников системы вентиляции с вертикальным сборнымканалом формируется неупорядоченное движение воздушного потока,вызванное рядом факторов:1.Турбулентное смешение потоков воздуха в вентиляционномтройнике, движущихся с разными скоростями (Рисунок 61);2.пятогоРасширение потока в вертикальном сборном канале на уровнеэтажа,чтосвязаносизменениемпоперечногосечениявентиляционного канала;3.При высоких числах Рейнольдса доминирующую роль играютсилы инерции, действие которых приводит к формированию локальныхобъемов воздуха с высокими скоростями, что значительно влияет наустойчивость течения (Рисунок 59).Рисунок 59 – Распределение скоростей воздушного потока в каналесистемы вентиляции с тепловым побуждением движения воздуха91В связи с данными факторами, происходит заметное изменениеобъемного расхода воздуха на входе в вентиляционный канал от этажа кэтажу (Рисунок 60).Рисунок 60 – График изменения объемного расхода воздуха на входе ввентиляционный канал по этажам жилого здания при расчетной разницетемператур   40С , сплошная линия – нагрев вентиляционных спутников;пунктирная линия – нагрев вентиляционных спутников и поэтажныхтройниковПотери давления в вентиляционном тройнике складывающихся изпотерь на смешение двух потоков, обладающих разными скоростями, потерьна поворот потока при выходе его из ответвления и потерь на расширениепотока.

[95]92Рисунок 61 – Векторы скорости движения воздушного потока втройнике: слева – при нагреве вентиляционного спутника; справа – принагреве вентиляционного спутника совместно с тройникомНагрев тройника позволяет снизить количество застойных зон ввертикальном сборном канале. Однако изменение объемного расхода воздухана входе в вентиляционный канал практически не происходит (Рисунок 60).В связи с вышесказанным, тепловое побуждение рекомендуетсяприменять исключительно для вентиляционных каналов последнего ипредпоследнего этажей (имеющих отдельные системы) или для малоэтажныхжилых домов, оборудованных системами вентиляции с индивидуальнымиканалами.93ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3.1.При нагреве горизонтального участка вентиляционного каналакраевые потоки воздуха, образующиеся на входе в систему, оказываютзначительное влияние на формирование свободноконвективных течений, всвязи с чем, происходит развитие двухмодового течения, в котором системыпараллельных однонаправленных валов расположены под различнымиуглами к стенкам.2.Применение нагрева нижней части вентиляционного каналаявляется малоэффективным, что связано с формированием обратных потоковвоздуха в вертикальном участке и отводе.3.Принагревевентиляционногоотводаврассматриваемомдиапазоне температур, воздействие гравитационных сил практически неоказывает влияния на направление движения потока воздуха, проходящегочерез вентиляционный отвод, вследствие их малости по сравнению сцентробежными силами.4.Нагреввертикальногоучасткавентиляционногоканаласовместно с отводом позволяет снизить диапазон колебания скоростиосновной части воздушного потока, тем самым увеличивая эффективностьтеплового побуждения.5.В системах с горизонтальным и нижним нагревом (с отводом ибез него), фактические средние скорости воздушного потока оказываютсяниже рекомендуемых значений.6.Для унификации конструкции вентиляционной системы степловым побуждением движения воздуха рекомендуется производитьнагрев вертикального участка канала совместно с отводом.

При этомнеобходимостремитьсякакможнобольшеуменьшитьдлинугоризонтального участка (если возможно, то исключить его).7.При соотношении длины вертикального участка , h к меньшейстороне поперечного сечения воздуховода b , большем или равном двадцати94( h / b  20 ), происходит перекрестное взаимодействие конвективных потоков,формирующихся у нагретых поверхностей. Данное явление приводит кнеустойчивости течения основного потока воздуха.8.дляТепловое побуждение рекомендуется применять исключительновентиляционныхканаловпоследнегоипредпоследнегоэтажей(имеющих отдельные системы) или для малоэтажных жилых домов,оборудованных системами вентиляции с индивидуальными каналами.95ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫСИСТЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИИ С ТЕПЛОВЫМ ПОБУЖДЕНИЕМДВИЖЕНИЯ ВОЗДУХА.Целью экспериментального исследования является определениефизической корректности представленной математической модели на основепроведения процесса сопоставления численных и экспериментальныхданных, в результате которого определяется, насколько точно выбраннаяконцептуальная модель описывает исследуемое физическое явление [96].Для достижения поставленной цели, были сформулированы следующиезадачи исследования:1.Измерение средней скорости воздуха на входе в вентиляционныйканал при различной температуре нагрева;2.Измерение осевой температуры по высоте вентиляционногоканала;3.Построение кривых распределения температуры по контрольнымсечениям;4.Определение коэффициента конвективной теплоотдачи.4.1 Описание экспериментальной установки.Экспериментальная установка представляет собой вентиляционныйканал, размером 150х150 мм, выполненный из оцинкованной стали толщиной0,5 мм (Рисунок 62).

Нагрев канала осуществляется с помощью гибкоголенточного нагревательного элемента ЭНГЛ-1 (ТУ 3442-025-03481263-02),основные характеристики которого представлены в Таблице 8.96Рисунок 62 – Схема экспериментальной установки. 1 –вентиляционный канал, 2 - гибкий ленточный нагревательный элементЭНГЛ-1, 3 - электронный терморегулятор АРТ-18-10Н, 4 термоэлектрический датчик KTY-81-110Таблица 8 – Технические характеристики резистивной нагревательнойленты ЭНГЛ-1УсловноеобозначениеНоминальнаямощность,кВтУдельнаямощность,Вт/мШирина,ммМакс.Толщина,темпераммтура, ˚СЭНГЛ-10,29/220-9,611,6160243,3110Нагревательная лента относится к резистивным греющим кабелям ипредставляет собой плетеную ленту из стеклонити, в основе которой лежатвосемь нагревательных жил из проволоки высокого напряжения.

Характеристики

Список файлов диссертации