Комкин А.И.Расчет систем механической вентиляции (825483), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Пусть расход воздухав помещении, создаваемый системой вентиляции, равен L. Еслиинтенсивность выделения i-го вещества равна Mврi и оно не содержится в приточном воздухе (qпрi = 0), то этот расход обеспечитконцентрацию вредного вещества в помещенииqi = Mврi / L.(6.33)Подставив (6.33) в (1.26) и записав полученное соотношение в виде равенства, после преобразований получимnM врii =1ПДК iL=∑n= ∑ Li .(6.34)i =1Таким образом, для веществ однонаправленного действия общийрасход воздуха равен сумме расходов, позволяющих разбавить каждое вещество до его условной ПДК qi, учитывающей загрязнениевоздуха другими веществами.Уравнение (6.34) остается справедливым и для случая, когдавредные вещества содержатся и в приточном воздухе. При этом,однако, для общего расхода воздуха в помещении должно выполняться соотношение101n(qi + qпр i )i =1ПДК i∑≤ 1,(6.35)где qi также определяется из (6.33).Когда в помещении одновременно с выделением вредных веществ происходит выделение избытков теплоты или влаги, на основании формул (6.29) − (6.31) следует определять расход воздухапо каждому виду выделений, а требуемый расход в помещенииследует принять равным большему из полученных расходов.При этом если расход, необходимый для удаления избытковтеплоты Lт или влаги Lвл, больше расхода, необходимого для удаления вредных веществ Lвв, то параметры микроклимата в помещении будут соответствовать допустимым значениям, а концентрация вредных веществ окажется даже меньше нормативной.Если же расчетный расход для удаления вредных веществ оказывается больше расчетных расходов Lт или Lвл, то требуемыйвоздухообмен в помещении будет определяться значением расходаLвв.
Это обеспечивает соответствие концентрации вредных веществ в помещении допустимым значениям. При этом параметрымикроклимата в рабочей зоне помещения будут определятьсяформуламиtрз =Q′+ tпр ;ρпр c p Kt Lвв(6.36)M вл+ d пр ,ρ пр K d Lвв(6.37)d рз =оказываясь, таким образом, меньше значений, принятых в первоначальных расчетах в качестве допустимых.Для теплого периода года значения tпр и dпр, определяемые через параметры А наружного воздуха, попадают в диапазон допустимых значений параметров микроклимата для производственныхпомещений, а значит, в соответствии с формулами (6.36), (6.37), вэтот диапазон будут попадать и значения tрз и dрз.102Для холодного периода года значения tпр и dпр, определяемыечерез параметры Б наружного воздуха, существенно меньше нижней границы диапазона допустимых параметров микроклимата,поэтому температура и влагосодержание воздуха в помещении согласно формулам (6.36), (6.37) могут оказаться меньше допустимых значений.
Поэтому необходимо специально обрабатыватьприточный воздух, нагревая его или смешивая с воздухом, удаляемым из помещения.Аналогично можно в первом приближении рассмотреть случай,когда в помещении происходит одновременное выделение теплоты Q и влаги Мвл.Выберем из области допустимых значений температуру воздуха в рабочей зоне tрз. По формуле (6.29) определим расход воздухав системе вентиляции Lт, который обеспечивает эту температурувоздуха в рабочей зоне при данных избытках теплоты. При такомрасходе влагосодержание воздуха в рабочей зоне помещения поаналогии с (6.37) можно описать формулойd рз =M вл+ dпр .ρпр K d Lт(6.38)Следует отметить, что в рассмотренном случае параметры требуемого воздухообмена обычно определяют из рассмотрения I–dдиаграммы, вычисляя расходы воздуха отдельно по полной теплоте и по влаге и выбирая больший из полученных расходов.
Однакорассчитываемый таким образом расход имеет завышенное значение. Поэтому при расчетах систем вентиляции целесообразней использовать приближенный подход, основанный на использованииформул (6.29) и (6.38).Пример 6.3. Определить расход воздуха для системы общеобменной вентиляции помещения плавательного бассейна в теплыйпериод года. Влаговыделения в бассейне составляют Мвл == 21 000 г/ч. В помещении имеются также избытки явной теплотыQ = 3 500 Вт. Рекомендуемая температура воздуха в помещенииtрз = 27 ºС, а значения коэффициентов воздухообмена Kt = 1,2 иKd = 1,8.103Решение.
Для теплого периода года параметры приточноговоздуха (параметры А) tпр = 22,3 ºС и Iпр = 49,4, что соответствуетего влагосодержанию dпр = 10,8 и относительной влажности φпр ≈65 %.Расчет воздухообмена по избыткам явной теплоты согласно(6.29) даетLт =3,6 ⋅ 35003= 1 860 м /ч.1, 2 ⋅ 1,0(27 − 22,3)1, 2Тогда согласно (6.38) влагосодержание воздуха в помещениибассейнаdп =21 000+ 10,8 = 16 г/кг.1,2 ⋅ 1,8 ⋅ 1 860При этом относительная влажность воздуха в помещении φп ≈ 72 %.6.6. Периодическое включение вентиляцииПредставленные выше расчеты воздухообмена проводились впредположении, что система вентиляции, предназначенная дляудаления вредных выделений в помещении, работает непрерывно.Между тем на практике зачастую систему вентиляции достаточновключать лишь на некоторое время, например, в экстренных ситуациях при большом количестве вредных выделений, или периодически, если интенсивность вредных выделений в помещениинезначительна.
При этом часто возникает задача определения продолжительности вентилирования помещения для снижения концентрации вредного вещества в воздухе помещения до допустимой.Рассмотрим помещение объемом V, где образовалась высокаяконцентрация вредного вещества q и при подаче куда с помощьюсистемы вентиляции чистого воздуха с расходом L концентрацияэтого вещества снижается до допустимой. Требуется определитьпродолжительность времени τ, в течение которого такое снижениепроизойдет, при условии, что источник вредных выделений в этовремя уже не действует.Имеем следующее дифференциальное уравнение баланса вредного вещества в воздухе помещения:104Lqd τ = −Vdq.(6.39)Разделив переменные в этом уравнении и интегрируя по времени от 0 до τ и по концентрации от qисх до qдоп, можно получитьследующее выражение для искомого промежутка времени:Vτ = ln(qисх qдоп ).(6.40)LПри этом снижение концентрации вредного вещества во времениопределяется формулойq = qисх e − τL / V .(6.41)На практике также важно определять, как изменяется концентрация вредного вещества в помещении при отсутствии вентиляции.Пусть в начальный момент времени концентрация вредноговещества в воздухе помещения равна qисх и в этот момент начинает действовать источник вредных выделений с интенсивностьюMв (г/ч).
В этом случае дифференциальное уравнение балансавредного вещества в помещении имеет видMвdτ = Vdq.(6.42)Решение этого уравнения приводит к следующей зависимостиконцентрации вредного вещества в помещении от времени τ:Mq = qисх + в τ.(6.43)VОтсюда следует, что время τ, в течение которого концентрациявредного вещества в воздухе помещения достигает допустимойqдоп, определяется формулойVτ = (qдоп − qисх ).(6.44)MвНа рис. 6.2 показаны зависимости концентрации вредного вещества в помещении для различных значений отношения Mв/V.Если концентрация вредного вещества в помещении достигаетПДК при τ ≤ 1 (линия 1), то вентиляция помещения обязательна.При 1 ч < τ < 8 ч (линия 2) вентиляцию можно включать через не105которое время после начала действия источника вредных выделений. Наконец, если концентрация вредного вещества в помещениине достигает ПДК в течение рабочего времени (линия 3), помещение можно не вентилировать и ограничиться неорганизованныместественным воздухообменом.Рис.
6.2. Изменение во времени концентрации вредных веществв помещении без вентиляции:1, 2 − ПДК достигается в течение рабочей смены; 3 − ПДК не достигаетсяв течение рабочей смены3Пример 6.4. В помещении объемом V = 1000 м , предназначенном для кратковременного пребывания людей, проводится собрание с участием 60 человек. Определить, через какое время посленачала собрания необходимо включить вентиляцию для удаленияизбытков углекислого газа (СО2), если согласно данным, приведенным в табл. 1.5–1.7, количество СО2, выделяемое одним человеком, равно 35 г/ч, допустимая концентрация СО2 в помещении333,0 г/м , а его исходная концентрация 0,9 г/м .Решение. Количество СО2, выделяемого в помещении,Mв = 60 ⋅ 35 = 2 100 г/ч.По формуле (6.44) находимτ = (3,0 − 0,9) ⋅ 1 000 / 2 100 = 1 ч.Таким образом, вентиляцию необходимо включить через 1 ч посленачала собрания.1067.
РАСЧЕТ ВОЗДУХОВОДОВ7.1. Общие положенияВентиляционные сети, по которым перемещается воздух, состоят из воздуховодов постоянного сечения и ряда элементов, образующих местные сопротивления: диффузоров, конфузоров, отводов,тройников, диафрагм и др. Воздуховоды бывают как круглого, так ипрямоугольного сечения. Предпочтение следует отдавать круглымвоздуховодам, так как они более жесткие и менее трудоемкие в изготовлении.
Размеры поперечного сечения воздуховодов регламентируются. Для металлических воздуховодов применяют ряд размеров Ra 20, представляющих собой геометрическую прогрессию со1/20≈ 1,12. Значения членов этого ряда в ммзнаменателем q = 10равны: 50, 56, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180, 200, 224,250, 280, 315, 355, 400, 450, 500 и т. д. Отношение длин сторон длявоздуховодов прямоугольного сечения не должно превышать 6,3.Вентиляционные сети должны обеспечивать требуемые расходы воздуха и скорости воздушных потоков. Воздуховоды должныиметь соответствующую тепло- и шумоизоляцию, а также бытьгерметичными и компактными.Важным эксплуатационным параметром является давление ввентиляционной сети. При рассмотрении движения воздуха повоздуховоду различают: статическое давление pст, определяющеепотенциальную энергию воздуха и давление на стенки воздуховода; динамическое давление pд, определяющее кинетическую энер2гию потока и вычисляемое по формуле pд = ρw /2, где ρ и w – соответственно плотность и скорость движения воздуха; полное давление в воздуховоде pп = pст + pд.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
