Compararea metodelor de organizare a schimbului de aer din interior. Tipuri de ventilație. Clasificarea sistemelor de ventilație

Ventilare

Magnitogorsk 2010 introducere

Dezvoltarea ventilației are o istorie lungă. Chiar și vechii incași au construit cavități mari verticale în pereții palatelor lor și le-au umplut cu pietre. În timpul zilei, pietrele erau încălzite de soare, iar noaptea aer cald pătrundea în cameră. Pietrele s-au răcit peste noapte, iar camera era răcoroasă ziua.

În Rusia, la mijlocul secolului al XIX-lea, un comitet a lucrat pentru a studia diferite metode de ventilație a spațiilor. Comitetul a elaborat standarde de schimb de aer și a stabilit temperaturi optime ale aerului pentru diferite încăperi. În 1835, inginerul A. A. Sablukov a inventat un ventilator centrifugal, care a făcut posibilă ventilarea intensivă a spațiilor industriale. Mai târziu, fizicianul rus E. H. Lenz a propus îndepărtarea substanțelor nocive direct din locurile de formare a acestora, adică. aplica sisteme locale de ventilatie, care au imbunatatit semnificativ conditiile de lucru.

În prezent, nu există o singură întreprindere care să nu fie echipată cu sisteme de ventilație. Industria producției de echipamente de ventilație se dezvoltă rapid.

La proiectarea ventilației, este necesar să se respecte o serie de cerințe, care includ: cerințe sanitare și igienice, de construcție și instalare, arhitecturale și operaționale.

Piața actuală necesită specialiști competenți, cu cunoștințe universale și o perspectivă largă. Acest manual acoperă elementele de bază ale calculului și proiectării sistemelor de ventilație din clădiri pentru diverse scopuri. Sunt propuse metode de calcul al schimbului de aer în încăperi: metoda echilibrului și multiplicitatea standard. Sunt prezentate metodele de selectare și calculare a echipamentelor sisteme de ventilație. Sunt luate în considerare problemele de dispunere a sistemelor de ventilație de alimentare și evacuare.

Manualul a fost elaborat pentru studenții specialității 270100 „Alimentare și ventilație cu căldură și gaz”, acesta acoperă probleme a căror cunoaștere este necesară pentru a finaliza un proiect de curs la disciplina „Ventilație”.

1. Principii sanitare și igienice ale ventilației

Ca urmare a activității umane și a proceselor de producție, are loc o schimbare a stării chimice și fizice a aerului, care poate afecta negativ bunăstarea umană.

Scopul principal al ventilației este menținerea parametrilor acceptabili ai aerului din interior prin asimilarea excesului de căldură și eliminarea vaporilor de gaze nocive și a prafului.

Pericolele îndepărtate din incintă includ excesul de căldură, excesul de umiditate, vapori și gaze de substanțe nocive, praf, inclusiv praf radioactiv.

Caldura excesiva. Sursele de exces de căldură pot fi oamenii, radiația solară, motoarele electrice, cuptoarele de încălzire și topire, materialele încălzite, suprafețele dăunătoare încălzite etc. Există degajări sensibile și latente de căldură. Eliberarea sensibilă de căldură se referă la acea parte a căldurii care este cheltuită pentru a crește temperatura aerului din cameră (schimb de căldură prin convecție și radiație).

Căldura latentă nu afectează temperatura aerului; crește conținutul de căldură al aerului și este cheltuită pentru evaporarea umidității, de exemplu. conținutul de umiditate al aerului crește. Suma căldurii sensibile și latente caracterizează căldura totală eliberată în mediu.

În absența ventilației, excesul de căldură împiedică procesul de termoreglare umană, ceea ce poate duce la supraîncălzirea corpului. În unele cazuri, excesul de căldură poate afecta negativ procesul de producție.

Excesul de umiditate poate intra in camera de la persoane (in functie de munca efectuata, cantitatea acestuia poate varia de la 40 la 150 g/h), de la suprafete de apa deschisa, de la scurgeri in comunicatii, de la procesele de productie la spalarea si umezirea produselor etc. Umiditatea crescută a aerului la temperaturi scăzute duce la răcirea corpului uman și când temperatura ridicata– la supraîncălzirea acestuia, deoarece eliminarea căldurii datorată evaporării este redusă.

Vaporii și gazele substanțelor nocive pătrunde în aerul interior ca urmare a activității umane și a proceselor tehnologice. Intrând chiar în cantități miciîn corpul uman, ele pot provoca modificări fiziologice. Efectele fiziologice ale diferitelor vapori și gaze depind de toxicitatea acestora, de concentrația în aer și de timpul petrecut de oameni în camera contaminată. În clădirile rezidențiale și publice, aerul este poluat în principal cu dioxidul de carbon eliberat ca urmare a activității umane.

La întreprinderile industriale, aerul este poluat de gazele și vaporii generați în timpul proceselor tehnologice. Cele mai comune gaze includ dioxid de sulf SO, monoxid de carbon CO, acid cianhidric HCN, compuși de mangan, vapori de mercur, vapori de plumb, compuși nitro și vapori de solvenți.

Praf și microorganisme. Cea mai mare sursă de praf sunt întreprinderile industriale. Efectul prafului asupra corpului uman depinde de mărimea, proprietățile, compoziția și condițiile de eliberare a acestuia. Cu cât praful este mai fin, cu atât este mai dăunător. Cel mai mare pericol este reprezentat de praful mai mic de 10 microni (acesta persistă pe membrana mucoasă a tractului respirator). Cel mai periculos praf este cel care conține dioxid de siliciu (SiO2), praf de azbest și praf de substanțe toxice. Praful radioactiv diferă de praful obișnuit prin toxicitatea crescută. Sarcina sistemelor de ventilație este de a asigura o astfel de concentrație de substanțe nocive în cameră, încât acestea să nu depășească MPC (concentrațiile maxime admise).

2006-11-27

De ce local ventilație de evacuare mai eficient decât schimbul general? De regulă, aerul din clădiri pentru diverse scopuri primește o anumită cantitate de emisii nocive (căldură, umiditate, praf, gaze) din funcționarea echipamentelor și a personalului acestuia.

GOST 12.1.005–88. Cerințe generale sanitare și igienice pentru aerul zonei de lucru.- M., 1981.
GN 2.2.5.1313–03. Standarde de igienă. Concentrații maxime admise (MPC) de substanțe nocive în aerul zonei de lucru. - M., 2003.
GN 2.2.5.1314–03. Standarde de igienă. Niveluri aproximative de expunere sigură (TSEL) ale substanțelor nocive din aerul zonei de lucru. - M., 2003.
SNiP 2.04.05–91*. Încălzire, ventilație și aer condiționat. - M., 1999.
SNiP 41-01–2003. Încălzire, ventilație și aer condiționat. - M., 2004.
Baturin V.V. Bazele ventilatie industriala. Ed. 4 - M.: Profizdat, 1990.
Shepelev I.A. Aerodinamica fluxurilor de aer în interior - M.: „Stroyizdat”, 1978.
Taliev V.N. Aerodinamica ventilației: manual. manual pentru universități. - M.: „Stroyizdat”, 1979.
Elterman V.M. Ventilare producție chimică. Ed. a 3-a - M.: „Chimie”, 1980.
Posokhin V.N. Calculul aspirației locale de la echipamentul care emite căldură și gaz. - M.: „Inginerie mecanică”, 1984.
Principii aerodinamice ale aspirației: Monografie. ÎN. Logachev, K.I. Logachev. - Sankt Petersburg: „Khimizdat”, 2005.
Ventilația și încălzirea atelierelor întreprinderilor de construcții de mașini. M.I. Grimitlin, G.M. Pozin, O.N. Timofeeva și alții - M.: „Clădirea de mașini”, 1993.
Lifshits G.D. Studiul pistoletelor de evacuare de aspirație locală folosind metoda „caracteristicilor” - Izvestia Universităților. Seria „Construcţii şi Arhitectură”, Nr.4/1977.
Lifshits G.D. La calculul debitelor de aspirație ale pompelor locale. -" Sisteme de inginerie» ABOK Nord-Vest, Nr. 4(19)/2005.
Instrucțiuni privind proiectarea prizelor de aer locale încorporate în echipamentele pentru lipire și cositorire. E.M. Elterman, G.M. Pozin. - L.: VNIIOT, 1980.
Pozin G.M. Calculul influenței planurilor limitatoare asupra spectrelor de absorbție. Lucrări științifice institute de protectia muncii. - M.: „Profizdat”, 1977.
Ventilație și aer condiționat: Manualul designerului. Partea 3, carte. 1, cap. 8. Aspirații locale.- Ed. 4 - M.: „Stroyizdat”, 1992.
Grimitlin M.I., Pozin G.M. Evaluarea eficacității sistemelor de ventilație. Testarea tehnica si reglarea sistemelor de ventilatie si aer conditionat.- L.: LDNTP, 1980.

Ventilația spațiilor este procesul de transfer a volumelor de aer care curge din orificiile de alimentare, precum și mișcarea aerului cauzată de orificiile de aspirație.

Natura fluxului de aer din cameră depinde de:

1) pe forma numărului și a locației orificiilor de alimentare și evacuare;

2) privind temperatura și viteza aerului introdus și evacuat;

3) din fluxurile de căldură care apar în apropierea suprafețelor încălzite și răcite;

4) din interacțiunea jeturilor între ele și cu fluxurile de căldură;

5) dintre cele disponibile în cameră structuri de constructii;

6) din acțiune mașini tehnologiceși mecanisme;

7) din interacțiunea cu jeturile expulzate prin scurgeri în echipamente sub presiune excesivă.

Eficiența ventilației încăperii depinde de alegerea corectă a punctelor de alimentare și de evacuare a aerului. În primul rând, se determină distribuția parametrilor de aer în volumul încăperii solutie constructiva dispozitive de alimentare. Influența dispozitivelor de evacuare asupra vitezei de mișcare și a temperaturii aerului în cameră este de obicei nesemnificativă. În același timp, eficiența generală a ventilației depinde de organizare adecvată extragerea aerului din încăpere.

Pentru organizarea optimă a schimbului de aer, trebuie luați în considerare următorii factori:

Caracteristicile de construcție și planificare ale sediului (dimensiunile sediului);

Caracter proces tehnologic;

Tipul și intensitatea emisiilor nocive (combinație tipuri variate nociv);

Pericol de explozie și incendiu al incintei;

Caracteristici ale răspândirii pericolelor în interior;

Amplasarea echipamentelor și a locurilor de muncă în incintă.

Caracteristicile răspândirii substanțelor nocive depind de proprietățile acestora (densitate, iar pentru praf, dispersie)

În plus, este de mare importanță intensitatea fluxurilor de căldură, care pot deplasa vapori și gaze cu o densitate semnificativ mai mare decât densitatea aerului, precum și praful în zona superioară a încăperii. În absența excesului de căldură, gazele mai ușoare decât aerul se ridică în zona superioară a încăperii. În care se acumulează gaze mai grele decât aerul Zona de lucru deasupra podelei.

2. Cerințe generale la intrare și la ieșire.

Conform SNiP 41-01-2003, trebuie respectate următoarele reguli de bază (vezi paragrafele 7.55 - 7.5.11).

3. Alegerea unui aranjament de schimb de aer

Când se organizează schimbul de aer în spațiile de producție pot fi utilizate următoarele scheme

UMPLE.

DE SUS ÎN JOS.

JOS SUS.

DE JOS ȘI DE JOS.

SUS ȘI DE JOS ÎN SUS

DE JOS-JOS

Curs nr. 2.17

Subiect: „Fluxul de aer în jurul unei clădiri”

1. Fluxul de aer în jurul clădirii.

2. Zona de trezire aerodinamică.

3. Coeficient aerodinamic.

1. Fluxul de aer în jurul clădirii.

Când aerul curge în jurul unei clădiri, în jurul acesteia se formează o zonă de stagnare. Determinarea dimensiunii acestei zone, a condițiilor de circulație a fluxurilor de aer în ea și, în consecință, a condițiilor de ventilație ale acestei zone este, de asemenea, scopul studiilor aerodinamice ale clădirii. Cea mai mare valoare acest studiu este pentru clădiri industriale Cu o cantitate mare emisii nocive.

Când intră într-un obstacol, straturile inferioare ale fluxului sunt încetinite, iar partea cinetică a energiei acestui flux se transformă în potențial, adică presiunea statică crește. Acest lucru se întâmplă treptat pe măsură ce te apropii de clădire și începe cu aproximativ 5-8 calibre înainte de clădire (calibru este dimensiunea medie a fațadei clădirii). Fluxul care se apropie formează o zonă de circulație direct la suprafața clădirii. Vârtejurile formate aici, parcă, completează forma clădirii cu una raționalizată și reduc astfel pierderea de energie a fluxului principal. În această zonă, există o schimbare constantă a aerului, care face mișcări asemănătoare unui vârtej și se îndreaptă spre partea de vânt a clădirii.

Figura - Diagrama fluxului de aer în jurul unei clădiri

a – secțiune verticală; b – diagrama mișcării aerului în zona de trezire aerodinamică:

1- limita dintre vârtejuri din zona de trezire aerodinamică;

2-zonă suprapresiune;

3- clădire;

4- zona de rarefacție;

5- fluxuri inverse de aer care intră în zona de trezire aerodinamică;

6- limita zonei de trezire aerodinamică;

7 - limita influenței clădirii asupra fluxului de aer;

8 - curge asemănătoare vortexului din zona de exces de presiune către zona de rarefacție.

Fluxul de aer care intră curge în jurul clădirii și a zonei de circulație de sus și din lateral.

Datorită unei anumite compresii, fluxul de aer care curge în jurul clădirii are o viteză mai mare decât viteza vântului. Acest debit ejectează intens aerul din partea sub vent a clădirii, unde, ca urmare, presiunea scade. Aerul transportat din partea sub vânt este compensat de straturile de suprafață ale fluxului, în care aerul este astfel inhibat încât poate schimba direcția de mișcare. Mai multe vârtejuri sunt formate pe partea de vânt a clădirii (două dintre ele sunt prezentate în figură). Locația limitei zonei de trezire aerodinamică în această zonă este indicată aproximativ. Această limită este vizibilă numai în apropierea punctului în care fluxul se rupe de pe fațada vântului. Mobilitatea aerului în regiunea de stagnare a suprafeței este atât de scăzută încât particulele mici în suspensie precipită din acesta.

În condiții reale, au loc schimbări pulsatorii ale direcției și puterii vântului, ceea ce duce la modificări ale dimensiunilor și circulației aerului în zona de umbră aerodinamică în timp.

Tipurile de ventilație sunt reprezentate de o mare varietate de sisteme de diferite tipuri și scopuri. Sistemele sunt împărțite în mai multe tipuri în funcție de aspecte comune. Principalele sunt metodele de circulație a aerului în clădire, zona de serviciu a unității și caracteristicile de proiectare ale produsului.

Mod natural de schimb de aer

Când luați în considerare tipurile de dispozitive de ventilație, ar trebui să începeți cu acest tip. În acest caz, mișcarea aerului are loc din trei motive. Primul factor este aerarea, adică diferența de temperatură dintre aerul din interior și cel exterior. În al doilea caz, schimbul de aer se realizează ca urmare a presiunii vântului. Iar în al treilea caz, diferența de presiune dintre camera folosită și dispozitiv de evacuare duce de asemenea la schimbul de aer.

Metoda de aerare este utilizată în locuri cu generare mare de căldură, dar numai atunci când aerul care intră nu conține mai mult de 30% impurități și gaze nocive.

Această metodă nu este utilizată în cazurile în care aerul care intră trebuie tratat sau afluxul de aer exterior duce la condens.

În sistemele de ventilație, unde baza pentru mișcarea aerului este diferența de presiune dintre încăpere și dispozitivul de evacuare, diferența minimă de înălțime ar trebui să fie de cel puțin 3 m.

În acest caz, lungimea secțiunilor orizontale nu trebuie să depășească 3 m, în timp ce viteza aerului este de 1 m/s.

Aceste sisteme nu necesită echipamente scumpe; în acest caz, hote amplasate în băi și zone de bucatarie. Sistemul de ventilație este durabil și nu necesită achiziționarea de dispozitive suplimentare pentru a-l folosi. Ventilația naturală este ușor și ieftin de operat, dar numai dacă este configurată corect.

Cu toate acestea, un astfel de sistem este vulnerabil, deoarece este necesar să se creeze condiții suplimentare pentru fluxul de aer. În acest scop, tăierea uși de interior astfel încât să nu interfereze cu circulația aerului. În plus, există o dependență de fluxul de aer care sufla prin clădire. Depinde de el sistem natural ventilare.

Un exemplu de acest tip este deschide fereastra. Dar cu această acțiune sau instalare de hote, apare o altă problemă - o cantitate mare de zgomot care vine de pe stradă. Prin urmare, în ciuda simplității și eficienței sale, sistemul este vulnerabil la o serie de factori.

Reveniți la cuprins

Mijloace pentru schimbul artificial de aer

Un sistem artificial, cunoscut și ca unul mecanic, folosește dispozitive suplimentare de ventilație care ajută aerul să intre și să iasă din clădire, organizând astfel un schimb constant. În acest scop, sunt utilizate diverse dispozitive: ventilatoare, motoare electrice, încălzitoare de aer.

Marele dezavantaj al operarii unor astfel de sisteme il reprezinta costurile energetice, care pot atinge valori considerabile. Dar acest tip are mai multe avantaje; ele acoperă în totalitate costul utilizării fondurilor.

LA aspecte pozitive mișcarea maselor de aer trebuie atribuită distanței necesare. În plus, astfel de sisteme de ventilație pot fi reglate, astfel încât aerul să poată fi furnizat sau scos din încăperi în cantitatea necesară.

Schimbul de aer artificial nu depinde de factorii de mediu, așa cum se observă cu ventilatie naturala. Sistemul este autonom și poate fi utilizat în timpul funcționării funcții suplimentare, de exemplu, încălzirea sau umidificarea aerului de intrare. La tip natural este imposibil.

Cu toate acestea, în prezent este popular să folosiți ambele sisteme de alimentare cu aer simultan. Acest lucru vă permite să creați conditiile necesareîn interior, reduceți costurile, creșteți eficiența ventilației în general.

Reveniți la cuprins

Metoda de alimentare cu aer de alimentare

Acest tip de sistem de ventilație este utilizat pentru a asigura o alimentare constantă cu aer proaspat. Sistemul poate pregăti masele de aer înainte ca acestea să intre în apartament. În acest scop, se efectuează purificarea aerului, încălzirea sau răcirea. Astfel, aerul capătă calitati necesare, după care intră în cameră.

Sistemul include unități de alimentare cu aerși gurile de aerisire, iar instalația care asigură alimentarea cu aer include, la rândul său, un filtru, încălzitoare de aer, un ventilator, sisteme automateși izolarea fonică.

Atunci când alegeți astfel de dispozitive, ar trebui să acordați atenție mai multor factori. Mare importanță are volumul de aer care intră în clădire. Această cifră poate fi egală cu câteva zeci sau câteva zeci de mii de metri cubi de aer care intră în cameră.

Indicatorii precum puterea încălzitorului, presiunea aerului și nivelul de zgomot al dispozitivului joacă un rol important. În plus, aceste tipuri de dispozitive de ventilație au reglare automată, care vă permite să reglați consumul de energie și să setați nivelul consumului de aer. Dispozitivele cu temporizatoare vă permit să setați unitatea să funcționeze conform unui program.

Reveniți la cuprins

Combinație a două metode: tip de alimentare și evacuare

Acest sistem este o combinație a două metode de ventilație - alimentare și evacuare, care vă permite să utilizați trăsături pozitive ambele sisteme simultan și duce la un schimb de aer îmbunătățit.

Ca și în versiunea anterioară, există un mijloc de filtrare și reglare a maselor de aer care intră. Acest tip poate crea condițiile necesare în cameră, poate regla nivelul de umiditate al maselor de intrare, poate crea temperatura dorită, încălzirea sau răcirea aerului. Filtrarea maselor de aer venite din exterior face, de asemenea, parte din funcționalitatea unității.

Un sistem de alimentare și evacuare va ajuta la reducerea costurilor, ceea ce se realizează prin eliminarea căldurii care este folosită pentru a încălzi aerul care intră. Acest proces are loc într-un recuperator - un schimbător de căldură special.

Masele de aer evacuat având temperatura camerei, intra in aparat, dupa care isi transfera temperatura in recuperator, care incalzeste aerul care vine din exterior.

Pe lângă avantajele de mai sus ventilație de alimentare și evacuare are o altă calitate care se potrivește bine persoanelor care suferă de modificări ale tensiunii arteriale. Este despre despre capacitatea de a crea tensiune arterială ridicată și scăzută în comparație cu mediu inconjurator.

Aparatul este autonom, independent de condițiile de mediu, deci poate fi folosit tot timpul anului. Cu toate acestea, sistemul nu este fără calitati negative. Printre acestea se numără și necesitatea unei ajustări precise. Dacă ambele metode - evacuare și alimentare - nu sunt echilibrate între ele, atunci o persoană care folosește acest tip de ventilație riscă să intre curenți în casă.

Schimb de aer în camere (distribuție alimentare cu aerși evacuarea aerului din incinte) clădirilor industriale și administrative se asigură ținând cont de modul de utilizare a acestora în timpul zilei sau anului, precum și a aporturilor existente de căldură, umiditate și substanțe nocive.

Furnizare de aer pentru a compensa aerul evacuat sistem de evacuare trebuie servit direct într-o cameră cu ocupare constantă. Pentru spațiile publice și administrative, este permisă furnizarea de până la 50% din debitul de aer către coridoare sau încăperi adiacente.

În spațiile de producție, în funcție de natura și severitatea factorilor din mediul de producție, aerul de alimentare trebuie furnizat în zona de lucru:

În încăperi cu umiditate semnificativă și excese de căldură - în zonele de condensare a umezelii pe anvelopa clădirii;

În încăperi cu emisie de praf - jeturi direcționate de sus în jos din distribuitoarele de aer situate în zona superioară;

În încăperi cu diverse scopuri fără emisie de praf, este permisă alimentarea aerului de alimentare cu jeturi direcționate de jos în sus de la distribuitoarele de aer situate în zona deservită sau de lucru;

În încăperile cu ușoară exces de căldură, este permisă alimentarea cu aer din distribuitoarele de aer situate în zona superioară în jeturi (verticale, îndreptate de sus în jos; orizontale sau înclinate - în jos);

În încăperile cu surse de emisii de substanțe nocive care nu pot fi echipate cu aspirație locală, aerul de alimentare este furnizat direct la locurile de muncă permanente dacă acestea sunt situate în apropierea acestor surse.

Aerul de alimentare trebuie direcționat în așa fel încât să nu curgă prin zonele cu mai multă poluare în zonele cu mai puțină poluare și să nu deranjeze echilibrul la operarea aspirației locale.

Furnizarea aerului de alimentare prin ventilație, precum și prin sistemele de aer condiționat și încălzire a aerului, trebuie efectuată astfel încât temperatura și viteza de circulație a aerului să corespundă normelor condițiilor meteorologice din zona de lucru, astfel încât să nu existe ceață. formarea și condensarea umidității pe structurile din jur.

Pentru spații industriale în care substanțe nocive sau pronunțate mirosuri neplăcute, ar trebui prevăzut un dezechilibru negativ, adică un exces al volumului de evacuare față de volumul de intrare.

ÎN perioada rece an in clădiri industriale atunci când este justificat, un dezechilibru negativ este permis într-un volum de cel mult un schimb de aer la 1 oră în încăperi cu o înălțime de 6 m sau mai puțin și cu o rată de 6 m 3 / h pe 1 m 2 de suprafață în încăperi. cu o înălțime mai mare de 6 m.

Sistemele de ventilație forțată cu impuls artificial pentru spațiile industriale în care se lucrează mai mult de 8 ore pe zi trebuie combinate cu încălzirea aerului.

Sistemele de ventilație prin alimentare combinate cu încălzirea cu aer, precum și sistemele de încălzire cu aer, trebuie proiectate cu un ventilator de rezervă sau cu o unitate de încălzire sau trebuie prevăzute cel puțin două sisteme conectate printr-o conductă de aer.

Distribuția aerului în încăperi depinde de amplasarea orificiilor de alimentare și evacuare. Ventilația spațiilor este procesul de transfer de volume de aer din orificiile de alimentare, precum și mișcarea aerului cauzată de orificiile de aspirație. Schimbul de aer creat în incintă de dispozitivele de ventilație este însoțit de mișcarea de circulație a mediului de aer, al cărui volum este de câteva ori mai mare decât volumul de aer de ventilație intrat și scos din încăpere. Circulația maselor de aer este importantă pentru eficiența ventilației, deoarece este principalul motiv pentru răspândirea emisiilor nocive care vin de undeva în aer în întreaga încăpere.

Natura fluxului de aer depinde de forma și numărul de deschideri de alimentare, de locația acestora, precum și de temperatura și viteza cu care aerul intră în incintă. Variantele modelelor de circulație a aerului în spațiile industriale sunt prezentate în Fig. 5.8.

Orez. 5.8. Scheme de organizare a schimbului de aer în cameră:

A– de sus în sus; b - de jos în jos; V -de sus în jos; G - jos sus;
d – combinate; e – combinate

Natura propagării fluxurilor de aer este influențată de muncă echipamente tehnologice si pe langa - elemente structurale clădire. Sarcina specialistului care proiectează dispozitive de ventilație este să țină cont de natura mișcării maselor de aer în încăpere, astfel încât să fie asigurați parametrii de microclimat satisfăcători în zona de lucru, și anume, temperatura și viteza aerului.

Jeturi de alimentare. Duze de alimentare

La viteze mici, aerul se deplasează în fluxuri paralele care nu se amestecă între ele. Acest tip de mișcare se numește laminar și se observă în principal în canale mici, fisuri subțiri și, de asemenea, în absența mișcării direcționale a aerului în diferite structuri. Pe măsură ce viteza crește, fluxurile încep să se amestece și particulele de aer se mișcă mai aleatoriu. Vortexurile apar în flux - această mișcare se numește turbulente. Mișcarea turbulentă se caracterizează prin prezența pulsațiilor transversale de viteză.

Trecerea de la mișcarea laminară la cea turbulentă se observă la anumite valori ale unui parametru complex numit criteriul Reynolds:

Unde V– viteza aerului, m/s; d– dimensiunea care determină mișcarea aerului (diametrul sau diametrul hidraulic al conductei de aer, evacuarea aerului), m; ν – vâscozitatea cinematică a aerului, m 2 /s.

Mișcarea laminară în conducte netede trece la turbulent la Re = 2300. Odată cu creșterea rugozității, această tranziție are loc la valori mai mici ale criteriului Re.

Organizarea schimbului de aer depinde în mare măsură de natura fluxurilor de aer de ventilație.

Clasificare cu jet

Un curent de aer este un flux direcționat cu dimensiuni transversale finite. Practic, jeturile sunt împărțite în libere și nelibere, izoterme și neizoterme, laminare și turbulente.

Avioanele gratuite nu au obstacole în calea dezvoltării lor libere. Un jet liber este unul care nu este limitat de pereți. Jeturile libere se formează atunci când curg într-un spațiu umplut cu același mediu, care se află într-o stare relativ calmă. Deoarece jeturile de aer se deplasează într-un mediu aerian, din punct de vedere hidraulic sunt scufundate. Dacă densitatea jetului și a aerului înconjurător este aceeași, atunci axa jetului este rectilinie și când diverse densități axa jetului este îndoită. Jeturile nelibere (constrânse) sunt cele a căror dezvoltare și structură aerodinamică sunt influențate de bariere; aceste jeturi se propagă în spațiu având dimensiuni finite. În jeturile izoterme, temperatura inițială este egală cu temperatura aerului ambiant, adică în acest caz jetul nu participă la schimbul de căldură cu mediul. În jeturile neizoterme, temperatura inițială a aerului de alimentare este mai mare sau mai mică decât temperatura aerului ambiant. Un jet laminar sau turbulent se caracterizează printr-un regim laminar sau, respectiv, turbulent. ÎN dispozitive de ventilație De regulă, se folosesc jeturi de aer turbulente.

Energia este cheltuită pentru mișcarea aerului: termică, a cărei sursă este suprafețele încălzite, sau mecanică, a cărei sursă poate fi considerată, de exemplu, un ventilator sau o combinație de energie termică și energie mecanicăîmpreună.

Formarea câmpurilor de temperatură, a concentrațiilor de substanțe nocive (gaze) și a vitezelor depinde de tiparele de propagare a jetului și de interacțiunea lor.

După tipul de energie cheltuită la formarea jetului, se disting jeturile mecanice de alimentare: jeturi izoterme, neizoterme și convective.

Un jet izotermic liber este utilizat pentru a distribui aerul de alimentare. Jetul se extinde pe măsură ce iese din gaură, lățimea acestuia crescând proporțional cu creșterea distanței de la punctul de scurgere. Viteza scade treptat și se estompează pe măsură ce vă îndepărtați. Măsurătorile de presiune au stabilit că presiunea statică din jet rămâne constantă și egală cu presiunea statică din mediu.

În consecință, deoarece presiunea statică de-a lungul jetului rămâne constantă, pierderile de energie din acesta sunt compensate de energie cinetică, astfel încât viteza se atenuează. Deoarece jetul ejectează (aspiră) particule din aerul înconjurător, debitul său crește pe măsură ce se îndepărtează de orificiul de admisie, iar secțiunea sa transversală crește. În acest caz, viteza particulelor scade constant datorită frânării exercitate de aerul din jur.

În fig. Figura 5.9 prezintă o diagramă a unui jet izoterm liber care curge dintr-o gaură rotundă.

Orez. 5.9. Structura unui jet izoterm liber

Există două secțiuni în jet - cea inițială și cea principală. În secțiunea inițială a-b viteza curgerii în toate punctele secțiunii transversale este aceeași. Viteza axială de-a lungul lungimii l o din secțiunea inițială este aceeași și egală cu viteza din secțiunea de ieșire V o.

În zona triunghiului abs(la distanta l o) se menține aceeași viteză în toate punctele jetului V o.

Structura jetului este influențată de turbulența inițială. Cu cât este mai mare turbulența jetului înainte de a părăsi duza, cu atât mai intensă amestecarea acestuia cu aerul din jur, cu atât este mai mare unghiul de expansiune al jetului α în secțiunea inițială, cu atât lungimea secțiunii inițiale este mai scurtă și invers. În secțiunea principală, datorită amestecării turbulente cu aerul înconjurător, masa jetului de intrare crește pe măsură ce se îndepărtează de orificiul de admisie, iar viteza acestuia scade continuu atât pe axa jetului, cât și în partea periferică. Limitele laterale ale jetului corespund aproximativ razelor emanate dintr-un punct numit pol (punct 0 ). Deoarece poziția stâlpului jetului și limita secțiunii inițiale depind de gradul de turbulență al jetului, polii secțiunii inițiale și principale ale jetului pot să nu coincidă. Unghiul de expansiune laterală al secțiunii principale a jetului este de 12º25′.

Jetul liber este practic independent de criteriul Reynolds ( Re) (jecurile sunt auto-asemănătoare). Una dintre principalele proprietăți ale unui jet liber turbulent este păstrarea unui impuls constant pe lungimea sa:

m V = const, (5.42)

Unde m– masa jetului de alimentare în sa secțiune transversală; V– viteza aerului în aceeași secțiune a jetului.

Acest lucru permite deplasarea unor mase mari de aer pe distanțe semnificative, ceea ce este utilizat pe scară largă în practica de ventilație.

Se știe că jetul liber care iese din gaura dreptunghiulara, este deformată, luând o formă de secțiune transversală apropiindu-se de un cerc.

În unități de producție, camere etc. Datorită prezenței suprafețelor de închidere, jetul liber este deformat și parametrii acestuia se modifică. Condițiile pentru fluxul de aer într-o anumită încăpere pot fi variate, iar acest lucru determină viteza, temperatura și distribuția aerului.

Fluxul de aer în zona deschiderii de aspirație se comportă diferit. Aerul curge în orificiul de aspirație din toate părțile. Eficiența aspirației este caracterizată de spectre de aspirație și apare la distanțe scurte de orificiile de aspirație. Comportamentul fluxului de aer în apropierea orificiului de aspirație este discutat în Secțiunea 5.9.

Caracteristicile specifice ale jeturilor de alimentare și de aspirație trebuie luate în considerare și utilizate în ventilație.

Dinamica mediului aerului interior este influențată în mare măsură de curenții convectivi care apar din cauza prezenței diferitelor tipuri de suprafețe în încăpere, a căror temperatură este diferită de temperatura ambiantă. Curenții convectivi pot fi ascendenți și descendenți.

Atunci când se creează jeturi artificiale (mecanice) special organizate, este necesar să se ia în considerare curenții de aer convectivi, adică să se utilizeze curenții convectivi ca factor care poate, în anumite condiții, să contribuie semnificativ la îmbunătățirea forței de muncă în zona de lucru.

Deschiderile de alimentare sunt de obicei decorate cu duze, care sunt realizate sub formă de grile, abajururi, difuzoare, țevi cu capacitatea de a regla direcția de distribuție a aerului de alimentare. Unele opțiuni de proiectare pentru deschiderile de admisie sunt prezentate în Fig. 5.10.

Orez. 5.10.Forme de jet:

A- aşezat plan-paralel; b- axisimetric; V- conic; G- ventilator (radial); d- așezarea; e- sectiune inelara; și- curge prin grătar; α - unghiul de dispersie forțat

Jeturile plate de alimentare se formează atunci când aerul curge dintr-un distribuitor de aer lung în formă de fante.

Trebuie remarcat faptul că atunci când raportul de aspect al găurilor este mai mic de 1: 3, jetul, care ia forma unei găuri în punctul de origine, se transformă rapid într-unul axisimetric. Cu un raport de aspect mai mare de 1:10, jetul este considerat plat. Dar și în acest caz, jeturile se pot transforma în axisimetrice, dar numai la mare distanță de locul formării lor.

Pe lângă jeturile axisimetrice și plate, pot exista următoarele tipuri de jeturi, care diferă și prin forma orificiului de evacuare a aerului:

Jeturi de ventilator la un unghi α = 90°, care se formează atunci când fluxul este forțat să se disipeze la un anumit unghi. Pentru jeturile cu ventilator complet, unghiul de distribuție a aerului în spațiu este de 360°; la un unghi mai mic, jetul va fi ventilator incomplet;

Inelar, dacă jetul curge din fanta inelară la un unghi față de axa canalului de alimentare cu aer β< 180°, при β около 135° – полой конической, при β = 90° – полной веерной;

Tip fascicul, atunci când aerul intră în cameră printr-un număr mare de găuri de dimensiuni egale sub forma unui flux format din fluxuri paralele. Totuși, la o oarecare distanță de dispozitiv de alimentare cu aer din fluxurile individuale se formează un flux comun.

În plus, în funcție de amplasarea distribuitorului de aer, jeturile pot să nu fie răspândite sau să fie răspândite pe planul gardurilor.

Jeturile constrânse pot fi, de asemenea, împărțite în fundătură, tranzit și tranzit-dead-end. În sistemele de blocaj, aerul de alimentare intră și iese din încăpere prin orificiile de alimentare și evacuare situate pe aceeași parte a încăperii. În tranzit, jetul intră în spațiu limitându-l pe o parte și pleacă pe cealaltă; în camerele de tranzit-fundătură, aerul părăsește încăperea atât din partea intrării sale, cât și din partea opusă.

Panourile perforate (gauri) sunt utilizate în principal în încăperi joase pentru distribuția uniformă a aerului de alimentare. Această metodă de alimentare cu aer asigură o reducere bruscă a vitezei și egalizarea temperaturilor, în ciuda parametrilor ridicati ai aerului distribuit în întreaga încăpere. Astfel, diferența de temperatură admisă între aerul furnizat și camera Δ t mai mică sau egală cu 15°C, viteza de alimentare V mai mică sau egală cu 4 m/s (cu verificarea vitezei în zona de lucru). Un exemplu de organizare a schimbului de aer este prezentat în Fig. 5.11.

Orez. 5.11. Distribuția aerului prin perforare (perforată)

a – schema de proiectare a tavanului; b – amplasarea orificiilor în tavan; c, d – metode de distribuire a aerului prin grilaje perforate

Deschiderile din tavan prin care se furnizeaza aer trebuie sa aiba dimensiuni mici pentru a se asigura că aerul este stors din conducta de distribuție a aerului (cameră) în primul rând sub influența presiune statica. În acest caz, pentru a amesteca cel mai bine jeturile de aer, modul de mișcare a aerului în găuri ar trebui să fie turbulent. Când aerul curge prin orificiile unui tavan perforat, conform cercetărilor, un regim turbulent este asigurat deja la o valoare de criteriu de Re = 1500.

Un flux descendent poate fi utilizat pentru a crea o situație meteorologică adecvată la locurile de muncă fixe (sau zonele de odihnă). Este furnizat în zona persoanei de sus în jos jet de aer diametru mare la viteză mică. Această alimentare cu aer se numește duș cu aer folosind metoda fluxului în cădere, Fig. 5.12.

Orez. 5.12. Ventilație forțată pentru un loc de muncă fix

metoda fluxului descendent (dimensiuni in metri)