Mlazni struji u zatvorenom prostoru
Proces ventilacije kako bi se osigurala mikroklima
Priroda distribucije nečistoća štetne materije u ventiliranoj prostoriji uglavnom je određena nastalim strujanjima zraka, koja zauzvrat ovise o usvojenoj metodi organizacije izmjene zraka.
Odlučujuća uloga u formiranju polja temperature, brzine i koncentracije
nečistoće pripadaju dovodnim mlaznicama i cirkulacijskim strujama koje stvaraju. Uz pomoć dovodnih mlaznica moguće je obezbediti određene parametre vazduha u pojedinim delovima prostorije, koji se značajno razlikuju od onih u okolnom prostoru (vazdušni tuševi, vazdušne oaze); stvoriti zračne zavjese koje sprječavaju da hladan zrak ulazi u prostoriju; koristiti uređaje koji olakšavaju uduvavanje štetnih materija do mesta njihovog organizovanog uklanjanja (lokalno usisavanje sa uduvavanjem).
Konvektivni (toplinski) mlazovi koji se formiraju u blizini zidova i površina opreme koje imaju temperaturu koja se razlikuje od temperature okoline također mogu imati određeni utjecaj na distribuciju štetnih tvari u prostoriji.
Toplotni mlazovi koji nastaju iznad zagrijane opreme doprinose uklanjanju topline i štetnih nečistoća u gornju zonu prostorija. Snažne konvektivne struje transportuju plinove i pare u gornju zonu prostorija, čak i ako su teži od zraka.
Mlaz je tok tekućine ili plina s konačnim poprečnim dimenzijama određenim granicom mlaza. Tehnologija ventilacije bavi se mlazom zraka koji se širi kroz zrak u prostoriji. Takvi mlazovi se nazivaju poplavljenim. Ventilacioni mlazovi su turbulentni.
U zavisnosti od izlazne temperature, mlazovi se dijele na izotermne i neizotermne. Za izotermne mlaznice, temperatura u cijelom volumenu jednaka je temperaturi okoline, za neizotermne mlaznice, temperatura se mijenja kako se razvija, približavajući se temperaturi okoline.
U zavisnosti od dizajna uređaja za distribuciju vazduha, mlaznice se mogu razvijati duž različitih putanja. Na slici 6.1 prikazan je razvoj izotermnog osimetričnog mlaza, čije su sve poprečne dimenzije simetrične u odnosu na njegovu pravocrtnu osu.
Na granici mlaza, gdje je uzdužna komponenta brzine nula, dolazi do intenzivnog miješanja zračnih masa u mlaz i smanjenja brzine zraka. Unutar koordinata, brzina zraka duž ose mlaza i u njegovom poprečnom presjeku jednaka je brzini izduvavanja. Ovaj dio se naziva početni dio. Nakon toga, aksijalna brzina se smanjuje, kao i brzina poprečnog presjeka.
Oksimetrijski mlazovi teku iz okrugle rupe i kompaktni su. Kompaktni mlaznici također uključuju mlaznice koje teku iz kvadratnih i pravokutnih mlaznica.
Ravni mlazovi (slika 6.2, a) nastaju kada vazduh struji iz proreznih rupa sa odnosom širine i visine veći od 20. Mlaz se smatra ravnim na udaljenosti gde je veličina veće strane rupe; u daljem tekstu mlaz se smatra kompaktnim.
Ventilatorski mlazovi (slika 6.2, b) nastaju prinudnom disperzijom vazduha u ravni pod određenim uglom. Postoje puni ventilatorski mlazovi sa uglom prinudne disperzije od 360 stepeni i nepotpuni ventilatorski mlaznici sa uglom manjim od 360 stepeni.
Slika 6.1 Slobodni izotermni osimetrični mlaz
Konusni mlazovi (slika 6.2.c) nastaju kada se na izlazu zraka iz rupe ugradi disperzioni konus sa uglom pri vrhu od 60 ± 2,5°.
Neka se okrugli cilindar, sposoban da se slobodno okreće oko svoje ose, uvede u mlaz vode ili u područje granice protoka vazduha. U određenom intervalu potapanja, za razliku od spomenutog Coapde efekta, cilindar se istiskuje iz toka i istovremeno se okreće u smjeru suprotnom od očekivanog - prema “mlinskom točku”! Ovaj efekat se primećuje samo pod uslovom dvosmernog strujanja oko cilindra. Ako je cilindar tako malo uvučen da teče oko samo jedne strane, rotira se "ispravno". Ali veličina ove granične dubine je vrlo mala. Kako se produbljivanje nastavlja, smjer rotacije postaje „kontra“, tada se postiže maksimalna brzina, njen pad i, konačno, potpuno zaustavljanje kada je cilindar potpuno uronjen u struju.
Ako govorimo o tankom mlazu, uporedivoj po debljini s promjerom cilindra, tada se tokom anomalne rotacije mlaz snažno odstupa od cilindra, koji može biti zakopan daleko izvan geometrijske ose neporemećenog mlaza. Međutim, u jednom trenutku mlaz preskoči na drugu stranu cilindra i on počinje da se okreće u suprotnom smjeru, tako da je pojava histerezne prirode. Kako se ispostavilo, efekat se primećuje ne samo za cilindar, već i za loptu i na granici ravnih i ososimetričnih mlazova, i vode i vazduha.
Fenomen koji se razmatra, zbog kombinacije rotacije i sile plutanja, površno podsjeća na Magnusov efekat, ali ima potpuno drugačiju prirodu. Magnusov efekat je da cilindar ili lopta koja se nasilno okreće doživljava, sa strane nadolazećeg toka, djelovanje poprečne sile povezane s prisilnom cirkulacijom. Ako je protok ravnomjeran, tada pri nultoj brzini rotacije nema poprečne sile. Ovdje razmatrani efekti anomalne rotacije i interakcije sila nastaju spontano, pod utjecajem mehanizma uzrokovanog nehomogenošću strujanja. U ovom slučaju sila djeluje i na stacionarno aerodinamično tijelo. Ugaona brzina rotacije slobodnog cilindra ispada tačno proporcionalna brzini dolaznog toka. To nam omogućava da smatramo da je strujanje približno neviscidno, ali sa određenom cirkulacijom, da bismo odredili koji je potrebno generalizirati postulat Žukovskog-Čaplygina o konačnosti brzine na oštroj ivici krila na slučaj glatke konture. Ova generalizacija pretpostavlja da generirana cirkulacija minimizira maksimalnu brzinu na konturi aerodinamičnog tijela. Ovaj princip minimaksa omogućava da se kvalitativno i djelimično kvantitativno tačno predvidi smjer i veličina cirkulacije u različitim uvjetima strujanja.
Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Koristite obrazac ispod
Studenti, postdiplomci, mladi naučnici koji koriste bazu znanja u svom studiranju i radu biće vam veoma zahvalni.
Objavljeno na http://www.allbest.ru/
Vazdušni mlaz
Uvod
Teorija strujanja gasa (vazduha) koristi se u projektovanju ventilacionih sistema, vazdušnih tuševa, vazdušnih zavesa, pri proračunu dovoda ili usisavanja vazdušnih masa kroz ventilacione rešetke, gorionike itd.
Ventilacija (od latinskog ventilatio - provjetravanje) je proces uklanjanja izduvnog zraka iz prostorije i zamjene vanjskim zrakom. U potrebnim slučajevima vrši se: klimatizacija, filtracija, grijanje ili hlađenje, ovlaživanje ili odvlaživanje, jonizacija itd. Ventilacijom se obezbjeđuju sanitarno-higijenski uslovi (temperatura, relativna vlažnost, brzina i čistoća vazduha) vazdušne sredine u prostorija, povoljna za zdravlje i dobrobit ljudi, koja ispunjava zahtjeve sanitarni standardi, tehnološki procesi, građevinske konstrukcije, tehnologije skladištenja itd.
Također, ovaj termin u tehnici često se odnosi na sisteme opreme, uređaja i uređaja za te namjene.
Postoje dvije glavne metode ventilacije zgrada: pomjerna ventilacija i miješana ventilacija.
Displacement ventilacija se prvenstveno koristi za ventilaciju velikih industrijskih prostora jer može efikasno ukloniti višak toplote ako je odgovarajuće veličine. Vazduh se dovodi u donji nivo prostorije i malom brzinom struji u radni prostor. Ovaj vazduh mora biti nešto hladniji od sobnog da bi princip pomeranja funkcionisao. Ova metoda pruža odličan kvalitet zraka, ali je manje prikladna za korištenje u uredima i drugim malim prostorima jer usmjereni vazdušni terminal zauzima dosta prostora i često je teško izbjeći propuh u radnom prostoru.
Mješovita ventilacija je poželjna metoda distribucije zraka u situacijama kada je potrebna takozvana komforna ventilacija. Osnova ove metode je da dovedeni zrak ulazi u radno područje već pomiješan sa zrakom prostorije. Sistem ventilacije mora biti proračunat na način da je vazduh koji cirkuliše u radnom prostoru dovoljno udoban. Drugim riječima, brzina zraka ne smije biti prevelika, a temperatura u prostoriji treba da bude manje-više ujednačena.
Struja zraka koja ulazi u prostoriju uvlači se u tok i miješa velike količine okolnog zraka. Kao rezultat toga, volumen strujanja zraka se povećava, dok se njegova brzina smanjuje što dalje prodire u prostoriju. Miješanje okolnog zraka u protok zraka naziva se izbacivanje.
Rice. 1. Izbacivanje
Kretanja zraka uzrokovana strujom zraka ubrzo temeljito miješaju sav zrak u prostoriji. Zagađivači u zraku se ne samo raspršuju, već se i ravnomjerno raspoređuju. Temperatura u različitim dijelovima prostorije je također izjednačena.
Prilikom izračunavanja ventilacije uz miješanje, najvažnije je osigurati da brzina zraka u radnom području nije prevelika, inače će se pojaviti propuh.
Obrazloženje
Vazdušni tuš je uređaj u sistemu lokalne dovodne ventilacije koji obezbjeđuje koncentrirani protok zraka, stvarajući direktan utjecaj tog protoka na osobu u tom području.
Vazdušni tuševi se koriste na fiksnim radnim mjestima ili u prostorima za odmor. Posebno efikasan u proizvodnim područjima (pirinač), gdje su radnici izloženi visokim temperaturama. Instalacije za vazdušne tuševe su stacionarne ili mobilne.
Vazdušna zavesa (termička zavesa, vazdušno-termalna zavesa) - stvara nevidljivu barijeru protoku vazduha.
Zavjese mogu biti grijane na struju, vodu, paru, plin ili bez grijanja.
Za instalaciju:
· zavjese vertikalne ugradnje;
· zavjese horizontalne ugradnje;
· skrivene ugradne zavese (ugrađene u/iza spuštenog plafona, vrata).
Po vrsti grijanja:
· grijane zavjese (grijane zavjese se obično nazivaju zračno-termalnim ili termičkim zavjesama, jer su vrata zaštićena zagrijanim zrakom);
· zavjese bez grijanja (zavjese bez grijanja se obično nazivaju (“hladno strujanje”).
Dizajn termalne zavjese uključuje:
· električni grijač ili bojler, kao i velike industrijske termo zavjese mogu biti opremljene parnim ili plinskim grijačem (ako se zavjesa grije, zavjesa bez grijanja nema ovakav grijač);
· ventilatori;
· filter za vazduh (za modele sa grejanjem vode).
Ventilacijske rešetke su konstrukcije koje se danas široko koriste u građevinarstvu za unutrašnje i vanjsko uređenje prostorija i zgrada, te polaganje komunikacijskih sistema. Obavljaju funkcije uređaja za distribuciju zraka u različitim vrstama ventilacijskih sistema. Danas se ove konstrukcije koriste za ugradnju i puštanje u rad dovodne i ispušne ventilacije.
Moderni modeli rešetki mogu se koristiti ne samo za distribuciju zraka, već i za njegovo dovod ili uklanjanje. Sve zavisi od vrste ventilacionog sistema. Takvi dizajni se često mogu naći u privatnim kućama, administrativnim i poslovnim zgradama, kancelarijskih prostorija. Odnosno, njihova upotreba je preporučljiva u onim prostorijama u kojima postoji potreba za stvaranjem i održavanjem optimalne temperature i vlažnosti.
Naučna teorija vazdušnih mlaznica
Plinska struja se naziva poplavljena ako se širi u mediju sa istim fizička svojstva, koju i ona sama ima. Prilikom proučavanja kretanja vazduha u ventilacionim sistemima, susreću se različiti slučajevi širenja poplavljenih mlaza. Ali kada se razmatraju ove slučajeve, shema slobodnog mlaza koristi se kao početna. Slobodni mlaz je mlaz koji se širi u neograničenom okruženju. (Mlaz koji nije ograničen čvrstim zidovima naziva se slobodnim.) Mlaz može teći u stacionarni medij, kao i u struju zraka.
U ovom slučaju postoje:
· Strunasti mlaz, mlaz koji teče u mlaz čiji se smjer brzine poklapa sa smjerom mlaza.
· Mlaz u plutajućem toku, ako je brzina strujanja usmjerena pod uglom prema osi mlaza.
· Mlaz u suprotnom toku, kada su vektori uzdužne brzine mlaza i brzine strujanja usmereni jedan prema drugom.
Prema vrsti energije koja se troši na formiranje mlaza, razlikuju se:
· Dovodne (mehaničke) mlaznice koje stvara ventilator, kompresor, ejektor, itd.
· Konvektivni mlazovi nastali usled zagrevanja ili hlađenja vazduha u blizini toplih ili hladnih površina različitih tela.
Mlaznice se također razlikuju po obliku početnog dijela:
· Ako je poprečni presjek kružni, tada se mlaz naziva asimetričnim.
· Ako presjek ima oblik beskonačno dugačke trake konstantne visine, onda se naziva ravnoparalelan ili ravan.
Temperature mlaza i okruženje mogu biti isti ili različiti.
U skladu s tim, pravi se razlika između izotermnih i neizotermnih mlaza. Na sl. Slika 3 prikazuje struju vazduha koja nastaje kada se vazduh ubaci u prostoriju kroz rupu u zidu. Kao rezultat, pojavljuje se slobodna struja zraka. Ako je temperatura zraka u struji ista kao u prostoriji, to se naziva slobodnim izotermnim strujanjem.
Prema stepenu uticaja okolnog prostora na prirodu kretanja mlaza, razlikuju se:
· besplatni mlaznici;
· poluograničeno ili ravno, kreće se duž ravni koja ograničava prostor;
· ograničeno (ograničeno), teče u prostor konačnih dimenzija, srazmjerno početnim dimenzijama mlaza.
U zavisnosti od režima protoka, mlaznice mogu biti:
laminarni (tok u kojem se tečnost ili plin kreću u slojevima bez miješanja ili pulsiranja);
· turbulentan (oblik strujanja tečnosti ili gasa u kojem njihovi elementi vrše neuređena, nestabilna kretanja duž složenih putanja, što dovodi do intenzivnog mešanja između slojeva pokretne tečnosti ili gasa).
Turbulentni mlazovi se primećuju u ventilacionim sistemima. Druga definicija: ako u početnom dijelu postoje komponente brzine rotacije, tada se takav mlaz naziva vrtložni.
Čitaj više. Kod turbulentnog kretanja, pored aksijalnog, postoji i poprečno kretanje čestica. U ovom slučaju, čestice padaju izvan mlaza i prenose svoj zamah na mase nepokretnog zraka koje graniče sa mlazom, zavlačeći (izbacujući) te mase, dajući im određenu brzinu.
Umjesto čestica koje napuštaju mlaz, u njega ulaze čestice iz okolnog zraka koje usporavaju granične slojeve mlaza. Kao posljedica ove razmjene impulsa između mlaza i nepokretnog zraka javlja se povećanje mase mlaza i smanjenje brzine na njegovim granicama.
Usporene čestice mlaza, zajedno sa uvučenim česticama okolnog vazduha, formiraju turbulentni granični sloj čija se debljina kontinuirano povećava sa rastojanjem od izlaznog otvora. U kontaktu spolja sa stacionarnim medijem (?? = 0), a iznutra sa jezgrom konstantne brzine (?? = ?? 0), granični sloj poprima profil promenljive brzine. Fig.4.
Jezgro konstantne brzine se sužava kako se udaljava od izlaza, a granični sloj se zgušnjava sve dok potpuno ne nestane. Nakon toga, granični sloj već ispunjava cijeli poprečni presjek mlaza, uključujući i os strujanja.
Stoga je daljnja erozija mlaza praćena povećanjem njegove širine, a istovremeno se smanjuje brzina na osi.
Presjek mlaza u kojem je završena erozija jezgra konstantne brzine i na čijoj osi se susreću obje polovice graničnog sloja naziva se prijelazni dio. Presjek mlaza koji se nalazi između izlaznog i prijelaznog dijela, u kojem brzina na osi ostaje nepromijenjena i jednaka je početnoj brzini?? 0 se naziva početnim. Odsjek koji slijedi prijelazni dio, u kojem se brzina na osi postepeno smanjuje i blijedi, naziva se glavnim odsjekom. Granice mlaza, spoljašnje i jezgro stalne brzine, su pravolinijske. Tačka O presjeka vanjskih granica mlaza naziva se pol mlaza.
Statički pritisak na različitim tačkama mlaza se neznatno menja i približno je jednak pritisku okolnog prostora, tj. slobodni mlaz se može smatrati izobaričnim.
Glavni parametri turbulentnog mlaza su aksijalna brzina??, promjer D za kružne presjeke i širina?? za ravne mlaznice, potrošnja zraka?? i prosjecna brzina???.
Iz teorijskih i eksperimentalnih istraživanja Genriha Naumoviča Abramoviča proizlazi da glavni parametri mlaza ovise o koeficijentu turbulencije a, koji karakterizira intenzitet miješanja i ovisi o dizajnu mlaznice iz koje mlaz teče. (Genrik Naumovič Abramovič (1911 - 1995) - sovjetski naučnik u oblasti teorijske i primenjene gasne dinamike).
Što je veći koeficijent turbulencije a, to je intenzivnije miješanje i veći je ugao jednostranog širenja mlaza.
Tabela vrijednosti koeficijenta turbulencije a i ugla ekspanzije mlaza 2?? za neke vrste mlaznica.
Definicija. Mlaz je oblik strujanja u kojem tečnost (gas) teče u okolnom prostoru ispunjenom tečnošću (gasom) sa fizičkim parametrima koji se razlikuju od nje: brzina, temperatura, sastav itd. Tokovi mlaza su različiti - od raketni motor na mlazni tok u atmosferi. Zračna struja je zračna struja koja nastaje pri izlasku iz zračnog kanala u prostor velikog volumena koji nema čvrste granice.
Raspodjela i oblik. Zračna struja se sastoji od nekoliko zona s različitim režimima strujanja i brzinama kretanja zraka. Područje od najvećeg praktičnog interesa je glavno mjesto. Centralna brzina (brzina oko centralne ose) obrnuto je proporcionalna udaljenosti od difuzora ili ventila, tj. što je dalje od difuzora, to je brzina vazduha manja. Protok vazduha se u potpunosti razvija u glavnom prostoru, a uslovi koji ovde vladaju će imati odlučujući uticaj na režim strujanja u prostoriji u celini.
Glavni dio strujanja zraka, brzina nagiba. Oblik zračne struje ovisi o obliku difuzora ili prolaznog otvora razdjelnika zraka. Okrugle ili pravokutne prolazne rupe stvaraju kompaktnu, konusnu struju zraka. Da bi struja zraka bila potpuno ravan, prolazni otvor mora biti više od dvadeset puta širi od njegove visine ili širine koliko i prostorija. Mlaznice ventilatora se dobijaju prolaskom kroz savršeno okrugle prolazne otvore, gde se vazduh može širiti u bilo kom smeru, kao u dovodnim difuzorima.
Rice. 5. Različite vrste vazdušnih mlaznica
ventilaciona zavesa izbacivanje vazduha
Brzinski profil. Brzina zraka u svakom dijelu mlaza može se izračunati matematički. Za izračunavanje brzine na određenoj udaljenosti od izlaza iz difuzora/ventila potrebno je znati brzinu zraka na izlazu iz difuzora/ventila, njegov oblik i vrstu strujanja zraka koju formira. Na isti način, moguće je razmotriti kako se brzine razlikuju u svakom profilu mlaza.
Koristeći ove proračune, krive brzine se mogu nacrtati za cijeli mlaz. Ovo omogućava identifikaciju područja koja imaju istu brzinu. Ove oblasti se nazivaju izovele (linije konstantne brzine). Uvjerite se da se isovela koja odgovara 0,2 m/s nalazi izvan radnog područja, možete biti sigurni da brzina zraka neće prekoračiti ovaj nivo direktno u radnom području.
Rice. 6. Različite izoveli strujanja zraka
Koeficijent difuzora. Koeficijent difuzora je konstantna vrijednost koja ovisi o obliku difuzora ili ventila. Koeficijent se teoretski može izračunati korištenjem sljedećih faktora: disperzije impulsa i suženja struje zraka na mjestu gdje se uvodi u prostoriju i stepena turbulencije koju stvara difuzor ili ventil.
U praksi se koeficijent određuje za svaki tip difuzora ili ventila mjerenjem brzine zraka na najmanje osam tačaka koje se nalaze na različitim udaljenostima od difuzora/ventila i najmanje 30 cm jedna od druge. Ove vrijednosti se zatim iscrtavaju na logaritamskoj skali, koja pokazuje izmjerene vrijednosti za glavni dio strujanja zraka, što zauzvrat daje vrijednost za konstantu.
Koeficijent difuzora omogućava izračunavanje brzine strujanja zraka i predviđanje distribucije i putanje strujanja zraka. Ovaj faktor se razlikuje od faktora K, koji se koristi za postavljanje ispravne količine zraka koji izlazi iz razdjelnika dovodnog zraka ili iris ventila. K faktor je opisan na stranici 390.
Efekat slojevitosti. Ako je razdjelnik zraka instaliran dovoljno blizu ravnoj površini (obično stropu), izlazna struja zraka se odbija prema njoj i teži da struji direktno duž površine. Ovaj efekat nastaje usled stvaranja vakuuma između mlaza i površine, a pošto ne postoji mogućnost mešanja vazduha sa površine, mlaz se skreće u svom pravcu. Ovaj fenomen se naziva efekat širenja.
Rice. 7. Efekat slojevitosti
Praktični eksperimenti su pokazali da rastojanje između gornje ivice difuzora ili ventila i plafona ne bi trebalo da prelazi 30 cm da bi se pojavio efekat slojevitosti. Efekat slojevitosti može se koristiti za povećanje putanje struje hladnog vazduha duž plafona pre nego što se uvede u radni prostor. Koeficijent difuzora će biti nešto veći kada dođe do efekta sloja nego kada postoji slobodan protok vazduha. Također je važno znati kako je difuzor ili ventil pričvršćen kada koristite koeficijent difuzora za različite proračune.
Neizotermni mlaz vazduha. Distribucija postaje složenija kada je dovedeni zrak topliji ili hladniji od zraka u zatvorenom prostoru. Toplotna energija koja je rezultat razlika u gustoći zraka na različitim temperaturama uzrokuje da se hladniji tok zraka kreće naniže (mlaz tone), a topliji zrak da juri prema gore (mlaz lebdi).
To znači da na hladni mlaz u blizini plafona deluju dve različite sile: efekat slojevitosti, koji pokušava da ga gurne prema plafonu, i toplotna energija koja teži da ga spusti prema podu.
Na određenoj udaljenosti od izlaza difuzora ili ventila, toplinska energija će dominirati i struja zraka će se na kraju odbiti od stropa.
Otklon mlaza i tačka podizanja mogu se izračunati pomoću formula zasnovanih na temperaturnim razlikama, tipu izlaza difuzora ili ventila, brzini protoka vazduha itd.
Rice. 8. Tačka razdvajanja vazdušnog mlaza (Xm) i otklon (Y)
Važni kriterijumi pri proračunu ventilacije. Važno je pravilno odabrati i postaviti razdjelnik zraka. Takođe je važno da temperatura i brzina vazduha u radnom prostoru budu prihvatljivi.
Udaljenost x 0 od pola do utičnice:
okrugli mlaz - x 0 = ;
· ravan mlaz - x 0 = . Gdje?? 0 - prečnik rupe ili mlaznice; ?? 0 - polovina visine ravne mlaznice.
Dužina početnog preseka x n mlaza:
okruglo - x n = ;
stan - x n = .
Aksijalna brzina?? u glavnom dijelu na udaljenosti x od stuba mlaza:
· okrugli - ?? = ;
· stan - ?? = .
Protok vazduha?? u glavnom dijelu na udaljenosti x od stuba mlaza:
· okrugli - ?? = 4.36?? 0();
· ravan (po jedinici širine mlaznice) - ?? = 1.2?? 0 .
Prečnik kružnog mlaza u glavnom preseku na udaljenosti x od stuba mlaza:
Prosječna brzina u glavnom dijelu mlaza:
· okrugli - ?? = ;
· stan - ?? = .
Visina ravnog mlaza:
4,8?? 0 ().
Pravilna brzina zraka u radnom području. Za većinu uređaja za distribuciju zraka, katalog pruža karakteristiku koja se naziva dužina mlaza. Pod dužinom mlaza podrazumijeva se udaljenost od dovodnog otvora difuzora ili ventila do poprečnog presjeka zračne struje, u kojoj se brzina strujnog jezgra smanjuje na određenu vrijednost, obično do 0,2 m/sec. Dužina mlaza je naznačena i mjeri se u metrima.
Rice. 9. Koncept "dužine mlaza"
Prva stvar koja se uzima u obzir pri proračunu sistema za distribuciju zraka je kako izbjeći preveliki protok zraka u radnom području. Ali, u pravilu, reflektirana ili obrnuta struja ovog mlaza ulazi u radno područje: vidi sliku 10.
Rice. 10. Obrnuti protok zraka sa zidnim difuzorom
Brzina obrnutog strujanja zraka je približno 70% brzine glavnog strujanja zraka na zidu. To znači da će difuzor ili ventil instaliran na stražnjem zidu koji dovodi struju zraka sa konačnom brzinom od 0,2 m/s uzrokovati da brzina zraka u povratnom toku bude 0,14 m/s. To odgovara udobnoj ventilaciji u radnom prostoru, brzina vazduha u kojoj ne bi trebalo da prelazi 0,15 m/s.
Dužina prskanja za difuzor ili ventil opisan gore je ista kao i dužina prostorije i odličan je izbor u ovom primjeru. Prihvatljiva dužina dometa za zidni difuzor je između 70% i 100% dužine prostorije.
Prodorna sposobnost vazdušne struje. Oblik prostorije može imati značajan utjecaj na konfiguraciju protoka. Kada je poprečni presjek protoka zraka veći od 40% poprečnog presjeka prostorije, izbacivanje zraka iz prostorije u protok će prestati. Kao rezultat toga, struja zraka će se početi miješati u vlastiti zrak. U tom slučaju povećanje brzine dovedenog zraka neće riješiti problem, jer će sposobnost prodiranja ostati ista, samo će se povećati brzina strujanja zraka i okolnog zraka u prostoriji.
U onom dijelu prostorije gdje glavni tok zraka ne dopire, počeće se pojavljivati drugi tokovi zraka, sekundarni vrtlozi. Međutim, ako je dužina prostorije manja od tri puta njene visine, može se pretpostaviti da će struja zraka prodrijeti do kraja prostorije.
Rice. 11. Sekundarni vrtlozi se formiraju na najudaljenijem kraju prostorije, gdje struja zraka ne dopire do
Zaobilazite prepreke. Zračna struja, ako na stropu postoje prepreke u vidu stropova, svjetiljki i sl., ako se nalaze preblizu difuzora, može odstupiti i pasti u radni prostor. Stoga je potrebno znati koja udaljenost treba biti (A na grafikonu) između uređaja koji dovodi zrak i prepreka za slobodno kretanje struje zraka.
Rice. 12. Minimalna udaljenost do prepreke
Instalacija nekoliko razdjelnika zraka. Ako je jedan stropni difuzor namijenjen da opslužuje cijelu prostoriju, treba ga postaviti što bliže centru stropa, i ukupne površine ne bi trebalo da prelazi dimenzije prikazane na sl. 12.
Rice. 12. Mala prostorija ventilirana jednim plafonskim difuzorom
Ako je prostorija velika, potrebno ju je podijeliti na nekoliko zona i u svaku zonu postaviti difuzor.
Rice. 13. Velika prostorija ventilirana sa nekoliko stropnih difuzora
Prostorija, ventilirana sa nekoliko zidnih difuzora, također je podijeljena na nekoliko zona. Broj zona ovisi o udaljenosti između difuzora, dovoljnoj da spriječi međusobne smetnje. Ako se pomiješaju dvije struje zraka, dobije se jedna struja sa većom dužinom mlaza.
Rice. 14. Velika prostorija ventilirana sa nekoliko zidnih difuzora
Dovod toplog vazduha. Topli vazduh koji horizontalno dovodi plafonski difuzor dobro zagreva prostorije sa visinom plafona do 3,5 metara, podižući temperaturu prostorije za 10-15°C.
Rice. 15. Horizontalno dovod zraka sa stropnim difuzorom
Međutim, u vrlo visokim prostorijama, dovedeni zrak mora biti usmjeren okomito prema dolje ako se koristi i za grijanje prostorije. Ako temperaturna razlika nije veća od 10°C, tada bi struja zraka trebala pasti na otprilike 1 m od poda kako bi temperatura u radnom prostoru postala ugodna.
Rice. 16. Vertikalni dovod zraka stropnog difuzora
Dovod hladnog vazduha. Ako je vazduh koji se dovodi duž plafona hladniji od vazduha u prostoriji, važno je da brzina strujanja vazduha bude dovoljno velika kako bi se osiguralo da prijanja za plafon. Ako je njegova brzina preniska, postoji opasnost da bi toplotna energija mogla prerano natjerati struju zraka prema podu.
Na određenoj udaljenosti od difuzora koji dovodi zrak, struja zraka će se u svakom slučaju odvojiti od stropa i skrenuti prema dolje. Ovo odstupanje će se dogoditi brže za zračni tok koji ima temperaturu ispod sobne temperature, pa će u ovom slučaju dužina strujanja biti kraća.
Rice. 17. Razlika između dužine izotermnih i neizotermnih mlaza
Struja zraka mora proći najmanje 60% dubine prostorije prije nego što napusti plafon. Maksimalna brzina zraka u radnom području će stoga biti gotovo ista kao kod dovoda izotermnog zraka.
Kada je temperatura dovodnog vazduha ispod sobne temperature, vazduh u prostoriji će se donekle ohladiti. Prihvatljivi nivo hlađenja (poznat kao maksimalni efekat hlađenja) zavisi od zahteva brzine vazduha u radnom prostoru, udaljenosti do difuzora na kojoj je struja vazduha odvojena od plafona, te vrste difuzora i njegove lokacije.
Općenito, veće hlađenje se postiže korištenjem plafonskog difuzora umjesto zidnog difuzora. To je zato što stropni difuzor širi zrak u svim smjerovima i stoga je potrebno manje vremena da se pomiješa s okolnim zrakom i izjednači temperaturu.
Odabir pravog distributera zraka. Razdjelnici zraka mogu se montirati na strop ili na zid. Često su opremljeni mlaznicama ili perforacijama, što olakšava miješanje okolnog zraka u protok zraka.
Difuzori mlaznica su najfleksibilniji uređaji jer omogućavaju da se svaka mlaznica individualno konfiguriše. Idealni su za dovod zraka koji je znatno niži od sobne temperature, posebno ako se postavljaju na strop. Šablon distribucije se može promijeniti rotiranjem mlaznica u različitim smjerovima.
Difuzori sa perforacijom daju pozitivan efekat tamo gde je temperatura strujanja vazduha znatno niža od temperature okoline. Oni nisu tako fleksibilni kao difuzori mlaznica, ali štiteći dovedeni protok zraka u različitim smjerovima, obrazac distribucije se može promijeniti.
Zidne rešetke imaju veću dužinu mlaza. Oni imaju ograničene mogućnosti za promjenu rasporeda distribucije i nisu baš pogodni za dovod zraka na temperaturi znatno nižoj od temperature okoline.
Zaključak
Dakle, struja zraka je glavni element rada ventilacijske opreme. U ovom radu razmatrani su tipovi ventilacije i njihova oprema, oblici zračnih mlaznica i njihove vrste. Posebna pažnja je posvećena upotrebi vazdušnih mlaznica. Ovdje u zaključku možemo ih proširiti.
U davna vremena, ljudi su prvo zaplovili, a vjetar je nosio njihove čamce po vodi ili saonicama po ledu i snijegu. Međutim, od tada su vazdušne struje imale toliko posla da je vredno posebnog pomena. Jedrenjaci rade i danas. Plutaju rijekama, jezerima, pa čak i okeanima. Nesumnjive prednosti ovog načina transporta su čistoća i tišina (nema mrlja od benzina na vodi i buke motora), a ne morate kupovati benzin. Sportisti ne plove samo na čamcima, već čak i samo na daskama.
Drugi sportisti koriste vazdušne struje da slobodno lete.
Vazduh se koristi i za sasvim zemaljske poslove. U stara vremena vjetar je okretao krila vjetrenjače. Sada je na mjesto mlinskog kamena postavljen generator električne energije koji energiju vjetra pretvara u električnu - rezultat je vjetroelektrana.
Govorili smo samo o prirodnim strujanjima vazduha – vetrovima. Ali vjetar možete stvoriti umjetno. Najjednostavnije je duvati.
Vjetar nastaje kada postoji razlika u atmosferskom pritisku: na jednom mjestu pritisak je veći, na drugom - niži, zrak počinje da se kreće sa strane visokog tlaka na stranu niskog. To znači da ako odnekud ispumpamo zrak (stvorimo nizak pritisak), tada će zrak odmah navaliti tamo sa svih strana. Ako, naprotiv, negdje stvorimo visok pritisak, zrak će odatle izletjeti. Ostavimo sada zraku samo jedan put do slobode - kroz usku cijev. Počeće da duva veoma jak vetar u cevi. Kada morate ispuhati vazdušni dušek, primetite kako jak mlaz vazduha izlazi kroz ventil!
Takvi umjetni vjetrovi se koriste, na primjer, u pneumatskoj pošti (zračna pošta).
Sada uzmimo cijev i stvorimo smanjeni tlak zraka na jednom kraju. Vazduh izvana će odmah juriti u cev, hvatajući sve lake objekte na putu. Dobili smo usisivač.
Isti princip usisivača koristi se pri utovaru brašna. Ne sipa se, već se jednostavno usisava od mašine do skladišta i nazad. Inače, brašno melju i pomoću vjetra, jer su zrna dosta lagana.
Upotreba vazdušnih mlaznica u rudarskoj industriji. Ventilacijski tok, nakon prolaska kroz sve rudarske radove, može nositi značajnu količinu toplotne energije niskog potencijala, koja se nakon ventilacije rudarskih radova ispušta u atmosferu. Korišćenje energetskog potencijala ventilacionog toka rudnika, u zavisnosti od šeme ventilacije, prirodne temperature stena i udaljenosti rudarskog preduzeća od industrijske infrastrukture, može imati različite pokazatelje ekonomske efikasnosti i uticaja na životnu sredinu.
Evo još jednog primjera korištenja zračnog mlaza. Plazma gorionik je moderan uređaj za rezanje metala (iako je izumljen u 20. stoljeću) koji u svom radu koristi zrak (ili bilo koji plin koji stvara plazmu). Zrak (Vazduh) ili drugi plin koji stvara plazmu (mješavina plinova), prolazeći kroz kanal unutar elektrodnog sklopa i vrtložnog mehanizma, formira vrtložni tok koji se vrti duž uzdužne ose plazmatronske elektrode i geometrijski izlazi kroz kanal mlaznice. koaksijalni sa njim.
Reference
1. E.S. Laptev. "Osnove hidraulike i aerodinamike." Almati, 2016.
2. N.N.Belyaev, P.B.Mashikhina. Upotreba mlaznica zraka za intenziviranje procesa isparavanja.
3. Članak “Vazdušna ljuska zemlje” Ispolzovanije_vetra.html.
4. Članak „Korišćenje vrtložnika za protok vazduha za povećanje efikasnosti vetroturbina“. http://vikidalka.ru/2-196929.html.
5. Članak “Tokovi zraka”. http://ru-ecology.info/term/19749/.
6. Članak „Kombajni budućnosti. Korišćenjem vazdušnog mlaza." http://svistun.info/zemledelie/211.
7. Staroverov I.G. Imenik projektanata industrijskih, stambenih i javnih zgrada i objekata. Vazdušno grijanje sa koncentrisanim dovodom zraka sa paralelnim smjerom mlaznica zraka. Zračno grijanje sa koncentrisanim dovodom zraka sa smjerom strujanja zraka ventilatorom.
8. Članak “Teorija vazdušnih mlaza”. Vecotech. http://vecotech.com.ua/podbor-e-montazh-dimohodov/666.html.
9. Članak „Unutrašnja konstrukcija i princip rada plazma gorionika instalacija za rezanje metala vazduh-plazma“. http://www.spektrplus.ru/d_plazm.htm.
Objavljeno na Allbest.ru
...Slični dokumenti
Opis dizajna zračnih prekidača. Zaporni ventil i elektropneumatski krug prekidača za zrak. Princip procesa gašenja luka, vrste komora za gašenje, ventilacioni sistem. Namjena separatora u vazdušnim prekidačima.
laboratorijski rad, dodano 17.10.2013
Opće informacije o nadzemnim dalekovodima, vrstama nosača za njih. Pojam i klasifikacija izolatora trasnih žica. Značajke procesa polaganja rute, ugradnje žica i kablova. Karakteristika Održavanje nadzemni vodovi do 1000 V.
kurs, dodan 12.05.2010
Nadzemni dalekovod je uređaj za prijenos električne energije kroz žice. Konstrukcije nosača, izolatora, žica. Karakteristike popravka i uzemljenja nadzemnih vodova. Montaža, popravka, održavanje nadzemnih dalekovoda.
disertacije, dodato 10.06.2011
Toplotne pumpe koje rade iz izvora zraka, njihov princip rada. Šematski dijagram rada. Organizacija sistema grijanja. Tržište toplotnih pumpi izvora zraka u nordijskim zemljama. Poboljšanje energetske efikasnosti vazdušnih pumpi.
kurs, dodato 01.06.2015
Organizacija operativne dispečerske kontrole u operativnoj zoni Khakass RDU. Metode za otklanjanje oštećenja nadzemnih vodova. Tekuće popravke linearnih kablovskih konstrukcija. Principi ekološke politike. Investicione aktivnosti divizije.
izvještaj o praksi, dodan 16.09.2014
Koncept i opšte karakteristike vazdušni prekidači, njihova upotreba u elektroenergetskim sistemima. Dijagram povezivanja kondenzatora i šant otpornika. Serija zračnih prekidača. Otklanjanje kvarova na uređaju, procedure za pregled i održavanje.
sažetak, dodan 01.11.2012
Proučavanje različitih izoprocesa koji se javljaju u plinovima. Eksperimentalno određivanje CP/CV za vazduh. Proračun mase gasa koji prelazi u različita stanja. Tok izotermnih procesa, određivanje stanja gasa kao termodinamičkog sistema.
test, dodano 17.11.2010
Studija uređaja za vješanje i izolaciju žica i kablova na nosače nadzemnih dalekovoda ili nadzemnih komunikacijskih vodova. Projektovanje ovjesnih izolatora. Opisi čaura, klinova i linearnih izolatora. Sastav disk izolatora.
prezentacija, dodano 20.04.2017
Studija konstruktivnog dizajna vazduha, kablovske linije i provodnici. Analiza normi dozvoljenih gubitaka napona. Proračun električnih mreža na osnovu ekonomske gustoće struje. Pregled metoda polaganja kablovskih vodova. Nosači za nadzemne vodove.
prezentacija, dodano 25.08.2013
Klasifikacija nadzemnih vodova: prema naponskoj klasi, izvedbi, namjeni i uslovima zaštite. Proračun električnih opterećenja i ukupne maksimalne dnevne i večernje snage. Odabir snage energetskog transformatora TP-10/0,4 kV.
1. Uvod...................................................................................................................2
1.1. Pregled literature..........................................................................................3
1.1.1. Opće informacije...........................................................................................3
1.1.2. Vazdušni mlaznici u zanošenom toku.....................................................5
1.1.3. Zračni mlaznici se razvijaju zbog razlike u pritisku............16
1.1.4. Savremene metode proračun zračnih zavjesa za razne namjene..................................................................................................16
1.2. Ciljevi i zadaci rada..................................................................................23
2. Izjava o problemu..............................................................................................25
2.1. Formulacija problema.......................................................................................25
2.2. Granični uslovi za rešavanje problema................................................28
2.3 Početni uslovi za rješavanje problema.........................................................28
3. Metoda konačnih razlika za rješavanje problema strujanja gasa.........................29
3.1 Opće napomene o mogućim metodama za rješavanje problema plinske dinamike.........................................................................................................29
3.2. Diskretizacija parcijalnih derivata.....................................................30
3.3. Diskretizacija jednačina koje opisuju strujanje gasa.......................31
3.4. Konvergencija i tačnost razlika šema. Opravdanost izbora veličine koraka proračuna u prostoru i vremenu ................................................33
3.5. Izrada VTZ proračunskog programa............................................................34
4. Eksperimentalno proučavanje strujanja zraka u otvoru opremljenom VTZ-om.............................................................................................36
4.1 Eksperimentalni postupak. Eksperimentalni štand......36
4.1.1 Eksperimentalni postupak......................................................36
4.1.2 Eksperimentalni štand.......................................................................37
5. Analiza dobijenih rezultata......................................................................42
6. Spisak korišćene literature...............................................................48
Uvod.
Nemoguće je zamisliti savremeni svijet bez ogromnog broja korisnih i praktičnih uređaja koji omogućavaju osobi da udobno uredi svoj život. Toplina zimi i hladan i čist zrak ljeti jedan je od obaveznih zahtjeva u životu običnog civiliziranog čovjeka.
Termalne zavjese postaju sve popularniji ovih dana. Glavna svrha takvih uređaja je zaštita grijanih prostorija od hladnog zraka. Protok zraka koji stvara termalna zavjesa blokira zrak koji ulazi u prostoriju otvorena vrata, prozore itd., čime se zadržava topli vazduh u zatvorenom prostoru.
Vazdušne zavese su dizajnirane da odvajaju spoljašnje okruženje u prostoriju. Odvajanje se postiže eliminacijom prirodne konvekcije i zagrijavanjem dolaznog hladnog zraka iz prirodne ili prisilne ventilacije. Toplotne zračne zavjese (AHC) se koriste za zaštitu radnih mjesta od zagađenja ili za smanjenje širenja dima cigareta u restoranima. Prva vertikalna zračna zavjesa navodno je uvedena u Sjedinjenim Državama 1916. godine.
Zračne zavjese su uređaji za lokalnu ventilaciju koji se mogu koristiti za smanjenje ili potpuno eliminaciju kretanja zračnih masa kroz otvor, čime se smanjuje njihovo štetno djelovanje na zdravlje ljudi.
Zračna zavjesa formira ravnu, strogo usmjerenu struju zraka, koja pomaže u izbjegavanju gubitka topline kroz otvorene otvore. Tako zračne zavjese doprinose povećanju udobnosti unutrašnje atmosfere.
Kako bi sistemi klimatizacije, ventilacije i grijanja u potpunosti obavljali svoje zadaće, održavajući potrebnu mikroklimu u prostoriji, potrebno je minimalizirati gubitke topline zaštitom omotača zgrade, što uključuje otvorene otvore vrata i prozora. Činjenica je da pri direktnom kontaktu okoline sa atmosferom prostorije neizbježno dolazi do razmjene topline, što značajno utiče na rad ventilacijskih i klimatizacijskih sistema, smanjujući efikasnost njihovog korištenja, a istovremeno povećavajući potrošnju energije. Time se narušava toplotna ravnoteža prostorije, kako u pojedinim termalnim zonama, tako i u cijelom klimatizovanom prostoru. Za ovaj proces odgovorni su otvoreni, slobodni ili redovno otvoreni prozori i vrata. Kroz otvor u prostoriju ulazi vanjski zrak koji ima nižu temperaturu nego unutar prostorije. Istovremeno, topli zrak prostorije izlazi kroz gornji dio otvorenog otvora.
Vazdušne zavese su najefikasniji način borbe protiv gubitka toplote. Uređaj za kontrolu klime montira se vodoravno iznad potrebnih otvora, ili okomito sa strane otvora. Ravna, usmjerena struja zraka pomaže da se vanjski i unutrašnji prostor podijeli na različite zone. Tako se zračna zavjesa pretvara u zračni paravan ili virtualna vrata, štiteći prostoriju od vanjskih utjecaja.
Pravilno odabrane i postavljene zavjese smanjuju gubitak topline u prostorijama i do 90%, sprječavajući promaju i snijeg zimi, kao i prašinu, puh i insekte ljeti. Zavjese s grijaćim elementima omogućavaju vam da nadoknadite gubitak topline i održite ugodnu temperaturu u zatvorenom prostoru tokom hladne sezone. Efikasnost zavesa je određena:
Brzina strujanja zraka po cijeloj visini štićenog otvora pri postavljanju zavjese iznad otvora ili po cijeloj širini otvora kada se postavlja sa strane;
Snaga grijanja dovodnog mlaza, koji kompenzira gubitak topline kroz otvoreni otvor.
Ove termalne zavjese biraju se prema visini i širini vrata, koja će biti zaštićena od hladnog zraka. Vjeruje se da su glavni parametri zavjese njena dužina i izlaz toplog zraka. Na primjer, dužina zračne zavjese trebala bi biti ista ili nešto veća od širine vrata, jer će samo u tom slučaju strujanje toplog zraka potpuno blokirati protok hladnog zraka, čime se štiti njegov prodor unutra.
Na primjer, u slučaju kada su vrata široka više od 3 metra, bolje je postaviti nekoliko toplinskih zavjesa. Treba imati na umu da što su vrata viša, to bi zavjesa trebala biti snažnija i proizvoditi više zraka. Preporučljivo je koristiti zavjese kapaciteta 300 m 3 /sat za zaštitu malih prozora kioska i kasa.
Vrlo je važno odabrati pravu vrstu zavjesa kako biste stvorili optimalnu efikasnost i udobnost. Vazdušna zavjesa sa malim protokom zraka ne prekida propuh u blizini poda. Previše snažna zavjesa postavljena iznad niskih vrata izaziva osjećaj nelagode kod ljudi ispod nje i stvara povećanu buku pri radu. Najbolji rezultat se postiže kada se pokrije čitava dužina vrata snažnim, stabilnim protokom zraka. Zavjese mogu biti sa ili bez dijela za grijanje zraka. Negrijane zavjese eliminiraju gubitak topline jednako efikasno kao i grijane zavjese, ali u nekim slučajevima treba uzeti u obzir da strujanje nezagrijanog zraka može uzrokovati osjećaj propuha. Dodatno grijanje zraka pruža ugodan osjećaj i zadovoljava potrebu za dodatnom toplinom postojećeg grijanja prostorije, te isušuje prostor uz ulazna vrata.
Potrebna dodatna toplota se utvrđuje na osnovu procene faktora da li je toplotna zavesa jedini izvor grejanja u prostoriji, razlike u temperaturama vazduha između zone hladnog i toplog vazduha i troškova.
Performanse zraka su glavni parametar svake zračne zavjese. Brzina strujanja zraka i, shodno tome, optimalna visina ugradnje zračne zavjese ovise o performansama. Na primjer, za zaštitu standardnih vrata širine 0,8-1,0 metara i visine 2,0-2,2 metra potrebna je zavjesa kapaciteta 700-900 m 3 / h. U ovom slučaju, brzina protoka vazduha na izlazu iz zavese biće 6-8 m/s, a na nivou poda - 1,5 - 2,0 m/s. Ako ugradite zavjesu manjeg kapaciteta, hladan zrak će prodrijeti kroz donji dio vrata, a željeni efekat termalne zavjese će se postići samo djelimično. Imajte na umu da ako postoji predsoblje, upotreba zavjese s niskim performansama može biti potpuno opravdana - dvostruka vrata stvaraju dodatnu prepreku hladnom zraku i omogućuju korištenje jeftinije zavjese.
Termo zavjese imaju dužinu od 600 do 2000 mm. Najviše se koriste uređaji dužine 800-1000 mm, dizajnirani za ugradnju iznad standardnih vrata. Dužina odabrane zavjese trebala bi biti jednaka ili malo veća od širine otvora, jer će je samo u tom slučaju protok zraka potpuno blokirati i spriječiti ulazak hladnog zraka unutra. Ako je otvor vrlo širok (više od 2 metra), nekoliko uređaja treba postaviti blizu jedan drugom.
Osim što odbija vanjski zrak, termalna zavjesa može zagrijati i zrak u prostoriji. Za približne proračune, može se pretpostaviti da je za grijanje 10 m2 negrijane prostorije, s visinom stropa od 2,8 - 3,0 m, potrebno 1 kW snage. Vjeruje se da zidovi i strop prostorije imaju dobru toplinsku izolaciju (glavna zgrada), jer je gotovo nemoguće zagrijati privremenu konstrukciju (gvozdena štala, hangar) - toplina će izlaziti kroz tanke zidove. Ako je zračna zavjesa namijenjena za ugradnju u dobro zagrijanu prostoriju, tada funkcija grijanja nije potrebna, a možete odabrati model s minimalnom snagom ili takozvanu zračnu zavjesu - bez funkcije grijanja. Imajte na umu da su zaštitna svojstva strujanja zraka određena samo brzinom zraka i ni na koji način nisu povezana s njegovom temperaturom, stoga je snaga zavjese dodatna, a ne glavna karakteristika.
Sve zavjese s funkcijom grijanja imaju jednu osobinu - na izlazu čak i vrlo moćne zavjese zrak će biti samo topao, a nikada vruć. To se objašnjava velikom brzinom puhanja grijaćih elemenata, pa se toplinska zavjesa ne može usporediti s toplinskim pištoljem ili grijačem ventilatora, gdje je brzina puhanja nekoliko puta manja, a temperatura zraka shodno tome viša.
Većina termalnih zavjesa je dizajnirana za horizontalnu ugradnju na vrh otvorenog otvora. Međutim, dešava se da je takva instalacija nemoguća ili nepraktična. U tim slučajevima koristi se vertikalna termička zavjesa koja se postavlja sa strane otvora. U skladu s tim, strujanje zraka iz vertikalne zavjese će biti usmjereno horizontalno. Visina (dužina) vertikalne zavese mora biti najmanje 3/4 visine štićenog otvora. Inače, vertikalna termička zavjesa se ne razlikuje od horizontalne.
Svaka termalna zavjesa ima najmanje dva prekidača - jedan uključuje ventilator, drugi uključuje grijaće elemente. Osim toga, neke zavjese imaju dvo- ili trostepene regulatore snage grijanja i dvobrzinske ventilatore. Upravljačka ploča može biti ugrađena ili daljinska (ožičena). Ugrađeni daljinski upravljači se koriste samo na malim zavjesama za standardne otvore vrata i prozora, inače će dugmad biti teško dostupna. Daljinske upravljačke ploče koriste se s poluindustrijskim i industrijskim zračnim zavjesama - takva kontrolna ploča može se postaviti na bilo koje prikladno mjesto.
Osim daljinskog upravljača, možete ugraditi termostat koji će isključiti grijaće elemente (ili cijelu zavjesu) kada se postigne zadana temperatura u prostoriji.
Pored modela sa električnim grijanjem, postoje zavjese sa vodoopskrbom - vodene termalne zavjese. Kao što samo ime govori, izvor topline u takvim zavjesama je topla voda iz sistema centralnog grijanja. Povećana složenost ugradnje vodenih zavjesa nadoknađena je niskim radnim troškovima i velikom snagom. Takve zavjese se obično koriste u industrijskim zgradama s velikim otvorenim otvorima.
Poglavlje 1 .
1.1. Pregled literature .
1.1.1. Opće informacije .
Metode za proračun zračnih zavjesa razvili su ruski naučnici od 1936. godine. U početku se proračun zračnih zavjesa zasnivao na određivanju putanje mlazne ose zračne zavjese; ovu metodu su poboljšali G. N. Abramovich, I. A. Shepelev, V. V. Baturin, S. E. Butakov. Sve ove metode nisu uzele u obzir karakteristike nepropusnosti zgrade. Osim toga, kriterij za svojstva vrata zavjese bio je uvjet presjeka ose mlaza zavjese s ravninom kapije na udaljenosti od izlaza iz proreza zavjese jednakoj širini otvora koji se blokira. Najrasprostranjenija metoda je za proračun zračnih zavjesa, u kojoj se protok zraka kroz zavjesu određuje uzimajući u obzir opterećenje vjetrom i stepen nepropusnosti štićene prostorije. Ova metoda je predstavljena u Priručniku za dizajnere, dio 3. Ventilacija i klimatizacija.
Dimenzije zračne zavjese su zasnovane na ravnoteži između protoka mlaznice i razlike tlaka u vratima. Postoje i neke činjenice koje se moraju uzeti u obzir, kao što su lokacija radnih stanica u odnosu na vrata, raspodjela prašine, dozvoljeni nivo buke, maksimalni protok i prostor za ugradnju. Tlak u otvorima ovisi o temperaturnoj razlici između unutarnjeg i vanjskog zraka, nepropusnosti omotača zgrade, te lokaciji i veličini puta propuštanja. Temperaturna razlika stvara raspodjelu pritiska duž cijele fasade zgrade.
Na prijedlog F.G. VTZ proskurs je počeo da se koristi u industriji uglja za suzbijanje prašine koja nastaje pri utovaru uglja u skipe. U praksi ventilacije počela su se koristiti zračna skloništa za lokalizaciju štetnih emisija iz procesne opreme (duhalice nad industrijskim kupatilima, zavjese na otvorima termalnih peći, u blizini sušara, itd.). Međutim, zračne zavjese se najčešće koriste za borbu protiv hladnog zraka koji zimi prodire kroz otvore kapija i vrata. Stoga je većina teorijskih i eksperimentalnih radova posvećena proučavanju ove vrste zavjesa.
Mlaz vazdušne zavese se razvija u poprečnom strujanju gasova ili vazduha. Razvoj mlaza u plutajućem toku dugo je privlačio pažnju istraživača. Tokovi ove vrste su nadaleko poznati u tehnici: razne zavjese, komore za sagorijevanje plinskih turbina, puhanje u pećima parnih kotlova, širenje dima iz cijevi, plinskih gorionika itd. Proučavanje svih ovih pojava zasniva se na teorijama strujanja mlaza - slobodnog potopljenog mlaza, izotermnih mlazova, strujanja vazduha koja se širi u plutajućem toku.
Najproučavaniji tip turbulentnog mlaza je slobodni, potopljeni mlaz. Trenutno je poznato nekoliko teorija slobodne turbulencije: Prandtlova teorija, Taylorova teorija, Prandtlova nova teorija, teorija Reicharda, Mattiolija i drugih autora. Na osnovu postojećih teorija slobodne turbulencije i uz njihovu pomoć, profesor G. N. Abramovich razvio je teoriju slobodnih mlaza.
E.I. Polyakov je sugerirao da početna turbulencija ne utječe na prirodu širenja slobodnog mlaza i otkrio je da se u glavnom dijelu opaža isti ugao širenja mlaza, bez obzira na dizajn mlaznice iz koje dolazi. Na prirodu promjene brzine slobodnog mlaza direktno utiče samo kinematički impuls mlaza, koji zavisi od oblika početnog profila polja brzine. Eksperimentalni podaci potvrdili su pretpostavku da apsolutne vrijednosti kinematičkih i energetskih karakteristika mlaza ovise samo o impulsu mlaza pri izlasku iz mlaznice. Ova pozicija je uzeta u obzir u novoj teoriji slobodnih turbulentnih mlazova G. N. Abramoviča i u radovima V. N. Talieva.
Rješenje mnogih problema ventilacije (grijanje zraka, aeracija, itd.) povezano je sa zakonima razvoja ne-izotermnih mlaza. Prvi pokušaj da se odredi putanja ne-izotermnog mlaza napravili su V.V.Baturin i I.A. Shepelev. Njihov rad je utvrdio da zakrivljenost neizotermnog mlaza zavisi od Arhimedovog kriterijuma. Za određivanje putanje ose mlaza korištena su kinematska rješenja. Kao rezultat grafičkog sabiranja vektora brzine protoka vjetra koji ulazi u kapiju i vektora prosječne brzine duž osi mlaza zračne zavjese, V.V.Baturin i I.A.
S. S. Syrkin i D. N. Lyakhovsky eksperimentalno su proučavali oblik struje zagrijanog zraka koja struji u zrak pri normalnoj temperaturi. Eksperimentalni rezultati dali su značajno odstupanje od teorijskog rješenja V.V.Baturina i I.A. Shepeleva.
G. N. Abramovič je, koristeći eksperimentalne podatke, razvio teorijsku metodu za izračunavanje oblika zakrivljenog mlaza za horizontalno otjecanje, kasnije je jednadžbu putanje mlaza u općenitijem obliku dao I. A. Shepelev. Zatim je I. A. Shepelev analitički dobio glavne izračunate zavisnosti za slobodne neizotermne mlazove različitih oblika: osimetričnih, ravnih i lepezastih. Teorija I. A. Shepeleva daje dobru konvergenciju za fontane, pri čemu se vrijednosti aksijalne brzine i viška temperature u nekim slučajevima značajno razlikuju od eksperimentalnih podataka.
Analitičke formule za izračunavanje putanje ne-izometrijskog mlaza također su dobili V.N. Taliev i V.S.
Teorijska i eksperimentalna istraživanja zračnih zavjesa mogu se podijeliti u dvije grupe:
· rad na kojem se proučava putanja vazdušne struje;
· radovi koji zavjesu smatraju prigušivačem koji smanjuje količinu zraka koji prolazi kroz otvor.
1.1.2. Vazdušni mlaznici u zanošenom toku
Interakcija mlaza sa plutajućim tokom je veoma složena. Kada se mlaz ulije u drift tok pod određenim uglom u odnosu na potonju, osa mlaza se pod uticajem strujanja zanaša savija u smjeru kretanja zraka. G.S. Shandorov je direktnim merenjima ustanovio da ispred mlaza gasa u plutajućem toku i u prednjem delu samog mlaza postoji zona povećane statički pritisak, a u stražnjem dijelu mlaza i iza mlaza nalazi se zona razrjeđivanja. Razlika u pritisku na obje strane mlaza je fizički razlog zakrivljenosti njegove putanje. Oblik poprečnog presjeka kružnog mlaza se deformiše pod djelovanjem plutajućeg toka i postaje potkovičast. To se objašnjava činjenicom da periferni slojevi mlaza, koji imaju malu brzinu i koji se intenzivno otpuhuju zrakom, imaju veću zakrivljenost putanje od glavne mase mlaza.
Priroda interakcije između mlaza i plutajućeg toka je takva da iza mlaza iu samom mlazu postoje sekundarna vrtložna strujanja. Kao rezultat toga, proces miješanja plina sa zrakom u takvom mlazu trebao bi se odvijati mnogo intenzivnije nego u mlazu koji teče u stacionarni medij. Međutim, na osnovu mjerenja u nekoliko normalnih presjeka mlaza, ustanovljeno je da se masa mlaza koji se razvija u poprečnom strujanju mijenja približno na isti način kao i masa slobodnog.
Trajektorije širenja mlaza u driftovom toku najpotpunije su proučavane u radovima Yu. Proučavao je putanje pojedinačnih okruglih, ravnih i pravougaonih mlazova u slobodnom poprečnom i ograničenom strujanju, kao i putanje okruglih i pravougaonih mlazova postavljenih u nizu u poprečnom ograničenom polju.
Za stvaranje ravnog mlaza, mlaznice širine 0,9; 2.7; 4,0 mm. Eksperimenti su izvedeni pri dvije vrijednosti odnosa apsolutne temperature T2/T1 = 1 i 2. U ovom slučaju, omjeri kinetičkih energija mlaza i plutajućeg strujanja varirali su u širokom rasponu od 400 do 12,5. Eksperimenti su izvedeni sa mlaznicama orijentisanim pod uglovima a=0° i a=30°. Dijagram razvoja mlaza prikazan je na sl. 1.1.
Rice. 1.1. Shema razvoja mlaza u poprečnom toku
Kao rezultat obrade eksperimentalnih podataka, Yu B. Ivanov je predložio jednačinu za izračunavanje ravnog mlaza u strujanju:
Gdje in about- pola širine mlaznice;
y je udaljenost od ose mlaznice koja je normalna na klizeći tok;
x je udaljenost od ose mlaznice u smjeru strujanja;
v, w o- brzina oticanja gasa i protoka;
p, p o- gustina gasa i drift flow;
A- koeficijent strukture mlaza;
q je hidrodinamički parametar jednak omjeru kinetičkih energija mlaza i strujanja.
Za osu mlaza, Yu. V. Ivanov je uzeo liniju koja povezuje tačke sa maksimalnim brzinama.
Godine 1965. S.E. Butakov i V.D. Stoler su postavili poseban eksperiment kako bi testirali pretpostavku koju su prihvatili mnogi autori o konstantnosti impulsa u poprečnim presjecima turbulentnih mlazova. Rezultati su pokazali da količina gibanja u mlazu koji teče iz okrugle rupe u drift tok ostaje konstantna, ali je uvijek manja nego u odsustvu pomaka, a što je manji to je veći kut nagiba mlaza prema strujanju. i brzinu drift flow.
I.B.Palatnik i D.Ž.Temirbaev izvršili su detaljnu studiju prostiranja osnosimetričnog vazdušnog mlaza u strujanju. U analitičkom rješenju, putanja mlaza se određuje pravljenjem ravnoteže sila na odabranom elementu mlaza. Konačna jednačina za putanju mlaza ima složen oblik i izračunata je numeričkom metodom. U radu je prikazano eksperimentalno proučavanje strukture strujanja, karakteristika ovog tipa mlaznog kretanja i obrazaca polja sila koje djeluju na mlaz, kako u izotermnim tako i u neizotermnim strujanjima. Za d= 20 mm, a = 90° i q = 0,17*0,04 Dobijena je sljedeća formula za putanju mlaza:
Autori rada su smatrali da je trajektorija mlaza geometrijski položaj tačaka koje su centri impulsa u svakom dijelu mlaza. Ovi eksperimenti su utvrdili da maseni protok u mlazu u plutajućem toku raste nekoliko puta brže nego u mlazu koji teče u stacionarni medij. Pouzdanost ovog rezultata potvrđuje i činjenica da su izvršena mjerenja pokazala konstantnost viška topline u različitim poprečnim presjecima mlaza. Pokazalo se da je nivo turbulencije u takvom mlazu znatno veći nego u slobodnom potopljenom mlazu i dostigao je 35% na mestu najveće zakrivljenosti putanje.
Bilo koji turbulentni mlaz koji teče blizu bilo koje površine biće pod uticajem ove površine. Ovaj fenomen, koji je u tehničkoj literaturi uključen pod nazivom „Coanda efekat“, igra važnu ulogu u proučavanju zakrivljenosti gasnih mlazova.
Prve pokušaje da se teorijski potkrijepi ovaj fenomen učinili su 1960. S. Burkwi i V. Newman. Proračun se zasnivao na sljedećim pretpostavkama: pritisak unutar zone cirkulacije je ravnomjerno raspoređen, središnja linija mlaza se savija duž kružnog luka poluprečnika R, širina mlaza je mala u odnosu na radijus R, raspodjela brzine u zakrivljenom mlazu javlja se po analogiji sa slobodnim mlazom, impuls u mlazu ostaje konstantan.
Kao rezultat toga, autori studije dobili su jednačinu za određivanje glavnih parametara mlaza koji se razvija u blizini ravne površine. Dakle, udaljenost duž ravnog mlaza do tačke podjele strujanja na direktan i reverzni je određena sljedećim odnosom:
Ugao nagiba mlaza pri susretu sa ravnom površinom:
Gdje je konstanta
G. N. Abramovich je dobio jednačinu za osu mlaza, zasnovanu na sabiranju vektora brzine strujanja sa vektorom prosječne brzine u datom dijelu mlaza.
Rad G. N. Ufimtseva i Zh B. Belotelova sveden je na određivanje zakrivljene ose mlaza koristeći teoriju V. V. Baturina i I. A. Shepeleva. Kasnije je I. A. Shepelev predložio novu metodu za proračun zavjesa, također zasnovanu na korištenju principa superponiranih tokova. U ovoj metodi, da bi se pronašla jednadžba putanje osovine, dodane su funkcije struje mlaza i drifting toka, a pretpostavljeno je da statički pritisak u mlazu ostaje konstantan. I. A. Shepelev je dobio formule koje se mogu koristiti za određivanje količine zraka koji ulazi u prostoriju pod djelovanjem zavjese. Međutim, gornja metoda rješenja vrijedi za idealne tekućine, tj. kada interakcija strujanja ne uzima u obzir uticaj viskoznosti vazduha. Stoga predloženi analitički izrazi imaju značajnu grešku u odnosu na eksperimentalne podatke.
Nakon toga, metode dinamičkog rješenja postale su široko rasprostranjene.
G. N. Abramovich je koristio shemu koju je predložio M. S. Volynsky, prema kojoj je zakrivljenost mlaza određena iz uvjeta uravnoteženja sile uzrokovane razlikom tlaka na prednjem i stražnjem zidu mlaza sa centrifugalnom silom. Uzimajući oblik mlaza u obliku elipse, a koeficijent širenja mlaza isti kao i pravougaoni mlaz, G. S. Abramovich je dobio sljedeću jednačinu za osu mlaza:
gdje: 
Cn je koeficijent sile koji ovisi o obliku krila.
On je predložio određivanje ose ravnog mlaza u zanošenom toku
izraz:
Eksperimentalne studije su pokazale da vrijednost koeficijenta otpora C P Kada struja vazduha struji oko mlaza, utiče razlika u statičkom pritisku oko mlaza.
Vakhlamov je dobio jednačinu za osu mlaza koristeći jednadžbu momenta tokom interakcije mlaza sa strujanjem u projekcijama na koordinatne ose. Iako su u procesu rješavanja napravljene prilično grube pretpostavke, teorijski podaci se dobro slažu s eksperimentalnim podacima za osnosimetrični mlaz.
T.A. Girshovich je teoretski uspio pronaći ne samo oblik ose ravnog mlaza, već i njegove granice i profil brzine u različitim poprečnim presjecima. Problem je riješen u krivolinijskom koordinatnom sistemu čija je osa apscisa poravnata sa osom mlaza, a osa ordinata je normalna na nju. U ovom koordinatnom sistemu zapisuju se jednačine graničnog sloja za zonu mešanja, uzimajući u obzir polje pritiska koje stvaraju centrifugalne sile i promenljiva brzina. Da bi se odredila vanjska granica mlaza (sa strane nadolazećeg toka), potonji se konvencionalno smatrao graničnom površinom struje koja se dobija dodavanjem nadolazećeg potencijalnog toka sa sistemom izvora koji se nalazi na liniji paralelnoj sa nadolazeći tok i prolazak kroz početak mlaza. Štaviše, distribucija izvora je odabrana iz dodatnog uslova da pritisak na granici slobodnog mlaza bude isti.
T. A. Girshovich je također izvršio eksperimentalno istraživanje glavnog i početnog odsjeka mlaza u drift strujanju. Prilikom proučavanja glavnog presjeka, razmatrali smo mlaz koji izlazi iz mlaznice širine 1,5 mm. i dužine 300 mm. Protok je stvoren pomoću aerotunela prečnika 44 mm. Poređenje teorijskog rješenja s eksperimentalnim T. A. Girshoviča pokazalo je da se osa mlaza, izračunata analitički, ne poklapa s eksperimentalnim podacima. Rad također predlaže teorijske zavisnosti za proračun mlaza ventilatora koji se razvija u prolaznom toku. Godine 1973. T. A. Girshovich je predložio da se pri proračunu parametara ravnog turbulentnog mlaza u drift strujanju uzme u obzir veličina vakuuma iza mlaza kao određena empirijska konstanta. Na osnovu eksperimentalnih podataka ustanovila je da je veličina vakuuma u plutajućem toku iza mlaza konstantna i jednaka:
E.V.Rzhevsky i V.A.Kosterin proveli su studiju širenja ventilatora i uparenih ravnih mlaza u poprečnom toku, na osnovu interakcije sila koje djeluju na elementarni dio mlaza. Eksperimentalno su potvrdili da oblik ose ventilatora i uparenih ravnih mlazova u drift flow zavisi od hidrodinamičkog parametra. Za ventilatorski mlaz na β = 90° i q = 14-65 dobijeno je:
Eksperimenti su pokazali da se ventilatorski mlaz skreće više od jednog ravnog.
N.I. Akatnov je predložio drugu metodu za teorijsko rješavanje problema razvoja okruglog turbulentnog mlaza u poprečnom toku. Pronašao je promjenu momenta koji nastaje pod djelovanjem otpora profila i otpora „odvoda“, a koji nastaje zbog činjenice da je konvencionalna granica mlaza propusna. Jednadžbe koje je dobio za os mlaza i raspodjela maksimalnih brzina duž osi mlaza daju zadovoljavajuće slaganje s Ivanovljevim eksperimentima.
Y. M. Wiesel i J. D. Mostinski, po analogiji s radom G. N. Abramoviča, u svojim analitičkim rješenjima razmatraju mlaz kao krilo na koje djeluje sila nadolazećeg strujanja. Autori su odredili oblik ose ravnog mlaza na osnovu količine otpora koju mlaz pruža strujanju:
Gdje; Cx je koeficijent otpora mlaza prema plutajućem toku.
Poređenje sa eksperimentalnim podacima pokazalo je da je pri Cx = 5 i β = P/2
odstupanje eksperimenata od teorijske krive dostiže ± 20% (slika 1.2). Takvo odstupanje je dobijeno i za okrugli mlaz u drift strujanju.
Rice. 1.2. Jet trajektorije.
I. A. Shepelev je pokušao odrediti oblik osi mlaza bez obzira na oblik ulaznog otvora, izračunavajući veličinu sila koje djeluju u smjeru koordinatnih osa. Povezao ih je sa rastojanjem dx i dy. Jednačina koju je dobio za osu mlaza koji izlazi iz otvora proizvoljnog oblika pod proizvoljnim uglom u odnosu na nosivi tok ima oblik:
gdje u, l - dimenzije mlaznice uzduž i popreko odnosnog toka (x osa je usmjerena prema drift flowu, z osa je vertikalno prema gore).
Koeficijent aerodinamičkog otpora mlaza WITH I. A. Shepelev preporučuje da se uzme jednako 5.
U radu N. M. Sokolove, posvećenom proučavanju vertikalnih vazdušnih fontana koje se šire u zanosu, koristi se shema rješenja I. A. Shepeleva. Da bi uspostavila vezu između sila koje djeluju na zračnu fontanu i pomaka, N. M. Sokolova je razmatrala jednadžbe zamaha sastavljene u projekcijama na koordinatne ose. Dobivene su opće formule koje određuju koordinate osi srušene kompaktne ravne zračne fontane.
Za naneseni izotermni mlaz koji teče iz rupe u obliku proreza, formula ima oblik:
gdje je: Kn – konstantni faktor;
Sličnu jednačinu su dobili i Ya M. Vizel, I, L. Mostinsky
Vrijednost numeričkog faktora Kn = 2,85.
G.S. Shandorov, uzimajući kao osnovu ravnotežni uslov između aerodinamičke sile koja savija mlaz i centrifugalne sile koja djeluje na mlazni element, izveo je jednačinu koja povezuje koordinate ose mlaza:
Njegovi eksperimenti sa mlazom koji se uliva u strujanje pod uglom od 60°, sa omjerom dinamičkog pritiska strujanja i mlaza q = 0,0403 - 0,4 i konstantom Cn = 4,7, pokazali su zadovoljavajuće slaganje sa jednacinom.
A. M. Epshtein je, koristeći teorijski razvoj G. N. Abramoviča, dobio jednačinu za osu nošenog ne-izotermnog mlaza:
gdje: P- eksperimentalna konstanta;
Ah - Arhimedov kriterijum.
I. V. Kalendaite i M. Ya Zalishauskas su dobili jednačinu za putanju ravnog slobodnog mlaza pri različitim pritiscima na obje strane:
gdje je: k - bezdimenzionalni koeficijent.
B. G. Khudenko je 1966. godine predložio metodu za izračunavanje deformacije osi dvostrukih ravno-paralelnih mlazova uzimajući u obzir razliku u statičkom pritisku u području približavanja.
Kao što je kod B.G. Khudenka pretpostavio da turbulentne pulsacije ne prodiru u prostor između mlaza, kretanje zraka u ovom području je potencijalno u prirodi i događa se bez gubitka ukupnog pritiska. Da bi analitički izrazio profil brzine, usvojio je formulu G. Schlichtinga. Koeficijent vakuuma između mlaznica izražen je za početni presek:
za glavno: područje:
gdje je: A2 teorijska konstanta;
ao - eksperimentalna konstanta;
- relativna udaljenost presjeka od pola mlaza.
Prema , vrijednosti preostalih konstanti mogu se uzeti kao φ1 = 0,981; φ2 = -2,04; A1=0,45; φgr = 2,412.
Koordinate ose zakrivljenog gasnog mlaza
Zanemaren je utjecaj izbacivanja zraka iz međumlaznog prostora i pretpostavljeno je da se ose miješajućih mlazova šire pravolinijsko. Povećanje statičkog pritiska u području miješanja mlaza nije uzeto u obzir u proračunima.
Godine 1968., K. Forster, A. K. Misro i D. G. Mitchell, prilikom proračuna mlaza koji prianja uz ravnu površinu, predložili su da se uzme u obzir utjecaj zone povećanog statičkog pritiska koji nastaje na mjestu sudara mlaza s površinom.
Za razliku od dobro poznatog rada, oni su predložili da se u jednadžbi impulsa zakrivljenog mlaza, u području njegovog približavanja površini, uzme u obzir prosječna vrijednost povećanog statičkog pritiska, umjesto vrijednosti atmosferskog pritisak.
Godine 1970. V. A. Arutyunov i Yu M. Perepelkin su, koristeći teorijska dostignuća, i primjenjujući G. Schlichting-ovu formulu za sloj konačne debljine, dobili jednačinu za dužinu sloja konačne debljine. zona cirkulacije nastala prianjanjem ravnog mlaza na površinu.
Početna > TutorialUređaj kroz koji zrak iz dovodnog zraka ulazi u prostoriju je razdjelnik zraka. Obrasci distribucije dovodnih mlaznica. Vazduh struji iz okrugle rupe prečnika d o u neograničeni prostor (slika 21, a). U najopštijem slučaju, rupa se zatvara posebnim mlaznicama: difuzorima, mrežama, rešetkama itd. Ako su temperature zraka koje izlazi iz otvora iu prostoru iste, tada se osa mlaznica neće savijati. Protok vazduha koji izlazi iz rupe je turbulentan. Stoga čestice imaju odgovarajuće brzine ne samo u smjeru ose mlaza, već iu poprečnom smjeru. Ovo objašnjava kretanje vazduha oko mlaza, širenje granica mlaza i usporavanje mlaza, tj. smanjenje brzine. Teško je odrediti granice mlaza, štaviše, za ne-izotermne mlaznice, dinamičke (brzine) i temperaturne granice se ne poklapaju. Stoga se za dinamičku granicu mlaza uzima dvostruko rastojanje od ose do tačke u kojoj je brzina jednaka polovini aksijalne brzine (slika 21, a). Razvoj mlaza karakterišu tri sekcije. Na mjestu formiranja, pojedinačni tokovi se spajaju u kontinuirani tok u ravnini okomitoj na smjer ispuštanja. Početni dio mlaza karakterizira konstantna brzina i temperatura duž ose mlaza, postepeno se formirajući u glavni dio. Taj dio mlaza unutar kojeg se brzine ne mijenjaju naziva se jezgro poprečnog presjeka. Ponašanje mlaza u glavnom dijelu je od najveće važnosti za proračun raspodjele zraka. Ovdje aksijalna brzina kontinuirano opada, a profili brzine u poprečnim presjecima su slični. Brzina u bilo kojoj tački mlaza određuje se ovisno o udaljenosti x od točke oslobađanja i udaljenosti y prema formuli:
gdje je w x brzina na osi mlaza; C = 0,082. Ako mlaz uđe u okolinu na drugoj temperaturi, onda je neizotermičan. Neizotermna priroda mlaza uzima se u obzir Arhimedovim kriterijumom (Ar):
, (102)
Gdje je β = 1/T in je koeficijent volumetrijskog širenja zraka, 1/K; g = 9,8 – ubrzanje gravitacije, m/s 2 ; d o - prečnik uređaja za distribuciju vazduha, m; w o – brzina izlaza vazduha, m/s; (t in – t p) – razlika radne temperature, °C. Kod Ar > 0,001, osa neizotermnog mlaza je primetno savijena; at
t p > t u mlazu „lebdi“ prema gore, na t p< t в струя, наоборот, опускается вниз. Изменение закономерностей движений приточных неизотермических струй по сравнению с изотермическими приводит к несколько иным закономерностям распределения температур в струе. Это учитывается коэффициентом неизотермичности струи К н в формулах:
; (103)
. (104)
gdje su w x i ∆t x brzina i višak temperature na osi mlaza na udaljenosti x od točke ispuštanja; m je koeficijent slabljenja brzine u glavnom presjeku; n je koeficijent slabljenja temperature, ovisno o izvedbi razdjelnika zraka. Zakrivljena os putanje ulaznog ne-izotermnog mlaza opisana je jednadžbom:
. (105)
Usisna lampa je opisana potpuno drugačijim zakonima. Uređaji za uklanjanje zraka su otvori za usisni i recirkulacijski zrak, opremljeni rešetkama i perforiranim pločama. Prilikom usisavanja, zrak sa svih strana ulazi u uređaj za uklanjanje zraka. Na sl. 21, b prikazuje linije jednakih brzina i strujne linije za usisni otvor. Obrasci strujanja zraka u ovom slučaju zavise od oblika rupe: za okruglu rupu, već na udaljenosti od jednog promjera, brzina zraka je samo 5% brzine u središtu rupe. Kako se udaljavate od uređaja, brzina zraka opada brže od brzine dovodnog mlaza. 
Upoređujući obrasce širenja najjednostavnijeg dovodnog mlaza i prirodu usisavanja, možemo zaključiti da se oni bitno razlikuju. Dovodni mlaznici su dugog dometa, odnosno mogu se širiti unutar značajnog dijela prostorije i na taj način određivati uslove života. Naprotiv, izduvna lampa se brzo "ugasi". Dakle, priroda kretanja vazdušnih tokova i efekat distribucije vazduha određuju prvenstveno dovodni mlaznici. Iz istog razloga, proračun se svodi, prije svega, na izbor uređaja za dovod zraka koji osiguravaju navedene uvjete u useljivom području prostorije. Klasifikacija dovodnih mlaznica. Postoje dovodni i izduvni mlaznici, poplavljeni i nepoplavljeni. Poplavljeni mlaznici se razlikuju po tome što ulaze u isti medij, na primjer, zrak u zrak. Mlaznice za ventilaciju su uvijek poplavljene. Prema geometrijskom obliku dovodni mlaznici mogu biti: kompaktni, ravni i lepezasti. Kompaktni mlaznici nastaju kada se zrak ispušta iz cilindričnih cijevi, okruglih, kvadratnih i pravokutnih otvora, otvorenih i zasjenjenih rešetkama, perforiranim limovima. Ravne mlaznice nastaju kada zrak struji iz proreznih kanala zračnih zavjesa, zračnih kanala, pravokutnih izduženih rupa, otvorenih i zasjenjenih rešetkama, perforiranim limovima. Fan mlaznice nastaju kada se vazduh distribuira kroz mlaznice sa ravnim diskom koji rotira mlaz za 90° i distribuira protok vazduha u svim pravcima. Metodom distribucije
mlaznice se razlikuju: besplatno, širi se bez promjene oblika i skučen koji imaju prepreku na svom putu od raznih objekata ili struktura ili drugih mlaznjaka. Zovu se mlazovi koji imaju istu temperaturu kao i okolina izotermni. Mlaznice sa temperaturom iznad ambijentalne − ne-izotermni, ili blago zagrijana. Osa takvog mlaza odstupa prema gore (mlaz lebdi prema gore). Mlaznice sa temperaturom ispod ambijentalne su takođe neizotermne ili blago ohlađene. Osa mlaza odstupa prema dolje (mlaz tone). Mlaznice puštene paralelno s bilo kojom površinom (obično plafonom) se zalijepe za nju, ali nakon određene udaljenosti odlijeću. Ovaj mlaz je 1,4 puta aktivniji od uobičajenog. Mlaznice mogu biti ravne i odvojive. Podni mlaznicišire se duž određene površine, na primjer stropa, a njihov raspon se povećava. Tehnika kao što je širenje mlaza koristi se, na primjer, za prostorije male visine, u prisustvu glatkog stropa, kako bi se produžio put kretanja zraka do radnog prostora. Mlaznice za razdvajanje, naprotiv, koriste se u prostorijama velike visine, kao iu prisustvu rebara poprečno na tok. Projekti uređaja za distribuciju zraka. Što se tiče dizajna, razdjelnici zraka i uređaji za uklanjanje zraka su vrlo raznoliki: rešetke, sjenila, mlaznice, perforirane ploče i zračni kanali, razne vrste mlaznica itd. Pogledajmo dizajn i princip rada najtipičnijih od njih. Podesiva dovodna rešetka (Sl. 22, a) se široko koristi u prostorijama na zidnoj strani, uglavnom u višesobnim administrativnim, javnim i medicinskim zgradama. Različite modifikacije rešetke opremljene su rotirajućim perjem 1, koje vam omogućavaju kontrolu smjera mlaza (horizontalno, usmjereno prema stropu ili donjoj zoni), odabir vrste mlaza, promjenu dometa mlaza i ujednačenost parametara u radnom području. Vodilice 2 pružaju izlaz zraka pod uglom u odnosu na ravninu rupe, blizu normalnog. Šipka 3, ugrađena u protok zraka, omogućava vam promjenu protoka dovodnog zraka. Različiti dizajni razdjelnika zraka dizajniranih za dovod zraka sa stropne strane nazivaju se stropni anemostati. Neki dizajni takvih uređaja prikazani su na Sl. 22, b, c, e, f. Svi oni stvaraju lepezaste (ravne ili odvojive) mlaznice. U takvim slučajevima dolazi do vrlo intenzivnog smanjenja brzine i viška temperature. To se objašnjava razvijenom površinom unutar koje dolazi do izbacivanja. Dvomlazni abažur (Sl. 22, b) omogućava da se dobije odvojivi mlaz ventilatora kada je disk 1 podignut, i ravni mlaz kada se spusti. Ispod diska, kada se vazduh dovodi kroz abažur, nastaje vakuum. Kako bi se stabilizirao način rada, u sredini diska postoji rupa kroz koju izlazi vrlo mali dio protoka. Ovaj vazduh izlazi ispod diska, gde nastaje vakuum. U moderniziranom dizajnu abažura, disk ima mnogo malih rupa, tj. perforacija. U ovom slučaju, pored mlaza ventilatora, u sredini se formira i asimetrični mlaz. Plafon sa više difuzora (slika 22, c) je projektovan tako da se stvara ugao prinudnog širenja protoka vazduha. Broj difuzora određuje broj kompletnih mlaznica ventilatora. Kombinovani dovodno-ispušni plafon (Sl. 22, d) se koristi kada se vazduh dovodi i uklanja kroz gornji tehnički sprat. Vazduh se dovodi u punim mlaznicama ventilatora. U sredini abažura zrak se uklanja iz prostorije. U takvom dizajnu važno je poduzeti mjere za eliminaciju protoka dovodnog toka u usisni otvor. Ovaj dizajn je postao široko rasprostranjen. Centrifugalni anemostat (slika 22, e) radi na sljedeći način. Dovodni vazduh se dovodi duž strelice 1. U turbinu 2 ulazi tangencijalno, tj. na tangenti. Stoga, zrak svojom energijom tjera turbinu 2 da se okreće. Istovremeno, vazduh iz prostorije se usisava na dnu. Na izlazu 3 dolazi do intenzivnog miješanja dovodnog i recirkulacijskog zraka. Stoga je čak iu niskim prostorijama moguće distribuirati zrak sa velikom razlikom radne temperature. Rotirajući razdjelnik zraka prikazan je na sl. 22, f Njegova razlika od svih prethodno razmatranih leži u pulsnoj prirodi formiranja mlaza. U tom slučaju se postiže najveće prigušivanje brzina i viška temperatura. Sam razdjelnik zraka rotira u odnosu na stacionarnu dovodnu cijev. Zrak, prolazeći kroz kanale formirane vodećim pregradama, izlazi u prostoriju. Kada zrak izlazi, javlja se par sila, što uzrokuje rotaciju pokretnog dijela razdjelnika zraka. U ovom slučaju, zrak se dovodi impulsno u odvojenim dijelovima u istom fiksnom smjeru. Ovo osigurava vrlo brzo prigušivanje parametara. 
Šeme ventilacije prostorija uzeti u obzir mjesto uklanjanja dovodnog i odvodnog zraka. Postoje takve sheme kao što su "odozgo prema dolje", "nadopunjavanje", "odozdo prema gore" i druge. Za prostorije visoke visine (više od 8 m) koristi se dovod u srednju zonu. Svaku shemu karakterizira jedinstvena cirkulacija zraka. Kao rezultat, svaki put se formira određena veza između karakterističnih temperatura zraka. Za prostoriju su karakteristične tri temperature: temperatura vazduha u radnom prostoru t in (obično podešena); temperatura dovodnog vazduha t P. (obično se određuje grafički pomoću I-d dijagrama); temperatura izduvnog vazduha tu. Proračun distribucije zraka proizvedeno sledećim redosledom:
- analizira dizajn i planske karakteristike prostorija i smještaja opreme; saznajte mogućnost dovoda svježeg zraka sa stropne strane (ako postoji gornji kat) ili sa zidova; odaberite shemu ventilacije za sobu: "dopuna" i druge. odabir tipa i dizajna razdjelnika zraka u zavisnosti od zahtjeva za preciznošću održavanja parametara (zidna rešetka, stropni anemostat, perforirani panel). za odabrani dizajn određuju se vrijednosti koeficijenata m i n, K n uključenih u formule (103) i (104); pomoću formule (104) odrediti d o - karakterističnu veličinu razdjelnika zraka i pomoću formule (103) - brzinu u opasnoj tački w x. Rezultirajuća brzina se uspoređuje s dopuštenom brzinom iz higijenskih razloga.
BIBLIOGRAFIJA
1. Averkin A.G. Primjeri i zadaci za predmet “Klima i hlađenje”: Vodič za učenje. – Penza: PGASA, 2002. – 116 str. 2. Ananyev V.A., Balueva L.N., Galperin A.D. itd. Sistemi ventilacije i klimatizacije. Teorija i praksa: Udžbenik. – M.: “Euroklima”, izdavačka kuća “Arina”, 2000 – 416 str. 3. Bražnikov A.M., Malova N.D. Klimatizacija u preduzećima mesne i mlečne industrije. – M.: Prehrambena industrija, 1979. – 265 str. 4. Malova N.D. Sistemi ventilacije i klimatizacije. Smjernice za projektovanje postrojenja za preradu hrane. – M.: TermoKul, 2005. – 304 str. 5. Krasnov Yu.S., Borisoglebskaya A.P., Antipov A.V. Sistemi ventilacije i klimatizacije. Preporuke za projektovanje, ispitivanje i puštanje u rad. – M.: TermoKul, 2004. – 373 str. 6. Svistunov V.M., Pušnjakov N.K. Grejanje, ventilacija i klimatizacija agroindustrijskog kompleksa i stambeno-komunalnih usluga: Udžbenik za univerzitete. – Sankt Peterburg: Politehnika, 2001. – 423 str. 7. Sotnikov A.G. Termodinamički principi tretmana zraka. Bilješke sa predavanja: Za 2 sata - Lenjingrad: LTIKhP, 1977, - 136 str. 8. Građevinski zakoni i propisi. Grijanje, ventilacija i klimatizacija. SNiP 41-01-2003 - M.: Izdavačka kuća CNTI, 2004. 9. Građevinske norme i pravila. Građevinska klimatologija. SNiP 23-01-99 – M.: Izdavačka kuća TSNTI, 2000. 10. Građevinski kodovi i propisi. Građevinsko grijanje. SNiP II-3-79* - M.: Izdavačka kuća TSNTI, 1998. 11. Tehnička termodinamika: Udžbenik za univerzitete / Ed. IN AND. Krutova – 2. izd., prerađeno. – M.: Više. škola, 1981. – 439 str. 12. Cvetkov Yu.N. Burtsev S.I. Klima uređaj: Uputstvo. – L. LTIHP, 1986. – 81 str. 13. Yavnel B.K. Predmetno i diplomsko projektovanje rashladnih uređaja i sistema klimatizacije. – 3. izd., prerađeno. – M.: Agropromizdat, 1989. – 223 str.PRIMJENA
Zadatak za samostalan rad
Svi proračuni se vrše i za tople i za hladne periode godine. Referentni podaci dati su u literaturi i SNiP-u. Prihvatite podatke koji nedostaju sami.
- Početni podaci.
Izračunati dozvoljeni ili optimalni parametri zraka u radnom području klimatiziranih prostorija odabiru se ovisno o periodu godine i prirodi rada ljudi u prostoriji. Izračunati parametri vanjskog zraka prema parametrima „B“ dati su u Tabeli 1 Priloga. - Balans toplote i vlage u klimatizovanoj prostoriji.
Q = ∑k i F i (t n – A t /2 – t in),
gdje je A t amplituda dnevnih temperaturnih fluktuacija, ºS (dato u Tabeli 1. Dodatka). Prilikom izračunavanja treba imati na umu da su koeficijenti prijenosa topline prozorskih otvora i zidova različiti. Koeficijenti prolaza toplote, toplotna provodljivost i toplotni otpori potrebni za određivanje koeficijenta prenosa toplote dati su u SNiP-u, kao iu tabeli 3 Dodatka. Nakon utvrđivanja dotoka toplote i vlage određuju se karakteristike toplote i vlažnosti klimatizovane prostorije u letnjem i zimskom periodu. Na I-d dijagramu vlažnog zraka konstruirani su procesni zraci pomoću izračunatih vrijednosti ε t i ε x.
- Proračun SCR produktivnosti.
- Prema higijenskim zahtjevima (L n). Za asimilaciju toplote i vlage tokom toplih i hladnih perioda godine. Opravdajte izbor radne temperaturne razlike. Napraviti tabelu u kojoj treba navesti sve termodinamičke parametre vlažnog zraka u radnom prostoru i dovodnog zraka. Izračunajte količinu dovodnog zraka. Puni kapacitet SCR (L pod) se određuje sa marginom od 10...15%. Na osnovu količine zraka koji se obrađuje, odaberite centralni klima uređaj. Recirkulacija vazduha će biti: L p = L pod – L nisko.
- Tretman zraka u centralnom klima uređaju.
- Na I-d dijagramu oslikajte sheme tretmana zraka za toplo i hladno razdoblje godine (na posebnim listovima). Iscrtajte tačke koje karakterišu parametre spoljašnjeg i unutrašnjeg vazduha. Konstruisati procesne zrake. Prikaži tačke koje karakterišu parametre dovodnog vazduha. Nacrtajte dijagram SCV-a. Odredite toplinsko opterećenje grijača zraka, hladnjaka zraka, potrošnju vode za ovlaživanje i odvlaživanje zraka.
Tabela 1
Parametri vanjskog zraka (parametri "B")
| Poslednja cifra šifre | Geogr. geografska širina | Sezona | Temperatura, ºS | Specifična entalpija, kJ/kg | Amplituda dnevnih fluktuacija, |
|
| Arkhangelsk | toplo hladno | |||||
| Ekaterinburg | toplo hladno | |||||
| Irkutsk | toplo hladno | |||||
| Kemerovo | toplo hladno | |||||
| Moskva | toplo hladno | |||||
| Novosibirsk | toplo hladno | |||||
| Omsk | toplo hladno | |||||
| Sankt Peterburg | toplo hladno | |||||
| Ufa | toplo hladno | |||||
| Yakutsk | toplo hladno |
tabela 2
Građevinske karakteristike
| Pretposljednja cifra koda | Zastakljivanje zidova, % | elektromotor, kW | Tehnolog. vlaga, kg/h | Zidna orijentacija I |
||||||||||
| Admin. zgrada | ||||||||||||||
| Koncert. hall | ||||||||||||||
Nastavak tabele 2
| Punionica mleka | ||||||||||||||
Tabela 3
| Koeficijent prijenos topline α, W/(m 2 ∙K) | Unutrašnja površina ogradnih konstrukcija (zidovi, podovi, glatki plafoni) | |
| Vanjska površina ogradnih konstrukcija (vanjski zidovi) | ||
| Vanjska površina etaža iznad negrijanog tehničkog podzemlja | ||
| Vanjska površina potkrovlja | ||
| Koeficijent toplotna provodljivost λ, W/(m∙K) | Zidanje od pune obične glinene opeke na cementno-pješčanom malteru (δ = 640 mm) | |
| Zidanje od pune keramičke šuplje opeke na cementno-pješčanom malteru (δ = 640 mm) | ||
| Cementno-pješčani malter (δ = 15 mm) | ||
| Armirani beton (δ = 200 mm) | ||
| Šljunak od ekspandirane gline (nasipanje) (δ = 200…300 mm) | ||
| Smanjena otpornost na prijenos topline prozora R cca, m 2 ∙K/W | Dvostruko staklo sa drvenim okvirima | |
| Dvoslojni dvoslojni prozori u drvenim okvirima | ||
| Dvoslojni dvoslojni prozori u metalnim okvirima | ||
| Dvostruko zastakljivanje vitrina u metalnim okvirima |
1. OPĆI PODACI O KLIMA UREĐAJU 52. SVOJSTVA VLAŽNOG ZRAKA 92.1. Termodinamički parametri vlažnog zraka 92.2. I-d dijagram vlažan vazduh 132.3. Procesi promjene toplotnog i vlažnog stanja zraka 152.4. Mešanje vazduha sa različitim parametrima 192.5. Procesi toplotne i vlažne obrade vazduha u kontaktu sa vodom 203. DIZAJNSKI PARAMETRI VANJSKOG
I UNUTRAŠNJI VAZDUH 223.1 Projektni parametri vanjskog zraka 223.2. Projektni parametri unutrašnjeg vazduha 254. TOPLOTNO I VLAŽNO OPTEREĆENJE PROSTORIJA
I ODREĐIVANJE PRODUKTIVNOSTI SCR 274.1. Određivanje dotoka toplote 284.2. Određivanje dotoka vlage 324.3. Određivanje performansi SKV 345. ŠEMA ZA OBRADU ZRAKA U SISTEMA
KLIMA UREĐAJ 385.1. Šeme za tretman zraka u direktnom SCR 405.2. SCR šeme sa unutrašnjom recirkulacijom vazduha 446. TOPLOTNA I VLAŽNA OBRADA ZRAKA U KLIMA SISTEMA 486.1. Uređaji tipa kontakta. 486.2. Površinski izmjenjivači topline 576.3. Parni ovlaživači zraka 626.4. Odvlaživanje vazduha čvrstim i tečnim sorbentima 647. ČIŠĆENJE DOVODNOG ZRAKA U SISTEMA
KLIMA UREĐAJ 688. MJERE SMANJENJA BUKE 719. DISTRIBUCIJA ZRAKA U KLIMA UREĐAJU
UNUTRAŠNJI 73 REFERENCE 81
EDUCATIONAL EDITION
Rashchepkin Aleksandar Nikolajevič, Arkhipova Ljudmila Mihajlovna
Osnovna teorija klimatizacije
Tutorial
Za studente
Glava od strane uredništva I.N. Zhurina
Urednik E.V. Makarenko
Tehnički urednik T.V. Vasiljeva
Umetnički urednik L.P. Tokarev
LR br. 020524 od 02.06.97
Potpisano za štampu Format 60x84 1/16
Papir za štampanje. SlušaliceTimes
Akademik-ed.l. .Circulation
Narudžba br.
Originalni prijelom izrađen je u uredničko-izdavačkom odjelu
650056, Kemerovo, bul
PLD br. 44-0910.10.99.
Štampano u laboratoriji za umnožavanje
Kemerovski tehnološki institut za prehrambenu industriju
650010, Kemerovo, ul. Krasnoarmeyskaya.52Bilješke sa predavanja za studente svih oblika studija specijalnosti 261201 "Tehnologija i dizajn proizvodnje ambalaže"
AbstractSadrži kurs predavanja za izučavanje discipline Tehnologija ambalaže; informacije o glavnim funkcijama ambalaže i njihovom odnosu sa skupom zahtjeva za kontejnere i ambalažu; ocrtava principe i metode za konstruisanje efektivnih tehnoloških
Metodički priručnik za studente krivičnog prava svih oblika studija, specijalnost 030501 “Pravoslovlje”
Nastavno-metodički priručnikTri nivoa pripreme studenta prava za sertifikaciju. Autor-sastavljač: kandidat pravnih nauka, vanredni profesor A.V. Staro godinu dana. Metodički priručnik za izradu, izvođenje i odbranu pisanih samostalnih radova studenata: sažetak,
Obrazovno-metodološki kompleks za studente finansijskih, pravnih i socio-ekonomskih fakulteta redovnih i vanrednih studija Ufa-2008.
Trening i metodološki kompleksNastavno-metodološki kompleks sadrži preporuke za izučavanje discipline „Društveno partnerstvo“, strukturu predmeta, tematske planove predavanja i seminara, metodičke preporuke za ispunjavanje testova, materijale
Uputstvo za izradu diplomskog rada za studente svih oblika studija na specijalnosti 080102. 65 (060600)
SmjerniceSvjetska ekonomija. Smjernice za implementaciju teza za studente svih oblika studija specijalnosti 080102.65 (060600) “Svjetska ekonomija”.
Uputstvo br. 03/10 o organizaciji diplomskog dizajna za studente svih oblika obrazovanja specijalnost 080502/8 „Ekonomija i menadžment preduzeća (turistički i hotelijerski menadžment)”
SmjerniceSmjernice za organizovanje diplomskog dizajna za studente svih oblika studija na specijalnosti 080502/8 „Ekonomija i menadžment preduzeća (turistički i hotelijerski menadžment)” sačinjene su na osnovu zahtjeva države.
