Балансовый расчет общеобменной вентиляции
При произвольном расположении приточных и вытяжных проемов целесообразно ограничиться однозонной балансовой моделью.
Рассмотрим помещение, в котором все технологическое оборудование аспирируется с эффективностью h а <1.
Это означает, что интенсивность поступления пыли в помещение равна
(3.1)
где G0 – интенсивность технологического пылевыделения, мг/с. Предположим, что в помещении также установлена система вакуумной пылеуборки поверхностей, эффективность которой равна h пу . Тогда интенсивность поверхностного пыления можно выразить так:
, (3.2)
где S – площадь поверхности осаждения пыли, gs – плотность интенсивности поверхностного пыления, мг/м2с. Взвешенная в воздухе пыль осаждается с интенсивностью
(3.3)
где C – средняя концентрация пыли в помещении, мг/м3; Vs – средняя скорость осаждения взвешенной пыли, м/с.
Предположим, что воздух в помещение может поступать естественным и механическим способом, а удаляться – естественным образом и с помощью аспирации. Соответствующие объемные расходы обозначим L П, L М, L В и L а, м3/с.
Влиянием вакуумной пылеуборки на воздухообмен помещения будем пренебрегать. Тогда уравнения баланса массы пыли и вентиляционного воздуха можно записать в виде:
|
|
|
(3.4)
(3.5)
где 
, 
, 
, 
- массовые расходы воздуха, r Н, r М, r - плотности наружного, подаваемого механическим способом и находящегося в помещении воздуха.
Из уравнения (3.4) следует выражение для средней концентрации пыли в помещении:
(3.6)
Входящие в формулу (3.6) параметры G и S определяются экспериментально, величина Vs находится расчетным путем. Рассмотрим сначала определение величины естественного воздухообмена помещения, т.е. параметров L п и L в и связанных с ними величин G п и G в.
Естественное движение воздуха в помещении (аэрационный воздухообмен) происходит под действием разности давлений снаружи и внутри помещения, обусловленной разностью температур, а значит и плотностей наружного и внутреннего воздуха:
(3.7)
g = 9.81 м/с2 – ускорение силы тяжести; Ha – разность уровней верхних (вытяжных) и нижних (приточных) проемов; r н , r - плотности наружного и внутреннего воздуха; Pp – располагаемое давление. Если специальных аэрационных проемов в помещении нет, то в качестве Ha в первом приближении можно взять высоту помещения H.
|
|
|
При нормальном атмосферном давлении (P = 101325 Па) зависимость плотности воздуха от его температуры t выражается формулой
(3.8)
Массовые расходы воздуха через приточные G п и вытяжные G в проемы выражается с помощью формул:
(3.9)
(3.10)
где F п, F в – площади приточных и вытяжных проемов; m п = 0.65 и m в = 0.45 – коэффициенты расходов приточных и вытяжных проемов соответственно; P0 – избыточное статическое давление в помещении.
Помещение представляет собой открытую (проточную) термодинамическую систему, поэтому передаваемое воздуху количество теплоты DQ расходуется не только на изменение его внутренней энергии DU , но и на его расширение [72]:
|
|
|
где G – массовый расход воздуха, DT – изменение его абсолютной температуры, R = 8314 Дж/кмольК – универсальная газовая постоянная, M = 29 кг/кмоль, молярная масса воздуха, Cp = 1005 Дж/кгК – удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении.
Система уравнений, описывающая воздухообмен производственного помещения, включает в себя уравнения (3.9 и 3.10) для естественного притока и вытяжки, уравнение баланса массы вентиляционного воздуха (3.5), а также уравнение теплового баланса:
(3.11)
где T н, T м, T – абсолютные температуры: наружная, в помещении и воздуха, подаваемого в помещение механическим путем, DQ – теплоизбытки производственного помещения, т.е. разность между количеством теплоты, выделяемым в помещении и теряемым через ограждающие конструкции и пол.
Подставив уравнение сохранения массы воздуха (3.5) в уравнение теплового баланса (3.11), после преобразований найдем выражение для производительности механического притока:
(3.12)
Вычитая соотношение (3.9) из (3.10) с помощью уравнения (3.5) получим:
(3.13)
Возводя обе части уравнения (3.9) в квадрат, найдем выражение для избыточного статического давления P0:
|
|
|
(3.14)
Подставив в уравнение (3.13) выражения (3.12) и (3.14), получим уравнение для определения G п:
(3.15)
Заметим, что T м - T н = t м - t н , T м - T = t м – t .
Уравнение (3.15) после преобразований приводится к виду
(3.16)
где 
(3.17)
(3.18)
(3.19)
Решение уравнения (3.16) имеет вид:
(3.20)
Зная производительность естественного притока G п, по формуле (3.14) определяем избыточное давление P0, а затем по формуле (3.12) находим производительность механического притока G м. Расчет воздухообмена производственного помещения должен вестись отдельно для холодного и теплого периодов года.
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 225; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!