A levegő mozgása szellőző helyiségekben
Konvektív hő, gőzök, gázok, porok, amelyek felszabadultak a helyiségben, a fúvókák mozgásával terjednek el. A fúvókák egymással való kölcsönhatásának, valamint a helyiségben lévő épületszerkezeteknek és berendezéseknek köszönhetően kialakulnak a káros kibocsátások hőmérséklete, sebessége és koncentrációs területei [4, 5, 6].
A sugárirányú véges keresztirányú irányú áramlás.
A sugárhatárokat az a tény határozza meg, hogy a levegő sebessége nulla. A helyiségben a fúvókák a szellőzőnyílásokból, a kerítések lazaságából, berendezésekből, a mechanizmusok mozgása miatt áramolnak. A konvektív (termikus) fúvókák fűtött felületeken fordulnak elő.
Az aerodinamikában alkalmazott osztályozás szerint a légsugarak az elárasztottakra utalnak, mivel homogén közegbe áramlik.
Amikor a sugárnyaláb 1: 3-nál kisebb arányban hagyja el a lyukat, a sugár ellipszoidra, majd kerekre alakul át. A lyuk aránya 1: 1-nél nagyobb, a sugár síknak tekinthető. A forma kialakulásának helyétől nagy távolságban tengelymetrikus lehet.
Vannak fúvókák szabadok és nem szabadok (szűkösek), turbulens és lamináris, izotermikus és nem izotermikusak.
Az ingyenes sugár nem akadályozza a fejlődését bármilyen akadály, a szabadság korlátozott. A padló (félig körülírt) áramlás a kerítés felszínén alakul ki.
A tápfúvókák laza állapotban vannak, amíg a keresztmetszetük a helyiség keresztmetszetének kb. 25% -át eléri. Ezt követően a jet kezd megnyilvánulni tömítettség: gyorsabb csepp, csökkentett mértékű növekedése a keresztmetszeti terület és a levegő áramlási sebessége, stb Amikor a jet körülbelül 40% -a a keresztmetszeti területek, van annak csillapítása ...
Lamináris és turbulens fúvókák eltérnek az áramlási rendszerben. Egy lamináris sugárban az egyes folyamok párhuzamosan mozognak. A turbulens sugárban van egy keresztirányú mozgás és a levegő keverése. Szellőztető és légkondicionáló rendszerekben a fúvókák szinte mindig viharosak.
Izotermikus sugár - a sugár hőmérséklete megegyezik a környezeti levegő hőmérsékletével. Az izotermikus fúvókák egyenes vonalú pályákkal rendelkeznek.
Ha a sugárhőmérséklet különbözik a környezeti levegő hőmérsékletétől, akkor az ilyen sugárhajtást nem izotermikusnak nevezik. Mivel a levegő sűrűsége ebben a sugárban különbözik a környezeti levegő sűrűségétől, a gravitációs erők hatására a sugár pályája hajlik. A fűtött sugár felfelé hajlik, a hidegebb lefelé.
A nem-izotermikus fúvókák között megkülönböztethetők a gyengén nem-izotermikus fúvókák, amelyekben a gravitációs fúvókák hatása elhanyagolható. Ez a helyzet a különbözõ sugárhõmérséklet és a környezeti levegõ többfokozatú különbségével.
A szabad izoterm turbulens sugárnak az ábrája a 3. ábrán látható. 2.4. A sugár egyenletes sebességgel jön ki az 1 fúvókából. A jetban
Ábra. 2.4. Szabad izoterm turbulens sugár tervezése.
A levegő tengelyirányú transzlációs mozgása mellett keresztirányú mozgás lép fel, amelyet a sugár levegőjének a környező levegővel történő összekeverése kísér. Ennek eredményeképpen a sugár tömege a mozgása mentén növekszik. A sugárban kiválaszthatja a 2-es adatfolyam magját - ebben a régióban a kezdeti lejárati paraméterek megmaradnak. A sugárban a 4 első szakasz és az 5 fő szakasz különböztethető meg, közöttük a 4 átmeneti keresztmetszet. A 0 sugár külső határainak metszéspontja a sugár pólusa.
A sugár sugárirányú oldalirányú kiterjedésének szöge a kezdeti szakaszon bizonyos mértékig függ az áramlási viszonyoktól (a fúvóka alakja és a sugár kezdeti turbulenciája). A fő szakaszban a sugár sugárzási szöge, e körülményektől függetlenül, 12 ° 25 '.
Leginkább kerek és lapos fúvókák iránt érdeklődnek majd, amelyek a kerek és a réses fúvókákból áramlanak. Ezek a fúvókák a szellőztetési gyakorlatban dominánsak.
A táblázatban. A 2.1. Képlet biztosítja a fúvókák paramétereinek meghatározását a kezdeti és a fő szakaszokban. Az adatok dimenzió nélküli formában kerülnek bemutatásra. A következő jelölések alkalmazandók: kör keresztmetszetű sugárhoz
ahol R a fúvóka kör alakú nyílásának sugara; egy repülőgép sugárhoz
ahol b0 a rés alakú nyílás félszélessége. Szokásos is:
ahol v0 a sugár sebessége, m / s;
L - térfogatáramú levegőáramlás, m 3 / h; L0 - a levegő térfogatáramlása lejáratkor, m 3 / h; # 916; t0 - a sugár túlzott hőmérséklete a fúvóka kimenetén, ° C; # 916; tcp az átlagos túlmelegedés a sugárban (áramlási sebesség), ° C. Ebben az esetben,
ahol tx a sugár tengelyén a hőmérséklet, ° C;
t0 a sugárhőmérséklet lejárata után, ° C;
toc - környezeti hőmérséklet, ° С. Konvektív (termikus) fúvókák. Fűtött felületeken - vízszintes és függőleges - konvektív fúvókák jelennek meg. A fűtött felület hője a szomszédos területre kerül
A függőlegességek a légsugaras paraméterek meghatározásához
A levegő, amely egyre kevésbé sűrűvé válik, felemelkedik, és a környező hideg, sűrűbb levegő eltávozik. Ez olyan konvektív áramlást hoz létre, amely a hőforrás egy részét átirányítja a forrásból.
Tekintsünk egy konvektív sugárat, amely egy fűtött dH átmérőjű lemez fölé emelkedik. vízszintes síkban (2.5. ábra). A konvektív sugár három részre oszlik. Az I. szakaszban konvektív áramlás alakul ki, a II. Szakaszban felgyorsult áramlás szűkülésével és az ún.
Táblázat. 2.1 (folytatás) A légsugaras paraméterek meghatározásának függvényei
nyak - a sugár legszűkebb része. A III. Szakasz a legfontosabb. Ebben a részben a környezeti levegő keverése miatt a sugár kibővül. A hősugár paramétereit a (2.1) - (2.4) képletek határozzák meg, a nyak jellemzői alapján.
A fáklya sugara valamivel nagyobb. Ez a 3. ábrán látható. 2.7, b, ahol egy perem alakú nyílású lyuk abszorpciós spektruma látható.
Ábra. 2.7. A szívósebességek spektruma a kerek lyuknál: a - karima nélkül, b - karimával.
Az abszorpciós spektrumokat jellemző függőségeket a helyi szinkronok kialakításánál használjuk.
A befúvásos légáramlások jelentős tartományban vannak, a nagy levegőmennyiségek általános mozgásában járnak a helyiségben, és a fő tényező a levegő térbeli mozgásának természetét meghatározó tényező. Azonban a kipufogónyílások korlátozott tartományának ellenére, a helyiségben lévő helyiségnek bizonyos hatása van a légáramlások mozgására is. Ebben az összefüggésben a kínálat és a kipufogónyílások viszonylagos helymeghatározásának hatása a helyiségben jelentős érdeklődéssel bír. A vizsgálatokat izotermikus körülmények között végeztük. A kapott adatokat gyakorlati célokra lehet felhasználni [5].
Tekintsük a helyiség levegőmozgásának rendjét, amikor a be- és kipufogónyílások ellentétes kerítésekben találhatók, vagyis egymás ellen (2.8. Ábra). Első pillantásra sikeresnek tűnik a beáramlás és a kipufogórendszer ilyen elrendezése: a bejövő levegő, amely áthalad az egész teremben, megegyezik a káros kibocsátásokkal és eltávolítja.
Ábra. 2.8. Az ellátó sugár és az abszorpciós spektrum közötti kölcsönhatás sémája.
A valóságban azonban a helyzet más. A levegőbemenetből való kilépéskor folyamatosan növekszik a levegő mennyisége a befúvott légáramban, és a helyiségben zárt keringés jön létre, amint az az ábrán látható. A kipufogónyíláson keresztül csak a beáramlási térfogat 10-15% -a kerül eltávolításra, és a levegő többi része fordított áramot hoz létre a sugár kezdetére. Az 1. ábrán. A 2.9. Ábra mutatja be a helyiségben a levegő mozgásának a rendszert, amelyet modelleken végzett kísérletek eredményeként nyertek. "A" séma: kipufogó - a végfalon lévő lyukon keresztül, a beáramlás - a nyíláson át, egyenlő terület a szemben lévő falhoz. A nyitott nyílás közelében lévő éleknél a sugár valamilyen elakadása megtörténik, és kis vortexek képződnek.
Ábra. 2.9. A légmozgás diagramjai szellőző helyiségekben.
Amint a kipufogónyílásba költözik, az áramlás egyenetlen, és kis örvényzónák jönnek létre a sarkokban. Ez az egyetlen olyan rendszer, amelyben nincs visszirányú légáramlás. A légcsere egyéb rendszereivel a keringő levegő áramlások jönnek létre. A legmegfelelőbb rendszer a "és" rendszer. Itt a bemeneti és kimeneti nyílások egy végfalon helyezkednek el. A levegő teljes áramlása fordul a kipufogónyíláshoz. A "k" séma nagymértékben mutatja a levegő mozgásának jellegét. Az ellenséges sugár, amely nem éri el a másik falat, szétesik, két keringő gyűrűt hoznak létre a szobában.
Amint már említettük, a légáramlási mintákat a helyiségben izotermikus körülmények között kapjuk meg. Sok esetben a káros anyagok eloszlását a helyiségben jelentősen befolyásolja a konvektív áramok.
A helyiségben zajló légcsere megszervezésében a fő feladata a levegő ellátásának és eltávolításának kiválasztása. Ha a légiközlekedés megszervezésének döntése sikertelen, a helyiségben magas koncentrációjú káros anyagokat tartalmazó stagnáló területek keletkeznek, nehézségek merülnek fel a munkahelyi szükséges levegő paraméterek biztosításával. A légcsere optimális szervezéséhez számos tényezőt figyelembe kell venni: a helyiség technológiai és építési jellemzői, a káros kibocsátások típusa és intenzitása, a munkahelyek elhelyezkedése, a gazdasági megfontolások,
Figyelembe kell venni a levegőben lévő káros anyagok terjedésének sajátosságait, amelyek függenek azok tulajdonságaitól (sűrűsége, valamint a por és a szórás) is. Ezeket a problémákat olyan tényezők figyelembe vételével kell figyelembe venni, mint a helyiségben a hőáramlások intenzitása. Ismeretes, hogy a hőáramok képesek olyan gőzöket és gázokat mozgatni, amelyek sűrűsége sokkal magasabb, mint a levegő sűrűsége, valamint por a felső zónában. Jelentős hőveszteség hiányában a levegőnél könnyebb füstök és gázok keletkeznek a helyiség felső zónájába. Ezek közé tartoznak például a vízpára és a szén-monoxid (a levegő relatív sűrűsége, illetve 0,623 és 0,967). A levegőnél nehezebb gázok, például a szén-dioxid (a relatív levegő sűrűsége 1,524) felhalmozódnak az ion feletti munkaterületen. A magas hőmérsékletű forrásokból származó intenzív hőáramlók a helyiségben a nehéz gőzök és gázok felső részébe, valamint a porba szállítják őket.
Az általános szellőzésű piszkos levegőt el kell távolítani a legmagasabb koncentrációjú káros anyagoktól. A levegőellátás viszonylag tiszta helyiségben történik, általában a munkahelyek közelében. Jellemzően a légcseréhez a következő rendszereket alkalmazzák (2.10 ábra):
a) "alulról felfelé". Hő és gáz együttes felszabadításával, hővel és porral;
b) "felülről lefelé". Ha az illékony folyadékok (benzol, toluol, aceton, alkoholok stb.) Gőzök szét vannak választva a helyiségben, porban, porban és gázokban, általános beáramlással és helyi kipufogással;
c) "felülről felfelé". A termelési műhelyekben a rendszer néha használatos, például a hő és nedvesség vagy csak nedvesség közös elosztásában; a rendszert a segédüzemi épületekben használják;
d) rendszer - egy zónájú beáramlás a felső zónába és egy kétzónás kipufogórendszer.
Nagyon kívánatos a különböző sűrűségű robbanásveszélyes anyagok helyiségeiben való belépésre. Megakadályozza felhalmozódását a felső zónában. Ez akkor is érvényes, ha a gázok a levegőnél nehezebbek a hőtöbblet hiányában;
e) rendszer - két zónájú beáramlás és egy zónájú kipufogó a felső zónából. Alkalmazható olyan helyiségekben, ahol a hő- és nedvesség felszabadulása vagy csak a nedvesedés a 40 ° C-ot meghaladó folyadékhőmérsékletű üzemekből A felső zónába túlmelegített levegő kerül;
f) "alulról lefelé". Használható helyi szellőzéshez.
Ábra. 2.10. A légi csereprogramok: a - "alulról felfelé"; b - "felülről lefelé"; c - "felülről felfelé"; g-egyzónás beáramlás, kétzónás kipufogó; d - kétzónás beáramlás, egyzónás kipufogó; e - "alulról lefelé".