Системи повітророзподілення при зональній вентиляції турбінних відділень АЕС
Розробка конструкції ежекційного тангенціального повітрообміну з використанням струмини на опуклу циліндричну поверхню. Взаємодія з конвективними потоками від тепловидільного обладнання турбін АЕС. Методика розрахунку систем припливної вентиляції.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 28.09.2014 |
| Размер файла | 97,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
БУДІВНИЦТВА І АРХІТЕКТУРИ
АВТОРЕФЕРАТ
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата технічних наук
Спеціальність 05.23.03. - Вентиляція, освітлення та теплогазопостачання
СИСТЕМИ ПОВІТРОРОЗПОДІЛЕННЯ ПРИ ЗОНАЛЬНІЙ ВЕНТИЛЯЦІЇ ТУРБІННИХ ВІДДІЛЕНЬ АЕС
МІЛЕЙКОВСЬКИЙ ВІКТОР ОЛЕКСАНДРОВИЧ
Київ-2007
Дисертацією є рукопис
Робота виконана в Київському національному університеті будівництва і архітектури Міністерства освіти і науки України
Науковий керівник: ДОВГАЛЮК ВОЛОДИМИР БОРИСОВИЧ
кандидат технічних наук, доцент кафедри теплогазопостачання і вентиляції Київського національного університету будівництва і архітектури
Офіційні опоненти: МАЛКІН ЕДУАРД СЕМЕНОВИЧ
доктор технічних наук, професор кафедри теплотехніки Київського національного університету будівництва і архітектури
ВОЗНЯК ОРЕСТ ТАРАСОВИЧ
кандидат технічних наук, доцент, завідувач кафедри теплогазопостачання і вентиляції Інституту будівництва і інженерії довкілля
Національного університету “Львівська політехніка”
Захист відбудеться 14.11.2007 р. о 13 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.056.07 при Київському національному університеті будівництва і архітектури за адресою: 03680 м. Київ, Повітрофлотський просп., 31, ауд. 319.
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Київського національного університету будівництва і архітектури за адресою: 03680, м. Київ, Повітрофлотський просп., 31.
Відгуки на автореферат просимо надсилати в двох примірниках за підписом, завіреним печаткою організації, на адресу: 03680, м. Київ, Повітрофлотський просп., 31. КНУБА. Вчена рада.
Автореферат розісланий 11.10.2007 р.
Вчений секретар спеціалізованої
вченої ради, к.т.н., професор Василенко О.А.
Загальна характеристика роботи
Актуальність теми. Сучасний розвиток суспільства пов'язаний з потребою в надійному й екологічно безпечному виробництві електроенергії. У теперішній час в Україні понад 50% електроенергії виробляється атомними електростанціями. Умови праці, ефективність і надійність роботи енергетичного обладнання, безпека АЕС у значній мірі залежить від умов повітряного середовища виробничих приміщень, які повинні забезпечуватися системами вентиляції.
Як показали натурні дослідження, стан повітряного середовища в існуючих турбінних відділеннях АЕС є незадовільним: температура і рухливість повітря є підвищеними, поверхні обладнання обдуваються вентиляційними струминами, що призводить до підвищення теплонадходжень від обладнання. Це означає зниження ефективності і надійності обладнання АЕС та погіршення умов праці персоналу. Тепловидільне обладнання турбінних відділень АЕС розміщується компактно в характерних об'ємах у плані й за висотою, що створює стиснуті умови розвитку струминних течій та ускладнює компонування мереж повітроводів. Теплонапруженість в окремих зонах досягає 130 Вт/м3.
Найбільш розповсюдженим сучасним методом підтримання нормативних температур повітря при стиснутих умовах розташування тепловидільного обладнання за висотою є зональна вентиляція, яка зменшує температурне розшарування за вертикаллю. Існує припущення, що розподіл температур у теплонапружених приміщеннях визначається лише конвективними потоками, а припливні струмини відіграють другорядну роль. Однак відсутність наукового обґрунтування вибору типу і параметрів припливних струмин, неврахування дії їх на тепломасообмінні процеси в приміщенні призводить до рециркуляції конвективних потоків, обдуву гарячих поверхонь обладнання та, як наслідок, до перегріву повітря в таких приміщеннях. Вплив припливних струмин на розподілення температур у цих приміщеннях досліджений не достатньо. Відсутні конструкції компактних повітророзподільних пристроїв, що дозволяють подавати великі об'єми повітря струминами з достатньо високою інтенсивністю затухання й малими витратами енергії на переміщення повітря.
Таким чином, вирішення проблеми наукового обґрунтування і розроблення систем повітророзподілення в турбінних відділеннях АЕС, які б забезпечували нормативні параметри повітряного середовища в цих приміщеннях, є своєчасною та актуальною науковою задачею.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.
Робота виконувалась в рамках державної програми “Створення систем і обладнання екологічно безпечних енерготехнологічних комплексів України” і тісно пов'язана з планами держбюджетної тематики Київського національного університету будівництва і архітектури на замовлення Міністерства освіти і науки України (№ держреєстрації 0102U000932).
Мета і задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи є наукове обґрунтування й розробка ефективних систем повітророзподілення для зональної вентиляції турбінних відділень АЕС, які забезпечують нормативні параметри повітряного середовища та енергозбереження у вентиляційних системах.
Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі задачі:
– провести аналіз існуючих систем повітророзподілення турбінних відділень АЕС;
– запропонувати математичну модель тепломасообмінних процесів у турбінних відділеннях АЕС при різних способах подачі повітря;
– розробити математичну модель струмини, яка настилається на опуклу циліндричну поверхню, визначити залежність її параметрів від геометричних характеристик повітророзподільного пристрою;
– експериментально дослідити струминні течії при багатьох тангенціальних випусках повітря на опуклу циліндричну поверхню, і на цій основі розробити повітророзподільні пристрої;
– запропонувати спосіб рівномірного повітророзподілення при подачі повітря струминами, що настилаються на опуклу поверхню;
– розробити й науково обґрунтувати компактні та енергоефективні системи повітророзподілення в турбінних відділеннях АЕС з використанням взаємодії струмин, що настилаються на опуклу поверхню, із застосуванням кінцевих та транзитних повітророзподільників;
– на основі наукового аналізу, теоретичних та експериментальних досліджень розробити інженерну методику розрахунку вентиляційних систем з використанням запропонованих повітророзподільників.
Об'єкт дослідження - системи припливної вентиляції в стиснутих теплонапружених умовах турбінних відділень АЕС.
Предмет дослідження - компактні повітророзподільники, які формують струмини, що інтенсивно затухають, для забезпечення ефективної організації повітрообміну в стиснутих умовах турбінних відділень АЕС при малих витратах енергії на переміщення повітря.
Методи дослідження - математичне моделювання руху повітря, обміну теплоти та втрат тиску на підставі інтегральних рівнянь аеродинаміки; експериментальні дослідження з використанням методів аеромеханічних вимірювань на базі статистичних методів планування й обробки результатів дослідів та чисельні досліди руху повітря за допомогою k-е моделі турбулентного руху.
Наукова новизна одержаних результатів:
– розроблені та науково обґрунтовані системи припливної зональної вентиляції турбінних відділень АЕС з використанням нових повітророзподільних пристроїв з взаємодією струмин, які настилаються на опуклу циліндричну поверхню;
– на базі запропонованих математичних моделей розвитку струмини, що настилається на циліндричну поверхню, і тепломасообмінних процесів у приміщенні обґрунтовано спосіб подачі повітря й організації припливної вентиляції в турбінних відділеннях АЕС;
– отримані емпіричні залежності для визначення темпу затухання струмин при симетричних тангенціальних випусках повітря на опуклу поверхню в залежності від співвідношення геометричних розмірів повітророзподільника.
Практичне значення одержаних результатів.
Розроблено та захищено трьома патентами України компактні та енергоефективні конструкції кінцевих і транзитних повітророзподільників для подачі повітря струминами, що настилаються на опуклу циліндричну поверхню, взаємодіють між собою й швидко затухають.
Створено інженерну методику підбору повітророзподільних пристроїв, розрахунку припливних струмин та аеродинамічного розрахунку систем вентиляції з використанням кінцевих і транзитних повітророзподільників, які дозволяють забезпечити нормативні температури і рухливість повітря в турбінних відділеннях АЕС, поліпшити умови праці персоналу, підвищити ефективність і надійність роботи обладнання.
Результати дисертаційної роботи впроваджені на ВП Рівненська атомна електростанція НАЕК “Енергоатом”, ВАТ “Київський науково-дослідний та проектно-конструкторський інститут “Енергопроект” та в Інституті проблем безпеки атомних електростанцій НАН України, що дозволило забезпечити потрібний повітрообмін та інтенсивне затухання припливних струмин при малих габаритах і малому аеродинамічному опорі систем припливної вентиляції, полегшити компонування повітроводів, зменшити довжину повітроводів удвічі.
Особистий внесок здобувача.
Наукові результати, що викладені в даній дисертаційній роботі, отримані особисто здобувачем на підставі виконаного аналізу відомих методів і математичних моделей розподілення повітря у вентиляційних системах. Розроблені математичні моделі повітрообміну в турбінних відділеннях АЕС та припливної струмини, що настилається на опуклу циліндричну поверхню; запропоновано повітророзподілення струминами, що взаємодіють при настиланні на опуклу поверхню; досліджено розділення потоків у транзитних повітророзподільниках та рівномірне розподілення повітря при криволінійному настиланні струмини. Виконані експериментальні дослідження окремої струмини, взаємодії струмин та втрат тиску в повітророзподільниках, розроблені конструкції транзитних і кінцевих повітророзподільників та інженерна методика розрахунку систем вентиляції.
Апробація результатів дисертації.
Основні результати досліджень та окремі розділи дисертації доповідались на 61-68 науково-практичних конференціях Київського національного університету будівництва і архітектури (м. Київ, 2000-2007 рр.), на міжнародних конференціях: “Актуальні проблеми будівництва і інженерії” (Польща, м. Жешув, 2004); “Геометричне і комп'ютерне моделювання: енергозбереження, екологія, дизайн” (Україна, м. Новий світ, 2004 р., м. Алушта, 2007 р.); “Рівень техніки, тенденції розвитку та проблеми громадського будівництва” Жешув-Львів-Кошице, (Словакія, м. Кошице, 2005 р.).
Публікації.
За матеріалами дисертації опубліковані 14 друкованих робіт, в т.ч., 6 у фахових виданнях, регламентованих ВАК України, одержано 3 патенти України на винахід.
Структура й обсяг дисертації.
Дисертація складається із вступу, п'яти розділів, загальних висновків, списку використаних джерел з 150 найменувань і додатка. Робота викладена на 175 сторінках, містить 49 рисунків, 14 таблиць.
Автор висловлює вдячність видатному вченому, професору
Андрію Яковичу Ткачуку за наукове керівництво на початку роботи над працею.
Основний зміст РОБОТИ
У вступі наводиться обґрунтування актуальності даної роботи, сформульовано мету та задачі досліджень, викладена їхня наукова новизна та практична цінність.
У першому розділі наведено аналіз сучасного рівня вирішення задачі вентиляції турбінних відділень АЕС при стиснутих умовах розташування тепловидільного обладнання в плані та за висотою. Відмічено недостатнє вивчення впливу припливних струмин на розподіл температур у цих приміщеннях. Недостатнє врахування дії припливних струмин призводить до обдуву обладнання, рециркуляції конвективних потоків і перегріву повітря на майданчиках обслуговування обладнання, що підтверджено натурними дослідженнями. Покращення стану повітряного середовища вимагає подачі великої кількості повітря струминами, які швидко затухають. Організація повітрообміну в гарячих цехах розглянута в працях В.В. Батуріна, В.М. Ельтермана, І.А. Шепелева, М.Й. Гримітліна, Г.М. Позина, А.Я. Ткачука, В.П. Корбута, В.Б. Довгалюка та ін. Показано необхідність дослідження впливу припливних струмин на розподіл температур повітря.
Проведено аналіз теорій розвитку припливних струмин. При розробці теорій застосовуються дослідні дані. Цим обґрунтовано необхідність експериментального дослідження струмин. Розглянуто відомі конструкції повітророзподільників. Показано відсутність конструкцій компактних повітророзподільників зі швидким затуханням струмин і низьким аеродинамічним опором. Обґрунтовано використання настилання струмин на опуклу поверхню, рівномірного розподілення повітря, а також, транзитних повітророзподільників для забезпечення цих вимог.
На підставі критичного аналізу вищерозглянутих питань з точки зору їхньої дослідженості на даний час робляться висновки та формулюються мета і задачі досліджень за темою дисертації.
У другому розділі виконані аналітичні дослідження питань, пов'язаних з розробкою ефективних систем зональної вентиляції турбінних відділень АЕС.
Оцінено ефективність організації повітрообміну цих приміщень за допомогою коефіцієнта повітрообміну KL,заг за середньозваженою температурою за зонами. Розвиток струмин врахований коефіцієнтом живлення струминами конвективних потоків kGi = GСi-Кi / GСi (i - номер зони) як відношення витрати GСi-Кi повітря струмин, що живить конвективні потоки, до загальної витрати повітря струмин GСi. Коефіцієнт дорівнює нулю, якщо струмини не взаємодіють з конвективними потоками. На підставі рівнянь балансу маси і теплоти (табл. 1) для характерних зон приміщення - зон обслуговування обладнання 1 і 2, припливних струмин С1 і С2 та конвективних потоків К1 і К2 - одержано вираз:
KL,заг = , (1)
де Gi-j - витрата перетікання повітря із зони i до зони j;
Gin,1 - витрата припливного повітря до зони 1;
GУ - загальний повітрообмін;
GК1-wz=GK1-1+GK1-2 - витрата надходження повітря конвективного потоку К1 до зон 1 і 2;
GК2-wz = GK2-2 - витрати надходження повітря конвективних потоків до зон 1 і 2;
GК1 - витрата повітря конвективного потоку К1;
GК2 - витрата повітря конвективного потоку К2;
QК1 - явні теплонадходження до конвективного потоку К1;
QК2 - явні теплонадходження до конвективного потоку К2.
УQh - сумарні явні теплонадлишки приміщення.
Коефіцієнт повітрообміну за формулою (1) при зростанні коефіцієнтів живлення kG1 і kG2 лінійно спадає. Найбільше значення коефіцієнта повітрообміну за формулою (1) спостерігається при нульових значеннях коефіцієнтів живлення. Припливні струмини повинні затухати до досягнення ними конвективних потоків. При цьому коефіцієнт повітрообміну знаходиться в діапазоні KL=1,3...2,5.
Для забезпечення швидкого затухання струмин виконано аналіз розвитку струмини, що настилається на опуклу поверхню, на підставі рівнянь балансу маси і теплоти контуру ABKL та рівняння кількості руху контуру KPQB:
, (2)
. (3)
Таблиця 1. Балансові рівняння
|
Зона |
Опис |
Баланс маси |
Баланс теплоти |
|
|
- |
Усе приміщення |
Gin,1 + Gin,2 - G?,1 - G?,2 - -G?,К1 - G?,К2 = 0 |
(Gin,1 + Gin,2)tin - G?,1t1 - G?,2t2 - -G?,К1tК1 - G?,К2tК2 + УQh/cp = 0 |
|
|
1 |
Повітря над нижнім майданчиком |
GК1-1 + (1 - kG1)GС1 - -G1-С1 - G1-К2 - G1-К1 - -G1-2 - G?,1 = 0 |
GК1-1tК1 + (1-kG1)GС1tC1 - -(G1-С1 + G1-К2 + G1-К1 + + G1-2 + G?,1)twz + Q1/cp = 0 |
|
|
C1 |
Струмина над нижнім майданчиком |
G1-С1 + Gin,1 - GC1 = 0 |
G1-С1 twz + Gin,1 tin - -GC1tС1 = 0 |
|
|
К1 |
Конвективна струмина над нижнім майданчиком |
G1-К1 + kG1GС1 - -GК1-1 - GК1-К2 - GК1-2 - -G?,К1 = 0 |
G1-К1 twz + kG1GС1tС1 - -(GК1-1 + GК1-К2 + + GК1-2 + G?,К1)tК1 + QК1/cp = 0 |
|
|
2 |
Повітря над верхнім майданчиком |
GК2-2 + GК1-2 + (1 - -kG2)GС2tC2 + G1-2 - -G2-С2 - G2-К2 - G?,2 = 0 |
GК2-2 tК2 + GК1-2 tК1 + + (1 - kG2)GС2tC2 - (G2-С2 + G2-К2 + + G?,2 - G1-2) twz + Q2/cp = 0 |
|
|
C2 |
Струмина над верхнім майданчиком |
G2-С2 + Gin,2 - GС2 = 0 |
G2-С2 twz + Gin,2 tin - -GC2tC2 = 0 |
|
|
К2 |
Конвективна струмина над верхнім майданчиком |
G2-К2 + kG2GС2 + + G1-К2 - GК2-2 + + GК1-К2 - G?,К2 = 0 |
(G2-К2 + G1-К2)twz + kG2GС2tС2 + + GК1-К2 tК1 - (GК2-2 + G?,К2)tК2 + + QК2/cp = 0 |
|
|
- |
Витрата конвективного потоку над нижнім майданчиком |
GС1-К1 + G1-К1 = = GК1-2 + GК1-К2 + + GК1-1 + G?,К1 = GК1 |
- |
|
|
- |
Витрата конвективного потоку над верхнім майданчиком |
GС2-К2 + G1-К2 + + GК1-К2 + G2-К2 = = GК2 |
- |
=
, (4)
де с - густина повітря в довільній точці струмини;
u - швидкість повітря в довільній точці струмини;
y - відстань від точки струмини до поверхні настилання;
yмеж - ширина струмини;
yмеж,o - початкова ширина струмини;
с? - густина навколишнього повітря;
v - швидкість підтікання повітря до струмини;
R - радіус поверхні настилання;
ц - кут між щілиною і перерізом;
cp - ізобарна теплоємність повітря;
сo - густина припливного повітря;
uo - початкова швидкість повітря;
д - ширина щілини;
To - абсолютна температура припливного повітря;
T? - абсолютна температура навколишнього повітря;
T - абсолютна температура повітря в точці струмини.
Дpc,c,o - середній статичний тиск у початковому перерізі струмини;
Дpc,c - середній статичний тиск у довільному перерізі струмини;
Дpc,п - статичний тиск на поверхні настилання;
g - прискорення вільного падіння;
г - кут нахилу повітророзподільника;
kс,J - коефіцієнт усереднення густини повітря у перерізі криволінійної струмини з урахуванням якобіана переходу до криволінійної системи координат;
сm - густина повітря на лінії максимальних швидкостей.
Також приймається припущення про пропорційність між швидкістю підтікання повітря v та максимальною швидкістю повітря um з коефіцієнтом пропорційності E:
v=Eum. (5)
Розв'язання рівнянь (2), (3), (4) та (5) показує високий темп затухання струмини: швидкість затухає вдвічі, перепад температур - до 0,6 початкового.
Аналіз розвитку струмини після відриву на підставі залежностей для вільних струмин показує низький темп затухання струмини. Дворазове затухання швидкості досягається на відстані 10-разової ширини струмини біля відриву.
Для інтенсифікації затухання струмини необхідне подовження настилання створенням симетричних тангенціальних випусків повітря, щоб кожна наступна струмина створювала тангенціальний вдув попередньої. Спрощена схема струмини має три ділянки - геометричну початкову 1 зі щілинами, ділянку взаємодії 2, де струминки безпосередньо взаємодіють, і ділянку розвитку 3, де немає безпосередньої взаємодії. Параметри струмин визначаються експериментально.
Для забезпечення мінімальних швидкостей повітря в струмині використано роздачу повітря лінійними джерелами в характерних об'ємах приміщення. Для рівномірного розподілення повітря при настиланні струмини на поверхню повітророзподільника запропоновано використання методу змінного коефіцієнта витрати щілин діафрагмуванням вихідного каналу. За методикою, аналогічною до розрахунку повітророзподільників постійного перерізу із щілиною змінної ширини, одержано залежність для просвіту діафрагми дп:
, (6)
Якщо у повітророзподільника декілька щілин, то підставляється їхня сумарна ширина д = Удi. Сумарна ширина просвіту дп ділиться пропорційно ширині щілин.
Залежність (6) дозволяє розробляти повітророзподільники рівномірного розподілу струминами, що настилаються на поверхню цих повітророзподільників.
Для забезпечення компонування мереж повітроводів у стиснутих умовах розроблені конструкції транзитних повітророзподільників, що частину повітря роздають, а частину спрямовують у подальшу мережу повітроводів.
Прийнята схема транзитного повітророзподільника із зануренням транзитного повітроводу до вхідного патрубка. За аналогією до теоретичного опису трійників уведено умовну поверхню розділу потоку на транзит і розподілення (показані пунктиром або штрих-пунктиром залежно від швидкостей повітря). Рівняння Бернуллі та кількості руху для потоку на розподілення мають вигляд:
, (7)
, (8)
де Дpвн,р - втрати тиску на переформування потоку на розподілення;
Дpс,вх - надлишковий статичний тиск у вхідному патрубку;
Дpс,р - надлишковий статичний тиск у міжтрубному просторі (переріз Р-Р);
бвх - коефіцієнт Кориоліса у вхідному патрубку;
vвх - середня швидкість у вхідному патрубку;
бр - коефіцієнт Кориоліса у міжтрубному просторі;
vр - середня швидкість у міжтрубному просторі;
pс,вх - абсолютний статичний тиск у вхідному патрубку;
Aвх,р - площа частини вхідного перерізу в кільці B1B3;
pс,р - абсолютний статичний тиск у міжтрубному просторі в перерізі P-P;
Aр - площа перерізу міжтрубного простору;
pс,п.р.п - абсолютний статичний тиск у точці поверхні розділу потоку;
C - аеродинамічний коефіцієнт на поверхні розділу потоку;
vп.р.п. - швидкість біля поверхні розділення потоку;
И - кут нахилу лінії розділу потоку;
Aп.р.п. - площа поверхні розділу потоку;
вр - коефіцієнт Бусинеска у міжтрубному просторі;
ввх,р - коефіцієнт Бусинеска у кільці B1B3;
vвх,р - середня швидкість у кільці B1B3.
Після заміни в рівнянні (8) невідомого змінного аеродинамічного коефіцієнта C усередненим дослідним коефіцієнтом f, шляхом розв'язання рівнянь (7) і (8) одержано залежності для місцевого опору на розподілення:
, (9)
де Дpр - втрати тиску на розподілення з урахуванням стабілізації потоку;
остаб - дослідний коефіцієнт додаткового опору на стабілізацію потоку.
Аналогічно одержано залежність для місцевого опору на транзит:
, (10)
де vтр - середня швидкість у транзитному патрубку;
втр - коефіцієнт Бусинеска у транзитному патрубку;
бтр - коефіцієнт Кориоліса у транзитному патрубку;
ввх,тр - коефіцієнт Бусинеска у вхідному патрубку в кільці B3;
vвх,тр - середня швидкість у вхідному патрубку в кільці B3.
У третьому розділі обґрунтовано методику та наведено результати експериментальних досліджень. Досліди виконані на стенді, обладнаному комп'ютером та захищеному від зміни напруги і сторонніх теплових потоків.
Дослідження ізотермічних струмин, що настилаються на опуклу поверхню, показало розбіжність швидкості повітря з аналітичними даними до 6,6%. Для неізотермічних струмин темп затухання перепаду температури відрізняється від розрахункових даних до 6,7%. Розбіжність між дослідною й розрахунковою швидкістю повітря при ц=15...75° пояснюється інтенсифікацією підмішування повітря при ц=0...60° без додаткового розширення струмини. При ц=60...90° перепад температур стає низьким, його вплив зменшується і струмина затухає більш інтенсивно за ізотермічну. На відриві швидкість становить 0,52...0,58 початкової, що відповідає розрахунковим даним.
Для подальшої інтенсифікації затухання струмини запропоновано використання взаємодії струмин, що настилаються на опуклу поверхню.
Визначення кількості щілин, при якій струминки взаємодіють та швидко затухають, виконана шляхом математичного (k-е модель турбулентного руху) та фізичного моделювання. Кількість щілин змінювалася в межах N = 2...7. Виявлено, що при N = 2...4 взаємодії немає і темп затухання струмини практично такий же, як і для однієї щілини. При кількості щілин N = 5...7 відбувається інтенсивна взаємодія струмин, причому затухання практично не залежить від N. З умови технологічності виготовлення повітророзподільників рекомендована кількість щілин N = 5. вентиляція повітрообмін турбіна
Для дослідження впливу геометричних розмірів повітророзподільника (довжини ?, ширини щілини д та діаметра патрубка D) на розвиток струмини виконано квадратичне планування двофакторного (табл. 2) експерименту на підставі ортогонального центрального композиційного плану. При цьому на ділянці розвитку темп затухання апроксимується квадратичними поліномами
, (11)
а на ділянці взаємодії - лінійними. Коефіцієнти A,B,C визначені за формулами ортогонального центрального композиційного плану.
Таблиця 2. Основні безрозмірні фактори та межі їхнього варіювання
|
Фактор |
Нижня межа |
Верхня межа |
|||
|
Величина |
Обґрунтування |
Величина |
Обґрунтування |
||
|
0,103 |
Технологічні вимоги |
0,775 |
Довжина поверхні настилання не менша за довжину вихідного каналу |
||
|
0,203 |
Швидкість виходу повітря не повинна бути більшою ніж на вході |
6,283 |
Для забезпечення швидкості виходу повітря 2 м/с при швидкості повітря у патрубку 8 м/с |
Досліди виявили ділянку переформування, яка починається від вхідного патрубка і має довжину ?д.п. = 0,9 ? д / D. На цій ділянці повітря не виходить із щілин, що пояснюється відривними явищами на кромках патрубка.
Після заміни змінної змінною маємо:
(12)
Для уникнення похибки вторинної регресії (12) первинних регресивних коефіцієнтів (11) останні уточнені методом найменших квадратів. Похибка регресії становить 0,47…5,49% за швидкістю і 0,01…6,85% за перепадом температур крім окремих точок. При відносній площі виходу струмина підтискується за рахунок розрідження. Затухання струмини погіршується. Ця принципова відмінність фізичних явищ у моделі 4 () від інших моделей призводить до втрати адекватності математичного опису струмини цієї моделі. Для досягнення високого темпу затухання струмини необхідно приймати.
Втрати тиску при рівномірному розподіленні повітря залежать від відношення швидкостей виходу повітря на початку щілини vo та у вхідному патрубку щп. При постійній швидкості виходу й ширині щілини втрати тиску залежать від відношення площ виходу повітря та вхідного патрубка. Похибка досліджень становить до 3,74%, а регресії - до 3,5%. Втрати тиску в транзитних повітророзподільниках визначені з використанням k-е моделі турбулентного руху. Результати моделювання втрат тиску в місцевих опорах добре збігаються з відомими дослідними даними. Виявлено, що у формулах (9) і (10) f = 0,384; ост = 0,048. Тоді
; (13)
оп.р.р. = ор + оп.р. + Доп.р. =
, (14)
де Доп.тр. та Доп.р. - поправки на взаємодію місцевих опорів (табл. 3).
Таблиця 3. Поправки на взаємодію місцевих опорів у формулах (13) і (14)
|
Відношення діаметра транзитного патрубка Dтр до вхідного Dвх |
Поправка на місцевий опір |
||
|
на транзит Доп.тр |
на розподілення Доп.р |
||
|
0,5 |
+0,072 |
+0,4 |
|
|
0,8 |
+0,035 |
+0,16 |
У четвертому розділі наведено розроблений на підставі виконаних досліджень типоряд повітророзподільників ежекційних тангенціальних (ПЕТ), наведено інженерну методику їхнього підбору і розрахунку та особливості ув'язування систем вентиляції з транзитними повітророзподільниками.
...Подобные документы
Основні напрямки модернізації вентиляційної системи механічного цеху. Розрахунок циклограми робочих органів, вибір елементів контролю та регулювання силового обладнання та захисту на базі ПК з використанням електронної бази даних, аналіз надійності.
курсовая работа [726,5 K], добавлен 09.05.2011Розробка електронної системи кондицiонування та вентиляції, здатної контролювати параметри мікроклімату в житлових будинках, зокрема в таких, що відносяться до типу "розумний дім". Автоматизація процесу регулювання параметрів мікроклімату приміщення.
дипломная работа [2,1 M], добавлен 21.07.2011Види і конструкції опалювальних приладів. Загальнообмінні та місцеві системи вентиляції. Поняття мікроклімату приміщення. Системи повітряного опалення. Вентилятори і калорифери: класифікація, конструкції. Техніко-економічні та санітарно-гігієнічні вимоги.
реферат [3,4 M], добавлен 24.09.2009Коротка гірничо-геологічна характеристика шахтного поля. Схеми і способи вентиляції вугільних шахт, розрахунок кількості повітря для провітрювання виємкової ділянки та тупікової виробки. Організація роботи ділянки вентиляції, вибір вентиляторів.
курсовая работа [414,5 K], добавлен 05.12.2014Аналіз технологічності конструкції деталі Стійка. Вибір заготовки та спосіб її отримання за умов автоматизованого виробництва. Вибір обладнання; розробка маршрутного процесу та управляючих програм для обробки деталі. Розрахунок припусків, режимів різання.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 10.01.2015Призначення і технічна характеристика кормодробарки універсальної КДУ – 2,0, будова та принцип дії. Монтаж і експлуатація обладнання, сфери його застосування, а також загальні вказівки щодо зберігання. Безпека експлуатації обладнання, що вивчається.
курсовая работа [634,9 K], добавлен 27.11.2014Проект системи автоматизованого керування поточною лінією у кондитерському виробництві; технічні параметри. Характеристика продукції, сировини, напівфабрикатів, обладнання. Розробка принципової схеми та алгоритму системи; розрахунок собівартості проекту.
дипломная работа [4,2 M], добавлен 13.06.2013Роль захисту деталей і металоконструкцій від корозії та зносу, підвищення довговічності машин та механізмів. Аналіз конструкції та умов роботи виробу, вибір методу, способу і обладнання для напилення, оптимізація технологічних параметрів покриття.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 02.02.2010Аналіз технологічності деталі. Обгрунтування методу виготовлення заготовки. Вибір металорізальних верстатів. Вибір різального інструменту. Розрахунок режимів різання. Розробка конструкції верстатного пристрою. Розробка конструкції контрольного пристрою.
курсовая работа [368,8 K], добавлен 18.11.2003Технологічний аналіз конструкції деталі шестерня. Вибір типу заготовки і обґрунтування методу її виготовлення. Розробка маршрутного технологічного процесу виготовлення деталі. Вибір обладнання та оснащення. Розробка керуючої програми обробки деталі.
дипломная работа [120,4 K], добавлен 28.03.2009Характеристика деталей, вибір виду і товщини покриття при розробці технологічного процесу одержання цинкового покриття. Розрахунки кількості хімікатів і води для приготування електролітів, анодів для ванн електрохімічної обробки, витяжної вентиляції.
дипломная работа [213,3 K], добавлен 19.08.2011- Установка для різносторонніх газодинамічних досліджень натурних турбін повітряно-реактивних двигунів
Принцип дії аварійного дроселя. Технологічний процес випробування турбіни та вимоги до установки. Підготовка стенду для випробування авіаційних турбін. Економічний розрахунок собівартості процесу випробування. Система захисту, блокування та автоматики.
дипломная работа [361,8 K], добавлен 30.06.2011 Задача розрахунку і конструювання кожухотрубного теплообмінника з компенсатором, в якому відбувається конденсація етанолу водою. Опис та обґрунтування обраної конструкції. Проведення розрахунків, що підтверджують працездатність і надійність конструкції.
курсовая работа [742,8 K], добавлен 26.03.2015Аналіз конструкцій існуючих водовідділювачів, їх будова, принцип роботи, продуктивність. Розрахунки балок, колон та фундаментів. Технологічний процес монтажу обладнання на місці експлуатації та його ремонту. Особливості вибору конструкційних матеріалів.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 01.03.2016Призначення, опис і умови роботи зварної конструкції. Розробка маршрутної технології збирання-зварювання. Розрахунок і вибір режимів. Обгрунтування зварювального обладнання. Ділянка цеху для виготовлення обечайки хвостової і опис технологічного потоку.
курсовая работа [105,9 K], добавлен 26.06.2009Обґрунтування конструкції моделі. Характеристика матеріалів верху, підкладки, докладу, ниток і фурнітури. Режими виконання ниткових, клейових з’єднувань, волого-теплової обробки. Розробка технології виготовлення швейного виробу та вибір обладнання.
курсовая работа [831,2 K], добавлен 12.12.2014Аналіз існуючих систем контролю параметрів свердловин, які експлуатуються за допомогою ШГНУ. Розробка конструкції чутливого елемента давача навантаження. Обробка масиву результатів вимірювання давача переміщення. Аналіз інтегральних акселерометрів.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 25.06.2015Вибір методів ремонту технологічного обладнання. Розробка об'єму робіт і норм часу при середньому чи капітальному ремонті машини. Розрахунок оборотної кількості вузлів. Організація праці ремонтної бригади. Технічна характеристика обладнання майстерень.
курсовая работа [187,0 K], добавлен 16.03.2015Основні формули для гідравлічного розрахунку напірних трубопроводів при турбулентному режимі руху. Методика та головні етапи проведення даного розрахунку, аналіз результатів. Порядок і відмінності гідравлічного розрахунку коротких трубопроводів.
курсовая работа [337,2 K], добавлен 07.10.2010Перемішуючий пристрій, призначення і область застосування. Опис конструкції та можливі несправності при роботі пристрою. Вибір конструкції апарату та його розмірів. Розрахунок потужності та міцності перемішуючого пристрою. Розрахунок фланцевого з’єднання.
курсовая работа [503,1 K], добавлен 19.08.2012
