Основы вентиляции помещений

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

Донбасская Государственная Академия Строительства и Архитектуры

Методические указания

к выполнению лабораторных работ по курсу «Вентиляция»

часть I

(для студентов специальности 7.092108)

Макеевка 2004

Утверждено

На заседании кафедры «Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция»

протокол № _____ от

УДК 697

Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Вентиляция» ч.1 (для студентов специальности 7.092108) /Сост. А.Я. Орлова, А.Н. Маркин, В.А. Ольховиченко. - Макеевка: ДонГАСА, 2004. - с.24

Составлены в соответствии с программой курса «Вентиляция». Приведены общие рекомендации к выполнению лабораторных работ, по обработке экспериментальных данных, излагаются методика и порядок выполнения лабораторных работ, углубляющих теоретические знания, полученные при изучении дисциплин. Содержатся основные правила техники безопасности при выполнении лабораторных работ.

Составители:

А.Я. Орлова, ассистент

А.Н. Маркин, к.т.н., доцент

В.А. Ольховиченко, к.т.н., доцент

Отв. за выпуск:

А.А. Олексюк, к.т.н., доцент

Рецензент:

В.Н. Качан, д.т.н., профессор

Содержание

Правила техники безопасности в лаборатории

Правила поведения в лабораториях

Правила составления отчетов

Лабораторная работа 1. Приборы для технического контроля за работой вентиляции. Определение метеорологических условий в помещении

Лабораторная работа 2. Определение кратности воздухообмена и воздушного баланса в помещении

Лабораторная работа 3. Построение эпюр давлений и скорости в воздуховоде прямоугольного сечения

Лабораторная работа 4. Определение расхода воздуха в круглом воздуховоде

Лабораторная работа 5. Определение коэффициента теплопередачи

Лабораторная работа 6. Испытание калорифера. Определение сопротивления калорифера

Лабораторная работа 7. Испытание приточной установки

Список рекомендованной литературы

Содержание

Правила техники безопасности в лаборатории

1. Каждый студент перед выполнением работы обязан ознакомиться с инструкциями к лабораторной работе и техникой безопасности.

2. Готовность студентов к выполнению работ проверяется преподавателем.

3. Собранная схема измерений обязательно должна быть проверена руководителем работ.

4. Переносить приборы с одного рабочего места на другое запрещается.

5. Студенты, нарушившие пункты 3 и 4, несут административную, а в случае порчи приборов или оборудования - материальную ответственность.

6. При обнаружении ненормальной работы схемы (зашкаливание приборов, гудение трансформаторов, сгорание предохранителя) студент обязан отключить схему и сообщить об этом руководителю работ.

7. К работе с аппаратурой допускаются лица, прошедшие инструктаж по технике безопасности и ознакомленные с паспортом на аппаратуру.

8. Аппаратура и применяемые при проверках приборы и оборудование должны быть заземлены.

9. Перед включением вентилятора необходимо предварительно принять меры по прекращению работ по обслуживанию данного вентилятора и электродвигателя и оповестить персонал о пуске вентилятора. Включение вентилятора производится преподавателем или лаборантом.

10. В процессе эксплуатации вентустановок необходимо строго следить за тем, чтобы в проточную часть вентилятора не попадали посторонние предметы.

В случае поражения током необходимо: отключить напряжение, не прикасаясь к пострадавшему; о случившемся немедленно доложить руководителю работы.

Правила поведения в лабораториях

Студенты работают в лаборатории согласно расписанию и только со своей группой.

Выполнение пропущенных работ возможно в часы консультаций преподавателя.

Студент должен быть подготовлен к лабораторной работе.

Опоздавшие к началу работ или плохо подготовленные студенты к выполнению последних не допускаются.

Перед сборкой схемы студент должен убедиться в наличии всех приборов, указанных в инструкции.

Выносить приборы, переставлять их на другие столы или переносить их из одной лаборатории в другую без разрешения руководителей работ запрещается.

Собранная студентом схема обязательно должна быть проверена преподавателем или лаборантом.

После окончания эксперимента необходимо разобрать схему, аккуратно сложить приборы и принадлежности и подготовиться к отчету о работе.

Студент, не сдавший отчет по предыдущей лабораторной работе, к выполнению следующей не допускается.

Каждый студент обязан бережно относиться к приборам и оборудованию в лабораториях.

Студентам запрещается самовольно исправлять приборы и оборудование лаборатории.

Студент, испортивший прибор, обязан немедленно сообщить об этом преподавателю.

Правила составления отчетов

1. Отчет о каждой работе должен представляться отдельно, а не быть вписанным в общую тетрадь отчетов.

2. В отчете должно быть следующее:

а) краткое описание лабораторной работы;

б) схема опытной установки;

в) перечень и подробные данные всех приборов, применённых в данной работе;

г) результаты наблюдений и последующих вычислений;

д) графики с кривыми, выражающими результаты измерений;

е) основные выводы, сделанные студентом в результате проделанной работы.

Лабораторная работа 1. Приборы для технического контроля за работой вентиляции. Определение метеорологических условий в помещении

Измерение температуры в вентиляционной практике производится различными типами приборов: жидкостными, биметаллическими, манометрическими, термометрами сопротивления, термопарами.

Принцип действия приборов для измерения температуры основан на явлении теплового обмена между телами с различной степенью нагреваемости и на изменении физических свойств при нагревании.

Принцип действия жидкостных приборов основан на объёмном расширении тел при нагревании. Рабочей жидкостью приборов являются спирт, ртуть, толуол.

Для измерения относительной влажности используются различные методы, из которых наибольшее распространение получили гигрометрический и психрометрический. В основу работы гигрометров положено применение гигроскопических тел, в частности обезжиренного волоса, капроновой нити «Капрон-200». Под действием осушения или увлажнения гигроскопические тела соответственно сокращаются или удлиняются, в результате чего оттянутая середина их перемещается. Это перемещение при помощи передаточного механизма преобразуется в движение стрелки влажности по шкале прибора. На этом принципе основана работа баротермогигрометра.

Принцип действия психрометра основан на разности показаний двух одинаковых термометров, находящихся в различных температурных условиях. Комнатный психрометр Августа состоит из двух жидкостно-стеклянных термометров, заполненных спиртом. Резервуар правого термометра обёрнут батистовым чехольчиком, конец которого находится в чашечке баллона, заполненного чистой водой. Показания сухого и смоченного термометров будут разными, так как резервуар второго будет охлаждаться вследствие испарения воды с поверхности батиста, и показания этого термометра будут ниже.

Психрометр Августа хрупок, подвержен влиянию теплового излучения, показания зависят от подвижности воздуха вследствие увеличивающейся интенсивности испарения с поверхности батиста.

Психрометр Асмана лишён этих недостатков. Он состоит из двух одинаковых ртутных термометров, закреплённых в специальной оправе, и имеет заводной механизм с вентилятором, создающим движение воздуха около резервуаров термометров. Последние помещены в двойную защитную трубку, а сами термометры защищены от механических повреждений щитками. Все металлические детали хромированы для защиты от теплового излучения. Резервуар правого термометра обёрнут батистовой тканью и смачивается водой из специальной пипетки на время работы.

Для измерения давлений движущегося потока используется комплект, состоящий из пневмометрической трубки, воспринимающей давление, шлангов, передающих давление, и микроманометра, регистрирующего измеряемые давления.

Пневмометрическая трубка (рис. 1.1) состоит из двух трубок, изогнутых под углом 90°, одна из которых имеет центральное отверстие для восприятия полного давления. Торцевой конец другой трубки запаян, на боковой поверхности имеются отверстия или прорези для восприятия статического давления.

Рис. 1.1 Устройство пневмометрической трубки

Устройство микроманометра ММН показано на рис. 1.2. Рабочей жидкостью служит спирт плотностью = 800 кг/м³.

На основании 1 укреплён резервуар 2, герметически закрытый крышкой, на которой расположен трёхходовой кран 3 со штуцерами 4 и 5, регулятор нулевого положения 6. Измерительная трубка 7 соединяется резиновым шлангом 8 с резервуаром 2 и резиновым шлангом 9 с трёхходовым краном 3.

Для установки кронштейна с измерительной трубкой 7 на требуемый угол наклона к основанию 1 прикреплена стойка 10 с отверстиями, соответствующими определённым значениям коэффициента наклона трубки.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1.2 Устройство микроманометра ММН. 1 - основание; 2 - резервуар; 3 - трёхходовой кран; 4-5 - штуцера; 6 - регулятор; 7 - измерительная трубка; 8-9 - резиновый шланг; 10 - стойка; 11 - уровни; 12 - регулировочные винты.

Измеряемое давление, Па, определяется по формуле:

Р = 9,81(Н - Н₀)Пsin, (1.1)

где: Н₀ - начальное показание микроманометров, (делений);

Н - показание микроманометра, (делений);

П - поправка на спирт;

- угол наклона микроманометра, sin = i.

Для измерения скорости воздуха в открытых проёмах используют анемометры различных конструкций: чашечные, крыльчатые, электрические и индукционные. В лабораторных условиях в основном применяются чашечные анемометры для скоростей воздуха до 50 м/с и крыльчатые для скоростей до 15 м/с. Чашечный и крыльчатый анемометры состоят из трёх основных элементов: крыльчатки со сферическими или плоскими лопастями, счетного механизма со шкалой и рычага для включения и выключения счетного механизма.

Методика измерения скорости анемометром состоит в следующем. Анемометр помещают в воздушный поток, спустя 10-15 с включают счетный механизм и одновременно секундомер, фиксирующий время измерения. Для получения средней скорости потока анемометр медленно перемещают в плоскости сечения, в которой производится измерение. Через 100 с, не вынимая анемометра из потока, выключают счетный механизм и секундомер. Перед измерением записывается начальное показание анемометра n₁ , после измерения - конечное показание n₂ и секундомера . Разность показаний, отнесенная ко времени измерения, дает количество делений в секунду:

(1.2)

Скорость воздушного потока v находят по значению m с помощью прилагаемого к анемометру графика.

При измерении какой-либо величины различными типами приборов следует определить погрешность прибора. За наиболее вероятное значение измеряемой величины принято считать её среднеарифметическое значение:

(1.3)

где: a_i - отсчет на данном типе прибора;

n - количество типов приборов.

При отсчете показаний с выведением среднего результата точность последнего оценивается величиной вероятной погрешности. Если a₁, a₂,..., a_n - ряд значений измеряемой величины, а_ср - среднее значение, то отклонения отдельных значений определяют как

a₁ = a₁ - a_ср; a₂ = a₂ - a_ср; ... a_n = a_n - a_ср. (1.4)

Тогда вероятная погрешность может быть вычислена по формуле:

(1.5)

где: - числовой коэффициент, который находят в зависимости от числа измерений по таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Значения поправочного коэффициента _n

n	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
n	1,000	0,816	0,765	0,741	0,727	0,718	0,711	0,706	0,703	0,700

Окончательный результат измерения будет:

a = a_ср . (1.6)

Определение метеорологических условий в помещении

Самочувствие и работоспособность человека с гигиенической точки зрения в значительной степени определяются температурой, влажностью и скоростью движения воздуха.

Температура характеризует степень нагретости среды.

Влажность воздуха в помещении обусловлена следующими причинами: влажностью наружного воздуха; выделением влаги людьми, находящимися в помещении; бытовыми и технологическими влаговыделениями. Влажность различают абсолютную и относительную. Абсолютная влажность D - это масса водяных паров, заключающихся в 1 м³ влажного воздуха, кг/м³.

Из характеристического уровня получим:

(1.7)

Зная парциальное давление водяных паров и их температуру, можно определить абсолютную влажность в помещении при

R_вп = 470 Пам³/(кгК).

Отношение парциального давления Р_вп водяного пара во влажном воздухе к парциальному давлению Р_нп водяного пара в насыщенном влажном воздухе при одной и той же температуре называется относительной влажностью воздуха:

(1.8)

Давление водяного пара, находящегося в насыщенном состоянии Р_нп, Па, для области положительных температур:

Р_нп = 479 + (11,52 + 1,62t_с)² (1.9)

где: t_с - температура воздуха (по показаниям «сухого» термометра), С.

Согласно закону Дальтона, общее давление смеси равно сумме парциальных давлений нескольких газов, образующих эту смесь. Так как влажный воздух представляет собой паровоздушную смесь, то общее давление атмосферного воздуха или барометрическое давление равно сумме парциальных давлений сухой его части Р_св и водяных паров Р_вп:

Р_б = Р_св + Р_вп. (1.10)

Если влажный воздух охлаждать, то в зависимости от содержания в нём водяного пара при достижении вполне определённой температуры начинается конденсация и выпадение влаги. Температура, при которой происходит конденсация паров, содержащихся в воздухе, называется температурой точки росы.

Установлено, что при нормальной влажности и подвижности воздуха на самочувствие человека заметное влияние оказывает температура поверхности ограждений. Состояние теплового комфорта в помещении определяется как результат соотношения между температурой окружающего воздуха и средней температурой внутренних поверхностей ограждений.

Среднюю температуру поверхностей помещения принято называть радиационной температурой. Она связана с лучистым теплообменом в помещении и зависит от размеров и температуры поверхности отдельных ограждений:

(1.11)

где: f_i, t_вп - площади и температуры внутренних ограждающих конструкций.

Средняя радиационная температура, обеспечивающая нормальное тепловое состояние человека в помещении:

t^н_рад = 29 - 0,5t_с. (1.12)

Порядок проведения работы

1. Измерение барометрического давления:

а) снимают показания различных типов приборов, показывающих барометрическое давление;

б) определяют погрешность измерения приборов по методике, изложенной выше.

2. Измерение относительной влажности:

а) снимают показания различных типов приборов, показывающих относительную влажность;

б) измеряют температуры t_с и t_м, °С, по психрометрам Августа и Асмана;

в) определяют относительную влажность по таблице, номограмме и I-d-диаграмме;

г) сравнивают все показания относительной влажности, определяют погрешность и находят истинное значение относительной влажности.

3. Определяют температуру точки росы на I-d-диаграмме по известным значениям t_с и t_м.

4. Определяют парциальное давление насыщенных водяных паров влажного воздуха по формуле (1.9) и по I-d-диаграмме.

5. Определяют парциальное давление водяных паров во влажном воздухе по формуле (1.8) и по I-d-диаграмме.

6. Определяют парциальное давление сухой части воздуха по формуле (1.10).

7. Определяют абсолютную влажность воздуха по формуле (1.7).

8. Определяют радиационную температуру по формуле (1.12). Все показания заносят в таблицу 1.2.

Лабораторная работа 2. Определение кратности воздухообмена и воздушного баланса в помещении

Цель работы: определение кратности воздухообмена в помещении и вида воздушного баланса.

Воздушным балансом называется соотношение между массовым расходом воздуха, подаваемого в помещение, и удаляемого из него. Воздушный баланс может быть уравновешенным, когда количество воздуха, подаваемого в помещение, равно количеству воздуха, удаляемого из него. Если количества воздуха, подаваемого в помещение и удаляемого из него, не равны, то такой баланс называется неуравновешенным. Если L_пp > L_выт, баланс принято называть неуравновешенным положительным. Если L_пp < L_выт - неуравновешенным отрицательным.

Воздухообмен в помещении может быть искусственным (механическим), если воздух движется за счет работы вентилятора, и естественным, если воздух движется за счет разности давлений, возникающей под действием ветра или разности плотностей наружного и внутреннего воздуха. Поступление и удаление воздуха происходит через неплотности и поры наружных ограждающих конструкций. Проникновение наружного воздуха в помещение через неплотности в ограждениях называется инфильтрацией, обратное явление - эксфильтрацией.

Естественный воздухообмен происходит через открытые окна, фрамуги и двери. Такой способ вентиляции называется проветриванием.

Кратность воздухообмена - число, показывающее, сколько раз в течение часа меняется воздух в объёме помещения:

(2.1)

где: k - кратность воздухообмена, 1/ч;

L - количество воздуха, подаваемого или удаляемого из помещения, м³/ч;

V - объём помещения, м³.

Порядок выполнения работы

1. Замерить размеры помещения (a - длина, b - ширина, h - высота, м) и определить объём, м³:

V = abh. (2.2)

2. Замерить площади проёмов, через которые подаётся и удаляется воздух, F_пр, F_выт, м².

3. Определить скорость движения воздуха в проёмах v, м/с.

4. Определить количество воздуха, подаваемого в помещение и удаляемого из него:

L = vF. (2.3)

5. По формуле (2.1) определить кратность воздухообмена в помещении по притоку и по вытяжке.

6. Определить, какой воздушный баланс в помещении. Измерения провести не менее трёх раз. Все результаты занести в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 - Результаты измерений и расчетов

Размеры помещения

Размеры проёмов

Показания анемометров

V, м/с

L, м3/с

k, 1/ч

a

b

h

V

c

d

F

nн

nк

m

м

м

м

м3

м

м

м2

об

об

с

об/с

Приток

1

2

3

средн.

Вытяжка

1

2

3

средн.

Лабораторная работа 3. Построение эпюр давлений и скорости в воздуховоде прямоугольного сечения

При движении воздуха в воздуховоде могут иметь место два различных режима движения: ламинарный, или параллельно-струйчатый, и турбулентный, или вихревой, при котором образуются вихри, накладывающиеся на основное движение и ведущие к перемешиванию среды. вентиляция воздуховод калорифер установка

Скорость по поперечному сечению при ламинарном режиме изменяется по закону параболы с максимальным значением на оси трубы (рис. 3.1, а).

При турбулентном режиме кривая изменения скорости имеет вид усечённой параболы (рис. 3.1, б). В этом случае у стенки всегда имеется слой, в котором среда движется ламинарно. Остальную часть сечения занимает так называемое турбулентное ядро, максимальная скорость наблюдается также на оси трубы, но при турбулентном режиме она мало отличается по величине от скорости в других точках турбулентного ядра. Для вентиляционных установок в большинстве случаев встречается турбулентный режим течения.

Определение скорости движения среды в воздуховодах сводится к измерению давления в различных точках. Для этой цели вводится в среду пневмометрическая трубка, которая воспринимает давление в данной точке и передаёт его к микроманометру. Зная величину динамического давления Р_д, Па, можно определить скорость движения среды в данной точке:

(3.1)

Размещено на http://www.allbest.ru/

где: Р_д - динамическое давление в данной точке, определяемое как разность полного Р_п, Па, и статического Р_ст давления, Па.

Рис. 3.1. График скоростей при ламинарном (а) и турбулентном (б) режимах движения среды в трубопроводе

Методика определения средней скорости в воздуховодах прямоугольного сечения следующая.

Воздуховод прямоугольного сечения разбивается на ряд равновеликих площадок, которые должны иметь форму, по возможности близкую к квадрату (рис. 3.2). Размер каждой площадки не должен превышать 0,04 м².

Рис. 3.2. Разбивка воздуховода прямоугольного сечения на равновеликие площадки

Давление измеряется в центре каждой площадки, а затем по формуле (1.1) определяется численное значение измеренного давления.

Порядок выполнения работы

1. Измерить температуру воздуха.

2. Разбить сечение воздуховода на равновеликие площадки и определить положения точек для замеров.

3. Установить микроманометр в горизонтальное по уровням положение с помощью подъемных винтов. Записать первоначальное показание микроманометре и угол наклона трубки (i).

4. Произвести измерения статического и полного давлений в намеченных точках.

5. Определить динамическое давление как разность полного и статического давлений.

6. Определить скорости в данных точках по формуле (3.1).

7. Построить эпюры давлений и скорости.

Все измерения заносятся в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 - Результаты измерений и расчетов

№ п/п

Наименование величин

Ед. изм.

Обозна-чение

Точки измерения

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

Статическое давление

мм.вд.ст.

Нст

Па

Рст

2

Полное давление

мм.вд.ст.

Нп

Па

Рп

3

Динамическое давление

Па

Рд

4

Мгновенная скорость

м/с

v

Лабораторная работа 4. Определение расхода воздуха в круглом воздуховоде

Количество вещества, проходящее в единицу времени через некоторое сечение, называется расходом вещества, а измеряющие его приборы называются расходомерами.

Для определения расхода воздуха наибольшее распространение получил скоростной метод измерения. В основу этого метода положено измерение средней скорости потока, которая связана с расходом известной зависимостью:

L = v_срF, (4.1)

где: v_ср - средняя скорость потока, м/с;

F - площадь поперечного сечения потока, м².

Массовый расход воздуха G, кг/с, определяется из выражения:

G = L, (4.2)

где: - плотность воздуха, кг/м³;

L - объемный расход воздуха, м³/с.

Плотность воздуха определяется по формуле:

(4.3)

где: Т - температура воздуха, К;

Р_б - барометрическое давление, кПа.

Для определения расхода воздуха, проходящего по воздуховоду, необходимо знать среднюю скорость его движения.

Для определения скорости воздуха в открытом сечении воздуховода используется чашечный анемометр.

Для определения скорости движения воздуха в воздуховоде измеряют динамическое давление и по формуле (3.1) лабораторной работы 3 определяют скорость.

Методика определения средней скорости в воздуховодах круглого сечения следующая (рис. 4.1). Сечение воздуховода делится на ряд равновеликих площадок, имеющих форму колец и круга в центре. Число площадок в зависимости от диаметра воздуховода рекомендуется принимать при диаметре:

до 200 мм - m = 3 кольца;

до 400 мм - m = 4 кольца;

до 700 мм - m = 5 колец;

более 700 мм - m = 6 колец.

Расстояния r_n от центра воздуховода до точек, в которых производятся измерения динамического давления Р_д (для каждого равновеликого кольца), определяются по выражению:

(4.4)

где: R - радиус воздуховода, мм (D = 255 мм);

n - порядковый от оси воздуховода номер кольца, на площади которого определяется скорость движения воздуха. При этом следует иметь в виду, что центральный круг имеет порядковый номер n = 1.

Динамическое давление Р_д, Па, измеряют для каждой равновеликой площадки дважды в точках, лежащих на двух взаимно перпендикулярных диаметрах.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 4.1 Разбивка воздуховода круглого сечения на равновеликие площадки

Порядок проведения работы

1. Определяют температуру t и барометрическое давление Р_б воздуха.

2. Измеряют сечение воздуховода и открытого проема F.

3. Определяют радиусы равновеликих колец.

4. В нужном сечении воздуховода устанавливается пневмометрическая трубка, присоединённая к микроманометру, которым измеряют динамическое давление Р_д.

В открытом проеме устанавливается анемометр и производится измерение скорости. Измерения проводятся 3-5 раз.

4. Определяют скорости потока:

а) в сечении воздуховода - по формуле (3.1) (см. лаб. раб. 3);

б) в открытом проёме - по графику анемометра.

5. Вычисляют средние скорости в воздуховоде и открытом проёме.

6. Определяют объёмные и массовые расходы воздуха.

Данные измерений расходов воздуха в открытом проёме заносят в таблицу 4.1, в сечении воздуховода - в таблицу 4.2.

Таблица 4.1 - Результаты измерений и расчетов в открытом проёме

Номер измерения

F, м2

t, С

Рб, Па

Показания анемометра

L, м3/с

, кг/м3

G, кг/с

n1

n2

m

, с

v, м/с

1

2

3

4

5

Таблица 4.2 - Результаты измерений и расчетов в воздуховоде

Коэффициент угла наклона микроманометра

Номер измерения

F, м2

t, С

Рб, Па

, кг/м3

Показания микроманометра

Рд, Па

vi, м/с

vср, м/с

L, м3/с

G, кг/с

П

Н0

Н

1

2

3

…

Лабораторная работа 5. Определение коэффициента теплопередачи

Цель работы: ознакомление с методикой определения коэффициента теплопередачи.

Общие указания

Калориферами называют теплообменные аппараты, служащие для нагревания воздуха в вынужденном потоке.

Испытание калориферов проводится с целью определения коэффициентов теплопередачи и величины сопротивления, которое оказывают калориферы прохождению через них воздуха.

Коэффициентом теплопередачи К калорифера называется количество теплоты в Джоулях, которое передается от теплоносителя воздуху через 1 м² его поверхности нагрева при разности температур между теплоносителем и воздухом в 1С за 1 секунду.

Определение коэффициента теплопередачи калорифера при теплоносителе воде производится на установке, схема которой представлена на рис. 5.1.

Воздух подаётся к калориферу по всасывающему воздуховоду 2 центробежным вентилятором 1. Количество воздуха, проходящего через калорифер 3, изменяется шибером 4, установленным на нагнетании вентилятора.

Теплоноситель-вода подаётся к калориферу по трубопроводу 5. Температура нагреваемого воздуха измеряется перед входом в калорифер термометром 6, после калорифера - термометром 7.

Порядок выполнения работы

Для определения количества нагреваемого воздуха измеряют динамическое давление пневмометрической трубкой с микроманометром в воздуховоде перед калорифером (сечение I-I) и определяют скорость движения воздуха v_I, м/с, из формулы динамического давления:

(5.1)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 5.1 Схема установки для испытаний калорифера

По средней скорости потока находят объемный L, м³/c, и массовый G, кг/с, расходы воздуха:

L = v_IF_I, G = L, (5.2)

где: F_I - площадь поперечного сечения воздуховода, м²;

- плотность воздуха, кг/м³.

Коэффициент теплопередачи калорифера:

(5.3)

где: Q - количество теплоты, воспринятой воздухом (равно количеству теплоты, отданной теплоносителем), Вт;

t_cp - средняя разность температур теплоносителя и воздуха, °С;

F - поверхность нагрева калорифера, м² (F = 30,4 м²):

Количество теплоты, отданной теплоносителем (водой):

Q = c_тG_т(t_г - t_о); (5.4)

Количество теплоты, воспринятой воздухом:

Q = cG(t_к - t_н), (5.5)

где: G - массовый расход воздуха, кг/с;

G_т - массовый расход теплоносителя (воды), кг/с;

с, с_т - массовая теплоёмкость соответственно воздуха и воды, кДж/(кгС);

t_г ,t_о - температура воды соответственно до и после калорифера, °С;

t_н ,t_к - температура воздуха соответственно до и после калорифера, °С.

Средняя разность температур:

(5.6)

Таким образом, для определения коэффициента теплопередачи калорифера экспериментальным путём необходимо:

1. Определить количество теплоты, отданной теплоносителем воздуху (для этого измеряются: количество воздуха, прошедшего через калорифер, а также температуры воздуха и теплоносителя до и после калорифера).

2. Найти среднюю разность температур по методике, изложенной выше.

Измерение количества воздуха и температур воздуха и теплоносителя производится при установившемся режиме, который обеспечивается запуском установки за 20-30 мин до начала измерений.

Данные измерений и их обработки сводятся в таблицу 5.1.

Значение коэффициента теплопередачи, полученное опытным путём, следует сравнить со значением, найденным аналитически.

Для пластинчатых калориферов коэффициент теплопередачи определяется по формулам (при теплоносителе воде):

K = 15,24(v)^0,331w^0,166, при w = 0,020,25 м/с; (5.7)

K = 11,05(v)^0,448w^0,094, при w = 0,251,0 м/с. (5.8)

где: v - средняя скорость движения воздуха в живом сечении калорифера, м/с;

- плотность воздуха, кг/м³;

v - массовая скорость воздуха, кг/(см²);

w - скорость движения воды в трубках калорифера, м/с.

Таблица 5.1 - Результаты измерений и расчетов

№ п/п	Наименование величин	Обозначение величин	Ед. изм.	Данные измерений и расчетов	Способ определения
1	2	3	4	5	6
1	Температура воздуха до калорифера	tн	С
2	Температура воздуха после калорифера	tк	С
3	Температура теплоносителя до калорифера	tг	С
4	Температура теплоносителя после калорифера	tо	С
5	Средняя разность температур	tср	С
6	Динамическое давление	Рд	Па
7	Средняя скорость воздуха	vср	м/с
8	Площадь сечения I воздуховода	FI	м2
9	Расход воздуха	L	м3/с
10	Количество теплоты, полученное воздухом	Q	Вт
11	Расход теплоносителя	Gт	кг/с
12	Коэффициент теплопередачи (экспериментальный)	К	Вт/(м2С)
13	Коэффициент теплопередачи (аналитический)	К	Вт/(м2С)

Массовая скорость воздуха и скорость движения воды:

(5.9)

где: f_жв - площадь живого сечения калорифера для прохода воздуха, м² (f_жв = 0,354 м²);

f_жт - площадь живого сечения калорифера для прохода воды, м², (f_жт = 0,0092 м²).

Лабораторная работа 6. Испытание калорифера. Определение сопротивления калорифера

Определение величины сопротивления калорифера прохождению воздуха производится на установке, схема которой представлена на рис. 5.1 (лаб.раб. 5).

Для определения величины аэродинамического сопротивления калорифера достаточно знать величины полных давлений в сечении II перед калорифером и в сечении III после калорифера. Разность полных давлений в сечениях II и III будет искомой величиной:

P = P_п.II - P_п.III, (6.1)

Величины полных давлений в сечениях II и III вычисляются как суммы статических и динамических давлений:

P_п.II = P_ст.II + P_д.II, P_п.III = P_ст.III + P_д.III. (6.2)

Статические давления измеряются микроманометрами с пневмометрическими трубками в сечении II (диффузор) Р_ст.II и в сечении III (конфузор) Р_ст.III.

Динамические давления определяются расчетным путём по выражениям:

(6.3)

где: v_II - средняя скорость движения воздуха перед калорифером в сечении II, м/с;

v_III - средняя скорость движения воздуха после калорифера в сечении III, м/с;

_н - плотность воздуха до калорифера при t_н, кг/м³;

_к - плотность воздуха после калорифера при t_к, кг/м³.

Средние скорости движения воздуха до и после калорифера v_II и v_III определяются так:

(6.4)

где: L - расход воздуха, прошедшего через калорифер, м³/с;

F_II, F_III - площади поперечных сечений диффузора в сечении II и конфузора в сечении III, м².

Расход воздуха:

L = v_IF_I, (6.5)

где: v_I - средняя скорость воздуха в сечении I воздуховода, м/с;

F_I - площадь поперечного сечения воздуховода в сечении I, м².

Для определения средней скорости воздуха в сечении I измеряют динамические давления, разбивая его на ряд равновеликих площадок по известной методике. По полученному среднему по сечению динамическому давлению находят среднюю скорость:

(6.6)

Данные измерений и результаты расчетов заносят в таблицу 6.1.

Таблица 6.1 - Результаты измерений и расчетов

№ п/п	Наименование величин	Обозна-чение величин	Ед. изм.	Данные измерений и расчетов	Способ определения
1	2	3	4	5	6
1	Температура воздуха до калорифера	tн	С
2	Температура воздуха после калорифера	tк	С
3	Статическое давление в сечении II	Рст.II	Па
4	Статическое давление в сечении III	Рст.III	Па
5	Динамическое давление в сечении I	Рд.I	Па
6	Динамическое давление в сечении II	Рд.II	Па
7	Динамическое давление в сечении III	Рд.III	Па
8	Площадь поперечного сечения I воздуховода	FI	м2
9	Площадь поперечного сечения II	FII	м2
10	Площадь поперечного сечения III	FIII	м2
11	Средняя скорость воздуха в сечении I	vI	м/с
12	Расход воздуха	L	м3/с
13	Средняя скорость в сечении II	vII	м/с
14	Средняя скорость в сечении III	vIII	м/с
15	Полное давление до калорифера в сечении II	РII	Па
16	Полное давление после калорифера в сечении III	РIII	Па
17	Сопротивление калорифера	P	Па

Лабораторная работа 7. Испытание приточной установки

Цель работы: определение характеристик приточной установки:

- производительности по воздуху;

- аэродинамических сопротивлений оборудования (фильтра, калорифера);

- полного давления, развиваемого вентилятором;

- тепловой мощности калорифера.

Схема приточной установки приведена на рис. 7.1.

Порядок выполнения работы

1. Определяем производительность установки по воздуху L, м³/ч, по формуле:

L= 3600vF, (7.1)

где: v - средняя скорость воздуха в сечении воздуховода, м/с;

F - площадь поперечного сечения воздуховода, м².

Средняя скорость воздуха в сечении 1-1 воздуховода определяется по методике, изложенной в лабораторной работе 4.

Для этого измеряется динамическое давление в сечении 1-1 с помощью микроманометра и пневмометрической трубки.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 7.1 Схема приточной установки

1 - канальный вентилятор; 2 - фильтр; 3 - электрокалорифер; 4 - воздухораспределитель; 5 - воздуховод 100 мм.

2. Потери давления в оборудовании (фильтр, калорифер) определяются по методике, изложенной в лабораторной работе 6.

Для этого определяются полные давления в сечениях 1-1, 2-2, 3-3, 4-4, 5-5 и динамическое давление в сечении 1-1.

Потери давления в фильтре, Па, определяются по формуле:

P_ф = (P_п2 - R₀l_2-ф) - (P_п3 - R₀l_3-ф). (7.2)

Потери давления в калорифере, Па, определяются по формуле:

P_к = (P_п4 - R₀l_4-к) - (P_п5 - R₀l_5-к). (7.3)

Удельная потеря давления на трение R₀, Па/м, определяются по формуле:

R₀ = (P_п1 - P_п2)/l_1-2, (7.4)

где: l_1-2 - расстояние между сечениями 1-1 и 2-2, м.

3. Потери давления в воздуховодах приточной установки, Па, определяются по формуле:

P_возд = P_пв - P_ф - P_к, (7.5)

где: P_пв - полное давление, развиваемое вентилятором, Па.

Полное давление, развиваемое вентилятором, определяется по формуле:

P_пв = (P_п4 + R₀l_4-в) - (P_п3 - R₀l_3-в). (7.6)

4. Тепловая мощность калорифера Q_к, Вт, определяются по формуле:

Q_к = 0,278L_нc(t_к - t_н), (7.5)

где: t_к - конечная температура воздуха после калорифера, С;

t_н - начальная температура воздуха перед калорифером, С;

c - массовая теплоемкость воздуха, кДж/(кгС);

_н - плотность воздуха при t_н, кг/м³.

Результаты измерений и расчетов сводятся в таблицу 7.1.

Таблица 7.1

№ п/п	Наименование параметра	Обозначение	Размерность	Результат
1	2	3	4	5
Измеряемые величины
1	Среднее динамическое давление в сечении 1-1	Pд1	Па
2	Полное давление в сечении 1-1	Pп1	Па
3	Полное давление в сечении 2-2	Pп2	Па
4	Полное давление в сечении 3-3	Pп3	Па
5	Полное давление в сечении 4-4	Pп4	Па
6	Полное давление в сечении 5-5	Pп5	Па
7	Начальная температура воздуха	tн	С
8	Конечная температура воздуха	tк	С
9	Длины участков воздуховода	l1-2	м
		l2-ф	м
		<...

методичка "Основы вентиляции помещений" скачать

Подобные документы

• Назначение и устройство принудительной вентиляции

  Изучение технических характеристик и принципа работы приточной системы вентиляции с рециркуляцией воздуха, которая используется в вагонах с кондиционированием воздуха и предназначена для обеспечения требуемого воздухообмена, охлаждения, подогрева воздуха.
  
  реферат [7,3 M], добавлен 24.11.2010
  

• Система управления установкой приточной вентиляции помещения на базе контроллера МС8

  Особенности использования системы управления установкой приточной вентиляции на базе контроллера МС8.2. Основные функциональные возможности контроллера. Пример спецификации для автоматизации установки приточной вентиляции для схемы на базе МС8.2.
  
  практическая работа [960,3 K], добавлен 25.05.2010
  

• Оптимизация микроклимата в помещении многоквартирного здания при помощи механической вентиляции

  Определение достаточности воздухообмена в помещении многоквартирного дома. Оптимизация микроклимата помещения при помощи механической вентиляции. Подбор вентиляционного оборудования для котельной. Сравнение эффективности применения вентиляцонных клапанов.
  
  дипломная работа [4,8 M], добавлен 10.07.2017
  

• Расчет сушильной установки

  Расчет необходимого расхода абсолютно сухого воздуха, влажного воздуха, мощности калорифера и расхода греющего пара в калорифере. Определение численного значения параметра сушки. Построение линии реальной сушки. Объемный расход отработанного воздуха.
  
  контрольная работа [131,8 K], добавлен 07.04.2014
  

• Вытяжные вентиляции производственного цеха

  Анализ существующих типовых схем автоматики вентиляции производственных цехов. Математическая модель процесса вентиляции производственных помещений, выбор и описание средств автоматизации и элементов управления. Расчет себестоимости проекта автоматизации.
  
  дипломная работа [5,9 M], добавлен 11.06.2012
  

• Синтез системы управления процессом воздухообмена и теплообмена на станции "Речной вокзал" Новосибирского метрополитена

  Основные требования к состоянию воздушной среды в тоннеле метрополитена. Описание технологического процесса проветривания и элементов системы вентиляции на станции "Речной вокзал". Исполнительный механизм управляемых шиберов. Датчик расхода воздуха.
  
  дипломная работа [3,0 M], добавлен 25.08.2010
  

• Система вентиляции гальванического цеха предприятия ОАО "Коммунар"

  Определение вредных выделений, вычисление необходимого воздухообмена в рабочем помещении. Схема общеобменных вентиляционных систем и расположения в них оборудования. Проектирование и расчет конструкционных узлов, подбор вентилятора и электродвигателя.
  
  курсовая работа [1,2 M], добавлен 28.04.2011
  

• Рециркуляция в системах приточной вентиляции

  Приточная система вентиляции, ее внутреннее устройство и взаимосвязь элементов, оценка преимуществ и недостатков использования, требования к оборудованию. Мероприятия по энергосбережению, автоматизация управления энергоэффективных вентиляционных систем.
  
  курсовая работа [476,9 K], добавлен 08.04.2015
  

• Общеобменная и местная вентиляция

  Основные источники тепловыделений в производственных помещениях. Расчет необходимого расхода приточного воздуха и кратности потребного воздухообмена помещения из условия удаления избыточной теплоты и разбавления вредных выделений свежим воздухом.
  
  контрольная работа [149,1 K], добавлен 25.08.2010
  

• Разработка проекта комплекса по производству говядины на 600 голов

  Характеристика проектируемого комплекса и выбор технологии производственных процессов. Механизация водоснабжения и поения животных. Технологический расчет и выбор оборудования. Системы вентиляции и воздушного отопления. Расчет воздухообмена и освещения.
  
  курсовая работа [135,7 K], добавлен 01.12.2008
  

• Проектирование систем отопления и вентиляции

  Проверка теплозащитных свойств наружных ограждений. Проверка на отсутствие конденсации влаги. Расчет тепловой мощности системы отопления. Определение площади поверхности и числа отопительных приборов. Аэродинамический расчет каналов системы вентиляции.
  
  курсовая работа [631,5 K], добавлен 28.12.2017
  

• Расчет системы вентиляции промышленного здания

  Составление теплового баланса помещения. Теплопоступления через массивные ограждающие конструкции. Определение количества приточного воздуха, необходимого для удаления избытка теплоты. Расчет прямоточной системы кондиционирования воздуха с рециркуляциями.
  
  курсовая работа [4,7 M], добавлен 23.04.2017
  

• Техника и технология кондиционирования воздуха в помещении

  Характеристика основных типов кондиционеров: бытовые, полупромышленные и системы промышленного кондиционирования и вентиляции. Расчет необходимой мощности кондиционера. Эксплуатация кондиционера и монтаж. Центральные системы кондиционирования воздуха.
  
  контрольная работа [26,5 K], добавлен 08.12.2010
  

• Проектирование отопления, вентиляции и водоснабжения школы

  Расчёт отопления, вентиляции и горячего водоснабжения школы на 90 учащихся. Определение потерь теплоты через наружные ограждения гаража. Построение годового графика тепловой нагрузки. Подбор нагревательных приборов систем центрального отопления школы.
  
  курсовая работа [373,7 K], добавлен 10.03.2013
  

• Разработка зоогигиенических мероприятий по созданию оптимального микроклимата в коровнике на 200 голов

  Микроклимат и его влияние на продуктивность и здоровье животного, роль воздухообмена и теплового баланса. Расчет вентиляции, теплового баланса, их оптимизация. Анализ расчетных материалов. Размещение и режим работы тепловентиляционного оборудования.
  
  курсовая работа [185,0 K], добавлен 21.04.2012
  

• Функциональная схема автоматизированного контроля процесса вентиляции пропарочной камеры

  Описание процесса тепловлажностной обработки изделий на базе цементобетона. Автоматизированный контроль процесса вентиляции пропарочной камеры. Выбор типа дифманометра и расчет сужающего устройства. Измерительная схема автоматического потенциометра.
  
  курсовая работа [1,7 M], добавлен 25.10.2009
  

• Автоматическая система управления приточно-вытяжной вентиляции

  Основы функционирования системы автоматического управления приточно-вытяжной вентиляции, ее построение и математическое описание. Аппаратура технологического процесса. Выбор и расчет регулятора. Исследование устойчивости САР, показатели ее качества.
  
  курсовая работа [913,6 K], добавлен 16.02.2011
  

• Вентиляция, ее назначение и виды

  Вентиляция как регулируемый воздухообмен в помещении, а также устройства, которые его создают. Гигиенические требования к показателям микроклимата. Классификация систем вентиляции. Естественная и механическая вентиляция. Специализированная литература.
  
  реферат [33,8 K], добавлен 17.11.2010
  

• Расчёт потребного воздухообмена и мощности центробежного вентилятора для гаражного помещения и стоянки машин

  Характеристика ЗАО "РусАгро-Тишанка". Назначение общеобменной вентиляции. Расчет потребного воздухообмена для стоянки машин с двигателями внутреннего сгорания. Расчет потребляемой мощности центробежного вентилятора. Анализ пожарной безопасности.
  
  курсовая работа [41,7 K], добавлен 27.12.2010
  

• Кулачковый механизм

  Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций. Расход теплоты на нагревание вентиляционного воздуха. Выбор системы отопления и типа нагревательных приборов, гидравлический расчет. Противопожарные требования к устройству систем вентиляции.
  
  курсовая работа [244,4 K], добавлен 15.10.2013
  

Другие документы, подобные "Основы вентиляции помещений"

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам