Теоретические основы // Инженерные системы // Вентиляция, автоматика, тепло-, водоснабжение и канализация

о компании | контакты | прайс | фотогалерея | Обратная связь

Вентиляция

Автоматизация

Кондиционерование

На сайте

Производители кондиционеров

Другое

Теоритические основы приточно-вытяжной вентиляции

Теория воздушных струй

На рис. 9, показана воздушная струя, которая формируется в случае, когда воздух принудительно подается в помещение через отверстие в стене. В результате появляется свободная воздушная струя. Если температура воздуха в струе, такая же, как и в помещении, она называется свободной изотермической струей.

Распределение и форма

Воздушная струя состоит из нескольких зон с различными режимами потоков и скоростями перемещения воздуха. Зона, представляющая наибольший практический интерес, - это основной участок. Скорость в центре (скорость вокруг центральной оси) является обратно пропорциональной расстоянию от диффузора или клапана, т. е., чем дальше от диффузора, тем меньше скорость воздуха. Воздушная струя полностью развивается на основном участке, и превалирующие здесь условия, будут оказывать решающее воздействие на режим потоков в помещении в целом.

Рис. 9. Основной участок воздушной струи, скорость в центре vx и угол наклона.

От формы диффузора или проходного отверстия воздухораспределителя зависит форма воздушной струи. Круглые или прямоугольные проходные отверстия создают компактную воздушную струю конической формы. Для того, чтобы воздушная струя была абсолютно плоской, проходное отверстие должно быть более чем в двадцать раз шире своей высоты или таким же широким, как помещение. Воздушные веерные струи получаются при прохождении через совершенно круглые проходные отверстия, где воздух может распространяться в любых направлениях, как в приточых диффузорах.

Рис. 10. Различные типы воздушных струй.

Скоростной профиль

Скорость воздуха в каждой части струи можно рассчитать математически. Для расчета скорости на определенном расстоянии от выходного отверстия диффузора/клапана, необходимо знать скорость воздуха на выходе из диффузора/клапана, его форму и тип воздушной струи, который им формируется. Таким же образом возможно рассмотреть, как варьируют скорости в каждом профиле струи.

Расчет скорости воздуха
Для конических и веерных струй:
x = расстояние от диффузора или клапана (м)
vx = скорость в центре на расстоянии х (м/с)
v0 =скорость на выходе из диффузора / клапана (м/с)
K = коэффициент диффузора
Aeff = эффективная площадь выхода диффузора / клапана (м2)
q = объем воздуха, проходящий через выходное отверстие (м3/с)

Для плоской воздушной струи:
x = расстояние от диффузора или клапана (м)
vx = скорость на расстоянии х (м/с)
v0 = скорость на выходе из диффузора / клапана (м/с)
K = коэффициент диффузора
h = высота отверстия (м)

Скорость в сечении воздушной струи,

перпендикулярной оси будет

y = расстояние по вертикали от центральной оси (м)
x = расстояние от диффузора/клапана (м)
v = скорость на расстоянии y (м)
vx = скорость в центре на расстоянии х (м/с)

Используя эти расчеты, можно нарисовать кривые скорости для всей струи. Это дает возможность определить области, которые имеют одну и ту же скорость. Эти области называются изовелами (линии постоянной скорости). Убедившись, что изовела, соответствующая 0,2 м/сек, находится за пределами рабочей зоны, можно быть уверенным, что скорость воздуха не превысит этот уровень непосредственно в рабочей зоне

Рис. 11. Различные изовелы воздушной струи.

Коэффициент диффузора

Коэффициент диффузора - постоянная величина, которая зависит от формы диффузора или клапана. Коэффициент можно рассчитать теоретически с использованием следующих факторов: импульсное рассеивание и сужение воздушной струи в точке, где она подается в помещение, и степень турбулентности, созданная диффузором или клапаном.

На практике коэффициент определяют для каждого типа диффузора или клапана, измеряя скорость воздуха как минимум в восьми точках, находящихся на разном расстоянии от диффузора/клапана и не менее чем в 30 см друг от друга. Эти значения затем наносят на график с логарифмическим масштабом, который показывает замеренные величины для основного участка воздушной струи, а это, в свою очередь, дает значение для константы.

Коэффициент диффузора дает возможность рассчитать скорости воздушной струи и спрогнозировать распределение и путь воздушной струи. Этот коэффициент отличен от коэффициента К, который используется для введения верного значения объема воздуха, выходящего из приточного воздухораспределителя или ирисового клапана.

Расчет коэффициента диффузора:

i =фактор импульса, показывающий распространение импульсов в точке подачи воздуха (i<1)
Epsilon = коэффициент стеснения струи
Cb = постоянная турбулентности (0,2-0,3 в зависимости от типа диффузора или клапана)

Практический расчет коэффициента диффузора
Значения замеров (vx/v0) and (x/v Aeff) составляют:

Используя значения, полученные для основного участка воздушной струи, тангенс (коэффициент угла) выводится на угол -1 (45°).

Формула для скоростного профиля
показывает, что

когда

Теперь линия должна быть нарисована от пересечения углового коэффициента 1 на шкале у, чтобы получить значение для коэффициента диффузора К.

Коэффициент диффузора, когда эффект настилания оказывает влияние на воздушную струю:
Горизонтальный угол раскрытия также увеличивается до 30°, когда струя отклоняется в направлении потолка, в то время как вертикальный угол остается неизменным (20-24°).

Эффект настилания

Если воздухораспределитель установлен в достаточной близости от плоской поверхности, (обычно это потолок), выходящая воздушная струя отклоняется в ее сторону и стремится течь непосредственно по поверхности. Этот эффект возникает вследствие образования разряжения между струей и поверхностью, а так как нет возможности подмеса воздуха со стороны поверхности, то струя отклоняется в ее сторону. Это явление называется настилающим эффектом.

Рис. 12. Настилающий эффект.

Практические эксперименты показали, что расстояние между верхней кромкой диффузора или клапаном и потолком ("a" на рис. 12) не должно превышать 30 см, чтобы возник настилающий эффект. Эффект настилания можно использовать для того, чтобы увеличить путь холодной воздушной струи вдоль потолка до внедрения ее в рабочую зону. Коэффициент диффузора будет несколько выше при возникновении настилающего эффекта, чем при свободном воздушном потоке. Также важно знать, как крепится диффузор или клапан при использовании коэффициента диффузора для проведения различных расчетов.

Неизотермическая воздушная струя

Картина распределения становится более сложной, когда подаваемый воздух теплее или холоднее, чем внутри помещения. Тепловая энергия, возникающая в результате разницы в плотности воздуха при различных температурах, заставляет более холодный воздушный поток двигаться вниз (струя тонет), а более теплый воздух устремляется вверх (струя всплывает). Это означает, что две различные силы оказывают воздействие на холодную струю, находящуюся у потолка: эффект настилания, который старается прижать ее к потолку, и тепловая энергия, которая стремится опустить ее к полу. На определенном расстоянии от выхода диффузора или клапана, тепловая энергия будет преобладать, и воздушная струя в конечном итоге отклонится от потолка.

Рис. 13. Точка отрыва воздушной струи (Xm) и отклонение (Y).

Точка отрыв

1.02.2007

Первого февраля 2007 года начал свою работу наш сайт. Мы рады приветствовать Вас на нем и надеемся, что Вы найдете то, что ищете.

Разработано в студии SwebPlus

Сайт управляется системой uCoz