Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Проектирование вентиляционных установок

..pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
7.87 Mб
Скачать

— K[0,1/? +

M Y O— 'Ye)]3 }

 

(4,1)

где G — количество

газов, выбивающихся

через рабочие

проемы

печей и сушил, кГ1сек;

 

 

b — ширина рабочего проема, ж;

 

кГ/м8;

ув — плотность газов внутри рабочего

пространства,

у0 — плотность окружающего воздуха,

кП м3\

 

р — избыточное

давление на поду печи или сушила, н/ж2;

Ai — высота расположения нижней кромки проема над подом, ж; А — высота проема, ж.

Формула (4,1) получена следующим образом.

Перепад давления (рис. 5) в проеме на высоте х на основании предложенного проф. П. Н. Каменевым метода избыточных давлений может быть определен по зависимости

 

АРх = р + 9,81 х (у0— Ув),

 

 

(4,2)

где р — избыточное давление на поду печи,

г—------------------

 

н/ж2;

 

 

 

 

 

Арх — перепад давлений в проеме на вы­

 

 

 

 

соте х, н1м2;

 

 

 

 

L

YB — плотность воздуха в рабочей

каме­

 

 

 

 

ре печи, кГ/ма;

 

 

 

 

 

Yo — плотность воздуха

в помещении,

 

 

- —

 

кГ/м3.

 

 

 

 

 

Через элементарную площадку dF,

распо-

 

 

-

ложенную

на высоте х, в помещение

будет

 

 

1

выходить

воздух в количестве,

определяемом

 

 

 

по выражению

 

 

 

 

 

 

dG = P YB VxdF.

 

 

I_______

_

Отсюда, принимая во внимание, что

Рис. 5.

Схематиче­

 

 

 

 

ский

разрез

печи

v . - у ц ^ .

'

dF = bdx,

получим

dG = р.6 Y 2Ард: YBdx .

Сучетом всего вышеприведенного и на основании формулы 4,2

ирис. 5 находим

G

hf\~h

 

р dG = pAV 2■9,81 Y B J

V 0 , l p + x(yo — yB) dx.

b

о

 

 

Отсюда следует

 

 

 

G ^ lv -b

W [O.1 P + (At +

A) (Yo - Y B )]3 -

 

- K I O . I P +

A^YO- Y

B)]3).

р. = 0,65,

получим приведенную выше формулу (4,1). Пример 4.

Определить количество газов, прорывающихся через открытый рабочий проем печи:

ширина проема b = 0,5 м; высота проема h = 0,3 м;

высота расположения низа проема над подом печи hi = 0,4 м\ давление на поду печи р = 2,5 н/ж2;

температура в рабочем пространстве печи tB= 1000° С;

температура окружающего воздуха

t0 = 20° С.

Решение.

 

По формуле- (1.1)

 

= 273+ юоо =

кГ/м3\

YO = 1 TI T 2Ô= 1>205 кГ/м*'

По формуле (4,1)

G = 1,9 •0,50 1[2f f r-Q827g {V [0,1 -2,5+ (0,4 + 0,3) (1,205— 0,278)]3 -

У[0,1 •2 ,5 + 0 ,4 (1,205 — 0.278)]3 ) = 0 ,2 5 3 кГ/сек.

Пример 5.

Определить для условий примера 4— 1 количество газов, выбива­ ющихся из отверстия печи, предположив, что низ проема расположен на уровне пода.

Решение.

По формуле (4,1)

G = 1,9-0,50 - , ^ 2о- 278 ( / Г о,1 -2 ,5 + 0 ,3 (1 ,2 0 5 -0 ,2 7 8 )3 -

— V Ô W ] = 0,197 кГ/сек.

Газовыдвлвния, обусловленные уточной через неплотности аппаратуры

и трубопроводов

Для определения количества газов, прорывающихся через не­ плотности аппаратуры и трубопроводов можно воспользоваться видоизмененной формулой H. Н. Репина

0,28 чРО-''V У Р

Ш 000

(4,3)

 

где G — количество газов, вытекающих через неплотности, кГ!сек\ т) — коэффициент, характеризующий качество эксплуатации; Р — рабочее давление, /ся/ж2;

V — объем аппаратуры и трубопроводов, заполненный газом, ж3; М — молекулярный вес;

Т— абсолютная температура газа.

Вреальных производственных условиях можно считать допусти­ мым следующие значения т):

т) = 1,0 2,0

или в среднем 1,5.

При удовлетворительной эксплуатации утечку газов можно опре­ делять по нижеследующей простой зависимости

G =

0,2 - г 0,3 „

(4,4)

10000 V'

Пример 6 .

Дано:

объем аппаратуры Vann = 10,0 ж2; объем трубопроводов VTp = 5,0 ж3; молекулярный вес газа (хлора) М — 71;

температура газа в аппаратуре /апп = 50° С; температура газа в трубопроводах tTp — 20° С; рабочее давление газа в аппаратуре Рапп = 1000 /сн/ж2; рабочее давление в трубопроводах Ргр = 2000 /сн/ж2;

коэффициент, характеризующий качество эксплуатации обору­ дования, г) = 1,5.

Определить количество просачивающихся паров хлора через неплотности аппаратуры и трубопроводов.

Решение.

По формуле (4,2)

0 ,2 8 -1,5 - ЮОО0 ,11 • 10

71

=

0,42-10-3 кГ/сек;

Gann —

10 000

ŸY *273. + 50

Grp —

0 ,2 8 .1 ,5 -2 0 0 0 0 > ||-5

71

 

= 0,24 -10_3 кГ/сек.

10000

У , 273 +

20

Общее количество просачивающихся газов

G = (0,42 + 0,24) 10- 3 = 0,66 -10- 3 кГ/сек.

Количество газов и паров, выделяющихся при усушке, находя­ щихся в помещении материалов, смоченных или пропитанных теми или иными летучими веществами, можно определить по формуле

 

С =

 

^

* ,

 

( 4 , 5 )

где G — количество выделяющихся

газов и паров, кПсек;

кГ;

Gi — количество

материала

в

начальный

момент времени,

G2 — количество

материала

в

конечный

момент времени,

кГ ;

Дz — интервал времени, в течение которого определяется вели­ чина Ga — Gj, сек.

Газовыделвния при химичесних рванциях

Решение практических задач по определению количества газов, выделяющихся в результате химических реакций, может быть произ­ ведено без особого труда по соответствующим формулам этих реак­ ций.

Количество окиси углерода, выделяющейся при заливке чугуна в конвейерных литейных, может быть определено по формуле

G = 0,011

,

(4,6)

где G — количество выделяющейся окиси

углерода, г/сек;

g — количество заливаемого чугуна,

кГ;

г— время от начала заливки до момента попадания залитой опоки в кожух, сек.

Вчугунолитейных с рессеянным литьем количество выделяю­ щейся окиси углерода принимается для крупного литья 0,8 Г, для

мелкого — 1,8 Г, и

в среднем 1,3

Г на кГ заливаемого

чугуна.

При нормальной

эксплуатации

работающих на мазуте

кузнеч­

ных и методических печей, по данным В. В. Батурина, количество окиси углерода, содержащейся в продуктах сгорания, может быть принято равным 40—50 Г на один кГ сжигаемого мазута.

Угленислота, выделяемая в процессе дыхания людьми

Количество углекислоты, содержащейся в выдыхаемом челове­ ком воздухе пропорционально количеству Других органических ве­ ществ, содержащихся в выдыхаемом воздухе и поэтому она служит критерием оценки воздуха, обусловленной физиологической жизне­ деятельностью человеческого организма.

Данные о количестве углекислоты, выделяемой человеком, при­ ведены в табл. 7 .

Количество углекислоты, выделяемой в процессе дыхания человеком

 

Кем и в каком состоянии

Г/сек

Взрослые

при физической

работе

 

0,0189

Взрослые

при спокойной

работе (в

учреждениях,

учебных

заведениях

и т. д.) .

. . .

 

0,0097

Взрослые

в спокойном

состоянии

(в зрительных залах

и т. д.)

.

.

 

0,0097

Взрослые

в спящем состоянии

 

0,0067

Дети до 12 лет

 

 

0,0050

 

£ 2. Газы и пары, поглощаемые в помещении

Поглощение выделяющихся в

помещении

газов может происхо­

дить под влиянием сорбции этих газов различными материалами, находящимися в помещении. Наибольшей способностью сорбции обладают главным образом сыпучие тела и пористые материалы с более или менее развитой поверхностью поглощения.

Поглощение газовых вредностей может иметь место и в случае химического взаимодействия выделяющихся газов с веществами, находящимися в помещении.

Вследствие сложности и малой надежности определение коли­ чества газов, поглощаемых вышеуказанными источниками (чрез­ вычайно незначительного) при расчете вентиляционных устройств оно не производится.

Б.Влага

§1. Влага, поступающая в помещение

Влага поступает в помещение в результате: а) испарений со свободной поверхности; б) усушки материалов; в) работы производственных агрегатов; г) химических реакций; д) выделения людьми.

Влаговыделения, обусловленные испарением со свободной поверхности

Количество влаги, испаряющейся со свободной поверхности, может быть определено по формуле

(4,7)

35

где W — количество воды, испаряющейся со свободной поверхно­ сти, Г/сек;

А — коэффициент, зависящий от скорости воздуха, омывающего поверхность испарения;

— упругость водяных паров насыщенного воздуха при тем­ пературе испарения, я/л*2;

h2 — упругость водяных паров в воздухе, н/мг\ В — барометрическое давление, н/м2-,

F — поверхность испарения, м2.

Для входящего в формулу (4,7) коэффициента А следует прини­ мать следующие значения:

при спокойном воздухе А = 7,0; при умеренном движении воздуха А = 9,0;

при сильном движении воздуха А = 11,0.

При необходимости учета более точного влияния скорости воз­ духа на интенсивность испарения в области интересующих нас условий обычного барометрического давления можно воспользо­ ваться формулой

W = ( 1 , 9 + 0 , U +

3 , 6 V) Ю - e { h i _ _ A j ) F ,

( 4 , 8 )

где v — скорость воздуха

над

поверхностью испарения,

м/сек-,

t — температура воды,

°С.

 

 

Необходимо отметить, что формулы (4,7) и (4,8) справедливы только для некипящей воды и кроме того для условий, когда

hx > h2.

Количество воды, испаряющейся при кипении, может быть опре­ делено по формуле

W =

,

(4,9)

где Q — мощность теплового потока, затрачиваемого на испарение при кипении, вт\

г— удельная теплота фазового превращения при температуре кипения, кдж/кГ

При отсутствии данных о величине Q, входящей в формулу (4.9) количество воды, испаряющейся при кипении, может быть в среднем принято равным Ю Г/сек с одного квадратного метра по­ верхности испарения.

Для случая, характеризуемого условием hx Л2, количество испаряющейся воды на основании опытных данных может в среднем приниматься 0,03 Г /м2 сек.

Работа на металлорежущих станках, с применением охлажда­ ющих эмульсий, сопровождается выделением водяных паров, коли­ чество которых в среднем может быть принято 150 Г на один кет установочной мощности станков.

Влаговыделения, обусловленные усушной находящихся в помещении материалов

Количество влаги, выделяющейся при усушке материалов, может быть найдено в результате определения изменения количества влаж­ ного материала за какой-то промежуток времени

 

 

 

 

W = 1000 (С| — G2)

 

 

(4,Ю)

 

 

 

 

 

 

Д г

 

 

 

 

где

W — средняя величина влаговыделений при усушке материала,

 

Г1сек\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gi — количество влажного материала в начальный момент вре­

 

мени,

кГ\

 

 

 

 

 

 

 

 

<j2 — количество влажного материала в

конечный момент вре­

 

мени,

кГ\

 

 

 

 

 

 

 

 

Дz — интервал

времени, по

истечении

которого

определяется

 

разность

Gi — G2, сек.

 

 

 

 

 

 

 

Количество выделяющейся при усушке влаги может быть опре­

делено и по такой формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1000 Gx

 

100-

 

 

 

 

 

 

 

 

W = --------

 

100 — у2/

 

(4,11)

 

 

 

 

 

 

 

 

где

— влажность

материала

в

начальный

момент времени,

%;

 

ф2 — влажность

материала

в

конечный

момент

времени,

%.

Пример 7.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определить

влаговыделения

 

от поступающего

в помещение

90 кГ материала, который в течение 80 сек снижает свою влажность с 20 до 10%.

Решение.

По формуле (4,11)

 

1000 - 9 0 ^ 1 -

100 — 20 \

W =

80

10010/ = 125 Г/сек.

 

 

Влаговыделения производственных агрегатов

Количество водяных паров, выделяемых производственными аг­ регатами через различного рода неплотности (главным образом, соединения трубопроводов, подводящих пар к этим агрегатам), мо­ жет быть определено на основании имеющихся опытных данных.

Влаговыделения при химических реанциях

Количество водяных паров, образующихся при химических про­ цессах, например при горении, могут быть определены по формуле

W = Gg,

(4,12)

37

где W — количество выделяющихся водяных паров, кГ/сек] G — количество сжигаемого горючего, кГ!сек\

g — количество водяных паров, выделяющихся при сжигании одного килограмма горючего, Г.

Влаговыделения людей

Влаговыделения людей определяются графиком, приведенным на рис. 6*.

£ 2. Влага, поглощав мая в помещении

Влага в помещении может поглощаться находящимися в помеще­ нии материалами, обладающими гигроскопическими свойствами, а также в результате конденсации водяных паров на поверхностях, температура которых ниже точки росы воздуха.

Поглощение влаги гигроснопичесними материалами

Количество влаги, поглощаемой гигроскопическими материала­ ми, может быть найдено в результате определения изменения коли­ чества материала за соответствующий промежуток времени. Для этой цели можно воспользоваться формулой

 

 

W = Ювв (^8— Qi)

 

 

/4 jg\

где

W — среднее количество поглощаемой

влаги, Г!сек\

 

 

G1 — количество влагопоглощающего материала

в начальный

 

момент времени, кГ;

 

 

 

 

 

кГ\

 

G2 — количество материала

в

конечный

момент

времени,

 

А2 — интервал

времени, по

истечении

которого

определяется

 

G2 — Gj,

сек.

 

 

 

 

 

 

 

Количество влаги, поглощаемой гигроскопическими материала­

ми, может быть определено и по такой формуле

 

 

 

 

1000 Cl

100- Tl

Л

 

 

 

 

 

100 <р2 ~

1)

 

(4,14)

 

 

W =

 

 

 

 

где

ф! — влажность материала

в

начальный

момент времени,

%;

 

Ф2 — влажность материала

в

конечный

момент

времени,

%.

Конденсация водяных паров на поверхностях, температура ноторых нише точми росы воздуха

Задачей вентиляции является обеспечение соотношения между точкой росы воздуха в помещении и температурами имеющихся по­ верхностей, которые бы исключало возможность конденсации водя-

* На рис. 6 сплошной линией обозначены полные тепловыделения, пунктиром — ощутимые (явные)( штрихпунктИРом — влаговыделения.

38

300

290

280

270

260

250

4

у

У

V

240

230

220

*

у'

/ У '

. X

210

200

190

180

/

ПО

160

150

Ч

s

 

 

N

4

140

 

 

 

ч

130 %,___

 

 

120 s

< 5

ч

 

110

Ч .

 

 

ч

 

 

100

90

80

70

60

50

40

W 17

У

у

N

* ч

\

ч

чч VV Ч

Чч Ч

ч.

у *

*

/

/

^ 9

ч .

ч

\( .•—

ч

ч

ч

 

<■

 

 

\

ч

%

 

 

>

 

 

 

 

«Ч

ч

 

V

ч

V

 

ч

ч

 

 

V

. 4

3

/

3 , ** »У

У

 

 

 

2

 

 

 

2^

•*

 

 

 

 

 

 

1

Ч . Я

 

 

 

N

 

/

 

\

 

 

>

 

 

 

 

ч V

Ч

,

 

ч

 

 

 

\

 

Ч

 

Ч

 

 

 

ч Ч

 

 

 

\

 

 

 

Ч

ч

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

Температура боздуха

Вис. 6. Тепловыделения и влаговыделения людей:

2 при легкой работе; 3 при физической работе; 4 при тяже зической работе.

ных паров на этих поверхностях. Вполне естественно, что вследст­ вие этого, как правило, отпадает необходимость определения коли­ чества водяных паров, конденсирующихся на поверхностях с срав­ нительно низкой температурой. Здесь уместно отметить, что в не­ которых случаях, иногда путем допущения возможности конден­ сации влаги на холодных поверхностях, может быть достигнуто значительное снижение мощности необходимых вентиляционных установок.

В.Тепло

§1 . Тепловы деления в пом ещ ении

Для определения тепловыделений в помещении необходимо преж­ де всего выяснить их источники, а затем уже, пользуясь нижеследу­ ющей общей методикой, определить количество тепла поступающих от этих источников.

Тепловыделения в помещении могут быть следующего характера:

тепловыделения от нагретых поверхностей;

теплопередача через стенки;

тепловыделения через окна печей и сушил;

тепловыделения от производственных агрегатов;

тепловыделения от поступающего в помещение пара;

тепловыделения от остывающего материала;

тепловыделения при переходе механической энергии в тепло­

вую;

тепловыделения, вносимые лучистой энергией солнца;

— тепловыделения отисточников искусственного освещения;

тепловыделения отхимических реакций;

тепловыделения от продуктов сгорания, поступающих в по­ мещение;

тепловыделения людей.

Тепловыделения от нагретых поверхностей

Из теории теплопередачи известно, что

 

Q = QK Н- Сл,

(4,15)

 

QK= M T0 - ' O)F ,

(4,16)

где

Q — суммарные тепловыделения, вт;

 

 

QKи Qn— тепловыделения при конвекции и излучении, вт;

 

а к — коэффициент отдачи тепла конвекцией вт/м- •град;

 

т0 — температура нагретой поверхности,

°С;

 

t0 — температура окружающего воздуха,

°С;

 

F — поверхность, отдающая тепло, м2.