4425
.pdfМИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
Е.С. Козлов, А.Г. Кочев, С.С. Козлов
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЖЕКТОРНОЙ УСТАНОВКИ
Учебно-методическое пособие по выполнению лабораторных работ
(включая рекомендации по организации самостоятельной работы) по дисциплине «Вентиляция и кондиционирование»
для обучающихся направлению подготовки 08.03.01 Строительство, направленность (профиль) Теплогазоснабжение и вентиляция
Нижний Новгород
2022
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
Е.С. Козлов, А.Г. Кочев, С.С. Козлов
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЖЕКТОРНОЙ УСТАНОВКИ
Учебно-методическое пособие по выполнению лабораторных работ
(включая рекомендации по организации самостоятельной работы) по дисциплине «Вентиляция и кондиционирование»
для обучающихся направлению подготовки 08.03.01 Строительство, направленность (профиль) Теплогазоснабжение и вентиляция
Нижний Новгород
2022
УДК 697.922 + 621.65 (075.8)
Козлов Е.С. Исследование эжекторной установки. Учебно-методическое пособие / Е.С. Козлов, А.Г. Кочев, С.С. Козлов; Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет. – Нижний Новгород: ННГАСУ, 2022. – 11 с. : ил. – Текст : электронный.
В методических указаниях даются рекомендации по проведению исследования эжекторной установки, включающая воздуховоды и вентоборудование. В результате обработки результатов испытание определяются производительность, давление, мощность вентилятора.
Предназначено обучающимся в ННГАСУ по выполнению лабораторных работ (включая рекомендации по организации самостоятельной работы) по дисциплине «Вентиляция и кондиционирование» для обучающихся направлению подготовки 08.03.01 Строительство, направленность (профиль) Теплогазоснабжение и вентиляция.
©Е.С. Козлов, А.Г. Кочев С.С. Козлов
©ННГАСУ, 2022.
ИСПЫТАНИЕ ЭЖЕКТОРНОЙ УСТАНОВКИ
1. Цель работы:
1.1. Определить расходы воздуха в нагнетательном G1, всасывающем G2 и смесительном воздуховодах G3 при различных положениях дроссель-клапана.
1.2. Рассчитать коэффициенты подмешивания эжекторной установки .
1.3. Рассчитать статические к.п.д, эжектора
1.4. Построить графические зависимости PП f , f
2. Схема лабораторной установки
Схема эжекторной установки изображена на рис.1.
3. Порядок выполнения лабораторной работы
3.1. Измерить давления или скорости во всасывающем, нагнетательном и смесительном воздуховодах при различных положениях дроосель-кладана.
Значения полного PП , статического PСТ и динамического PД |
давлений |
рассчитываются по формуле [2,4,5]: |
|
P g k H , Па |
(1) |
где k - коэффициент прибора, принимаемый в зависимости от утла наклона капиллярной трубки.
k sin |
|
(2) |
|
g - ускорение свободного падения, м с2 , |
g 9,81 м с2 ; |
|
|
H – отсчет по шкале микроманометра, мм. |
|
||
3.2. Средние значения полного давления P СР [2,4,5]: |
|
||
|
|
П |
|
|
m |
|
|
P СР |
PПi |
|
|
i 1 |
, Па |
(3) |
|
|
|||
П |
m |
|
|
|
|
|
где PПi - значение полного давления в i-ой точке сечения воздуховода, Па; m - число точек замера.
3.3. Рассчитать среднеквадратичные значения динамического давления
PД СР [2,4,5]:
|
|
n |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
PДi |
|
||
P СР |
i 1 |
|
|
|
, Па |
(4) |
|
|
|
|
|
||||
Д |
|
|
n |
|
|||
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис.1. Схема лабораторной установки:
1 – нагнетательный воздуховод; 2 – всасывающий воздуховод; 3 – смесительный воздуховод; 4 – дроссель-клапан; 5 – вентилятор; 6 – смесительная камера
где
PДi - значение динамического давления в i -ой точке сечения воздуховода, Па.
3.4. Определить средние скорости движения воздуха в воздуховодах
V СР [2,4,5]:
|
|
2 P |
|
0,5 |
|
|||
|
V СР |
|
Д |
|
, м с |
(5) |
||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
В |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|||
где В |
- плотность воздуха, кг м3 , В |
1,2 кг м3 |
|
|||||
При измерении скоростей воздуха анемометром значения V , опреде- |
||||||||
ляются из номограмм по числу оборотов стрелки анемометра в секунду nO . |
||||||||
|
n |
nК |
nН |
, |
1 |
(6) |
||
|
|
|
||||||
|
O |
|
|
|
|
с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где nК и nН соответственно конечный и начальный отсчеты по шкале анемо-
метра;- время замера, с.
Координаты точек измерения давлений и скоростей в воздуховодах изображены на рис.2. [5]
Рис 2. Координаты точек измерения давлений
ввоздуховодах круглого сечения
3.5.Рассчитать расходы воздуха во всасывающем, нагнетательном и смесительном воздуховодах [1]:
L V СР F 3600 |
, м3 |
ч |
(7) |
ВС |
|
|
|
где F - площадь сечения воздуховода, м2
Массовые расходы воздуха G определяются из выражения [1]:
G L в |
(8) |
Результаты замеров и расчетов записывают в таблицу 1 или в таблицу 2.
Таблица 1 - Результаты замера давлений и расчетов расходов воздуха в воздуховоде эжекторной установки
|
|
Показания |
Коэф |
|
Значения |
|
Средние значения |
|
|
||||||
№№ |
микроманометра |
-т |
|
давлений |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
L, |
G, |
|||||||||
точек |
H , |
|
|
HД , |
при- |
P , |
|
P , |
|
PД , |
PСР , |
PДСР I , |
VСР I , |
||
|
H , |
|
|
м3 с |
кг/ч |
||||||||||
замеров |
П |
|
СТ |
|
бора |
П |
|
СТ |
|
|
П |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
мм |
|
мм |
мм |
К |
Па |
|
Па |
|
Па |
Па |
Па |
м с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
3 |
4 |
5 |
6 |
|
7 |
|
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
Таблица 2 - Результаты замера скоростей и расчета расходов воздуха в воздуховодах эжекторной установки
№№ |
Показания |
|
|
|
|
|
|
nК nН |
|
|
|
|
|
||
анимометра |
n |
n , |
, |
n0 |
|
, |
nСР , |
VСР , |
L, |
G, |
|||||
точек |
|
||||||||||||||
nН , |
nК , |
об/сек |
сек |
|
|
|
об/сек |
м с |
м3 с |
кг/ч |
|||||
|
|
|
Н |
|
К |
|
|
|
|
|
Н |
|
|
|
|
замеров |
об/сек |
об/сек |
|
|
|
|
|
1/сек |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
2 |
3 |
|
4 |
|
5 |
|
6 |
|
7 |
8 |
9 |
10 |
3.6. Определить коэффициенты подмешивания эжектора [1, 3]: |
|
|||
|
G2 |
|
(9) |
|
G1 |
||||
|
|
где G2 – массовый расход воздуха во всасывающем воздуховоде, кг/ч; G1 – массовый расход воздуха в нагнетательном воздуховоде, кг/ч
3.7. Статические к.п.д. эжектора определяют по формуле [1,3]:
СТ |
|
|
(0,85 n2 ) |
|
|
|
|
|
(10) |
||||
|
cos |
|
n )2 |
0,85 |
|
|
|||||||
|
|
(1 |
2 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где n V2 V '3 – безразмерный коэффициент; |
|
|
|
|
|
|
|||||||
V – скорость воздуха во всасывающем воздуховоде, м/с, V |
2 |
V СР |
из табл.1. |
||||||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
V3 – осредненная скорость воздуха в начале смесительной камеры, м/с [1,3]: |
|||||||||||||
V ' |
|
|
V1 cos 1 V2 cos 2 |
|
|
|
(11) |
||||||
3 |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 и 2 соответственно углы между осью эжектора и векторами скорости в нагнетательной насадке и эжектируемого потока, равные
1 0 ; |
2 30 |
V1 – скорость воздуха, выходящего из сопла, м/с.
Значение V1 |
определяется но зависимости [1]: |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V1 |
|
|
|
|
L1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
(12) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F1 |
3600 |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
L1 – объемный расход воздуха в нагнетательном воздуховоде, м3/ч; |
|
|||||||||||||||||||||||||
F1 – площадь сечения выходного отверстия сопла, м2, |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F1 |
|
|
d12 |
|
|
|
|
|
|
(13) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d1 – диаметр выходного отверстия сопла, м, |
d1 0,05 м |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
Результаты расчёта записывают в таблицу 3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
Таблица 3 - Результаты расчёта и СТ |
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ положений |
|
G , |
G , |
|
|
|
|
V , |
|
V , |
V’ |
, |
|
|
|
|
P , |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
дроссель |
|
2 |
1 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
2 |
|
3 |
|
|
n |
СТ |
|
П |
Примечание |
|||
|
кг/ч |
кг/ч |
|
|
|
м с |
|
м с |
м с |
|
|
Па |
||||||||||||||
клапана |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
3 |
|
4 |
|
|
|
5 |
|
|
|
|
6 |
|
|
7 |
|
|
8 |
9 |
|
10 |
11 |
||
Примечание. В графе РП записывают значения таблицы 1 из графы PСР |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П |
3.8. Построить графические зависимости: |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
PП f ( ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
СТ f ( ) |
|
|
|
|
|
|||||||||
3.9. Рассчитать скорость воздуха в кольцевом сечении 2’–2’ всасы- |
||||||||||||||||||||||||||
вающего воздуховода по выражению: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
V2' |
|
|
|
|
L2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(14) |
||
|
|
|
|
|
|
F2' |
3600 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
где F2' - площадь кольцевого сечения всасывающего воздуховода в сечении |
||||||||||||||||||||||||||
2’–2’, м2; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F |
F |
F |
(d 2 |
d 2 ) |
|
|
|
|
(15) |
||||||||||||||
|
|
|
2' |
2' |
|
|
1 |
4 |
|
|
|
2' |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d 2' – диаметр всасывающего воздуховода в сечении 2’-2’, м; d 2' |
0,26 м. |
|||||||||||||||||||||||||
Динамическое давление в кольцевом сечении 2’- 2' равно: |
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
P |
|
|
|
V22' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(16) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
Д 2' |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Полное давление на всасывании в сечении 2'- 2’:
PП 2' |
PСТ 2' |
PД 2' |
(17) |
|
где PСТ 2' – измеряемое статическое давление в сечении 2’-2', Па. |
|
|||
Полное давление системы: |
|
|
|
|
PСИСТ P |
|
P |
(18) |
|
П |
П 2' |
П 3 |
|
где PП 3 – полное давление в смесительном воздуховоде, Па ;
Полный к.п.д., характеризующий работу вентиляционной системы, равен:
Q |
П |
|
G2 PП 2' G3 PП 3 |
(19) |
|
G1 PП1 |
|||||
|
|
|
|
где PП1 - полное давление на выходе из сопла, Па.
Для сравнения результатов лабораторных исследований построить графики полной характеристики эжектора:
PП f (G) СТ f (G) f (G)
Вывод по работе представляет собой описание закономерностей графических зависимостей PП f ( ) ; СТ f ( )
Библиографический список
1.Бромлей М.Ф. Гидравлические машины и холодильные установки. – М.:
Стройиздат, 1971. – 260 с.
2.Голубков Б.H., Романова Т.М., Гусев В.А. Проектирование и эксплуатация установок кондиционирования воздуха и отопления. – М.: Энергоатомиздат,
1988. – 190с.
3.Каменев П.Н. Гидроэлеваторы в строительстве. – М.: Стройиздат, 1970. – 415
с.
4.Наладка и регулирование систем вентиляции и кондиционирования воздуха.:
справочник / под ред. Б.А. Журавлев и др. – М.: Стройиздат, 1980. – 448 с.
5.Рекомендации по испытанию и наладке систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. М.: Министерство монтажных и специальных строительных работ СССР, 1989. - 110 с.