10207
.pdf5.2. Измерительное оборудование
Для аэродинамических испытаний вентиляционных систем должны при-
меняться следующее оборудование и аппаратура.
1)Комбинированный приемник давления, для измерения динамических давлений потока при скоростях движения воздуха более 5 м/с и статических давлений в установившихся потоках (рис. 5.3).
2)Приемник полного давления, для измерения полных давлений потока при скоростях движения воздуха более 5 м/с (рис 5.4).
3)Дифференциальные манометры класса точности от 0,5 до 1,0 по ГОСТ
18140-84 и тягомеры по ГОСТ 2405-88, для регистрации перепадов давлений. 4) Анемометры по ГОСТ 6376-74 и термоанемометры, для измерения
скоростей воздуха менее 5 м/с. При измерениях скоростей воздуха, превышаю-
щих 5 м/с в потоках, где затруднено применение приемников давления, допус-
кается использовать анемометры по ГОСТ 6376-74 и термоанемометры.
5) Барометры класса точности не ниже 1,0, предназначенные для измере-
ния давления воздуха окружающей среды.
6)Ртутные термометры класса точности не ниже 1,0 по ГОСТ 13646-68 и
термопары, необходимые для измерения температуры воздуха;
7)Психрометры класса точности не ниже 1,0 изготовленные по ТУ
25.1607.054-85 и психрометрические термометры по ГОСТ 112-78, предназна-
ченные для измерения влажности воздуха.
Конструкции приборов, применяемых для измерения скоростей и давле-
ний запыленных потоков, должны позволять их очистку от пыли в процессе эксплуатации.
Для проведения аэродинамических испытаний в пожаровзрывоопасных производствах должны применяться приборы, соответствующие категории и группе производственных помещений.
91
Рис. 5.3. Основные части комбинированного приемника давления
Рис. 5.4. Основные размеры приемной части приемника полного давления
92
5.3. Порядок проведения измерений
Подготовка к испытаниям. Перед испытаниями составляется программа испытаний с указанием цели, режимов работы оборудования и условий прове-
дения испытаний. Вентиляционные системы и их элементы проверяются, а об-
наруженные дефекты устраняются. Показывающие приборы (дифференциаль-
ные манометры, психрометры, барометры и др.), а также коммуникации к ним располагают таким образом, чтобы исключить воздействие на них потоков воз-
духа, вибраций, конвективного и лучистого тепла, влияющих на показания приборов. Подготовку приборов к испытаниям проводят в соответствии с пас-
портами приборов и действующими инструкциями по их эксплуатации.
Проведение испытаний. Испытания требуется проводить не ранее чем че-
рез 15 мин после пуска вентиляционного агрегата.
При испытаниях, в зависимости от программы, измеряют (условные обо-
значения приняты согласно ГОСТ [30]): барометрическое давление окружаю-
щей воздушной среды Ва, кПа (кгс/см2); температуру перемещаемого воздуха по сухому и влажному термометру, соответственно, t и f , °С; температуру воз-
духа в рабочей зоне помещения ta, °С; динамическое давление потока воздуха в точке мерного сечения рdi, кПа (кгс/м2); статическое давление воздуха в точке мерного сечения рsi, кПа (кгс/м2); полное давление воздуха в точке мерного се-
чения рi, кПа (кгс/м2); время перемещения анемометра по площади мерного се-
чения , с; число делений счетного механизма оборотов механического анемо-
метра за время обвода сечения п. При этом, измерения статического или пол-
ного давлений проводят при определении давления, развиваемого вентилято-
ром, и потерь давления в вентиляционной сети или на ее участке.
Значение полного (p, кПа, кгс/м2) и статического (ps, кПа, кгс/м2) давле-
ний представляют собой соответствующие перепады полных и статических давлений потока с барометрическим давлением окружающей среды. Перепад считается положительным, если соответствующее значение превышает давле-
ние окружающей среды, в противном случае p и ps – отрицательны.
93
При измерении давлений и скоростей потока в воздуховодах и расположе-
нии мерного сечения на прямолинейном участке длиной не менее 8Dh допустимо проводить измерения статического давления потока воздуха и в отдельных точ-
ках сечения – полного давления комбинированным приемником давления.
Зазоры между измерительными приборами и отверстиями, через которые они вводятся, в закрытые каналы уплотняются во время испытаний, а отверстия закрываются после их завершения.
Обработка результатов измерений. На основе величин, измеренных в ходе испытаний, определяют: относительную влажность перемещаемого воздуха , %; плотность перемещаемого воздуха , кг/м3 (кгс·с2/м3); скорости движения воздуха v, м/с; расход воздуха L, м3/с; потери полного давления в вентиляцион-
ной сети или в отдельных ее элементах р, кПа (кгс/м2); коэффициент потерь давления вентиляционной сети или ее элемента .
Относительную влажность перемещаемого воздуха определяют по пока-
заниям сухого и влажного термометров в соответствии с паспортом прибора.
Плотность перемещаемого воздуха определяют по формуле:
ρ |
B |
a |
p |
|
, |
|
|
|
|
|
|||
|
R K |
|
t 273 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(5.1)
где р' – статическое или полное давление потока, измеренное комбинирован-
ным приемником давления или приемником полного давления в одной из точек мерного сечения, кПа; K – коэффициент, зависящий от температуры и влажно-
сти перемещаемого воздуха.
Динамическое давление рd кПа (кгс/м2) средней скорости движения воз-
духа определяют по измеренным в z точках (рис. 5.1, 5.2) комбинированным приемником давления величинам динамических давлении рdi по формуле:
|
|
z |
0,5 |
2 |
|
|
|
p di |
|
|
|
p d |
|
i 1 |
|
. |
(5.2) |
z |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
94 |
|
|
|
Скорость движения воздуха vi, м/с в точке мерного сечения по измерени-
ям динамического давления рdi определяют согласно зависимости:
|
|
|
2 |
|
|
0,5 |
v |
|
p |
|
|||
i |
|
|
. |
|||
|
|
ρ |
|
di |
|
|
|
|
|
|
|
|
(5.3)
Среднюю скорость движения воздуха vm, м/с, в мерном сечении по изме-
рениям динамического давления в z точках (по рис. 1, 2) по формуле:
|
|
|
2 |
|
|
0,5 |
|
v |
m |
|
|
p |
|
. |
(5.4) |
|
|||||||
|
|
ρ |
|
d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При измерениях анемометрами скорость движения воздуха в отдельных точках мерного сечения определяют по показаниям прибора n и графику инди-
видуальной тарировки прибора v (n), при этом среднюю скорость движения воздуха vm определяют по формуле:
|
|
|
z |
|
|
|
|
|
vi |
|
|
v |
|
|
i 1 |
. |
|
m |
z |
||||
|
|
|
|||
|
|
|
|
(5.5)
Объемный расход L, м3/с, воздуха определяют по зависимости:
L = F vm. (5.6)
Статическое давление рs потока в мерном сечении равно: при измерениях полных и динамических давлений по формуле 5.7а; при измерениях статиче-
ских давлений по формуле 5.7б; при измерениях скоростей потока и полных давлений по формуле 5.7в. Расчетные формулы имеют вид:
|
|
|
|
|
z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
pi pdi |
|
|
|
|
|||||
p |
|
i 1 |
|
|
|
; |
|
(5.7а) |
||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
s |
|
|
|
|
|
z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
psi |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
i 1 |
; |
|
|
|
|
(5.7б) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
s |
|
z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z |
|
|
υ2 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
pi ρ |
|
i |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
||
p |
|
|
|
i 1 |
|
|
|
|
. |
(5.7в) |
||||
s |
|
|
|
|
z |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
95 |
|
|
|
|
|
|
|
Полное давление р, Па, потока в мерном сечении рассчитывают :
|
z |
i |
|
|
|
|
|
||
|
|
p |
|
|
p |
i 1 |
; |
(5.8) |
|
z |
||||
|
|
|
Потери полного давления элемента сети определяют по формуле:
p = p1 – p2. (5.9)
где р1 и р2 – полные давления, определенные по формуле (5.9), в мерных сечениях 1 и 2, расположенных, на входе в элемент и на выходе из него, кПа.
Потери полного давления элемента сети, расположенного на входе в сеть,
определяют по зависимости:
p = p2. |
(5.10) |
Потери полного давления элемента сети, расположенного на выходе из |
|
сети, определяют по формуле: |
|
p = p1. |
(5.11) |
Коэффициент потерь давления элементов сети определяют по формуле:
ζ |
p |
, |
|
p |
|||
|
|
||
|
d |
|
(5.12)
где рd – динамическое давление, определяемое по формуле (5.2) в мерном сече-
нии, выбранном в качестве характерного, кПа.
Динамическое давление рdv, кПа (кгс/м2), вентилятора равно:
|
ρ |
|
L |
2 |
|
|
pdv |
|
|
|
|
, |
(5.13) |
|
|
|||||
|
|
|
|
|||
|
2 |
Fv |
|
|
где Fv – площадь выходного отверстия вентилятора, м2.
Статическое давление psv, кПа (кгс/м2), вентилятора составляет:
psv = ps2 - ps1 - pd1, (5.14)
где рs1 и рs2 – соответственно статические давления в мерных сечениях 1 и 2 пе-
ред и за вентилятором, определенные по (5.7); рd1 – динамическое давление в мерном сечении 1, на входе в вентилятор, определенное по (5.2).
Полное давление вентилятора pv, кПа (кгс/м2), равно суммарным потерям
р сети и составляет pv = p2 – p1.
96
Безразмерные параметры, характеризующие аэродинамические свойства собственно вентилятора (его коэффициенты полного v, статического s и ди-
намического dv давлений, а также коэффициент расхода воздуха v) определя-
ют, если это предусмотрено в ходе испытаний, по зависимостям, приведенным в ГОСТ 10921-90. По результатам испытаний проводят расчет предельной по-
грешности определения расхода воздуха по результатам измерений. Порядок расчета при измерениях пневмометрическим насадком в сочетании с диффе-
ренциальным манометром дан в ГОСТ [30].
5.4.Контрольные вопросы и задания для самостоятельной работы
1)Опишите метод выбора точек измерений давлений и скоростей движе-
ния воздуха в воздуховодах (каналах) при проведении аэродинамических испы-
таний систем вентиляции.
2)Что такое гидравлический диаметр воздуховода?
3)Перечислите комплект необходимого оборудования и аппаратуры для проведения аэродинамических испытаний вентиляционных систем.
4)Какие показатели определяются в процессе аэродинамических испыта-
ний системы вентиляции?
5) Перечислите показатели, определяемые в процессе обработки резуль-
татов измерений аэродинамических испытаний.
6)Самостоятельно изучите ГОСТ 10921-90 «Вентиляторы радиальные и осевые. Методы аэродинамических испытаний», проанализируйте методику нахождения безразмерные параметры, характеризующие аэродинамические свойства вентиляторов.
7)В ходе самостоятельной работы ознакомьтесь с нормативной методи-
кой нахождения погрешностей измерения расхода воздуха, комбинированным приемником давления в сочетании с дифференциальным манометром, приве-
денной в приложении ГОСТ [30].
97
Глава 6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОЗДУХОПРОНИЦАЕМОСТИ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ
Воздухопроницаемость – это свойство ограждения пропускать воздух.
Воздухопроницаемость подразделяется на объемную и массовую.
Объемная воздухопроницаемость – это воздухопроницаемость, равная объемному расходу воздуха в единицу времени, приходящемуся на 1 м ограж-
дения, и выражаемая в кубических метрах на квадратный метр в час.
Массовая воздухопроницаемость – это воздухопроницаемость, равная массовому расходу воздуха в единицу времени, приходящемуся на 1 м ограж-
дения и выражаемая в килограммах на квадратный метр в час.
Перемещение воздуха через ограждения из окружающей среды в поме-
щение вследствие ветрового и теплового напоров, формирующих перепад дав-
ления воздуха снаружи и внутри помещения называется инфильтрацией.
В настоящее время СП [31] устанавливает требования к массовой вели-
чине воздухопроницаемости ограждающих конструкций Gk, кг/(м2·ч), значения которых представлены в таблице 6.1.
|
|
Таблица 6.1 |
|
Нормируемая воздухопроницаемость ограждающих конструкций |
|
|
|
|
|
Тип ограждающей конструкции |
Gk, кг/(м2·ч), |
|
не более: |
|
|
|
|
1. |
Наружные стены, перекрытия и покрытия жилых, общественных, |
0,5 |
административных и бытовых зданий и помещений |
|
|
|
|
|
2. |
Наружные стены, перекрытия и покрытия производственных зданий |
1,0 |
и помещений |
|
|
|
|
|
3. |
Стыки между панелями наружных стен: |
|
- в жилых зданиях; |
0,51 |
|
- в производственных зданиях |
1,01 |
|
4. |
Входные двери в квартиры |
1,5 |
5. |
Входные двери в жилые, общественные и бытовые здания |
7,0 |
6. |
Окна и балконные двери жилых, общественных и бытовых зданий и |
6,0 |
помещений в деревянных переплетах; окна и фонари производствен- |
|
|
ных зданий с кондиционированием воздуха |
|
|
7. |
Окна и балконные двери жилых, общественных и бытовых зданий и |
5,0 |
помещений в пластмассовых или алюминиевых переплетах |
|
|
8. |
Окна, двери и ворота производственных зданий |
8,0 |
9. |
Фонари производственных зданий |
10,0 |
Примечание: 1 – для стыков воздухопроницаемость имеет размерность – кг/(м·ч)
98
Методика проведения испытаний ограждающих конструкций с целью определения значений их воздухопроницаемости изложена в ГОСТ [32]. Сущ-
ность метода заключается в том, что в испытуемое помещение нагнетают или отсасывают из него воздух и после установления стационарного воздушного потока через вентилятор при фиксированном перепаде давления между испы-
туемым помещением и наружной средой измеряют расход воздуха через венти-
лятор и приравнивают его к расходу воздуха, фильтрующегося через огражде-
ния, ограничивающие испытуемое помещение. По результатам измерений вы-
числяют обобщенные характеристики воздухопроницаемости ограждений ис-
пытуемого помещения.
Помещением для испытания может быть эксплуатируемый или полно-
стью подготовленный к сдаче в эксплуатацию индивидуальный дом или другое небольшое (объемом не более 500 м3) здание, квартира, помещение или группа помещений в здании любого назначения, которые имеют в процессе испытания температуру внутреннего воздуха более 10 °С. Помещение для испытания должно иметь проем (дверной или оконный), в который может быть установле-
на испытательная аппаратура. В многоэтажном здании требуется испытывать не менее трех квартир, в том числе одну угловую на первом или последнем этаже. Ограждения помещения не должны иметь отверстий и щелей, свободно пропускающих воздух внутрь испытуемого объема и из него. В испытуемое помещение не включают помещения с самостоятельной вентиляцией (котель-
ные, гаражи).
6.1. Измерительное оборудование
Установка для определения воздухопроницаемости ограждений помеще-
ний включает в себя следующий необходимый набор оборудования и кон-
трольно-измерительных приборов.
1) Воздухонепроницаемую раздвижную дверь (раму) с отверстием для вентилятора, устанавливаемую в проем ограждения испытуемого помещения;
допускается иное конструктивное исполнение раздвижной двери (рис. 6.1, 6.2). 99
Рис. 6.1. Элементы раздвижной деревянной рамы: 1 – липучие элементы; 2 – уплотнительный профиль из пористой резины; 3 – липучая полость; 4 – прорезь для стопорного болта; 5 – гайка для стопорного болта
100