Учебное пособие Для студентов вузов Рекомендовано методической комиссией механического факультета для студентов всех форм обучения, специальности

Вид материала

Учебное пособие

Содержание 4.2. Определение влагопритоков Влагопритоки от продуктов и испарение влаги со смоченных поверхностей. Влаговыделения от людей 4.3. Определение производительности СКВ

Подобный материал:

• Учебное пособие для студентов специальности 271200 «Технология продуктов общественного, 2012.38kb.
• Тесты по менеджменту для студентов всех форм обучения Гродно 2008, 359.99kb.
• Учебно-методическое пособие Рекомендовано методической комиссией финансового факультета, 556.98kb.
• Бизнес-планирование предприятия учебное пособие Рекомендовано учебно-методическим советом, 1729.98kb.
• Программа, методические указания и контрольные задания для студентов всех специальностей, 564.84kb.
• Методические указания по проведению семинарских занятий для студентов очного и заочного, 1031.72kb.
• Учебное пособие Кемерово 2004 удк, 1366.77kb.
• Учебное пособие предназначено для студентов экономических вузов всех форм обучения,, 2139.29kb.
• Методические указания к семинарским занятиям для студентов очного и заочного обучения, 591.44kb.
• Учебное пособие Ростов-на-Дону 2003 Печатается по решению кафедры экономической информатики, 494.94kb.

4.2. Определение влагопритоков

Влагопритоки через ограждающие конструкции помещений. Инфильтрационный воздух может содержать как большее, так и меньшее, количество влаги чем внутренний воздух в помещении. Увеличение или уменьшение влаги воздуха в помещении от инфильтрации определяется по формуле:


W_огр = L_инф∙ρ (d_н – d_в), (40)


где L_инф − количество воздуха, проникающего с наружным воздухом, определяется по формуле (34), м³/с; d_н, d_в − влагосодержание соответственно наружного и внутреннего воздуха, кг/кг.


Влагопритоки от продуктов и испарение влаги со смоченных поверхностей. Влагопритоки от продуктов определяют, если известны начальная и конечная влажность обрабатываемых продуктов:


, (41)


где Δg − нормируемая усушка продукта, %; τ − продолжительность процесса, с; G_пр − масса продуктов, одновременно находящихся в помещении, кг.


Если не известны начальная и конечная влажность обрабатываемых продуктов (или имеются затруднения в ее определении), а также при определении влаговыделений от открытых поверхностей пользуются формулой Дальтона:


W_исп= β·F(p_н – p_п)·101,3/р_б, (42)


где β − коэффициент массообмена, кг/(м²·с·Па); F − площадь поверхности продуктов, омываемая воздушным потоком, м²; p_н − парциальное давление насыщенного водяного пара при средней температуре поверхности продукта, Па; p_п − парциальное давление водяного пара, находящегося в воздухе, Па; р_б − расчетное барометрическое давление для данного географического пункта, кПа.


Коэффициент массообмена определяется по эмпирическим формулам в зависимости от скорости движения воздуха w (м/с):

для потока, направленного вдоль поверхности

β = (0,372 + 0,316·w)·10^–7;

для потока, направленного перпендикулярно поверхности

β = (0,79 + 0,645·w)·10^–7.

Если парциальное давление насыщенного водяного пара, находящегося на поверхности продукта, меньше парциального давления водяного пара в воздухе, то из воздуха конденсируются водяные пары. В этом случае коэффициент β характеризует интенсивность конденсации водяных паров из воздуха на поверхности продуктов. Если температура поверхности имеет положительное значение (t_пов > 0), то конденсат выпадает в виде воды; если t_пов < 0, то конденсат выпадает на поверхности продуктов в виде снега. При повышении температуры влага испаряется с поверхности продуктов, так как одновременно растет парциальное давление водяного пара.

Испарение влаги со смоченных поверхностей оборудования и пола зависит от температуры и относительной влажности воздуха и определяется по формуле (42) или приближенной формуле:


W_исп = 1,7·10^–6·F_пов (t_с – t_м), (43)


где F_пов − площадь смоченной поверхности, м²; t_с, t_м − температура воздуха в помещении соответственно по сухому и мокрому термометру, °С.


Влаговыделения от людей зависят не только от интенсивности мускульной работы, но и от температуры воздуха, его подвижности, а также температуры окружающей среды. Общее количество влаги, поступающей в помещение от людей, определяется по формуле:


W_л = W_1чел·n_л, (44)


где W_1чел − количество влаги, поступающей от одного человека, кг/с; n_л − число людей.

4.3. Определение производительности СКВ

Расход воздуха определяют, исходя из тепловлажностной нагрузки помещения. При этом используют уравнения теплового и влажностного баланса для кондиционируемого помещения:

по явной тепловой нагрузке:


Q_явн = G·с_в (t_в − t_п ) = L·ρ·с_в (t_в − t_п ); (45)


по влажностной нагрузке:


W = G (d_в – d_п)·10^–3 = L·ρ (d_в – d_п) ·10^–3; (46)


по полной тепловой нагрузке:


Q_п = G (I_в − I_п ) = L·ρ (I_в − I_п ), (47)


где Q_явн, Q_п − тепловой поток в помещении соответственно явный и полный, кВт; G − массовый расход воздуха, кг/с; с_в − теплоемкость воздуха, кДж/(кг·К); t_в, t_п − температура воздуха соответственно в помещении и приточного, °С; L − объемный расход воздуха, м³/с; ρ − плотность воздуха кг/м³; °С; W − избыток влаги в помещении, кг/с; d_в, d_п − влагосодержание воздуха соответственно в помещении и приточного, г/кг; I_в, I_п − энтальпия воздуха соответственно в помещении и приточного, кДж/кг.


Разность температур Δt_р = t_в − t_п называется рабочей разностью температур и выбирается в зависимости от назначения помещения, способа подачи и распределения воздуха. Температура приточного воздуха может быть определена по формуле:

t_п = t_в − Δt_р, (48)


Если в помещение подается воздух с температурой ниже температуры воздуха в помещении, то при большой разности температур Δt_р ощущается холодное дутье из приточных отверстий. Поэтому практикой кондиционирования воздуха ограничивается разность температур Δt_р. Если воздух подается:

непосредственно в рабочую зону Δt_р = 2°С;

на высоту 3 м и выше Δt_р = 4…6°С;

на высоту более 4 м от пола Δt_р = 6…8°С;

воздухораспределителями (плафонами) Δt_р = 8…15°С.

Температуру воздуха, удаляемого СКВ, можно определить по формуле:


t_у = t_в + grad t (H – h), (49)


где grad t − градиент температуры по высоте помещения выше рабочей зоны, град/м; H, h − соответственно высота помещения и рабочей зоны, м.


Градиент температуры определяется в зависимости от избытков явного тепла в помещении по табл. 2;


Таблица 2


Градиента температуры по высоте помещения выше рабочей зоны

в зависимости от избытков явного тепла в помещении

Удельные выделения явной теплоты, qявн, Вт/м3	Градиент температуры по высоте grad t, град/м	Примечание
более 23,2	0,8…1,5	Меньшие значения принимают для холодного периода года, большие − для теплого
11,6…23,2	0,3…1,2
менее 11,6	0…0,5

Учитывая уравнения (45) − (47) объемный расход воздуха (м³/с), подаваемого в кондиционируемое помещение, определяется по формулам:

1. по условию удаления полной теплоты:
   

; (50)

2. по условию удаления явной теплоты:
   

; (51)

3. по условию удаления избыточной влаги:
   

; (52)


4. по массе выделяющихся вредных или взрывоопасных веществ:


; (53)

5. по нормируемому удельному расходу приточного воздуха:


L_н = n_л·L₁. (54)


В формулах (50) − (54): I_у, t_у, d_у − энтальпия (кДж/кг), температура (°С), влагосодержание (кг/кг) воздуха, удаляемого из помещения соответственно; G_вр − расход каждого из вредных веществ, поступающих в помещение, мг/с; С_у, С_п − концентрация вредного вещества соответственно в воздухе, удаляемом из рабочей зоны помещения и в приточном воздухе (С_у = ПДК), мг/м³; n_л − число людей в помещении; L₁ − требуемый объем воздуха на одного человека, м³/с.


При одновременном выделении в помещение нескольких вредных веществ, обладающих эффектом суммарного действия, воздухообмен следует определять по формуле (53), суммируя расходы воздуха, рассчитанные по каждому из этих веществ. Расход воздуха следует определять отдельно для теплого и холодного периодов года и переходных условий, принимая большую из величин, полученных по формулам (50) − (54). Данные формулы справедливы для случаев, когда воздух из помещения не удаляется местными отсосами и не забирается на технологические нужды.

Практически во всех случаях в помещении выделяется углекислый газ. Для восполнения в газовом составе воздуха уменьшающегося содержание кислорода необходима подача в помещение наружного воздуха. В производственных помещениях по требованиям санитарных норм рекомендуется подавать на одного работающего не менее 30 м³/ч наружного воздуха [8].

При одновременном выделении в помещениях тепла и влаги определение воздухообмена, необходимого для их поглощения, производится, как правило, графоаналитическим путем с помощью I-d диаграммы. Направление процесса ассимиляции тепла и влаги в помещении характеризуется тепловлажностным отношением.

Чем ближе друг к другу собой параметры приточного воздуха и воздуха в помещении, тем меньше ассимилирующая способность подаваемого воздуха и поэтому необходимо увеличивать производительность СКВ. Учитывая, что такое решение экономически неоправданно, стараются выбрать большее значение рабочей разности температур. Рабочая разность температур будет наибольшей, когда параметры приточного воздуха будут находиться на пересечении обращенного луча с линией φ =100 % (точка П_min на рис. 9). Однако надо учитывать, что после тепловлажностной обработки воздух достигает относительной влажности φ = 90…95% (точка П₁) и, кроме того, происходит нагрев приточного воздуха в вентиляторе и воздуховодах (на 2…3 ºС). С учетом этого наименьшие технические возможные параметры приточного воздуха оказываются в точке П. Выбор наибольшего перепада температур Δt_р обеспечивает минимальную производительность СКВ.

В некоторых случаях технологический процесс требует поддержания высокой относительной влажности воздуха. В таких помещениях большие избыточные тепловыделения и малые влаговыделения, так что луч процесса ε₂ → ∞. В этих условиях рабочая разность температур Δt_р оказывается малой (3…4 ºС), следовательно, производительность СКВ будет большой. Применяется прием, называемый доувлажнением воздуха, увеличивающий Δt_р. В воздух помещения добавляют влагу из расчета Δd_увл = 2…3 г/кг. Специальные форсунки подают влагу, распыляемую в виде очень мелких капель и поэтому очень быстро испаряющуюся. В этом случае направление процесса меняется (результирующий процесс по направлению луча ε′₂ на рис. 9). Он состоит из двух процессов: первый − процесс ассимиляции теплоизбытков помещения (процесс П′₂-А); второй − процесс адиабатного увлажнения воздуха распыляемой водой. Из построений в I-d диаграмме видно, что при доувлажнении увеличивается рабочая разность температур Δt_р, а значит, сокращается производительность системы кондиционирования. Практически достигается снижение производительности в среднем в 1,5…2 раза.