октября
14
Другие способы распределения воздуха
В «чистых» помещениях с повышенными требованиями к содержанию пыли и незначительными тепловыделениями охлажденный воздух может подаваться в верхнюю зону через перфорированные панели ниспадающим слабо турбулентным низкоскоростным потоком, омывать помещение, осаждая частицы пыли и удаляться из обслуживаемой зоны. Поток воздуха может быть также горизонтальным при размещении перфорированных панелей на стене и удалении воздуха через противоположную стену. Этот способ иногда называют «поршневым» способом, так как поток воздуха имеет одно направление и низкую скорость, и это тоже вентиляция по принципу вытеснения. К вытесняющей вентиляции относят способ распределения воздуха по схеме «сверху-вниз», применяемый в производственных помещениях с источниками пыли, например цеха табачных фабрик, или с вредными газами, плотность которых выше плотности воздуха при незначительных тепловыделениях, например гальванические цеха. В этом случае охлажденный воздух с малыми скоростями подается через воздухораспределители, установленные выше рабочей зоны, а удаление воздуха происходит из нижней зоны. Загрязненный воздух рабочей зоны прижимается к полу потоком чистого приточного воздуха и вытесняется по направлению к напольным вытяжным отверстиям. Есть еще один способ, пока мало применяемый, но достаточно перспективный — способ локальной вентиляции, когда чистый воздух подается непосредственно на рабочее место в зону дыхания человека в размере минимального воздухообмена.
Каждый способ имеет свои преимущества и недостатки и должен применяться с учетом конкретных условий. Основным критерием при выборе способа должно быть сокращение потребления энергии, повышение качества воздуха и условий комфорта в обслуживаемой зоне. Вопрос, какой способ распределения воздуха предпочесть для помещения гражданского здания с тепловыделениями высотой 2,5-3 м является спорным, для помещений с высокими потолками предпочтительным является способ вытесняющей вентиляции.
Теоретические основы расчета воздухораспределения в помещении
Закономерности движения воздуха в помещении описывает теория турбулентных струйных течений, в которой используются эмпирические коэффициенты. Инженерные методы расчета возду-хораспределения основаны на теоретических и экспериментальных работах отечественных ученых: Г. Н. Абрамовича, В. В. Батурина, И. А. Шепелева, М. И. Гримитлина, А. Т. Сычева, Г. М. Позина, М. Я. Поза и зарубежных ученых: Л. Прандтля, Г. Шлихтинга, Е Гертлера, Г. Рейхарда, Б. Регеншейта и др.
Перенос конвективной теплоты, паров, газов и пыли в помещении осуществляется струями. В результате взаимодействия приточных струй, конвективных струй от источников теплоты и холодных поверхностей и циркуляционных потоков воздуха помещения, вовлекаемого в движение этими струями, формируются поля скорости, температуры и концентрации загрязняющих веществ. Под приточной струей понимают поток воздуха с расширяющимися волнообразными границами в направлении истечения, образованный принудительным истечением воздуха из отверстия воздухораспределителя.
В зависимости от направления скорости истечения приточные струи делят на сосредоточенные, у которых векторы скорости истечения параллельны, и рассеянные, у которых векторы скорости расходятся. К сосредоточенным струям относят компактные, плоские и прямоугольные струи, образующиеся соответственно при истечении из круглого (квадратного) отверстия, щели (соотношение сторон больше 20) и прямоугольного отверстия. Рассеянными струями будут веерные и конические струи. Различают полные веерные струи с углом рассеивания В = 360° и неполные веерные струи с меньшим углом. В веерных струях векторы скорости истечения расходятся в одной плоскости, в полых конических — в пространстве по боковой поверхности конуса. Компактные, веерные и полые конические струи имеют ось симметрии. Если в начале истечения при помощи специального закручивающего устройства придать воздуху вращательное движение, то такие струи называют закрученными. В закрученной струе параметры воздуха на оси струи снижаются с большей интенсивностью, чем в обычной струе. Постепенно, по мере удаления от начала истечения, закрученная струя трансформируется в прямоточную, приобретая большую площадь поперечного сечения, чем прямоточная компактная струя. Струю, распространяющуюся вдоль плоскости, называют настилающейся или полуограниченной. При подаче воздуха на расстоянии не более 0,3 м от потолка образуется настилающаяся струя, если расстояние от оси выпуска струи до потолка более 0,8 м, считают, что струя не будет настилаться на потолок. Приточную струю называют свободной, если на движение воздуха не оказывают влияние ограждения, оборудование и соседние струи, стесненной, если она распространяется в ограниченном пространстве. Струи развиваются в помещении как свободные до тех пор, пока площадь их поперечного сечения Астр не достигнет величины, равной примерно 25% площади помещения Атк, приходящейся на одну струю. Начиная с первого критическогосечения, когда Астр > Апоя, струя считается стесненной вследствие тормозящего влияния индуцированного ею обратного потока. При подаче воздуха несколькими параллельными струями может происходить их взаимодействие, если параллельные струи направлены в одну сторону, то векторы скоростей складываются и общая скорость возрастает, если параллельные струи направлены навстречу друг другу, то результирующая скорость уменьшается.