Материал: ЛР_ПЭ_БЖД

Лабораторная работа № 3

Исследование вентиляционных систем

Цель работы: определение производительности вентиляционной установки и измерение уровня ее шума.

Продолжительность работы - 2 часа.

Оборудование и приборы

1.Стенд - модель приточной вентиляционной системы.

2.Пневмометрическая трубка, смонтированная совместно с зондом.

3.Микроманометр ММН-2400(5)-1,0.

4.Шумомер ПИ-14.

5.Лабораторные планшеты.

Работа выполняется на стенде - модели приточной вентиляционной системы,

изображенной на рис.1. Для измерения давления в воздуховоде используются пневмометрическая трубка и микроманометр.

Пневмометрическая трубка состоит из двух металлических трубок диаметром 5мм,

спаянных по длине. Входные отверстия короткой трубки расположены на ее боковой

Рис.1. Модель вентиляционной установки

поверхности. Они соединяются с концом капиллярной трубки микроманометра и служат для замера статического давления. Длинная трубка, открытая навстречу потоку воздуха,

соединяется с резервуаром микроманометра и служит для замера динамического давления.0

Микроманометр представляет собой прибор с капиллярной стеклянной трубкой, угол наклона которой можно изменять от горизонтального до вертикального положения. На вертикальной планке, с помощью которой эту трубку устанавливают под углом к горизонту, нанесены цифры 0,125; 0,25 и 0,5, соответствующие синусу угла наклона. На

18

капиллярной трубке нанесены деления шкалы от - 10 до +200 мм. Микроманометр обычно заполнен этиловым спиртом, плотность которого 0,8103 кг/м3. Для того, чтобы показания прибора перевести в паскали, необходимо результат измерения по шкале перевести в метры, умножить на плотность спирта, ускорение свободного падения (9,81 м/с2) и синус угла наклона.

Присоединение концов обеих трубок к двум концам микроманометра позволяет измерить разность между полным и статическим давлением, т.е., динамическое давление

Pдин.

Уровень шума измеряется специальным прибором - шумомером. Принцип работы данного прибора состоит в следующем. Микрофон, являющийся составной частью прибора, преобразует звуковые колебания в колебания электрического напряжения,

которые усиливаются и измеряются стрелочным прибором в децибелах.

Теоретические сведения

Для создания требуемых параметров микроклимата в производственном помещении применяют системы вентиляции и кондиционирования воздуха, а также различные отопительные устройства. Вентиляция - это смена воздуха в помещении в целях поддержания соответствующих метеорологических условий и чистоты воздушной среды.

Вентиляция помещений достигается удалением из них нагретого или загрязненного воздуха и подачей чистого наружного воздуха.

По способу перемещения воздуха вентиляция может быть естественной, либо с механическим побуждением к движению воздушной массы; возможно также сочетание этих двух способов.

При естественной вентиляции воздух перемещается из - за разности температур и молекулярных весов последнего в помещении и снаружи, а также в результате ветрового давления (действия ветра). Наиболее распространенные способы естественной вентиляции

- инфильтрация, проветривание, аэрация.

Инфильтрация - это неорганизованный воздухообмен через неплотности в притворах окон и дверей, а также поры материалов конструктивных элементов зданий.

Проветривание - это воздухообмен через открытые проемы окон и дверей при постоянной температуре. Постоянство температуры необходимо для предотвращения туманообразования и конденсации водяных паров на поверхности стен и окон.

Аэрация - организованная общеобменная естественная вентиляция в производственном помещении при заданных параметрах микроклимата.

19

При механической вентиляции воздух перемещается с помощью специальных воздуходувных машин - вентиляторов, создающих определенное давление и служащих для перемещения воздушной массы в вентиляционной сети. Чаще всего на практике

используются осевые и радиальные вентиляторы.

По месту действия вентиляция бывает общеобменной и местной.

Общеобменная вентиляция обеспечивает поддержание требуемых параметров воздушной среды во всем объеме помещения, а местная - в определенной его части.

Воздух, всасываемый вентиляторами из атмосферы, после очистки и подогрева поступает в специальные каналы, называемые воздуховодами, и разводится по производственному помещению. Такая вентиляция называется приточной. Нагретый воздух из помещения, содержащий вредные примеси и водяные пары, отводится из

помещения с помощью системы вытяжной вентиляции.

Приточная и вытяжная ветви вентиляции могут быть объединены, в этом случае система вентиляции называется приточно-вытяжной. Большое распространение на практике получила приточно-вытяжная вентиляция с рециркуляцией воздуха. Для нее характерно использование части воздуха, удаляемого из помещения и прошедшего очистку в системе приточной вентиляции. При этом рециркулирующий воздух разбавляется частью свежего воздуха, поступающего из атмосферы. Использование такой системы вентиляции позволяет снизить расходы на очистку воздуха, поступающего из

атмосферы, и на его нагрев в холодное время года.

Для создания требуемых параметров микроклимата на определенном участке производственного помещения служит местная приточная вентиляция. Различают следующие устройства местной приточной вентиляции - воздушные души и оазисы, а

Воздушные души применяются для защиты работающих от воздействия теплового излучения интенсивностью 350 Вт/м2 и более. Принцип действия этих устройств основан на обдуве работающего струей увлажненного воздушного потока, скорость которого составляет 1 - 3,5 м/с. При этом увеличивается теплоотдача организма в окружающую среду.

В воздушных оазисах, представляющих собой часть производственного помещения,

ограниченного со всех сторон переносными перегородками, создаются требуемые параметры микроклимата. Воздушные оазисы используются в горячих цехах.

Для защиты людей от переохлаждения в холодное время года в дверных проемах и воротах устраивают воздушные и воздушно-тепловые завесы, в которых теплый воздух

20

подается под углом к холодному воздушному потоку, поступающему в помещение. При этом снижается скорость либо изменяется направление холодного воздушного потока,

уменьшая вероятность возникновения сквозняков в производственном помещении.

Воздушно-тепловые завесы действуют на станциях метрополитена и в дверях крупных магазинов.

В настоящее время для поддержания требуемых параметров микроклимата широко

применяются установки для кондиционирования воздуха (кондиционеры).

Кондиционированием воздуха называется создание и автоматическое поддержание в производственных или бытовых помещениях, независимо от внешних метеорологических условий, постоянных или изменяющихся по определенной программе параметров микроклимата (температура, влажность, чистота и скорость движения воздуха), сочетание которых создает комфортные условия для труда или требуется для нормального протекания технологического процесса. Кондиционер - это автоматизированная вентиляционная установка, которая поддерживает в помещении заданные параметры микроклимата. Эксплуатация установок для кондиционирования воздуха обычно дороже,

чем эксплуатация вентиляционных систем.

Для эффективной работы системы общеобменной вентиляции при поддержании требуемых параметров микроклимата количество воздуха, поступающего в помещение в единицу времени Lпр, должно быть практически равно количеству воздуха удаляемого из него Lвыт и соответствовать количеству примесей, выделяемых в помещении в единицу времени.

В данной лабораторной работе в качестве вредности, которую нужно удалить,

рассматривается избыточное тепло. Требуемая величина воздухообмена для удаления

избыточного тепла из помещения Qизб кДж/ч определяется выражением

где Lпр - требуемое количество приточного воздуха, м3/ч; с - удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении, равная 1 кДж/кг град; - плотность приточного воздуха, кг/м3; tуд - температура удаляемого воздуха, ºС; tпр - температура приточного воздуха, ºС.

Если в производственном помещении находятся различные источники тепла,

температура которых превышает температуру человека, то тепло от них самопроизвольно переходит к менее нагретому телу, т.е. к человеку. Различают три принципиально разных элементарных способа распространения тепла - теплопроводность, конвекцию и тепловое излучение.

21

Теплопроводность - перенос тепла вследствие беспорядочного (теплового) движения микрочастиц (атомов, молекул или электронов) тел непосредственно соприкасающихся

друг с другом.

Конвекция - перенос тепла вследствие движения и перемешивания макроскопических

объемов газа или жидкости.

Тепловое излучение - распространение электромагнитных колебаний с различной длиной волны, обусловленное тепловым движением атомов или молекул излучающего

тела.

В реальных условиях тепло передается не каким-либо одним из указанных способов, а

комбинированным. Тепло, поступающее в производственное помещение от различных источников, влияет на температуру воздуха в нем. В производственных помещениях с большим тепловыделением приблизительно 2/3 тепла поступает за счет излучения, а

практически все остальное тепло приходится на долю конвекции.

Тепловыделение в помещении от солнечной радиации учитывается в теплый период года при температуре наружного воздуха более 10 ºС. Тепло поступает в помещение через

остекленные поверхности.

Количество тепла Qр, поступающего в помещение за счет солнечной радиации, для застекленных поверхностей определяется по формуле

где Fо - площадь поверхности остекления; qо - величина солнечной радиации через поверхности остекления, зависящая от ориентации по сторонам света, кДж/м2 ч (см.

планшет 1, табл.1); Aо - коэффициент зависящий от характеристики остекления и его

Человек в процессе труда постоянно находится в состоянии теплового равновесия с окружающей средой. Величина тепловыделения организмом человека зависит от степени его физического напряжения и параметров микроклимата в производственном помещении и составляет в состоянии покоя 86 Вт, при тяжелой физической работе до 500 Вт. (см. планшет

1, табл.2).

22