Материал: ЛР_ПЭ_БЖД

При работе вентиляционной системы для эффективного удаления избытков тепла температура приточного воздуха должна быть на 5 - 8 С ниже температуры воздуха в рабочей зоне.

Определение производительности вентиляционной установки

Объем подаваемого или удаляемого вентиляцией воздуха определяют по формуле

где v - скорость движения воздуха, м/с; F - площадь сечения отверстий или воздуховода, м2.

Поэтому для оценки производительности механической вентиляционной установки необходимо определить скорость движения воздуха, проходящего по закрытому воздуховоду.

В основе описания движения воздуха лежат два фундаментальных закона - закон сохранения количества вещества (в гидро- и аэродинамике закон постоянства потока) и

закон сохранения энергии (в гидро- и аэродинамике при установившемся или стационарном режиме уравнение Бернулли).

По закону постоянства потока

П = m / t = const, кг/с,

где П - величина потока; m - масса вещества; t - время.

Если плотность жидкости или газа равна , то через сечение площадью F проходит со скоростью v поток жидкости или газа, равный П = F v, кг/с.

Для двух произвольных сечений потока площадью F1 и F2 закон постоянства потока может быть выражен соотношением

F1 v1 = F2 v2 или F1 v1 = F2 v2,

т.е. чем меньше площадь поперечного сечения воздуховода, тем с большей скоростью движется поток, и наоборот.

Уравнение Бернулли записывается в виде

v12 / 2 + g h1 + P1 = v22 / 2 + g h2 + P2,

или

v2 / 2 + g h + P = const

для любых сечений потока, где v1, v2 - скорость потока жидкости или газа при входе в трубу и выходе из нее, ρ - плотность газа или жидкости, P1, P2 - давление газа или

23

жидкости при входе в трубу и выходе из нее, g - ускорение свободного падения, h1, h2 -

расстояние между центром сечения трубы и некоторым уровнем, принятым за нулевой

(рис.2).

В уравнении Бернулли слагаемое v2 / 2 =Pдин определяет динамическое давление, а

gh + P = Pст - статическое давление. Для горизонтальной линии потока, если h1 = h2,

уравнение Бернулли принимает вид

v12 / 2 + P1 = v22 / 2 + P2.

Следовательно, статическое давление оказывается меньше там, где скорость течения жидкости или газа больше (т.е. где меньше сечение трубопровода), и

измерений показывает, что в реальных воздуховодах скорость движения газа всегда неравномерна вследствие действия сил трения. В некоторых точках поперечного сечения воздуховода наблюдаются нулевые или даже отрицательные значения динамического давления, что указывает на наличие обратных потоков воздуха вследствие образования вихрей и характеризует воздуховод как гидравлически шероховатый. Поэтому при измерении динамического давления производится несколько замеров в сечении воздуховода с последующим усреднением результатов.

Шумовые характеристики вентиляторов

Вентиляционное оборудование является одним из источников шума. Шум - это совокупность звуков различной частоты. Шум неблагоприятно действует на человека,

снижая его работоспособность. Основными физическими характеристиками шума являются его частота, интенсивность и звуковое давление.

На практике пользуются логарифмическими уровнями интенсивности звука и звукового давления, измеряемыми в децибелах. Уровни интенсивности звука Li и уровни звукового давления Lp определяются следующими соотношениями:

Li = 10lg(I / I0), дБ; Lp = 20lg(P / P0), дБ,

где I и P - фактические значения интенсивности звука и звукового давления; I0 = 10–12 Вт/м2

и P0 = 2 10–5 Па - пороговые значения на пределе слышимости.

24

Характеристики и предельные уровни шума на рабочих местах устанавливает ГОСТ

12.1.003-83 ССБТ. Допустимые уровни шума на рабочих местах ограничиваются в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц.

В планшете 2 приведены допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот и уровни звука на некоторых рабочих местах предприятий для широкополосного шума. Кроме того, известен метод нормирования шума, основанный на измерении шума по стандартной шкале А шумомера. Эта шкала имитирует частотную чувствительность человеческого уха. Уровень шума, измеренный по шкале А шумомера, обозначается в дБА.

Постоянные шумы предпочтительно характеризовать по предельному спектру шума, а

непостоянные - только в дБА.

Методика выполнения работы

1. Определить по соотношению (1) теоретическую величину воздухообмена для удаления избыточного тепла Qизб из помещения, в котором работают 5 мужчин и 8 женщин,

для чего по соотношению (2) рассчитать количество тепла Qр, поступающего в помещение через остекленную поверхность окна за счет солнечной радиации, а также учесть тепловыделение людей Qл, занятых работой средней тяжести: Qизб = Qр + Qл. Для расчета использовать данные таблиц 1, 2 планшета 1.

2. Определить динамическое давление в двух сечениях воздуховода

(1 и 2) (см. рис.1), для чего:

а) соединить концы пневмометрической трубки с микроманометром;

б) снять показания микроманометра до эксперимента, т.е. нулевой отчет статического давления P0;

в) ввести пневмометрическую трубку в воздуховод, повернув ее отверстие навстречу потоку воздуха и держа ее горизонтально;

г) измерить давление в нескольких (трех - пяти) точках каждого сечения (см. рис.1),

произвести усреднение по формуле

где Pдин1, Pдин2,…. Pдинn - динамическое давление, замеренное в точках 1, 2, 3; n - количество измерений в одном сечении воздуховода.

3. Вычислить скорость движения воздуха, используя уравнение Бернулли. Если плотность воздуха при стандартных условиях равна = 1,29 кг/м3, то скорость потока можно определить по формуле

25

v= 1,25 Pдин , м/сек.

4.Вычислить по соотношению (2) количество воздуха прошедшего через вентиляционную установку, для чего измерить линейные размеры сечения воздуховода в точках 1 и 2 и рассчитать их площадь в квадратных метрах.

5.Результаты измерений и вычислений занести в форму таблицы.

Форма таблицы

Результаты экспериментов

6.Сравнить данные теоретического расчета с расчетами, полученными на основе экспериментальных результатов.

7.Измерить уровень звукового давления на рабочем месте до и после включения вентиляционной установки (при измерениях необходимо держать шумомер в руке на высоте не менее 1,5 м от пола и на расстоянии 1 м от источника звука и стен).

8.Сделать вывод, обеспечивает ли данная вентиляционная установка необходимый воздухообмен и допустимые шумовые характеристики или подлежит модернизации.

9.Выбрать вентилятор, обеспечивающий заданную производительность и допустимый уровень шума (см. планшеты 2, 3, 4).

10.Оформить отчет.

Требования к отчету

Отчет должен содержать:

1)название и цель работы;

2)краткие теоретические сведения;

3)результаты измерений в форме таблицы;

4)вывод на основе измерений о соответствии или несоответствии данной вентиляционной установки параметрам воздухообмена и шумовым характеристикам.

Контрольные вопросы

1.Что такое вентиляция и для чего она служит?

2.Основные типы вентиляции.

3.Основные требования к вентиляции.

26

4.Как и по каким параметрам можно рассчитать количество воздуха, необходимого для удаления различных вредностей из помещения?

5.Способы распространения тепла в помещении.

6.Как определить объем подаваемого или удаляемого вентиляцией воздуха?

7.Фундаментальные законы, лежащие в основе описания движения воздуха или жидкости.

8.Почему в воздуховоде с малой площадью поперечного сечения скорость движения воздушной массы больше, а статическое давление меньше, и наоборот?

9.Почему в воздуховоде возможно возникновение вихревого движения?

10.Шум и его нормирование.

Литература

1. Каракеян В.И. Безопасность жизнедеятельности: Уч. пособие. - М.: МИЭТ, 1999. -

140 с.

2. Экология и безопасность жизнедеятельности: Уч. пособие для вузов / Под ред. Л.А.

Муравья. - М.: ЮНИТИ, 2000. - 448 с.

27