Воздушные завесы

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

БЕЛГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕНЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙУНИВЕРСИТЕТ

ИМ. ШУХОВА


Кафедра ТГВ


РЕФЕРАТ

На тему: «Воздушные завесы. Принцип действия. Назначение. Классификация. Воздушные завесы периодического и постоянного действия. Расчёт воздушных завес шиберирующего и смесительного типа»


Выполнил: студент гр. ТВ-42

Нормальный парен

Проверил: Кущев урод


Белгород 2004

Содержание


Введение …………………………………………………………………………….3

Принципы установки воздушных завес……………………………………………5

Принцип работы завес………………………………………………………………7

Расчет воздушных завес…………………………………………………………….9

Пример I расчёта воздушных завес……………………………………………….11

Расчет боковой двусторонней завесы шиберирующего типа…………………..12

Расчет и устройство воздушно-тепловых завес у входных дверей общественных зданий в три и более этажей……………………………………………………….14

Заключение………………………………………………………………………….15

Список литературы………………………………………………………………....17


Введение

Воздушные завесы С наступлением холодов любой владелец, как маленького павильона, так и большого супермаркета начинает задумываться, как сохранить тепло в своем магазине, т.к. поток посетителей входящих и выходящих не прекращается в течение всего дня и двери практически всегда открыты

Воздушные завесы, то мерами защиты помещения от проникания холодного наружного воздуха являются тамбуры (а), шлюзы (б), вращающиеся двери (в) (рис. 1).

В тех случаях, когда названные способы по разным причи­нам неприемлемы, следует устраивать воздушные завесы.

Воздушные завесыУтечка теплого воздуха через открытые двери зависит от трех факторов:

- Разница давлений внутри и снаружи

- Разница температур внутри и снаружи

- Скорость ветра в дверном проеме

Правильно подобранная тепловая завеса предотвращает утечку теплого воздуха, максимально уменьшая эти факторы.

В теплое время года завесы без источника тепла создают заграждение наружному воздуху в проемах кондиционируемых помещений и холодильных камер.

Теплоносителем в завесе может быть электричество или горячая вода. Устроена завеса очень просто – в металлическом или пластиковом корпусе размещаются электрические тэны (или змеевики из труб в случае водяного теплоносителя) и мощный вентилятор, напор которого должен быть таким, чтобы перекрывать величину дверного проема. Также завеса может комплектоваться пультом управления (встроенным или выносным) и термостатом. [4 стр. 67]

Существуют также завесы без источника тепла предназначены для создания чисто воздушных завес в проемах больших размеров, в промышленных зданиях, депо и ангарах. Кроме того, воздушные завесы без источника тепла – идеальная защита холодильных камер и кондиционируемых помещений.

Завесы без нагревательных элементов могут использоваться для разделения смежных производственных помещений, соединенных открытыми проемами, с различным внутренним климатом.

Наконец, завесы такого типа могут найти применение для ограждения источников вредных выделений (совместно с вытяжкой вентиляцией).

На основе завес без источника тепла можно создавать оригинальное решение экономичной защиты проемов отапливаемого помещения в зимнее время.


ПРИНЦИПЫ УСТАНОВКИ ВОЗДУШНЫХ ЗАВЕС

Воздушные или воздушно-тепловые за­весы устанавливают:

1. У ворот, открывающихся чаще 5 раз или не менее чем на 40 мин в смену, распо­ложенных в районах с расчетной темпе­ратурой наружного воздуха для холод­ного периода года - 15°С и ниже (пара­метры Б), если исключена возможность устройства тамбуров или шлюзов.

2. У ворот или технологических проемов при любых наружных температурах и лю­бой продолжительности открывания при соответствующем обосновании.

3. В там­бурах и шлюзах у входных дверей вести­бюлей общественных зданий и вспомога­тельных зданий промышленных пред­приятий.

4. В тамбурах и шлюзах у входных дверей общественных и производст­венных зданий и помещений, оборудован­ных системами кондиционирования воз­духа. [2 стр. 153]

Воздушные завесы Завесы должны обеспечить во время открывания ворот в поме­щениях температуру на рабочих местах не ниже 14°С при легкой работе, 12°С — при средней и 8°С — при тяжелой работе. При отсутствии вблизи ворот рабочих мест допускается понижение температуры до 5°С, в вестибюлях общественных зданий — до 12°С.

Температуру воздуха завесы, как правило, принимают не выше 50°С. Скорость выхода воздуха из устройств завесы не более 25 м/с (в производственных зданиях).

Типы воздушных завес. Воздушные завесы устраиваются с пода­чей воздушной (шиберирующей) струи: а) снизу вверх; б) сверху вниз; в) сбоку ворот. По режиму работы завесы делят на перио­дически и постоянно действующие.

Воздушные завесы Принцип работы завес. Воздушная завеса — это результат взаимодействия двух потоков: воздушной струи и набегающего на нее горизонтального потока воздуха. Воздушная струя, не препятствуя движению людей и транспорта, как правило, сущест­венно уменьшает количество прони­кающего в помещение наружного возду­ха. При этом воздушная завеса может, быть устроена по месту воздухозабора и температуры подаваемого воздуха (рис.2): а — с забором внутреннего воздуха с температурой tв и подогревом его перед подачей в завесу до tз; б - с забором внутреннего воздуха и подачей его в завесу без подогрева

( tз = tв); в — с забором наружного воздуха и подогревом его перед подачей в завесу ( tз > tв); г — с забором, наружного воздуха и подачей его в завесу без подогрева ( tз = tв).

По варианту а устраиваются завесы, если необходимо сохранить неизменными параметры микроклимата производ­ственных помещений, обычно если в по­следних вблизи ворот расположены ра­бочие места. По варианту б устраивают­ся завесы, если допустимо понижение температуры в зоне ворот или при устройстве завес в проемах внутрен­них стен, разделяющих два помещения.

По варианту в воздушные завесы могут быть использованы, в качестве агрегата приточной вентиляции, в этом случае воздушная завеса может работать постоянно; по варианту г воздушная завеса как бы преграждает полностью доступ наружного воздуха в помещение.

Следует отметить, что воздушные завесы в зависимости от местных условий устраиваются с подачей воздуха, через горизон­тальную щель, расположенную внизу проема; с подачей воздуха через горизонтальную щель, расположенную вверху проема; как правило, с боковой подачей воздуха через вертикальные щели по обеим сторонам проема.

При устройстве завесы с боковой подачей воздуха следует обеспечить усиленную подачу воздуха в нижнюю часть проема (в нижнюю треть по высоте ворот). С этой целью нижнюю часть щели следует делать шире верхней. По эффекту действия лучшими являются двусторонние боковые завесы. При их действии не наблю­дается уменьшения температуры воздуха в районе ворот в момент прохождения транспорта. [1 стр. 252]


РАСЧЕТ ВОЗДУШНЫХ ЗАВЕС

Воздушную завесу можно рассматривать как плоскую неизо­термическую струю, действие которой развивается на границе двух сред: наружного и внутреннего воздуха.

При открывании ворот в открытый проем направляется поток воздуха снаружи. Причинами, вызывающими движение воздуха через ворота, шляются: ветер, разрежение в нижней части здания вследствие различных плотностей внутреннего и наружного воздуха и разрежение в здании вследствие преобладания объема воздуха вытяжной вентиляции над приточной. Слишком большое разрежение вследствие превышения вытяжки над притоком может свести на нет действие воздушной завесы, т. е. в открытые ворота будет поступать воздух наружный в количестве намного больше расчет­ного. Поэтому при эксплуатации завесы нужно обязательно устранить излишние объемы вытяжного воздуха.

Расчет набегающего потока. Скорость набегающего потока

Воздушные завесы, (1)

где Воздушные завесыр — разность между наружным и внутренним давлениями по обе стороны ворот (наружное давление учитывается как комби­нированное действие; трех причин, см. выше).

Однако в расчет удобнее вводить не разность давлений, а геометрическую высоту z, т. е. высоту расположения нейтральной зоны (на которой внутреннее и внешнее давления равны).

Разность давлений на высоте х от пола вычисляется по формуле

Воздушные завесы, (2)

где Воздушные завесыq — разность плотностей внутреннего и наружного воздуха.

Местная скорость высоте х будет

Воздушные завесы. (3)

При х = 0 скорость будет максимальной:

Воздушные завесы. (4)

(пограничный слой вблизи пола не учитывается).

Разделив формулу (3) на формулу (4), получим

Воздушные завесы. (5)

Выражение для скорости vx может быть записано в виде

Воздушные завесы. (6)

где Воздушные завесыt —разность температур внутренней tB и наружной tH. Так как числовое значение радикала Воздушные завесы мало меняется с измене­нием Тв то для 10°С<tB<30°С формулу (6) можно упростить:

Воздушные завесы. (7)

Тогда максимальная скорость у пола (при х = 0)

Воздушные завесы. (7')

По формулам (7.) и (7') можно для конкретных условий построить график распределения скоростей (рис. З).

Средняя скорость свободной струи, выходящей из щели завесы,

Воздушные завесы,

где vo — начальная скорость истечения из щели; b — ширина щели; s — длина струи (вместо х введена длина, так как ось завесы не совпадает с осью х координат); а — коэффициент турбу­лентной структуры.

Длину s можно выразить через проекцию на координатную ось х формулой

Воздушные завесы

где Воздушные завесы — угол наклона струи; h —длина завесы.

Одновременное действие струи и набегающего потока определя­ется (фиксируется) количеством воздуха LH, пересекающего ось Ох (в пределах проема):

Воздушные завесы,

Воздушные завесы— линия тока; В — ширина ворот.

Количество воздуха Lo, выпущенного через щель размером BВоздушные завесыb

(b — ширина щели), определяется по формуле

Воздушные завесы,

где vo - начальная скорость струи.

Характеристика завесы определяется по формуле

Воздушные завесы,

где LB — расход воздуха через ворота при бездействии вентиляции; Lн — расход наружного воздуха, допускаемого к прорыву в помеще­ние; Lo — расход воздуха на завесу.

Для завес с нижней подачей характеристика завесы следующая:

Воздушные завесы;

для завес с боковой подачей характеристика завесы

Воздушные завесы.

Функции Воздушные завесы и Воздушные завесы определяются графически: Воздушные завесы


Физический смысл характеристики завесы R: она показывает количество задержанного завесой воздуха, приходящегося на 1 м3 воздуха завесы. Характеристика зависит и от конструктивного оформления завесы.

Величина Воздушные завесы = (LB — LH)/LB называется коэффициентом полезного действия завесы.

Методика проектирования и расчёта завес приводится в призере.


Пример I.

Рассчитать воздушную завесу у ворот гаража, выполнимую по схеме с забором внутреннего воздуха и подачей его в завесу без подогрева. Размеры ворот: ширина В = 3,5 м, высота Н = 2,5 м. Расчетные темпер туры наружного tн и внутреннего tB воздуха: tH = -20°С; tB = -10°С.


Решение

Находим скорость врывания воздуха в ворота. Выявление ско­рости врывания представляет весьма сложную задачу. Лучшим решением можно было бы считать данные экспериментальных наблюдений — замеренные скорости движения воздуха в условиях, аналогичных решаемой задаче; при отсутствии экспериментальных данных можно применить методы расчета аэрации; возможно также применение формулы (7').

Найдем максимальную скорость у пола, принимая высоту расположения нейтральной зоны z =4 м:

Воздушные завесы

Расход наружного воздуха через ворота при бездействии завесы

Воздушные завесы м3/ч.

Задаемся геометрическими размерами завесы: принимаем ширину щели

b = 0,1 м, угол наклона струи к плоскости ворот Воздушные завесы= 30°, при этом коэффициент турбулентной структуры а = 0,2.

По графику рис. 5 при а = 0,2 и Воздушные завесы = 30°, если подача воздуха через цель завесы производится снизу, Воздушные завесы = 0,41.

При назначении угла начального наклона струи к плоскости ворот следует иметь в виду, что при углах наклона 50° и больше струя налипает на землю и при этом теряется смысл завесы.

Определяем далее характеристику завесы:

Воздушные завесы

Задавшись КПД завесы Воздушные завесы — 0,6, находим расход воздуха на завесу:

Воздушные завесы м3/ч.

Определяем начальную скорость струи:

Воздушные завесы м/с.

Найдем количество входящего в помещение наружного воздуха:

Воздушные завесы м3/ч.

Определим температуру смеси, если воздух завесы не подогревается:

Воздушные завесы

Повысить температуру смеси можно двумя способами: 1) подогреть воздух завесы; 2) увеличить расход воздуха на завесу.

Повысим температуру завесы, например, до tсм = 0°. Определим начальную температуру воздуха путем подогрева воздуха завесы:

Воздушные завесы


Расход теплоты на подогрев воздуха калориферами в этом случае составит

Воздушные завесы ккал/ч.

Определим расход воздуха, если tcм — 0°C:

Воздушные завесы

Найдем начальную скорость струи завесы

Воздушные завесы м/с.

Найдем КПД завесы при новых условиях:

Воздушные завесы Воздушные завесы Воздушные завесы [3 стр. 328]

Расчет боковой двусторонней завесы шиберирующего типа.

1. Расчет ведут на параметры наружного воздуха Б (средняя температура наиболее холодной пятидневки), не учитывая ветрового давления.

2. Общий расход воздуха для завесы шиберирующего типа

Воздушные завесы,

где q — отношение расхода воздуха завесы к расходу воздуха, проходящего через проем при работе завесы; Воздушные завесы — коэффициент расхода проема при работе завесы зависит от типа и конструкции завесы, вида проема, величины q; Fпр — площадь открываемого проема, оборудованного завесой, м2; Воздушные завесыр — разность давлений возду­ха снаружи и внутри помещения на уровне проема; qcm — плот­ность смеси воздуха завесы и наружного (при температуре, норми­руемой в районе ворот).

3. Значение относительной площади Воздушные завесы = Fпр/Fщ (щели); в пер­вом приближении следует принимать Воздушные завесы = 20 Воздушные завесы 30 и относительный расход для боковых завес

Воздушные завесы = 0,6 Воздушные завесы 0,7, а для нижних завес Воздушные завесы=1.

4. Расчетная разность Воздушные завесыр = h(qн – qв) (— расстояние но верти­кали от центра проема до нейтральной зоны уровня рапных давле­ний; qн, qв — плотность воздуха соответственно при наружной и внут­ренней температурах).

5. Значение h определится по формуле

Воздушные завесы

где h1 - расстояние от центра проёма оборудованного завесой, до центра приточных проемов; h2 — расстояние между центрами приточных и вытяжных проемов; lп — длина открываемых в теплый период года притворов приточных проемов; lв — то же, вытяжных проемов.

6. Требуемая температура воздуха завесы t3 определяется на основании уравнения теплового баланса.

Воздушные завесы

где tн —.температура наружного воздуха (для холодного периода — по параметрам Б) tCM — температура смеси воздуха, проходящего, через открытый проем (обычно нормируемая в районе ворот); Воздушные завесы — отношение, количества теплоты, теряемой с воздухом, уходящим через проем наружу, к тепловой мощности калориферов

7. Тепловая мощность калориферов

Воздушные завесы,

где С — теплоемкость воздуха; tнач — температура воздуха, забираемого для завеса; t3 — температура завесы.

Температура завесы

Воздушные завесы

8. Дополнительное количество теплоты для догрева воздуха, проходящего через ворота, от температуры смеси tсм до температуры tв

Воздушные завесы,

где п — продолжительность открывания проема в течение часа, мин.


Расчет и устройство воздушно-тепловых завес у входных дверей

общественных зданий в три и более этажей.

При расчете воздушно-тепловых завес у входных дверей учитываются число проходящих людей, конструкция входа (одинарные, двойные, тройные или вра­щающиеся), месторасположение забора воздуха.

Входные двери рассматриваются как приточный проем, а дей­ствие завесы — как отопительное устройство для нагрева наружного воздуха, поступающего через вход в здание.

Устройство завесы: воздух рекомендуется подавать при воздухозаборе внутри здания в тамбур (внутренний при тройных дверях), а при воздухозаборе снаружи — в вестибюль. Раздачу воздуха следует принимать двустороннюю через боковые отверстия воздухо­вода высотой 1,2 м, как можно ближе к открываемым дверям через отверстия не ниже 0,1 м от пола; скорость воздуха, поступаю­щего из воздушно-тепловой завесы, 4-5 м/с.

Количество наружного воздуха,- поступающего через вход в здание при сбалансированных расходах приточной и вытяжной вентиляции, определяется по формуле

Воздушные завесы

где К — поправочный коэффициент в зависимости от числа прохо­дящих людей, места забора воздуха для агрегата завесы и конст­рукции входа; Fвх — площадь одной открываемой створки наружных входных дверей, м2; Воздушные завесызх—коэффициент расхода (для одинарных дверей Воздушные завесывх = 0,7, для двойных Воздушные завесывх — 0,65, для двойные с тамбуром Воздушные завесывх = 0,6, для вращающихся дверей Воздушные завесывх = 0,1);

hлк — высота лест­ничной клетки от уровня земли, м; hэт—полная высота одного этажа, м; Hдв— высота входных дверей, м.

Производительность воздушной завесы при заборе внутри или снаружи здания

Воздушные завесы.

Пример II.

Рассчитать воздушно-тепловую завесу для общественного зда­ния при заборе на завесу внутреннего воздуха.

Дано: tн = -26°С; .qh= 1,43 кг/м3; hл.к = 9 м, tв = 16°С, qb = 1,22 кг/м3, hэт = 3 м,

Ндв = 2,5 м. Площадь открываемой створки двери Fвх = 0,8 . 2,5 = 2 м2, количество проходящих людей n=1000 чел/ч, K = 0,38, Воздушные завесывх = 0,1 (входные вра­щающиеся двери).

Решение.

1. Количество наружного воздуха, поступающего через вход,

Воздушные завесы кг/ч.

2. Определяем расход воздуха на завесу:

Воздушные завесы

откуда

Воздушные завесы кг/ч.

3.Определяем расход теплоты на завесу:

Воздушные завесы Вт.

Следовательно, коэффициент расхода через вход для вращающейся двери uвх = 0,1, для других типов дверей он меньше в 4,5—7 раз, что является причиной естественного снижения расхода теплоты на завесу, т. е. вращающиеся двери позволяют существенно экономить теплоту и соответственно электротермию.


Заключение

В заключении надо отметить, что воздушные завесы имеют ряд существенных преимуществ перед другими видами устройств идентичных по назначению:

Защита

внутрь помещения не проникает холодный воздух зимой

тепло не уходит из помещения

воздушная завеса служит эффективной защитой от проникновения пыли, насекомых, выхлопных газов с улицы.

Экономия

Выравнивается температурный градиент, в результате экономится до 30% электроэнергии

теплый воздух легче холодного, поэтому обычно скапливается под потолком‚ возникает разность температур по высоте помещения - температурный градиент. Поток теплого воздуха, выдуваемый завесой, направлен вниз, поэтому вертикальная разница температур уменьшается, и повышается температура в области нахождения людей.

Происходит эффективный дополнительный обогрев помещения.

При правильной установке тепловой воздушной завесы основной поток теплого воздуха попадает внутрь помещения, даже если дверь открыта. Если же дверь закрыта, приток тепла станет еще больше. Каким образом, завеса может служить дополнительным средством обогрева.


Комфорт

Отсутствуют сквозняки, а значит, уменьшится число простудных заболеваний

Летом Вы можете кондиционировать помещение и поддерживать в нем приятную свежесть и прохладу. Завеса не пропустит жаркий воздух с улицы


Библиографический список

1. Дроздов В.Ф. Отопление и вентиляция. М.: Высшая школа 1984. – 390 с.

2. Какорин О.Я. Установки кондиционирования воздуха. Основы расчёта и проектирования. М.: Машиностроение 1978. - 264 с.

3. Нестеренко А. В. Основы термодинамических расчётов вентиляции и кондиционирования воздуха. М.: Высшая школа 1971. - 495 с.

4. Фильнев М.И. Проектирование вентиляционных установок. М.: Высшая школа 1966. - 206 с.

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Похожие рефераты: