Досліджувана установка, прилади, методика вимірювань

Система для переміщення повітря – вентиляційна установка (як припливна, так і витяжна) має наступні конструктивні елементи (рис.1):

повітрозабір та припливний повітропровід;

вентилятор з приводом (електродвигуном);

нагнітальний повітропровід ( мал.1.).

Мал. 1. Схема вентиляційної установки: 1 - припливний повітропровід; 2 - електродвигун; 3 - центробіжний вентилятор; 4-нагнітальний повітропровід.

При технічних випробуваннях вентустановки необхідно встановити:

продуктивність установки V, м3/тод;

тиск у припливному і нагнітальному повітропроводах,

тиск вентилятора Р,Па;

частоту обертання електродвигуна вентилятора, об/хв.

1. Для визначення продуктивності вентилятора користуються наступною формулою:

, (6)

де: Li – продуктивність вентиляційної установки у відповідних повітропроводах (припливному та нагнітальному, м3/год

fi - площа перетину відповідного повітропроводу, м2

wi – швидкість руху повітря по відповідному повітропроводу, м/с

Для визначення швидкості повітря можна використати прямі (використання анемометрів) і непрямі методи (на основі динамічного тиску повітря в повітропроводі).

2. При русі повітря в повітропроводі розрізняють три види тиску: статичний, Рст , динамічний, Рдин і повний, Рповн.

Динамічний тиск представляє собою кінетичну енергію рухомого повітря. Він залежить від швидкості руху повітря w і визначається за формулою:

, (7)

де: m - маса одного кубічного метра газу (для повітря при нормальних умовах ρп=1,23, при інших умовах – див. Додаток 2), кг/м3;

w - швидкість руху повітря в повітропроводі, м/с.

У припливному повітропроводі статичний і повний тиски нижчі від тиску поза повітропроводом. Тому виміряні значення Pcm і Рповн для припливного повітропроводу записуються із знаком " - " .

Динамічний тиск завжди додатній.

Повний тиск Рповн. для обох повітропроводів визначається як алгебраїчна сума Рст і Рдин , Па:

Рповн=Рст+Рдин , Па (8)

3.Тиск вентилятора - це різниця повних тисків на виході і на вході вентилятора. Він дорівнює сумі абсолютних величин повних тисків в припливному і всмоктувальному повітропроводах, Па:

Рвент = Рповн. нагн -Рповн. припл (9)

Опис використаних приладів.

Тиск в повітропроводах вимірюють мікроманометрами (мал. 2 і 3) в сукупності з пневмометричними трубками системи МІОП (мал.4), що представляють собою дві зігнуті мідні трубки, спаяні по довжині. Одна трубка з отвором на кінці (має знак "+") вимірює повний тиск, друга трубка, закрита на кінці і має збоку по 4 невеликі отвори (помічена знаком "-"), - служить для вимірювання статичного тиску. Кут нахилу трубки мікроманометра можна змінювати, змінюючи тим самим діапазон вимірюваних тисків. Значення поправок на кут нахилу беруть із опису приладу.

Мікроманометри з постійним кутом нахилу називаються тягомірами.

Мал. 2. Мікроманометр рідинний чашковий з нахиленою трубкою типу ММН: 1 - резервуар; 2 - скляна трубка з робочою рідиною 3 - захисний кожух; 4 - рівень; 5 чавунна станина; 6-гвинт для встановлення приладу за рівнем; 7 - стійка; 8 - стопорний пристрій; 9 - штуцер, з'єднаний з верхнім кінцем трубки; 10 - штуцер резервуара.

Мал. 3. Схема мікроманометра рідинного з нахиленою трубкою типу ММН: 1 - резервуар; 2 - скляна трубка робочою рідиною 3 - захисний кожух; 4 - рівень; 5 чавунна станина; 6-гвинт для встановлення приладу за рівнем; 7 - стійка; 8 - стопорний пристрій; 9 - штуцер, з'єднаний з верхнім кінцем трубки; 10 - штуцер резервуара.

Мал.4 Пневмометричні трубки

Пневмометричні трубки встановлюються назустріч потоку повітря і приєднуються до мікроманометра по одній із схем, що показані на мал.5.

Мал.5. Схеми під’єднання мікроманометра до вентиляційної установки при вимірюваннях статичного, динамічного та повного тисків потоку повітря.

Частоту обертання електродвигуна вентилятора вимірюють ручними тахометрами, які приводять в контакт з валом електродвигуна Для цього на валу є спеціальна виточка. В даній роботі вимірювання частоти обертання проводиться стробоскопом. Стробоскопічний ефект полягає в тому, що при збіганні частоти пульсації світлового потоку, який освітлює вал, що обертається, з числом обертів вал здається нерухомим. Вимірювання полягає у визначенні моменту збігання перемиканням частоти пульсації світлового потоку. Знайдена частота пульсації і є частотою обертання вала.

Швидкість руху повітря в повітропроводах можна розрахувати не тільки із виразу (7) по виміряному Рдин , але і встановити безпосередньо анемометром.

Чашковим анемометром вимірюють швидкості від 1 до 20 м/с. Методика вимірювання швидкості повітря анемометром наступна: анемометр поміщають в повітряний потік і черев 10... 15 с включають лічильний механізм і одночасно секундомір, який фіксує час вимірювання. Для заміру середньої швидкості потоку анемометр повільно переміщують по площі січення, в якій проводиться вимірювання. Через 60...90 с, не виймаючи анемометра із потоку, виключають лічильний механізм і секундомір. Перед вимірюванням записують початковий показ анемометра n1, після вимірювання - кінцевий показ анемометра п2.

Різниця показів, віднесена до часу вимірювання, дає так звану швидкість анемометра (кількість ділень в секунду), яка визначається за формулою, діл/с:

(10)

де: n1 і п2 - початкове і кінцеве значення показів анемометра, ділення;

t - час, с.

Швидкість повітряного потоку w знаходять по графіку, який додається до приладу (мал.6).

3. Послідовність виконання роботи.

Встановити вимірювальну трубку мікроманометра (2) під кутом α і зафіксувати стопорним пристроєм (8), записати значення α

Встановити пневмометричні трубки (рис.4) в отвір А припливного повітропроводу вентиляційної установки (рис.1), причому слідкувати за тим, щоб трубки розміщувались строго по центру повітропроводу назустріч потоку повітря.

Ввімкнути живлення струмом вентиляційної установки

Приєднуючи пневмометричні трубки до верхнього (від’ємного) штуцера вимірювальної трубки за схемами рис.5, виміряти в припливному повітропроводі значення довжини стовпчика рідини у вимірювальній трубці Нпов, Нст та Ндин, які відповідають значенням повного Рпов, статичного Рст та динамічного Рдин тисків повітря у припливному повітропроводі. Значення записати із знаком «-» («мінус»)

Встановити пневмометричні трубки (рис. 4) в отвір Б нагнітального повітропроводу вентиляційної установки (рис.1), причому слідкувати за тим, щоб трубки розміщувались строго по центру повітропроводу назустріч потоку повітря.

Приєднуючи пневмометричні трубки до штуцера резервуара за схемами рис.5, виміряти в нагнітальному повітропроводі значення довжини стовпчика рідини у вимірювальній трубці Нпов, Нст та Ндин, які відповідають значенням повного Рпов, статичного Рст та динамічного Рдин тисків повітря у нагнітальному повітропроводі. Значення записати із знаком «+» («плюс»)

Вимкнути живлення вентиляційної установки.

Розрахувати значення статичного, динамічного та повного тисків у повітропроводах за формулою (11):

Рі = α Ні∙9,81, Па (11)∙

По виразу (8) розрахувати повний тиск Рп в нагнітальному і припливному повітропроводах. Порівняти розрахункові дані з одержаними експериментально, Па (1мм вод.стовпа- 9,81Па).

По виразу (9) розрахувати тиск вентилятора Рвент.

Розрахувати із значень динамічного тиску швидкості руху повітря в припливному і нагнітальному повітропроводах, м/с

, м/с (12)

Визначити швидкість руху повітря у припливному повітропроводі анемометром (м/с) і порівняти це значення із розрахованим на основі динамічного тиску (12)

. Визначити з допомогою стробоскопа швидкість обертання вентилятора, об/хв.

По швидкості руху повітря і січенню повітропроводу (відповідно припливного і нагнітального) розрахувати витрату повітря в припливному та нагнітальному повітропроводах, продуктивність вентилятора (як середнє арифметичне значення витрат в припливному та нагнітальному повітропроводах), м3/год:

,

де: fi - січення припливного і нагнітального повітропроводів, м2 ;

wi - швидкість руху повітря відповідно у припливному і нагнітальному повітропроводах, м/с;

3600 - перевідний коефіцієнт із секундної продуктивності в годинну.

(13)

Привести отриману продуктивність вентиляційної установки до нормальних умов:

, (14)

де: - продуктивність вентиляційної установки за нормальних умов

Р – атмосферний тиск в приміщенні, мм рт стовпа

t – температура в приміщенні, оС

Розрахувати кратність повітрообміну в лабораторії, де встановлена вентиляційна установка, год-1 за формулою:

, (15)

де: Vпр - об'єм кімнати, м3

k -кратність повітрообміну, показує, скільки разів на протязі години поміняється повітря в кімнаті

- продуктивність вентилятора при нормальних умовах

Відповідно до завдання, заданого викладачем, за одною з формул (1-5) визначити нормативне значення продуктивності вентиляційної установки. Викладач за вибором може дати завдання як на групу студентів, так і кожному зі студентів групи індивідуально.

Порівняти розраховану продуктивність вентиляційної установки за нормальних умов з нормативним значенням продуктивності вентиляційної установки (або розраховане значення кратності повітрообміну і нормативним відповідно до додатку 5), зробити висновок про ефективність вентиляційної установки (достатність або недостатність повітрообміну в приміщенні)

1. Контроль ефективності роботи вентиляційної установки

Ефективність роботи вентиляційної установки залежить від того, наскільки вона правильно запроектована та змонтована, а також від якості її експлуатації.

При розрахунку вентиляційних установок можуть бути допущені деякі неточності, а при- монтажі - відступу від проекту, в результаті чого системи вентиляції іноді не забезпечують заданої ефективності. Так, наприклад, в одні приміщення може подаватися повітря більше, ніж необхідно, а в інші менше; температура і вологість повітря, що подається в приміщення, можуть не відповідати проекту. Для усунення таких дефектів виробляють регулювання системи вентиляції.

Основне завдання регулювання полягає в тому, щоб забезпечити на всіх ділянках повітропроводів передбачені проектом витрати повітря. Регулювання продуктивності системи вентиляції, як правило, проводиться двома способами - або зміною характеристики вентиляційної мережі за рахунок зміни її опору за допомогою регулюючих пристроїв - шиберів, дросель-клапанів і ін., Або зміною характеристики вентилятора за рахунок збільшення або зменшення швидкості обертання робочого колеса.

При регулюванні в повітроводах забезпечуються передбачені проектом витрати повітря, перевіряється робота вентиляторів, електродвигунів, калориферів, фільтрів.

Після проведення регулювання вентиляційну систему здають обслуговуючому персоналу. При прийманні системи перевіряють якість монтажних робіт і відповідність їх проекту і основні показники системи (витрата повітря, температура нагріву, вологість і ін.), А також перевіряють, знижується чи до допустимих норм вміст шкідливих речовин в повітрі приміщення.

Допустимі відхилення від проектних даних - за обсягом повітря ± 10%, по температурі повітря, що подається ± 2 °, по вологості повітря ± 5%.

На основі даних обстеження роблять загальну оцінку ефективності системи вентиляції і складають приймальний акт.

На кожну вентиляційну установку складають паспорт, в який заносять дані, що характеризують роботу основних елементів.

Для забезпечення безперебійної та ефективної роботи вентиляції повинна здійснюватися правильна експлуатація, якій передбачається необхідний штат персоналу для обслуговування установок, періодичне обстеження стану повітряного середовища, а також елементів вентиляційних установок, правильна експлуатація установок (наприклад, своєчасне очищення фільтрів, повітроводів) і проведення планово-попереджувального ремонту.

Висновки

При роботі вентиляційних систем необхідно звертати увагу на напрямок обертанняротора. Справа в тому, що напрямок обертання може змінитися не тільки після ремонту електроустаткування самого вентилятора (що найбільш часто зустрічається при заміні електродвигуна або пускових пристроїв), але і при виробництві комутаційних робіт на підстанціяхабо розподільних щитах. Щоб легко і швидко визначити правильний напрямок обертання ротора, на корпусі (равлику) вентилятора повинна бути нанесена (фарбою) стрілка. Після кожного капітального ремонту або реконструкції, а також не рідше одного разу на рік принормальної експлуатації повинна бути проведена наладка та перевірено ефективність роботи вентиляційної системи.

Оцінка ефективності роботи вентиляційних систем підтверджується технічним звітом спеціалізованої організації з вказівками (рекомендаціями) по режиму експлуатації систем.

Використана література:

1.Опалення, вентиляція і кондиціонування. СНиП 2.04.05-91*У Будівельні норми, Київ 1996

2.ДБН В.2.2-3-97 Будинки та споруди навчальних закладів.- Держкоммiстобудування України, Київ 1997

3.В.Ф.Дроздов Отопление и вентиляция: Учеб. пособие для строит. вузов и факультетов по спец. “Теплоснабжение и вентиляция”. В 2-х ч. –М.: ВШ., 1984.

4.Справочник проектировщика. Вентиляция и кондиционирование воздуха. – М, Стройиздат, 1978

5.Справочник проектировщика промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений. Вентиляция и кондиционирование воздуха ч. II. Под редакцией И. Г. Староверова, - М: Изд. литературы по строительству, 1969 г