Воздушные завесы

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 всл

едствие 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

, (1)

где р — 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

, (2)

где q — разность плотностей внутреннего и наружного воздуха.

Местная скорость высоте х будет

. (3)

При х = 0 скорость будетмаксимальной:

. (4)

(пограничный слойвблизи пола не учитывается).

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

. (5)

Выражение для скорости vx может быть записано в виде

. (6)

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

. (7)

Тогда максимальная скорость у пола (при х = 0)

. (7')

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

Средняя скорость свободной струи, выходящей из щели 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

где — угол наклона струи; h —длина завесы.

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

,

— линия тока; В — ширина ворот.

Количество воздуха Lo, выпущенного через щель размером Bb

(b — ширина щели), определяется по формуле

,

где vo - начальная скорость струи.

Характеристика завесы определяется по формуле

,

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:

;

для завес с боковой подачей характеристика завесы

.

Функции и определяются графически:

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 = (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:

Расход наружного воздуха через ворота при бездействии завесы

м3/ч.

Задаемся геометрическими размерами завесы: принимаем ширину щели

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

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

 Скачать реферат