Μοντελοποίηση αερισμού ροής αέρα

Κατά τον σχεδιασμό συγκροτημάτων παραγωγής και μοναδικών εγκαταστάσεων, πρέπει να αιτιολογούνται πλήρως τα ζητήματα που αφορούν την εξασφάλιση της ποιότητας του ατμοσφαιρικού περιβάλλοντος και των ομαλοποιημένων παραμέτρων του μικροκλίματος. Λόγω των υψηλών τιμών κατασκευής, εγκατάστασης και λειτουργίας των συστημάτων εξαερισμού και κλιματισμού, η ποιότητα των υπολογισμών μηχανικής υπόκειται σε αυξημένες απαιτήσεις. Για την επιλογή λογικών λύσεων σχεδιασμού στον τομέα του εξαερισμού, είναι απαραίτητο να είναι σε θέση να αναλύσει την κατάσταση ως σύνολο, δηλ. Προσδιορίστε τη χωρική σχέση δυναμικών διεργασιών που συμβαίνουν εσωτερικά και στην ατμόσφαιρα. Αξιολογήστε την αποτελεσματικότητα του εξαερισμού, που εξαρτάται όχι μόνο από την ποσότητα αέρα που τροφοδοτείται στο δωμάτιο, αλλά και από το αποδεκτό σύστημα διανομής αέρα και τη συγκέντρωση επιβλαβών ουσιών στον εξωτερικό αέρα στις θέσεις των αεραγωγών.

Σκοπός του άρθρου - η χρήση αναλυτικών εξαρτήσεων, με τις οποίες εκτελούνται οι υπολογισμοί της ποσότητας των επιβλαβών εκπομπών, καθορίζονται οι διαστάσεις των αγωγών, των αγωγών αέρα, των ορυχείων και της επιλογής της μεθόδου επεξεργασίας αέρα κ.λπ. Συνιστάται η χρήση του λογισμικού "Potok" με τη μονάδα "VSV". Για την προετοιμασία των αρχικών δεδομένων, είναι απαραίτητο να έχουμε τα σχήματα των προβεβλημένων συστημάτων εξαερισμού που να δείχνουν το μήκος των τμημάτων και τη ροή αέρα στα ακραία τμήματα. Τα δεδομένα εισόδου για τον υπολογισμό είναι η περιγραφή των συστημάτων εξαερισμού και οι απαιτήσεις που επιβάλλονται σε αυτό. Χρησιμοποιώντας τη μαθηματική μοντελοποίηση, επιλύονται τα ακόλουθα ερωτήματα:

  • επιλογή βέλτιστων επιλογών για την παροχή και την απομάκρυνση του αέρα.
  • κατανομή παραμέτρων μικροκλίματος ανά όγκο δωματίου,
  • Εκτίμηση του αεροδυναμικού τρόπου κατασκευής.
  • επιλογή θέσεων εισαγωγής αέρα και αφαίρεσης αέρα.

Τα πεδία ταχύτητα, πίεση, θερμοκρασία, και η συγκέντρωση στην ατμόσφαιρα δωματίου σχηματίζονται από μία ποικιλία παραγόντων που, όταν συναρμολογείται υπόψη στις μεθόδους υπολογισμού μηχανικής είναι αρκετά δύσκολη χωρίς τη χρήση ενός υπολογιστή.

Η εφαρμογή της μαθηματικής μοντελοποίησης στα προβλήματα αερισμού και αεροδυναμικής βασίζεται στη λύση του συστήματος των εξισώσεων Navier-Stokes.

Για να διαμορφώσουμε τυρβώδεις ροές, είναι απαραίτητο να λύσουμε το σύστημα εξισώσεων της μαζικής διατήρησης και Reynolds (εξοικονόμηση ορμής):

Ο τανυστής τάσης εκφράζεται ως:

όπου sij - τον τανυστή τάσης καταπόνησης. δij - τάσης πρόσθετων τάσεων που προκύπτουν από την παρουσία αναταράξεων.

Για πληροφορίες σχετικά με τα πεδία θερμοκρασίας Τ και τη συγκέντρωση με το το σύστημα συμπληρώνεται από τις ακόλουθες εξισώσεις:

εξίσωση θερμότητας

εξίσωση συντήρησης για μια παθητική ακαθαρσία με το

Βασικός συντελεστής στροβιλισμού kβάσεις καθορίζεται με ένα σύστημα εξισώσεων:

όπου kf - συντελεστής ανατάραξης υποβάθρου, kf = 1-15 m 2 / s. ε = 0.1-04;

Οι συντελεστές στροβιλισμού προσδιορίζονται χρησιμοποιώντας τις εξισώσεις:

Σε μια ανοιχτή περιοχή με μικρή διασπορά, την αξία kz καθορίζεται από την εξίσωση:

Στην ανοικτή περιοχή, το προφίλ ταχύτητας ανέμου δεν παραμορφώνεται, δηλ.

Με άγνωστη διαστρωμάτωση της ατμοσφαιρικής στην ανοιχτή περιοχή, μπορεί να προσδιοριστεί το προφίλ ταχύτητας ανέμου:

όπου z0 - συγκεκριμένο υψόμετρο (ύψος του πτερυγίου) · u0 - ταχύτητα ανέμου σε υψόμετρο z0. Β = 0.15.

Υπό την προϋπόθεση (10), το τοπικό κριτήριο Richardson Ρι ορίζεται ως:

Διαχωρίζουμε την εξίσωση (9), εξισώνουμε τις εξισώσεις (7) και (8), από εκεί εκφράζουμε kβάσεις

Εξισώστε την εξίσωση (12) με τις εξισώσεις του συστήματος (6). Στην προκύπτουσα εξίσωση αντικαθιστούμε (11) και (9), στην τελική μορφή λαμβάνουμε ένα σύστημα εξισώσεων:

Ο παλλόμενος όρος, ακολουθώντας τις ιδέες του Boussinesq, παρουσιάζεται με τη μορφή:

όπου μt - το στροβιλώδες ιξώδες, ενώ οι πρόσθετοι όροι στις εξισώσεις μεταφοράς ενέργειας και τα συστατικά προσμείξεων διαμορφώνονται ως εξής:

Το κλείσιμο του συστήματος εξισώσεων συμβαίνει μέσω ενός από τα μοντέλα στροβιλισμού που περιγράφονται παρακάτω.

Για τυρβώδεις ροές που μελετώνται στις πρακτικές εξαερισμού θα πρέπει να χρησιμοποιείται, ή η υπόθεση του Boussinesq παραλλαγές μικρών πυκνότητα, ή των λεγόμενων «gipozvukovoe» προσέγγιση. Οι τάσεις του Reynolds υποτίθεται ότι είναι ανάλογες με τις μέσες τιμές χρόνου καταπόνησης. Ο συντελεστής του τυρβώδους ιξώδους εισάγεται, η έννοια αυτή εκφράζεται ως:

Ο συντελεστής αποτελεσματικού ιξώδους υπολογίζεται ως το άθροισμα των μοριακών και τυρβώδους συντελεστών:

Η "υπερσεγική" προσέγγιση παίρνει μια λύση μαζί με τις παραπάνω εξισώσεις για την εξίσωση της στάσης ενός ιδανικού αερίου:

όπου σ - πίεση στο περιβάλλον · R - τη σταθερά αερίου.

Για ακριβέστερους υπολογισμούς, η πυκνότητα πρόσμειξης μπορεί να προσδιοριστεί χρησιμοποιώντας την τροποποιημένη εξίσωση van der Waals για τα πραγματικά αέρια και ατμούς

όπου οι σταθερές Ν και Μ - να λαμβάνεται υπόψη η συσχέτιση / διάσπαση των αερίων ή των ατμών · α - λαμβάνει υπόψη άλλη αλληλεπίδραση. β' - λαμβάνοντας υπόψη το μέγεθος των μορίων αερίων · υ = 1 / ρ.

Διαχωρίζοντας από την εξίσωση (12) την πίεση σ και διαφοροποιώντας τον κατά όγκο (που αποδίδει τη θερμοδυναμική σταθερότητα), λαμβάνουμε την ακόλουθη σχέση:

Αυτή η προσέγγιση μας επιτρέπει να μειώσουμε σημαντικά τον χρόνο υπολογισμού σε σύγκριση με την περίπτωση της χρήσης πλήρων εξισώσεων για ένα συμπιεζόμενο αέριο χωρίς μείωση της ακρίβειας των ληφθέντων αποτελεσμάτων. Δεν υπάρχει αναλυτική λύση στις παραπάνω εξισώσεις. Σε αυτό το πλαίσιο, χρησιμοποιούνται αριθμητικές μέθοδοι.

Για την επίλυση των προβλημάτων εξαερισμού που σχετίζονται με τη μεταφορά μιας κεφαλής με μια στροβιλώδη ροή, για την επίλυση των διαφορικών εξισώσεων χρησιμοποιείται ένα σχήμα διαίρεσης για τις φυσικές διεργασίες. Σύμφωνα με τις αρχές της διάσπασης, η ολοκλήρωση πεπερασμένων διαφορών των εξισώσεων της υδροδυναμικής και της μεταφορικής μεταφοράς διάχυσης μιας βαθμωτής ουσίας σε κάθε στάδιο του χρόνου Δt διεξάγεται σε δύο στάδια. Στο πρώτο στάδιο, υπολογίζονται οι υδροδυναμικές παράμετροι. Στο δεύτερο στάδιο, οι εξισώσεις διάχυσης επιλύονται με βάση τα υπολογισθέντα υδροδυναμικά πεδία.

Η επίδραση της μεταφοράς θερμότητας στο πεδίο ταχύτητα σχηματισμού αέρα λαμβάνονται υπόψη από προσεγγίσεως Boussinesque: α κίνηση εξίσωση πρόσθετο μέλος εισάγεται προς την κατακόρυφο συνιστώσα ταχύτητας αντιπροσωπεύοντας δύναμη άνωσης.

Τέσσερις προσεγγίσεις είναι γνωστές για την επίλυση των προβλημάτων της ταλάντωσης του υγρού:

  • άμεση προσομοίωση του "DNS" (λύση των μη σταθερών εξισώσεων Navier-Stokes).
  • λύση των μέσων εξισώσεων Reynolds "RANS", το σύστημα του οποίου, ωστόσο, δεν είναι κλειστό και χρειάζεται πρόσθετες σχέσεις κλεισίματος.
  • μέθοδος μεγάλων στροβίλων «LES", που βασίζεται στη λύση των μη σταθεροποιημένων εξισώσεων Navier-Stokes με παραμετροποίηση των στροβίλων υποβαθμισμένης κλίμακας.
  • μέθοδος "DES", που είναι ένας συνδυασμός δύο μεθόδων: στη ζώνη των αποσπασμένων ρευμάτων - "LES", και στην περιοχή της "ομαλής" ροής - "RANS".

Το πιο ελκυστικό από την άποψη της ακρίβειας των αποτελεσμάτων είναι αναμφισβήτητα η μέθοδος της άμεσης αριθμητικής προσομοίωσης. Ωστόσο, επί του παρόντος, οι δυνατότητες της τεχνολογίας των υπολογιστών δεν μας επιτρέπουν ακόμη να λύσουμε προβλήματα με πραγματική γεωμετρία και αριθμούς Re, και με την ανάλυση των στροβίλων όλων των μεγεθών. Επομένως, όταν επιλύεται ένα ευρύ φάσμα προβλημάτων μηχανικής, χρησιμοποιούνται αριθμητικές λύσεις των εξισώσεων Reynolds.

Επί του παρόντος χρησιμοποιείται πιστοποιηθεί επιτυχώς τα πακέτα για την μοντελοποίηση προβλημάτων εξαερισμό, όπως το «STAR-CD», «FLUENT» ή «ANSYS / FLOTRAN». Όταν κατάλληλα διαμορφωθεί αντικειμενική και ορθολογική αλγόριθμο για την επίλυση του προκύπτοντος όγκου των πληροφοριών που παρέχει τη δυνατότητα στο στάδιο του σχεδιασμού για να επιλέξετε την καλύτερη επιλογή, αλλά να κάνει υπολογισμούς με τη χρήση αυτών των προγραμμάτων απαιτεί την κατάλληλη προετοιμασία και λανθασμένη χρήση τους μπορεί να οδηγήσει σε λανθασμένα αποτελέσματα.

Ως "βασική επιλογή" μπορούμε να εξετάσουμε τα αποτελέσματα των γενικά αποδεκτών μεθόδων υπολογισμού του υπολοίπου, που μας επιτρέπουν να συγκρίνουμε τις συνολικές ποσότητες που είναι χαρακτηριστικές του εξεταζόμενου προβλήματος.

Μία από τις σημαντικές στιγμές κατά τη χρήση παγκόσμιων συστημάτων λογισμικού για την επίλυση προβλημάτων αερισμού είναι η επιλογή του μοντέλου αναταράξεων. Μέχρι τώρα, είναι γνωστός ένας μεγάλος αριθμός διαφορετικών μοντέλων αναταράξεων, τα οποία χρησιμοποιούνται για να κλείσουν τις εξισώσεις Reynolds. Τα μοντέλα στροβιλισμού ταξινομούνται σύμφωνα με τον αριθμό των παραμέτρων για τα χαρακτηριστικά του στροβιλισμού, αντίστοιχα μίας παραμέτρου, δύο και τριών παραμέτρων.

Τα περισσότερα μοντέλα αναταράξεις, έτσι κι αλλιώς, χρησιμοποιώντας «μηχανισμός υπόθεση εντόπιση τυρβώδης μεταφορά» μηχανισμός σύμφωνα με τον οποίο η τυρβώδης μεταφορά της ορμής είναι εντελώς καθορίζεται από την τοπική παράγωγο της μέσης ταχύτητας και τις φυσικές ιδιότητες του υγρού. Η επίδραση των διαδικασιών που συμβαίνουν μακριά από το υπό εξέταση σημείο, αυτή η υπόθεση δεν λαμβάνει υπόψη.

Τα πιο απλά μοντέλα μονής παραμέτρου που χρησιμοποιούν την έννοια του στροβιλώδους ιξώδους "nt"Και η αναταραχή θεωρείται ισότροπη. Τροποποιημένη έκδοση του μοντέλου "nt-92 "συνιστάται για τη μοντελοποίηση των ροών και των αποσυνδεδεμένων ροών. Μια καλή συμφωνία με τα αποτελέσματα του πειράματος δίνεται επίσης από το μοντέλο ενός παραμέτρου "S-A" (Spalart-Almarasa), το οποίο περιέχει την εξίσωση μεταφοράς για την ποσότητα.

Η έλλειψη μοντέλων με μια ενιαία εξίσωση μεταφοράς οφείλεται στο γεγονός ότι δεν περιέχουν πληροφορίες σχετικά με τη διανομή της κλίμακας αναταράξεων L. Με το ποσό L Διαδικασίες επηρεασμού της μεταφοράς, τρόποι σχηματισμού αναταράξεων, διάχυση επιρροής από τυρβώδη ενέργεια. Παγκόσμια εξάρτηση για τον προσδιορισμό του L δεν υπάρχει. Εξίσωση για την κλίμακα της αναταραχής L συχνά είναι ακριβώς η εξίσωση που καθορίζει την ακρίβεια του μοντέλου και, κατά συνέπεια, το πεδίο εφαρμογής του. Γενικά, το εύρος αυτών των μοντέλων περιορίζεται σε σχετικά απλές ροές διατμήσεως.

Σε μοντέλα δύο παραμέτρων, εκτός από την κλίμακα αναταράξεων L, Ως δεύτερη παράμετρος, ο ρυθμός διάχυσης της τυρβώδους ενέργειας. Αυτά τα μοντέλα χρησιμοποιούνται συχνότερα στη σύγχρονη υπολογιστική πρακτική και περιέχουν εξισώσεις μεταφοράς ενέργειας από αναταράξεις και απόσυρση ενέργειας.

Ένα πολύ γνωστό μοντέλο που περιλαμβάνει εξισώσεις για τη μεταφορά της ενέργειας του στροβιλισμού k και τον ρυθμό απόσπασης της τυρβώδους ενέργειας. Μοντέλα του τύπου "k-e "μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο για ρεύματα τοιχώματος όσο και για πιο σύνθετες αποσυνδεδεμένες ροές.

Τα μοντέλα δύο παραμέτρων χρησιμοποιούνται στην έκδοση χαμηλής και υψηλής ποιότητας. Η πρώτη - ο μηχανισμός της αλληλεπίδρασης της μοριακής και τυρβώδης μεταφορά πλησίον της στερεάς επιφανείας λαμβάνεται υπόψη άμεσα. Σε vysokoreynoldsovoy μηχανισμό έκδοση ταραχώδη μεταφοράς κοντά στερεών ορίων που περιγράφονται pristenochnymi ειδικά χαρακτηριστικά που οι παράμετροι ροής που σχετίζονται με την απόσταση από τον τοίχο.

Επί του παρόντος, τα πιο ελπιδοφόρα μοντέλα περιλαμβάνουν τα μοντέλα SSG και Gibson-Launder, όπου χρησιμοποιείται η μη γραμμική σχέση μεταξύ του τανυόμενου στροβιλώδους τάσης Reynolds και του τανυστή των μέσων τιμών καταπόνησης. Αυτά αναπτύχθηκαν για να βελτιώσουν την πρόβλεψη των ρευμάτων απόσπασης. Δεδομένου ότι υπολογίζουν όλα τα εξαρτήματα των τανυστήρων, χρειάζονται μεγάλους πόρους υπολογιστή σε σύγκριση με τα μοντέλα δύο παραμέτρων.

Για σύνθετες ροές αποσύνδεσης, αποκαλύφθηκαν ορισμένα πλεονεκτήματα με τη χρήση μοντέλων μονής παραμέτρου "nt-92 "," S-A "σχετικά με την ακρίβεια της πρόβλεψης των παραμέτρων ροής και την ταχύτητα καταμέτρησης σε σύγκριση με τα μοντέλα δύο παραμέτρων.

Για παράδειγμα, το πρόγραμμα "STAR-CD" προβλέπει τη χρήση μοντέλων τύπου "k-e », Spalart - Almarasa,« SSG »,« Gibson-Launder », καθώς και η μέθοδος των μεγάλων στροβίλων« LES »και η μέθοδος« DES ». Οι τελευταίες δύο μέθοδοι είναι περισσότερο κατάλληλες για τον υπολογισμό της κίνησης του αέρα σε μια σύνθετη γεωμετρία, όπου θα προκύψουν πολλαπλές αποσπασμένες περιοχές στροβίλου, αλλά απαιτούν μεγάλους υπολογιστικούς πόρους.

Τα αποτελέσματα των υπολογισμών εξαρτώνται σημαντικά από την επιλογή του υπολογισμένου πλέγματος. Επί του παρόντος, χρησιμοποιούνται ειδικά προγράμματα για την κατασκευή πλεγμάτων. Τα κελιά του πλέγματος μπορούν να έχουν διαφορετικά σχήματα και μεγέθη, τα οποία είναι καλύτερα προσαρμοσμένα για μια συγκεκριμένη εργασία. Το απλούστερο είδος πλέγματος είναι όταν τα κελιά είναι τα ίδια και έχουν κυβικό ή ορθογώνιο σχήμα. Τα καθολικά προγράμματα υπολογιστών, που χρησιμοποιούνται τώρα στην τεχνική πρακτική, σας επιτρέπουν να εργάζεστε σε αυθαίρετα μη δομημένα δίκτυα.

Για την εκτέλεση αριθμητικής προσομοίωσης των εργασιών εξαερισμού, είναι απαραίτητο να ορίσετε το όριο και τις αρχικές συνθήκες, δηλ. τις τιμές εξαρτημένων μεταβλητών ή τις κανονικές κλίσεις τους στα όρια του τομέα υπολογισμού.

Ένα έργο με επαρκή βαθμό ακρίβειας των γεωμετρικών χαρακτηριστικών του υπό μελέτη αντικειμένου. Για τους σκοπούς αυτούς, μπορείτε να συστήσετε για την κατασκευή 3D μοντέλα πακέτα όπως "SolidWorks", "Pro / Engeneer", "NX Nastran". Κατά την κατασκευή ενός υπολογιστικού δικτύου, ο αριθμός των κυττάρων επιλέγεται έτσι ώστε να επιτυγχάνεται μια αξιόπιστη λύση με ελάχιστο χρόνο υπολογισμού. Επιλέξτε ένα από τα ημι-εμπειρικά μοντέλα στροβιλισμού που είναι πιο αποτελεσματικά για το εν λόγω ρεύμα.

Στο συμπέρασμα προσθέτουμε ότι είναι απαραίτητο να έχουμε καλή κατανόηση της ποιοτικής πλευράς των διεργασιών που λαμβάνουμε προκειμένου να διατυπώσουμε σωστά τις οριακές συνθήκες του προβλήματος και να εκτιμήσουμε την αξιοπιστία των αποτελεσμάτων. Η προσομοίωση των εκπομπών αερισμού στο στάδιο του σχεδιασμού των αντικειμένων μπορεί να θεωρηθεί ως μία από τις πτυχές της μοντελοποίησης πληροφοριών με στόχο την εξασφάλιση της περιβαλλοντικής ασφάλειας της εγκατάστασης.

Αναθεωρητές:

  • Volikov Anatoly Nikolaevich, Διδάκτορας των Τεχνικών Επιστημών, Καθηγητής του Τμήματος Προμήθειας Θερμότητας και Αερίου και Προστασία της Λεκάνης, FGBOU VPOU "SPBGASU", Αγία Πετρούπολη.
  • Polushkin Vitaly Ivanovich, Διδάκτωρ των Τεχνικών Επιστημών, Καθηγητής, Καθηγητής Τμήματος Θέρμανσης, Εξαερισμού και Κλιματισμού, FGBOU VPO "SPbGASU", Αγία Πετρούπολη.

Εγχειρίδιο σχεδιασμού αποτελεσματικού εξαερισμού (έκδοση εργασίας)

Περιοδικό «AVOK» ολοκληρώνει την δημοσίευση της έκδοσης εργασίας του οδηγού για το σχεδιασμό αποτελεσματικών εξαερισμού, που αναπτύσσονται σήμερα στην Ομοσπονδία των ευρωπαϊκών ενώσεων περιοχή θέρμανσης, εξαερισμού και κλιματισμού (REHVA).

Σε προηγούμενα τεύχη του περιοδικού δημοσιεύθηκαν τα τμήματα «Ποια είναι η χρήση αποτελεσματικού εξαερισμού», «Τυπικοί ρύποι και η διανομή τους σε αεριζόμενους χώρους», «Δείκτες απόδοσης για συστήματα εξαερισμού» και «Μέτρηση της αποτελεσματικότητας των συστημάτων εξαερισμού».

Σε αυτό το τεύχος δημοσιεύουμε τα τμήματα "Μαθηματική Μοντελοποίηση των Αέριων Ροών στο Δωμάτιο" και "Ειδικά Παραδείγματα Σχεδιασμού Αποτελεσματικού Εξαερισμού".

Καλούμε όλους τους ειδικούς να συζητήσουν τα υπό εξέταση θέματα και να σας ζητήσουν να στείλετε τα σχόλια, τις προτάσεις και τα σχόλιά σας στο [email protected]

6. Μαθηματική μοντελοποίηση των ρευμάτων αέρα στο δωμάτιο

Η κίνηση του αέρα και η κατανομή των ρύπων στο δωμάτιο μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τις θεμελιώδεις εξισώσεις της ροής κίνησης. Αυτές οι εξισώσεις περιλαμβάνουν την εξίσωση συνέχειας, τρεις εξισώσεις ορμής (μία για κάθε μέτρηση), μια εξίσωση ενέργειας και μια εξίσωση μεταφοράς για τη διανομή των προσμείξεων. Όλες οι εξισώσεις υπολογίζονται κατά μέσο όρο με την πάροδο του χρόνου, η τοπική αναταραχή εκφράζεται ως εναλλασσόμενος συντελεστής διάχυσης, που ονομάζεται στροβιλώδες ιξώδες. Αυτό το ιξώδες συχνά υπολογίζεται χρησιμοποιώντας δύο επιπλέον εξισώσεις μεταφοράς, δηλαδή την εξίσωση κινητικής ενέργειας του στροβιλισμού και την εξίσωση διαρροής για την κινητική ενέργεια του στροβιλισμού.

Έτσι, μια πλήρης περιγραφή της ροής περιλαμβάνει οκτώ διπλές μη γραμμικές διαφορικές εξισώσεις. Οι διαφορικές εξισώσεις περιέχουν παράγωγα του πρώτου και δεύτερου βαθμού που εκφράζουν τη μεταφορά, τη διάχυση και μια πηγή με μεταβλητή ροή ρύπων.

Μια αναλυτική λύση αυτών των διαφορικών εξισώσεων για το καθεστώς ροής στο δωμάτιο είναι αδύνατη, αλλά μπορούν να εφαρμοστούν αριθμητικές μέθοδοι. Ο χώρος χωρίζεται σε τμήματα που σχηματίζουν ένα πλέγμα (Σχήμα 6.1). Οι διαφορικές εξισώσεις μετατρέπονται σε εξισώσεις πεπερασμένων όγκων που διαμορφώνονται για τις γειτονιές κάθε κόμβου πλέγματος. Για όλες τις έξι επιφάνειες που περιορίζουν κάθε όγκο ελέγχου, διαμορφώνονται οι όροι μεταφοράς και διάχυσης, ο όρος της πηγής κατασκευάζεται για τον όγκο (το κάτω μέρος του Σχήματος 6.1).

Η κατανομή των κόμβων δικτύου και ο όγκος ελέγχου γύρω από τον κόμβο P

Συνήθως το δωμάτιο διαιρείται σε κελιά 90x90x90. Οκτώ διαφορικές εξισώσεις για ολόκληρο τον όγκο αντικαθίστανται από οκτώ διαφορικές εξισώσεις για κάθε κόμβο, με αποτέλεσμα 5.8 εκατομμύρια εξισώσεις με τον ίδιο αριθμό άγνωστων.

Χρησιμοποιείται μια επαναληπτική διαδικασία της αριθμητικής μεθόδου, η οποία συνήθως περιλαμβάνει 3.000 επαναλήψεις. Έτσι, για να προβλέψουμε την κίνηση των ροών του αέρα, είναι απαραίτητο να εκτελέσουμε 17 δις υπολογισμούς σε κόμβους. Προφανώς, η εφαρμογή της παρουσιαζόμενης μεθόδου εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την ανάπτυξη της τεχνολογίας των υπολογιστών όσον αφορά τόσο το υλικό όσο και το λογισμικό.

Αποτελεσματικότητα της απομάκρυνσης των ρύπων ως συνάρτηση του κριτηρίου του Archimedes σε ένα δωμάτιο με δύο διαστάσεων ροή

Οι πρώτες προβλέψεις για την κίνηση της ροής του αέρα στην αίθουσα έγιναν στη δεκαετία του 1970. Έκτοτε, οι εργασίες στον τομέα αυτό έχουν γίνει πολύ πιο δραστήριες, ιδίως επειδή το κόστος των υπολογισμών κάθε οκταετία μειώνεται κατά μία τάξη μεγέθους και αυτή η τάση είναι πιθανό να συνεχιστεί τα επόμενα χρόνια. Μια από τις πρώτες προβλέψεις της ροής του αέρα σε έναν αεριζόμενο χώρο, με βάση υπολογιστικές μεθόδους υδροδυναμικής, έγινε από τον Nielsen (1973). Οι Jones και Whittle (1992) στη δεκαετία του 1990 συζήτησαν στο έργο τους την κατάσταση και τη δυνατότητα εφαρμογής αυτών των μεθόδων. Οι Russell και Surendran (2000) δημοσίευσαν μια ανασκόπηση των πρόσφατων εργασιών στον τομέα αυτό.

Το πεδίο ταχύτητας και ο ρυθμός ροής του αέρα τροφοδοσίας
αέρα σε ένα συγκεκριμένο σημείο, διαιρούμενο με τη συνολική παροχή αέρα

Η κατανομή της συγκέντρωσης των ρύπων είναι ένας σημαντικός παράγοντας για την πραγματοποίηση προβλέψεων κυκλοφορία των ρευμάτων αέρα στο δωμάτιο με τη χρήση υπολογιστικών τεχνικών ρευστοδυναμικής (Σχ. 6.2, 6.4 και 6.6 γίνονται με βάση τους υπολογισμούς που εκτελούνται με τη βοήθεια των μεθόδων αυτών). Με τη βοήθεια αυτών των μεθόδων είναι δυνατόν να πραγματοποιηθούν προβλέψεις για την αποτελεσματικότητα της απομάκρυνσης ρύπων και άλλων δεικτών της ποιότητας του αέρα εσωτερικού χώρου.

Στο Σχ. 6.2 Ο δείκτης ποιότητας του αέρα e c oz σε ένα δωμάτιο με δισδιάστατη ροή για διαφορετικές τιμές του κριτηρίου του Αρχιμήδη (Ar) (στην περίπτωση αυτή coz είναι η μέση συγκέντρωση ρύπων σε απόσταση 0,35 μ. από το δάπεδο). Η πηγή ρύπων και η πηγή θερμότητας κατανέμονται ομοιόμορφα κατά μήκος του δαπέδου. Υψηλή αποδοτικότητα της απομάκρυνσης των ρύπων παρατηρείται όταν το ρεύμα αέρα περνά μέσα από τη μέση του δωματίου. Μία τέτοια δομή είναι η βέλτιστη ροή αέρα για θερμική άνεση, δεδομένου ότι η υπερβολική θερμότητα πρέπει να απομακρυνθεί από τις εγκαταστάσεις. Παρά το γεγονός ότι σε αυτό το παράδειγμα χρησιμοποιεί μια απλοποιημένη γεωμετρία του δωματίου, είναι προφανές ότι οι απαραίτητες μετρήσεις της συγκέντρωσης ρύπων στην περιοχή υπηρεσίας θα απαιτούν χρονοβόρες, οπότε οι υπολογιστικές μέθοδοι ρευστοδυναμικής σε αυτή την περίπτωση είναι ένα χρήσιμο εργαλείο για την αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας της απομάκρυνσης των ρύπων.

Μέση ηλικία του αέρα (σε λεπτά)
στο επίπεδο συμμετρίας του αεριζόμενου δωματίου

Ο υπολογισμός της ροής αέρα τροφοδοσίας είναι ένα άλλο παράδειγμα μιας πρόβλεψης σχεδιασμού που μπορεί να εκτελεστεί πιο εύκολα από τις μετρήσεις πλήρους κλίμακας σε μια αίθουσα δοκιμών. Ροή παροχής αέρα Uσ ορίζεται ως η ένταση της πηγής σε ένα σημείο διαιρούμενο με τη συγκέντρωση που λαμβάνεται στον όγκο αναφοράς γύρω από την πηγή (U.σ = Sσ/ γσ). Στο Σχ. Η εικόνα 6.3 δείχνει την κατανομή των ταχυτήτων και την κατανομή της ροής αέρα τροφοδοσίας στο δωμάτιο. Είναι φανερό από την εικόνα ότι μια μεγάλη παροχή φρέσκου αέρα συνδέεται με περιοχές υψηλής ταχύτητας (προβλεπόμενες από τους Davidson και Olsson, 1987).

Η μέση "ηλικία" του αέρα στο σημείο t σ Μπορεί να παρασταθεί από την εξίσωση μεταφοράς μαζί με τις προηγουμένως αναφερθείσες οκτώ εξισώσεις με την οποία μπορεί κανείς να προβεί σε άμεση μέση περιγραφή «ηλικία» του εσωτερικού αέρα. Madsen et al. (Madsen et αϊ., 1993) παρουσίασε τη μέση πρόβλεψη «ηλικία» του αέρα στο σημείο (σε λεπτά) στο επίπεδο συμμετρίας του δωματίου με άνοιγμα αέρος μία παροχή και δύο στόμια εξαγωγής (Εικ. 6.4). Το σχήμα δείχνει ότι η μέση «ηλικία» αέρα κοντά στα ανοίγματα εξαγωγής που βρίσκονται στο ανώτατο όριο, είναι σχετικά μικρή, ενώ στο κέντρο του ρεύματος ανακύκλωσης που χρειάζεται μια μεγάλη τιμή που θα αναμενόταν.

7. Ειδικά παραδείγματα σχεδιασμού αποτελεσματικού εξαερισμού

7.1. Αποτελεσματικότητα του εξαερισμού του εστιατορίου με κοινή υπηρεσία για καπνιστές και μη καπνιστές

Πολλά εστιατόρια, παμπ και μπαρ είναι πολύ μικρά για να διαθέσουν ξεχωριστούς χώρους για καπνιστές και μη καπνιστές. Σε τέτοιους χώρους, μπορεί να προταθεί μια κουρτίνα αέρα ως αποτελεσματική λύση για την κατανομή των χώρων καπνίσματος και μη καπνίσματος. Η απόφαση αυτή αποδείχθηκε στο συνδυασμένο εστιατόριο και μπαρ "Kontoret Bar Brasserri "στη Νορβηγία. Σε αυτά τα δωμάτια, τόσο οι υπάλληλοι όσο και οι επισκέπτες πηγαίνουν από το χώρο καπνίσματος σε ζώνη μη καπνίσματος και πίσω, οι πόρτες επίσης συχνά ανοίγουν και κλείνουν - συνεπώς, είναι αδύνατο να προσομοιωθούν τέτοιες καταστάσεις στο εργαστήριο.

7.1.2. Το δωμάτιο

Στο Σχ. Τα σχήματα 7.1 και 7.2 δείχνουν τη διάταξη του εστιατορίου και του μπαρ "Kontoret Bar" Brasserri ", στην οποία διεξήχθησαν οι δοκιμές. Μια λεπτομερής περιγραφή αυτών των δοκιμών δίνεται στο έργο των Skistad και Berner (Skistad and Berner, 2002).

Σχέδιο των εγκαταστάσεων του μπαρ και του εστιατορίου, στο οποίο διεξήχθησαν οι δοκιμές. Κορυφή

Το τμήμα Α-Α στο σχ. 7.1.

7.1.3. Μέθοδοι

Στο παρόν έγγραφο παρουσιάζονται οι μετρήσεις του τοπικού δείκτη ποιότητας αέρα και η αποτελεσματικότητα της ανταλλαγής αέρα.

Ο δείκτης της τοπικής ποιότητας του αέρα (βλέπε κεφάλαιο 4.5 - Περιοδικό "ABOK", 2003, αριθ. 2, σελίδα 11):

όπου γε- συγκέντρωση ρύπων στον αέρα εξαγωγής,

γσ - τοπική συγκέντρωση ρύπων στο σημείο p.

Για τον υπολογισμό του τοπικού δείκτη ποιότητας του αέρα χρησιμοποιήθηκαν οι τιμές συγκέντρωσης νικοτίνης. Χρησιμοποιήθηκαν δύο διαφορετικές μέθοδοι μέτρησης της συγκέντρωσης νικοτίνης: ενεργές και παθητικές.

Μέτρηση συγκέντρωσης νικοτίνης - ενεργή μέθοδος

Για οκτώ ώρες, διεξήχθη ενεργή δειγματοληψία ατμού νικοτίνης σύμφωνα με τη μέθοδο Ogden et αϊ. (Ogden et αϊ., 1989). Η νικοτίνη απορροφήθηκε από τους σωλήνες XAD-4 (SKC, αριθμός καταλόγου 226-93) με ενεργή επιλογή των γενικών αντλιών SKC. Ο ρυθμός δειγματοληψίας ήταν 20 ml / λεπτό. Ο συνολικός όγκος δειγμάτων αέρα ήταν από 9 έως 10 λίτρα. Οι αντλίες δοκιμάστηκαν και βαθμονομούνται για ροή αέρα πριν και μετά τη δειγματοληψία. Προτού αναλυθούν σε υγρό χρωματογράφο για φασματομετρία μάζας, οι σωλήνες αποπροσροφώνται με οξικό αιθυλεστέρα σύμφωνα με τη μέθοδο Ogden κ.ά. (Ogden et αϊ., 1989).

Μέτρηση συγκέντρωσης νικοτίνης - παθητική μέθοδος

Για οκτώ ώρες, διεξήχθη δειγματοληψία δειγμάτων ατμού νικοτίνης σύμφωνα με τη μέθοδο Wang (Wang, 2000).

Πριν δοκιμασίες χρωματογράφος για φασματομετρία μάζας στο Νορβηγικό Ινστιτούτο Δημόσιας Υγείας οργανικών οθόνες ατμών (3Μ) παθητική δοσίμετρα 3500 ήταν εκροφάται σύμφωνα με τη μέθοδο Hammond et al. (Hammond et al., 1987).

Αποτελεσματικότητα της ανταλλαγής αέρα (βλ. Κεφάλαιο 4.4 - Περιοδικό "ABOK", 2003, αριθ. 2, σελίδα 11):

όπου t n - ονομαστικός σταθερός χρόνος,

() - η μέση "ηλικία" του αέρα στο δωμάτιο.

Στο εστιατόριο πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις με μεθόδους αύξησης και μείωσης της συγκέντρωσης του αερίου δοκιμής. Αέριο δοκιμής (Ν2Ο) τροφοδοτήθηκε στο κανάλι παροχής μέχρις ότου σχηματίστηκε ομοιόμορφη συγκέντρωση αερίου σε όλο το δωμάτιο. Οι ανεμιστήρες ανάδευσης δεν χρησιμοποιήθηκαν. Χρησιμοποιήθηκε ένας αναλυτής υπέρυθρης ακτινοβολίας για τη μέτρηση των παραμέτρων του αερίου δοκιμής.

Τοποθεσίες μετρήσεων συγκέντρωσης νικοτίνης

Αποτελεσματικότητα της ανταλλαγής αέρα σε διαφορετικούς χρόνους κατά τη διάρκεια του βράδυ της Παρασκευής

7.1.4. Αποτελέσματα

Οι μετρήσεις του τοπικού δείκτη ποιότητας αέρα διενεργήθηκαν για δύο συνεχόμενες ημέρες - την Πέμπτη με μέτριο αριθμό επισκεπτών και την Παρασκευή, όταν υπήρχαν περισσότεροι επισκέπτες. Η αποτελεσματικότητα της ανταλλαγής αέρα μετρήθηκε την Παρασκευή.

Τοπικός δείκτης ποιότητας αέρα

Δείγματα νικοτίνης ελήφθησαν στις θέσεις που δεικνύονται στο Σχ. 7.4. Ο πίνακας δείχνει τις τιμές που υπολογίζονται από τις μετρούμενες συγκεντρώσεις νικοτίνης. Οι μετρήσεις άρχισαν στις 5 μ.μ. την Πέμπτη και την Παρασκευή. Ως συγκέντρωση στο εκχύλισμα, οι τιμές που λαμβάνονται κοντά στο σημείο Β στο Σχ. 7.4. Όλα τα δεδομένα μέτρησης έδειξαν συγκεντρώσεις κάτω από το μέγιστο επιτρεπτό επίπεδο.

Αποτελεσματικότητα της ανταλλαγής αέρα

Το αέριο δοκιμής τροφοδοτήθηκε στο κανάλι παροχής και ελήφθησαν δείγματα αέρα στον αγωγό εξαγωγής. Και τα δύο αυτά κανάλια είναι εγκατεστημένα στην οροφή τέσσερις ορόφους πάνω από το εστιατόριο. Οι μετρήσεις γίνονται όλο το βράδυ. Κατά τη διάρκεια αυτών των μετρήσεων, ο αριθμός των επισκεπτών σε όλα τα δωμάτια αυξήθηκε από 15 νωρίς το βράδυ σε 70 τα μεσάνυχτα.

Η υπολογιζόμενη απόδοση ανταλλαγής αέρα μεταβλήθηκε κατά τη διάρκεια του βράδιου από 58 σε 61% (Σχήμα 7.3). (Μια δοκιμή με αύξηση της συγκέντρωσης αερίου δοκιμής έδωσε αποτέλεσμα 67%. Ωστόσο, πρέπει να σημειωθεί ότι οι δοκιμές που πραγματοποιούνται με την αύξηση της συγκέντρωσης του αερίου δοκιμής είναι συχνά λιγότερο ακριβείς από αυτές που εκτελούνται με τη μέθοδο μείωσης).

Ο υπολογισμός του ονομαστικού χρόνου ανταλλαγής αέρα έδωσε αποτέλεσμα από 5,6 έως 6,2 λεπτά με ρυθμό αέρα από 9,7 έως 10,7 obm / h (από 1,100 έως 1,200 l / s). Αυτό είναι περίπου 20% μικρότερο από τα υπολογισθέντα δεδομένα των Skistad και Berner (Skistad and Berner, 2002).

7.1.5. Συζήτηση

Οι μετρήσεις της συγκέντρωσης της νικοτίνης και του αερίου δοκιμής δείχνουν ότι ο εξαερισμός εκτελεί την εργασία του τόσο με ένα μέτριο φόρτο εργασίας του εστιατορίου όσο και με μεγαλύτερη εισροή επισκεπτών. Η χαμηλότερη συγκέντρωση νικοτίνης βρίσκεται στη ζώνη μη καπνίσματος, πάντοτε παραμένει εντός της μέγιστης επιτρεπόμενης συγκέντρωσης που καθορίζεται από τους κανονισμούς για τα δημόσια κτίρια.

Θεωρείται ότι το προσωπικό εμποδίζει το κάπνισμα σε μια περιοχή μη καπνιστών.

Την Παρασκευή παρατηρείται ο χειρότερος δείκτης ποιότητας του αέρα, γεγονός που μπορεί να εξηγηθεί από την παρουσία περισσότερων επισκεπτών, την εντονότερη κίνηση του αέρα και το κάπνισμα ορισμένων επισκεπτών στη ζώνη μη καπνίσματος.

Είναι απαραίτητο να αξιολογηθούν οι τοπικοί δείκτες ποιότητας του αέρα σε αυτές τις συνθήκες με κάποια προσοχή, καθώς η νικοτίνη είναι μια ασταθής ουσία και είναι σε θέση να εγκατασταθεί σε επιφάνειες.

Η ανάλυση της αποτελεσματικότητας της ανταλλαγής αέρα δείχνει ότι ο αέρας μετακινείται κυρίως από τη ζώνη μη καπνίσματος στη ζώνη καπνίσματος και πολύ λιγότερο στην αντίθετη κατεύθυνση.

Θεωρήστε ένα εξιδανικευμένες διάγραμμα ενός χώρου εστιατόριο αεριζόμενο με δύο ζώνες, με εισροή σε μια ζώνη τέντωμα - στο άλλο. Επιπλέον, αναλαμβάνουμε πλήρη ανάμιξη αέρα σε κάθε ζώνη. Η περιοχή για καπνιστές καταλαμβάνει περίπου το 30% του συνολικού όγκου δωματίου. Υπό αυτές τις συνθήκες, η αποτελεσματικότητα της εναλλαγής αέρα 61% θεωρητικά σημαίνει ότι σύμφωνα με το Skareta (Ska-ret, 2000) η κατανάλωση από τη "ζώνη έλξης" είναι περίπου 30% της ροής αέρα εξαερισμού.

Η προϋπόθεση για υψηλή τιμή του τοπικού δείκτη ποιότητας του αέρα είναι μια μικρή ποσότητα αέρα (ή η πλήρης απουσία του) από τη μολυσμένη ζώνη στη ζώνη μη καπνίσματος. Οι πραγματικές μετρήσεις αυτού του δείκτη δείχνουν ότι η ροή επιστροφής είναι ακόμη μικρότερη από τα αποτελέσματα των παραπάνω θεωρητικών κατασκευών για την ανταλλαγή αέρα.

Από την Εικ. 7.3 μπορεί να φανεί ότι η αποτελεσματικότητα της ανταλλαγής αέρα δεν εξαρτάται πολύ από τον αριθμό των επισκεπτών.

7.1.6. Τελικές παρατηρήσεις

Η δοκιμή έδειξε ότι η χρήση κατάλληλου εξοπλισμού εξαερισμού και ο προσεκτικός σχεδιασμός ολόκληρου του συστήματος εξαερισμού οδηγούν σε σημαντική βελτίωση της ποιότητας του αέρα σε εστιατόρια και μπαρ. Με τη χρήση προσεκτικά σχεδιασμένων κουρτινών αέρα, ο πιθανός κίνδυνος για την υγεία των υπαλλήλων του εστιατορίου μειώνεται σημαντικά.

Λόγω του σωστού σχεδιασμού του συστήματος εξαερισμού, σε στενή συνεργασία με τον ιδιοκτήτη του εστιατορίου, παρέχονται λύσεις που μπορούν να ικανοποιήσουν τις απαιτήσεις των κανονισμών υγείας και ασφάλειας.

Περαιτέρω εργασίες στον τομέα αυτό θα πρέπει να περιλαμβάνουν:

- βελτίωση των παραμέτρων του παραπετάσματος του αέρα.

- διεξάγοντας μια δοκιμή βασισμένη στην παραπάνω αρχή, σε εστιατόρια με δύο ζώνες ·

- συνδυασμός κουρτινών αέρα και ζώνες φυσικού διαχωρισμού για καπνιστές και μη καπνιστές ·

- Μακροπρόθεσμες μετρήσεις της συγκέντρωσης νικοτίνης στον αέρα που εισπνέεται από το προσωπικό.

Μετάφραση από τα αγγλικά. LI Baranova.

Η επιστημονική επεξεργασία έγινε. tech. Sciences Ye. G. Malyavina

Οδηγός για τον σχεδιασμό αποτελεσματικού εξαερισμού

Η κίνηση του αέρα και η κατανομή των ρύπων στο δωμάτιο μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τις θεμελιώδεις εξισώσεις της ροής κίνησης. Αυτές οι εξισώσεις περιλαμβάνουν την εξίσωση συνέχειας, τρεις εξισώσεις ορμής (μία για κάθε μέτρηση), μια εξίσωση ενέργειας και μια εξίσωση μεταφοράς για τη διανομή των προσμείξεων. Όλες οι εξισώσεις υπολογίζονται κατά μέσο όρο με την πάροδο του χρόνου, η τοπική αναταραχή εκφράζεται ως εναλλασσόμενος συντελεστής διάχυσης, που ονομάζεται στροβιλώδες ιξώδες. Αυτό το ιξώδες συχνά υπολογίζεται χρησιμοποιώντας δύο επιπλέον εξισώσεις μεταφοράς, δηλαδή την εξίσωση κινητικής ενέργειας του στροβιλισμού και την εξίσωση διαρροής για την κινητική ενέργεια του στροβιλισμού. Έτσι, μια πλήρης περιγραφή της ροής περιλαμβάνει οκτώ διπλές μη γραμμικές διαφορικές εξισώσεις. Οι διαφορικές εξισώσεις περιέχουν παράγωγα του πρώτου και δεύτερου βαθμού που εκφράζουν τη μεταφορά, τη διάχυση και μια πηγή με μεταβλητή ροή ρύπων. Μια αναλυτική λύση αυτών των διαφορικών εξισώσεων για το καθεστώς ροής στο δωμάτιο είναι αδύνατη, αλλά μπορούν να εφαρμοστούν αριθμητικές μέθοδοι. Ο χώρος χωρίζεται σε τμήματα που σχηματίζουν ένα πλέγμα. Οι διαφορικές εξισώσεις μετατρέπονται σε εξισώσεις πεπερασμένων όγκων που διαμορφώνονται για τις γειτονιές κάθε κόμβου πλέγματος.

Για όλες τις έξι επιφάνειες που περιορίζουν κάθε όγκο αναφοράς, σχηματίζονται οι όροι μεταφοράς και διάχυσης, ο όρος της πηγής κατασκευάζεται για τον όγκο.

Συνήθως το δωμάτιο διαιρείται σε κελιά 90x90x90. Οκτώ διαφορικές εξισώσεις για ολόκληρο τον όγκο αντικαθίστανται από οκτώ διαφορικές εξισώσεις για κάθε κόμβο, με αποτέλεσμα 5.8 εκατομμύρια εξισώσεις με τον ίδιο αριθμό άγνωστων. Χρησιμοποιείται μια επαναληπτική διαδικασία της αριθμητικής μεθόδου, η οποία συνήθως περιλαμβάνει 3.000 επαναλήψεις. Έτσι, για να προβλέψουμε την κίνηση των ροών του αέρα, είναι απαραίτητο να εκτελέσουμε 17 δις υπολογισμούς σε κόμβους. Προφανώς, η εφαρμογή της παρουσιαζόμενης μεθόδου εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την ανάπτυξη της τεχνολογίας των υπολογιστών όσον αφορά τόσο το υλικό όσο και το λογισμικό.

Οι πρώτες προβλέψεις για την κίνηση της ροής του αέρα στην αίθουσα έγιναν στη δεκαετία του 1970. Έκτοτε, οι εργασίες στον τομέα αυτό έχουν γίνει πολύ πιο δραστήριες, ιδίως επειδή το κόστος των υπολογισμών κάθε οκταετία μειώνεται κατά μία τάξη μεγέθους και αυτή η τάση είναι πιθανό να συνεχιστεί τα επόμενα χρόνια. Μια από τις πρώτες προβλέψεις της ροής του αέρα σε έναν αεριζόμενο χώρο, με βάση υπολογιστικές μεθόδους υδροδυναμικής, έγινε από τον Nielsen (1973). Οι Jones και Whittle (1992) στη δεκαετία του 1990 συζήτησαν στο έργο τους την κατάσταση και τη δυνατότητα εφαρμογής αυτών των μεθόδων. Οι Russell και Surendran (2000) δημοσίευσαν μια ανασκόπηση των πρόσφατων εργασιών στον τομέα αυτό.

Η κατανομή της συγκέντρωσης των ρύπων είναι ένας από τους κύριους παράγοντες για την εφαρμογή των προβλέψεων για την κίνηση των ρευμάτων αέρα στην αίθουσα με τη βοήθεια υπολογιστικών μεθόδων υδροδυναμικής. Με τη βοήθεια αυτών των μεθόδων είναι δυνατόν να πραγματοποιηθούν προβλέψεις για την αποτελεσματικότητα της απομάκρυνσης ρύπων και άλλων δεικτών της ποιότητας του αέρα εσωτερικού χώρου.

Μέτρηση συγκέντρωσης νικοτίνης - παθητική μέθοδος
Για οκτώ ώρες, διεξήχθη δειγματοληψία δειγμάτων ατμού νικοτίνης σύμφωνα με τη μέθοδο Wang (Wang, 2000). Πριν δοκιμασίες χρωματογράφος για φασματομετρία μάζας στο Νορβηγικό Ινστιτούτο Δημόσιας Υγείας οργανικών οθόνες ατμών (3Μ) παθητική δοσίμετρα 3500 ήταν εκροφάται σύμφωνα με τη μέθοδο Hammond et al. (Hammond et al., 1987). Η αποτελεσματικότητα της ανταλλαγής αέρα (βλ. Κεφάλαιο 4.4 - Περιοδικό ABOK, 2003, αριθ. 2, σελίδα 11): όπου tn είναι ο ονομαστικός σταθερός χρόνος. () - η μέση "ηλικία" του αέρα στο δωμάτιο. Στο εστιατόριο πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις με μεθόδους αύξησης και μείωσης της συγκέντρωσης του αερίου δοκιμής. Το αέριο δοκιμής (Ν2Ο) τροφοδοτήθηκε στο κανάλι παροχής μέχρις ότου σχηματίστηκε ομοιόμορφη συγκέντρωση αερίου σε όλο το δωμάτιο. Οι ανεμιστήρες ανάδευσης δεν χρησιμοποιήθηκαν. Χρησιμοποιήθηκε ένας αναλυτής υπέρυθρης ακτινοβολίας για τη μέτρηση των παραμέτρων του αερίου δοκιμής.

Θεωρήστε ένα εξιδανικευμένες διάγραμμα ενός χώρου εστιατόριο αεριζόμενο με δύο ζώνες, με εισροή σε μια ζώνη τέντωμα - στο άλλο. Επιπλέον, αναλαμβάνουμε πλήρη ανάμιξη αέρα σε κάθε ζώνη. Η περιοχή για καπνιστές καταλαμβάνει περίπου το 30% του συνολικού όγκου δωματίου. Υπό αυτές τις συνθήκες, η αποτελεσματικότητα της εναλλαγής αέρα 61% θεωρητικά σημαίνει ότι σύμφωνα με το Skareta (Ska-ret, 2000) η κατανάλωση από τη "ζώνη έλξης" είναι περίπου 30% της ροής αέρα εξαερισμού. Η προϋπόθεση για υψηλή τιμή του τοπικού δείκτη ποιότητας του αέρα είναι μια μικρή ποσότητα αέρα (ή η πλήρης απουσία του) από τη μολυσμένη ζώνη στη ζώνη μη καπνίσματος. Οι πραγματικές μετρήσεις αυτού του δείκτη δείχνουν ότι η ροή επιστροφής είναι ακόμη μικρότερη από τα αποτελέσματα των παραπάνω θεωρητικών κατασκευών για την ανταλλαγή αέρα.

Πώς σχετίζεται η αεροδυναμική και ο εξαερισμός;

Η έννοια της αεροδυναμικής του αερισμού υπήρξε εδώ και πολύ καιρό. Πρέπει να νοείται ως η κίνηση των αέριων μαζών και η επίδρασή τους στα εμπόδια. Κατά τη μοντελοποίηση των αεροσκαφών, οι νόμοι της αεροδυναμικής λήφθηκαν υπόψη από τις πρώτες προσπάθειες ενός ατόμου να ανέβει στον αέρα. Αλλά σε άλλους τομείς της ανθρώπινης δραστηριότητας, η αεροδυναμική έχει διεισδύσει σχετικά πρόσφατα. Εδώ μπορείτε να αναφέρετε τόσο τον αθλητισμό όσο και την αυτοκινητοβιομηχανία, όπου εδώ και περισσότερα από 60 χρόνια δοκιμάσατε τα τελικά προϊόντα στην αεροδυναμική σήραγγα.

Το σχήμα της κίνησης των αέριων μαζών.

Μοντελοποίηση των αέριων μαζών στην κατασκευή

Με την εμφάνιση και την ανάπτυξη της τεχνολογίας των υπολογιστών, ένα τέτοιο πολύπλοκο σύστημα δοκιμών, όπως η προαναφερθείσα αεροδυναμική σήραγγα, έχει σχεδόν ξεπεραστεί. Και στην κατασκευή ήταν αρχικά αδύνατο να εφαρμοστεί, δεδομένου ότι είναι αδύνατο να δημιουργηθεί ένας δοκιμαστικός σωλήνας για ένα κτίριο και ένα μειωμένο μοντέλο δεν δίνει μια πλήρη εικόνα της κίνησης των αέριων μαζών και της επίδρασής τους στη δομή.

Χρήση του υποχρεωτικού συστήματος στο σύστημα θέρμανσης αέρα μιας ιδιωτικής κατοικίας.

Εάν χρησιμοποιούνται μικρά μοντέλα, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη το μέγεθος των μορίων και αυτό θα διαστρεβλώσει υπερβολικά την εικόνα των αποτελεσμάτων των δοκιμών. Πολύ ακριβέστερα αποτελέσματα δείχνουν μαθηματικούς υπολογισμούς: η περιγραφή των νόμων της αεροδυναμικής με τη βοήθεια των τύπων είναι πολύ ακριβής. Κατά το σχεδιασμό ενός κτιρίου, όλοι αυτοί οι νόμοι λαμβάνονται υπόψη στο αρχικό στάδιο του σχεδιασμού. Για τους σκοπούς αυτούς, εκτελείται η επεξήγηση του εργοταξίου στο έδαφος. Δυστυχώς, τα αποτελέσματα δεν εγγυώνται πάντα ένα υψηλό επίπεδο άνεσης στο σπίτι: οι τοίχοι των σπιτιών είναι περιστασιακά υγρό, χιονοστιβάδες το χειμώνα είναι πιο άβολα μέρη για τους κατοίκους.

Είναι αυτά τα λάθη των αρχιτεκτόνων; Όχι πάντα. Το γεγονός είναι ότι για ένα νέο κτίριο, όλοι οι υπολογισμοί μπορούν να γίνουν απλά τέλειο, αλλά κάθε νέο κτίριο αλλάζει την αεροδυναμική της περιοχής ανάπτυξης στο σύνολό της, και ότι προκαλεί τα περιγράφηκε προηγουμένως ενοχλήσεις.

Η σημασία της τοποθέτησης του σωστού συστήματος εξαερισμού

Ιδιαίτερη σχέση με τους νόμους της αεροδυναμικής υπάρχει όταν σχεδιάζουμε συστήματα εξαερισμού. Μετά από όλα, ο αξιόπιστος αερισμός στο σπίτι σας επιτρέπει να επιλύσετε μια σειρά σημαντικών εργασιών:

Σχεδιασμός του εξαερισμού στο κτίριο.

  • δημιουργία μικροκλίματος στο διαμέρισμα.
  • ομαλοποίηση της υγρασίας, η οποία επηρεάζει την κατάσταση των τοίχων και των υλικών φινιρίσματος.
  • ελεύθερη κυκλοφορία των αέριων μαζών, η οποία εμποδίζει την εμφάνιση μούχλας και άλλων μυκητιακών παθήσεων.

Αεροδυναμική αερισμός - αυτό αεροδυναμικό προφίλ, το οποίο εξετάζει την κίνηση των μαζών του αέρα μέσα σε ένα ορισμένο κλειστό κανάλια. Κατά το σχεδιασμό του συστήματος εξαερισμού λαμβάνει υπόψη πολλές παραμέτρους: εμβαδόν διατομής του αγωγού, το ύψος της δομής (μήκος κανάλι αερισμού), ο αριθμός των περιοχών όπου υπάρχει απώλεια της πίεσης, και άλλους παράγοντες που επηρεάζουν την κίνηση του αέρα.

Ιδιαίτερη προσοχή δίνεται στο σχήμα της διατομής του άξονα εξαερισμού. Επηρεάζει όχι μόνο την περιοχή της εγκάρσιας τομής, αλλά και τον βαθμό τριβής του αέρα έναντι των τοιχωμάτων του αεραγωγού. Η τριβή λαμβάνεται υπόψη όχι μόνο για να εξασφαλιστεί η ταχύτητα του αέρα. Επίσης επηρεάζει άμεσα τη φύση της κίνησης της ροής του αέρα. Στην ιδανική περίπτωση, είναι καλύτερο να επιτευχθεί στρωτή κίνηση.

Στην πράξη, αποδεικνύεται ότι οποιαδήποτε μεταβολή στην διατομή (συστολή ή διαστολή) οδηγεί αναπόφευκτα σε απώλεια πίεσης και σε περαιτέρω ταραχώδη κίνηση αέρα.

Η ταλάντωση είναι η κίνηση αέρα (ή υγρού) με ανάμειξη ροών που έχουν διαφορετικές ταχύτητες. Και αυτό συνοδεύεται από υπερβολικό θόρυβο αερισμού και παραβίαση της ποιότητας του έργου του.

Αυτόματη αλλαγή του συστήματος εξαερισμού και έλεγχος

Σχέδιο εξαερισμού τροφοδοσίας και εξαγωγής σε πολυώροφο κτίριο.

Ανακύπτει το ερώτημα αν αξίζει τον κόπο να επισκευάσουν ανεξάρτητα το σύστημα εξαερισμού ή τον πρόσθετο εξοπλισμό τους με αυτοκατασκευασμένους απορροφητήρες ή στοιχεία ηχομόνωσης. Χωρίς τη γνώση των νόμων της αεροδυναμικής, ο αερισμός δεν συνιστάται. Τέτοιες εργασίες θα πρέπει να γίνονται κατά την κατασκευή του σπιτιού υπό την επίβλεψη ενός ειδικού και λαμβάνοντας υπόψη όλους τους νόμους της κίνησης του αέρα. Σε ακραίες περιπτώσεις, είναι δυνατό να παρέμβει στο σύστημα εξαερισμού μόνο όταν το εσωτερικό του άξονα εξαερισμού παραμένει το ίδιο τμήμα που σχεδιάστηκε κατά το σχεδιασμό του κτιρίου.

Κάθε σύστημα εξαερισμού πρέπει να ελέγχεται για την αποτελεσματικότητά του. Στην παραγωγή, είναι ευκολότερο να γίνει αυτό, δεδομένου ότι λαμβάνονται υπόψη οι δαπάνες για το έργο του καταναγκαστικού ρεύματος και του βαθμού εξαγωγής αέρα. Για τις κατοικίες, δεν υπάρχουν τα κριτήρια για τον προσδιορισμό της αποτελεσματικότητας του συστήματος εξαερισμού. Η εκτίμηση γίνεται με το μάτι: αν το σχέδιο είναι αρκετά καλό, εάν το φόντο θορύβου της λειτουργίας εξαερισμού είναι φυσιολογικό.

Η τεχνολογία των υπολογιστών σας επιτρέπει να εξερευνήσετε το σύστημα εξαερισμού και να επιτύχετε τη μέγιστη απόδοση από αυτά. Η σάρωση της επιφάνειας του αγωγού και η εισαγωγή όλων των δεδομένων στον υπολογιστή καθιστούν δυνατή την αξιολόγηση της απόδοσης του συστήματος για τυχόν αρχικές παραμέτρους της ατμόσφαιρας. Αρκεί να εισάγετε τους δείκτες θερμοκρασίας και πίεσης αέρα έξω από το σπίτι, έτσι ώστε το πρόγραμμα να δίνει μια πλήρη εικόνα της ροής του αέρα.

Βέλτιστη σχεδίαση της κουκούλας

Σχέδιο οργάνωσης μηχανικού και φυσικού εξαερισμού σε οικιστικό κτίριο.

Για διαφορετικές αρχικές παραμέτρους, αυτή η ροή μπορεί να συμπεριφέρεται διαφορετικά. Κατά συνέπεια, δεν μπορεί ποτέ να δημιουργηθεί τέλειος αερισμός. Αλλά είναι δυνατόν να προσεγγίσουμε όσο το δυνατόν περισσότερο: όλες οι παρατηρήσεις για τις καιρικές συνθήκες κατά τη διάρκεια των τελευταίων δεκαετιών λαμβάνονται υπόψη για τον προσδιορισμό της επικρατούσας πίεσης σε μια συγκεκριμένη περιοχή και του μέσου ετήσιου καθεστώτος θερμοκρασίας. Με αυτή την προσέγγιση, ο εξαερισμός θα σχεδιαστεί όσο το δυνατόν πιο αποτελεσματικά για την περιοχή. Μια έντονη μεταβολή των καιρικών συνθηκών με απόκλιση από τις μέσες στατιστικές παραμέτρους θα επηρεάσει σημαντικά τη λειτουργία του αερισμού, αλλά καθ 'όλη τη διάρκεια του έτους η λειτουργία του θα προσεγγίσει τις προγραμματισμένες παραμέτρους.

Αεροδυναμική τους νόμους της και να ανταποκριθεί σε μια σειρά από σχετικά θέματα: πώς να μειωθεί ο θόρυβος που παράγεται από τον εξαερισμό, και πώς μπορεί να βελτιωθεί η αποτελεσματικότητα εξαερισμού κάτω από χαμηλή ατμοσφαιρική πίεση. Μην προσπαθήσετε να αλλάξετε το σχεδιασμό του συστήματος εξαερισμού χωρίς γνώση των νόμων της αεροδυναμικής του εξαερισμού.

Υπηρεσίες μοντελοποίησης μικροκλίματος και άνεση

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΣ ΜΟΝΤΕΛΙΣΜΟΣ ΤΩΝ ΑΕΡΑΣ ΑΕΡΑ

(Προσομοίωση CFD)

Αυτή η αριθμητική επίλυση των διαφορικών εξισώσεων, η οποία έχει ως στόχο να προσδιοριστεί η κατανομή της θερμοκρασίας, της ταχύτητας, υγρασία, επιβλαβείς ακαθαρσίες, διοξείδιο του άνθρακα και ούτω καθεξής., Καθώς και για τον προσδιορισμό της άνεμο και ούτω καθεξής. Εγκαταστάσεις για να φορτώσει

Μοντελοποίηση του μικροκλίματος των δημόσιων κτιρίων

- γραφεία
- ξενοδοχεία
- καταστήματα
- αίθρια
- αίθουσες συνεδρίων
- Θέατρα
- εστιατόρια
- εμπορικά και ψυχαγωγικά συγκροτήματα
- εκθεσιακά περίπτερα

Όσο πιο σύνθετο αντικείμενο (μεγάλο όγκο και το ύψος του δωματίου, η άνιση διάταξη των πηγών εισόδου θερμότητας, μια υψηλή συγκέντρωση των ανθρώπων, μεγάλες περιοχές των υαλοπινάκων, κλπ) - η λιγότερο εμπιστοσύνη ότι οι τεχνικές μηχανικής θα επιτρέψει να οργανώσει μια αρμόδια σύστημα διανομής αέρα του δωματίου. Κατά συνέπεια: τα σχέδια του κρύου αέρα στο χώρο εργασίας, την εξάπλωση των οσμών μέσα από τις αίθουσες των εστιατορίων, εγγύτητα σε εμπορικό και ψυχαγωγικό συγκροτήματα, συμπύκνωσης για την ημιδιαφανή οροφή του αίθριου το χειμώνα, υπερθέρμανση της ανώτερης ζώνης του αιθρίου, το καλοκαίρι, σημαντικά διαφορετική θερμοκρασία σε διάφορα σημεία της αίθουσας, κ.λπ.

Οι εργασίες για τη μοντελοποίηση ενός μικροκλίματος των χώρων των δημόσιων κτιρίων περιλαμβάνουν:

1. Ανάλυση και αξιολόγηση σχεδιαστικών λύσεων για συστήματα θέρμανσης, εξαερισμού και κλιματισμού. Το αποτέλεσμα της μαθηματικής μοντελοποίησης της άνεσης παρουσιάζεται με τη μορφή κατανομής θερμοκρασίας, ταχύτητας αέρα, συγκέντρωσης CO2, υγρασίας σε όλο το δωμάτιο.

2. Ανάπτυξη ρυθμίσεων σχεδιαστικών λύσεων, οι οποίες θα διασφαλίζουν τις απαιτούμενες κλιματικές παραμέτρους χώρου στον όγκο του δωματίου. Οι παραμέτρους του μικροκλίματος στον όγκο τους.

Μοντελοποίηση συστήματος εξαερισμού βιομηχανικών εγκαταστάσεων

Η οργάνωση της ανταλλαγής αέρα στις εγκαταστάσεις παραγωγής απαιτεί ειδική ακρίβεια και ευθύνη.
Η μη ικανοποίηση των απαιτήσεων ποιότητας του ατμοσφαιρικού περιβάλλοντος, ακόμη και σε τοπικές περιοχές, του συνολικού όγκου μπορεί να οδηγήσει τόσο σε ασθένειες του προσωπικού όσο και σε μη τήρηση των τεχνολογικών απαιτήσεων της παραγωγικής διαδικασίας.

Η μαθηματική μοντελοποίηση των ροών αέρα θα επιτρέψει:
- Λάβετε υπόψη την ανομοιομορφία των πηγών θερμότητας και επικινδυνότητας και την επίδρασή τους στη θερμοκρασία και τις ροές αέρα ανά όγκο δωματίου
- Λάβετε υπόψη τις επιδράσεις της μεταφοράς θερμότητας ακτινοβολίας θερμαινόμενων επιφανειών στη θερμοκρασία του αέρα στο δωμάτιο, τα ρεύματα μεταφοράς που σχηματίζονται στον όγκο των καταστημάτων.

Οι εργασίες για τη μοντελοποίηση των συστημάτων εξαερισμού των βιομηχανικών εγκαταστάσεων περιλαμβάνουν:

1. Αξιολόγηση του σχεδιαστικού διαλύματος για διανομή αέρα για συμμόρφωση των παραμέτρων μικροκλίματος στις εγκαταστάσεις της εγκατάστασης με τις απαιτούμενες τιμές

2. Ανάπτυξη της διόρθωσης του σχεδιαστικού διαλύματος, που επιτρέπει την επίτευξη των απαιτούμενων παραμέτρων μικροκλίματος σε όλο το δωμάτιο.

3. Λεπτομερής ανάλυση των παραμέτρων του μικροκλίματος κοντά στην τεχνολογική διαδικασία, βελτιστοποίηση από την άποψη της διανομής αέρα, υγρασία, θέρμανση, μεταφορά των κινδύνων παραγωγής

Μοντελοποίηση του μικροκλίματος των αθλητικών εγκαταστάσεων

-πισίνες
-αρένες πάγου
-αθλητικές αίθουσες, FLC

Οι αθλητικές εγκαταστάσεις ανήκουν συνήθως σε μια κατηγορία μοναδικών κτιρίων. Χωρίς να ασχολείται με την ανάλυση και την αξιολόγηση σχεδιαστικών λύσεων για συστήματα HVAC και HF, δεν υπάρχει καμία εγγύηση ότι το δωμάτιο θα ικανοποιεί τις απαιτήσεις άνεσης και τεχνολογίας.

Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι:
- σε κτίρια μεγάλου όγκου, οι ροές ελεύθερου ρεύματος αρχίζουν να ασκούν αισθητή επίδραση στη διαμόρφωση και διανομή πιδάκων αέρα
- σε χώρους μεγάλου όγκου, η διαστρωμάτωση της θερμοκρασίας είναι σημαντική
- οι αθλητικές εγκαταστάσεις περιπλέκονται από τέτοιες διεργασίες όπως η εξάτμιση από την επιφάνεια του νερού, η εξάχνωση στον πάγο,
- για τις αθλητικές εγκαταστάσεις χαρακτηρίζεται από την παρουσία σημαντικών εκπομπών θερμότητας από θεατές, εξοπλισμό φωτισμού
- για τις αθλητικές εγκαταστάσεις χαρακτηρίζεται από την παρουσία δύο τεχνολογικών ζωνών με διαφορετικές τιμές των υποστηριζόμενων παραμέτρων του μικροκλίματος: ζώνη ακροατών και ζώνη αθλητών

Οι εργασίες για τη μοντελοποίηση των αθλητικών εγκαταστάσεων περιλαμβάνουν:

1. Ανάλυση και αξιολόγηση των σχεδιαστικών αποφάσεων για την κατανομή του αέρα ώστε να εξασφαλιστεί ότι οι παράμετροι μικροκλίματος σχηματίζονται στις εγκαταστάσεις της εγκατάστασης με τις υπολογιζόμενες τιμές θερμοκρασίας, ταχύτητας και υγρασίας. Η προσομοίωση των ροών αέρα πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας μεθόδους τρισδιάστατης μαθηματικής μοντελοποίησης (προσέγγιση CFD).

2. Ταυτοποίηση, εάν υπάρχει, ζώνης με απόκλιση των μέσων και τοπικών θερμοκρασιακών τιμών, συγκέντρωση επιβλαβών ουσιών, υγρασία, ταχύτητα στις εγκαταστάσεις της εγκατάστασης.

3. Σε περίπτωση ανίχνευσης ζωνών με απόκλιση της παραμέτρου μικροκλίματος από εκείνες που καθορίζονται από το έργο, ανάπτυξη διόρθωσης των αρχικών σχεδιαστικών αποφάσεων.

Μοντελοποίηση ροών αέρα και υπολογισμός στοιχείων συστημάτων αερισμού μικροκλίματος κτηνοτροφικών εγκαταστάσεων Το κείμενο του επιστημονικού άρθρου για την ειδικότητα "Κατασκευή. Αρχιτεκτονική"

Περίληψη επιστημονικού άρθρου για την κατασκευή και την αρχιτεκτονική, συγγραφέας επιστημονικού έργου - Ν. Ν. Novikov

Οι βασικές διατάξεις του αναπτυγμένου μαθηματικού μοντέλου αερισμού των κτηνοτροφικών εγκαταστάσεων δίδονται, επιτρέποντας την πραγματοποίηση υπολογισμού των δεικτών μικροκλίματος με κίνητρα από την αιολική ενέργεια και τη θερμότητα των ζώων. Οι παράμετροι του μαθηματικού μοντέλου προσδιορίζονται χρησιμοποιώντας τις μεσαίες μετρήσεις των αντίστοιχων υπολογισμένων τιμών στις εγκαταστάσεις των κτηνοτροφικών εκμεταλλεύσεων. Παρατίθενται παραδείγματα υπολογισμών χρησιμοποιώντας ένα μοντέλο και αξιολογείται επίσης η επίδραση ορισμένων παραγόντων στην ανταλλαγή αέρα.

Παρόμοια θέματα των επιστημονικών έργων για την κατασκευή και την αρχιτεκτονική, ο συγγραφέας της επιστημονικής εργασίας - NN Novikov,

Υπάρχουν οι κύριες διατάξεις του αναπτυγμένου μαθηματικού μοντέλου αερισμού των ζώων, που σας επιτρέπουν να πραγματοποιήσετε υπολογισμούς του μικροκλίματος με την ώθηση από τον αέρα και τη ζέστη των ζώων. Οι παράμετροι των μαθηματικών μοντέλων προσδιορίζονται με τη χρήση των οργάνων μετρήσεων δεδομένων των υπολογιζόμενων τιμών των εγκαταστάσεων των κτηνοτροφικών εκμεταλλεύσεων. Υπάρχουν παραδείγματα υπολογισμών χρήσης του μοντέλου καθώς και η επίδραση ορισμένων παραγόντων στον αέρα.

Το κείμενο της επιστημονικής εργασίας με θέμα "Μοντελοποίηση των ρευμάτων αέρα και υπολογισμός των στοιχείων των συστημάτων αερισμού του μικροκλίματος των κτηνοτροφικών εγκαταστάσεων"

ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΤΟΥ ΑΕΡΑ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ συστημάτων αερισμού κτιρίων ΚΛΙΜΑ ζωικού κεφαλαίου

Οι βασικές διατάξεις του αναπτυγμένου μαθηματικού μοντέλου αερισμού των κτηνοτροφικών εγκαταστάσεων δίδονται, επιτρέποντας την πραγματοποίηση υπολογισμού των δεικτών μικροκλίματος με κίνητρα από την αιολική ενέργεια και τη θερμότητα των ζώων. Οι παράμετροι του μαθηματικού μοντέλου προσδιορίζονται χρησιμοποιώντας τις μεσαίες μετρήσεις των αντίστοιχων υπολογισμένων τιμών στις εγκαταστάσεις των κτηνοτροφικών εκμεταλλεύσεων. Παρατίθενται παραδείγματα υπολογισμών χρησιμοποιώντας ένα μοντέλο και αξιολογείται επίσης η επίδραση ορισμένων παραγόντων στην ανταλλαγή αέρα.

Λέξεις-κλειδιά: μαθηματικό μοντέλο, μικροκλίμα, αερισμός.

Επί του παρόντος, στην εκτροφή γαλακτοπαραγωγικών βοοειδών, χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο συστήματα μικροκλίματος αερισμού. Δεν απαιτούν το κόστος των δαπανηρών φορέων ενέργειας, όπως η ηλεκτρική ενέργεια, τα πετρελαϊκά προϊόντα και άλλα καύσιμα. Τα κύρια στοιχεία τέτοιων συστημάτων είναι τα ανοίγματα εξαερισμού των διαμήκων περιφράξεων (Εικ. 1), οι ελαφριές κεφαλές οροφής (Εικ. 2), οι πύλες διαφόρων σχεδίων.

Εικ.1. Ανοίγματα εξαερισμού των διαμήκων περιφραγμάτων των κτηνοτροφικών εγκαταστάσεων: α) παράθυρα με κανάλια πυροβόλων όπλων, β) ανύψωση αδιαφανών κουρτινών, γ) την ανύψωση των παραθύρων. δ) κουρτίνες που κρέμονται από κάτω.

L είναι το πλάτος του λαιμού. Α - ειδική επιφάνεια σχεδιασμού της επιφάνειας διατομής, m2 / m; a είναι η γωνία κλίσης του πίνακα ανακλάσεως ανέμου. γ είναι η γωνία κλίσης της επίστρωσης της κορυφογραμμής αερισμού, Β / Α = 3,25. 6; α = 120 0. ν = 20 0

Εικ.2. Ελαφρές στέγες των κτηνοτροφικών εγκαταστάσεων: α) οροφή διπλής κλίσης, β) μονόχωρη οροφή · γ) δύο όψεων

με φωτεινά ανοίγματα

Ο σχεδιασμός και οι διαστάσεις των στοιχείων που παρατίθενται συστήματα αερισμού πρέπει να μεγιστοποιήσει συμβάλει στην κανονιστική κλίμα των κτηνοτροφικών κτιρίων σε όλες τις περιόδους του έτους. Αυτό είναι ένα πολύ περίπλοκο πρόβλημα μηχανικής.

Προς το παρόν, δεν γνωρίζουμε την εγκεκριμένη μέθοδο βιομηχανίας για τον υπολογισμό των συστημάτων αερισμού του μικροκλίματος. Ταυτόχρονα, υπάρχουν αιτήματα από κατασκευαστές, σχεδιαστές και κατασκευαστές να εισαγάγουν συστήματα αερισμού.

Το GNU VNIIMZH ΣΡΑΑ, θεωρητική και Espe-perimental μελετών για την προετοιμασία της διαδικασίας σχεδιασμού των συστημάτων του τύπου αερισμού κλίμα, το πρώτο στάδιο της οποίας είναι ένα μαθηματικό μοντέλο του αερισμού, εξετάζονται στο παρόν έγγραφο.

Πίνακας 1. Παράμετροι της κανονικής σειράς σειρών αλεξίπτωτων αλεξίπτωτων

Α, mm 120 180 270 360

L, mm 400.700 600.1000 900.2000 1200.2100

Α2, m2 / m 0,24 0,36 0,54 0,72

Η ροή βάρους του αέρα μέσω των καναλιών τροφοδοσίας (n) και καυσαερίων (in) υπολογίζεται από τους τύπους:

μ - συντελεστής ροής, για πλήρως ανοικτά κανάλια. κέντρα

2 2 § = 9,81 m / s; Рп Ρβ - συνολική επιφάνεια καναλιών τροφοδοσίας (εξάτμισης), m;

y, y, u - το ειδικό βάρος του αέρα τροφοδοσίας (που αφαιρείται) σε kg / m υπολογίζεται από

Vn = 0.46264 ■ Ratm - 0.1753 ■ (pnRnp, kg / m3 (3)

V = 0,642,6 - - ^^ - 0,17753 ■ -inv, kg / m3 (4)

'273 + ζ 273 + ζ. Χ'

Ratm - ατμοσφαιρική πίεση mm Hg. σ.

Ф n, φв - σχετική υγρασία του αέρα τροφοδοσίας (αφαιρεθεί), κλάσμα μονάδας.

rn, rg είναι η θερμοκρασία του αέρα τροφοδοσίας (απαερωμένο), oC.

Рнп, Ррв - ελαστικότητα κορεσμένων υδρατμών σε mm Hg. Art. σε θερμοκρασία rn, rg.

Για τα πεδία θερμοκρασίας και πίεσης αέρα μέσα στο δωμάτιο, γίνονται δεκτές οι ακόλουθες παραδοχές: το πεδίο θερμοκρασίας είναι ακίνητο, ομοιόμορφο. Ο αέρας τροφοδοσίας λαμβάνει τη θερμοκρασία rg όταν εισέρχεται στο δωμάτιο. Η πίεση του αέρα είναι ακίνητη σε όλο τον όγκο και μεταβάλλεται μόνο κατά μήκος της κατακόρυφης συντεταγμένης. Επιπλέον, ο εξαερισμός λαμβάνει χώρα όταν διατηρείται η μάζα ροής αέρα.

Σημειώστε την πίεση αέρα μέσα στο δωμάτιο στο επίπεδο των καναλιών του χαμηλότερου επιπέδου Px, τότε η εσωτερική πίεση αέρα στο επίπεδο του καναλιού,

που είναι υψηλότερο από το χαμηλότερο επίπεδο AH, θα είναι:

Ρν1 = Ρχ - ΑΗ (υτ - υ), kg / m2 (5)

Η πίεση του ανέμου, που δημιουργείται από τη ροή του αέρα από το εξωτερικό των καναλιών αερισμού:

V - ταχύτητα ανέμου, m / s.

Η πίεση του αέρα έξω από τον φράκτη που δημιουργείται από τον άνεμο εξαρτάται από την κατεύθυνση του ανέμου σε σχέση με τον διαμήκη άξονα του κτιρίου (εξετάζονται τρεις περιπτώσεις: ο άνεμος φυσάει κατά μήκος, κατά μήκος και υπό γωνία 45 ° προς τον άξονα). Ας πάρουμε, όπως και στην [1], τη γραμμική εξάρτηση των πιέσεων του αέρα σε κανάλια έξω από το δωμάτιο από τις πιέσεις του ανέμου

Λαμβάνοντας υπόψη (5.7), για κανάλια παροχής και εξαγωγής αέρα

APm = Pn - Pb1, 1 = 1,2..n (8)

APv] = Pb] -Pn], = 1,2..n (9)

nj, n2 - ο αριθμός των αγωγών εισαγωγής και εξαγωγής, αντίστοιχα. Η εξίσωση συντήρησης της μάζας του ρεύματος από την οποία προσδιορίζεται Px γίνεται D Gni = D Gej, i

Πιστοποιητικό εγγραφής των μέσων μαζικής ενημέρωσης El № FS77-52970