Исследование эффективности механической вентиляции включает аэродинамическое исследование вентиляционной установки и оценивания эффективности. Работа вентиляционных систем должна обеспечивать на постоянных рабочих местах помещений метеорологические условия и чистоту воздушной среды в соответствии с действующими санитарными нормами и стандартами.
Санитарно-гигиеническая эффективность вентиляции оценивается сравнением фактической производительности вентилятора с необходимой.
Исследование вентиляционной установки осуществляют: за сдачу установки в эксплуатацию; при периодическом контроле ее работы; за проведение планового исследования санитарных условий труда; за расследование случаев профессиональных отравлений; при наличии нарушений в нормальной работе вентиляционной установки.
Виртуальный макет лабораторной установки (рис. 2.1, 2.2) состоит из электродвигателя (на рисунках не отмечено), вентилятора, всасувающего и нагнетательного воздухпровода и заслонов последних, которые регулируют сопротивление потока воздуха.
При данной программе исследований измеряют площадь и давление в измеряемых перерезах воздухпровода. Перерезы, где измеряют давление, избирают на расстояниях
не менее шести гидравлических диаметров Dh за местом сопротивления потока (отводы, заслоны, диафрагмы и т. д.) и не менее двух гидравлических диаметров перед ним.
Гидравлический диаметр определяется как
Dh = 4 F/П, (2.1)
где F –площадь перерезу, м2 ;
П –периметр перерезу, г.
Давление, создаваемое в воздухопроводах в результате движения в них воздуха, бывает трех видов:
– статическое давление ps, Па, возникает в результате действия потока воздуха на стенки воздухпровода, где поток воздуха имеет нулевую скорость через трение с внутренними стенками;
– динамическое давление pd, Па, создается за счет кинематической энергии потока воздуха;
– полное давление p, Па, алгебраическая сумма динамического и статического тискив
p = ps + pd, Па. (2.2)
Рисунок 2.1 –Внешний вид схемы лабораторной установки
при исследовании всасывательного воздухопровода (Закладка Ход работы)
Рисунок 2.2 –Внешний вид схемы лабораторной установки
при исследовании нагнетательного воздухопровода (Закладка Ход работы)
Значения полного и статического давления считаются за позитивные, если соответствующие значения превышают давление окружающей среды, иначе –негативными.
Полное давление вдоль воздухопровода в направлении движения потока всегда уменьшается, но отдельные составляющие этого давления изменяются по-разному: в определенных случаях одна из составляющих остается неизменной – и тогда уменьшается другая; иногда одна из них увеличивается за счет уменьшения второй. То есть происходит изменение потенциальной энергии на кинетическую и наоборот, но всегда с потерей части энергии.
Давление перерезом воздухопровода распределяется неравномерно, поэтому измерение давления осуществляется в нескольких точках. Координаты точек измерения давления и количество точек определяются формой и размерами перерезу. В данной работе давление измеряют в одной точке комбинированным приемником давления и U-подобными манометрами 1, 2, 3 (рис. 2.1 и 2.2).
Комбинированный приемник давления имеет два канала. Канал, маркирующий знаком "+", предназначен для измерения полного давления. Канал, маркирующий знаком "–" предназначено для измерения статического давления. Динамическое давление измеряют при монтаже комбинированного приемника давления и U-подобных манометров за схемой черт. 2.1. Центральное отверстие комбинированного приемника давления установлено навстречу потоку воздуха.
U-подобный манометр –это стеклянная трубка диаметром 5…10 мм, закрепленная на щите с шкалой и заполненная водой. Величина измеряемого давления определяется за разницей высот столбиков жидкостей обеих трубок манометра.
Скорость движения воздуха в воздухопроводе v определяется за формулой
v = (2 pd//) 0,5, м/с, (2.3)
где – густота воздуха, кг/м3. Берем значение = 1,2 кг/м3.
Объемная затрата в перерезе воздухопровода, где измеряют давление, определяется за формулой
L=Fv, м3 /c. (2.4)
Фактическая производительность вентилятора Lvопределяется как
Lv = ((L1 + L2 ) / 2) . 3 600, м3 /год, (2.5)
где L1, L2–объемные расходы воздуха в перерезе, соответственно всасывательного и нагнетательного воздухопровода, м3 /c.
Кратность воздухообмена К определяется как
К=Lv/Vп,1/год, (2.6)
где Vп–объем помещения, м3.
Необходимую производительность вентилятора Lн определяют за формулами
за возможности естественного проветривания
Lн = [L] N, м3 /год; (2.7)
при невозможности естественного проветривания
Lн = max {[L] N; [K] Vп }, (2.8)
где [L]–минимально необходимое количество внешнего воздуха на одно лицо в м3/год. (за табл. 5.2) в зависимости от возможности естественного проветривания и объема помещения на одно лицо;
[К]= 1 – нормируемое значение кратности воздухообмена (см. табл. 5.2)
при невозможности естественного проветривания.
Полное давление вентилятора определяют за формулой
pv = p2 + p1, (2.9)
где p2, p1 –полное давление потока воздуха, соответственно во всасывательного и нагнетательном воздуховоде,
За характеристикой вентилятора, зная необходимую производительность вентилятора Lvи полное давление pv, определяют частоту вращения n, хв-1 и коэффициент полезного действия h.