Повітряні завіси

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ РФ
Білгородський Державний ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙУНИВЕРСИТЕТ
ІМ. Шухов
Кафедра ТГВ
РЕФЕРАТ
На тему: «Повітряні завіси. Принцип дії. Призначення. Класифікація. Повітряні завіси періодичного і постійного дії. Розрахунок повітряних завіс шіберірующего і змішувального типу »
Виконав: студент гр. ТБ-42
Нормальний парений
Перевірив: Кущев урод
Білгород 2004
Зміст
Введення ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .3
Принципи установки повітряних завіс ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5
Принцип роботи завіс ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 7
Розрахунок повітряних завіс ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .9
Приклад I розрахунку повітряних завіс ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .11
Розрахунок бічний двосторонньої завіси шіберірующего типу ... ... ... ... ... ... ... .. 12
Розрахунок і пристрій повітряно-теплових завіс біля вхідних дверей громадських будівель у три і більше поверхів ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .14
Висновок ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .15
Список літератури ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 17
Введення
З настанням холодів будь-який власник, як маленького павільйону, так і великого супермаркету починає замислюватися, як зберегти тепло в своєму магазині, тому що потік відвідувачів заходять і виходять не припиняється протягом всього дня і двері практично завжди відкриті , То заходами захисту приміщення від проникнення холодного зовнішнього повітря є тамбури (а), шлюзи (б), двері (в) (рис. 1).
У тих випадках, коли названі способи з різних причин неприйнятні, слід влаштовувати повітряні завіси.

Рис. 1. Заходи захисту від проникнення холодного повітря: а-тамбур, б-шлюз, по-обертові двері.

Витік теплого повітря через відкриті двері залежить від трьох чинників:
- Різниця тисків всередині і зовні
- Різниця температур всередині і зовні
- Швидкість вітру в дверному отворі
Правильно підібрана теплова завіса запобігає витоку теплого повітря, максимально зменшуючи ці чинники.
У теплу пору року завіси без джерела тепла створюють загороду зовнішньому повітрю в отворах кондиціонують, і холодильних камер.
Теплоносієм в завісі може бути електрика або гаряча вода. Влаштована завіса дуже просто - в металевому або пластиковому корпусі розміщуються електричні тени (або змійовики з труб у разі водяного теплоносія) і потужний вентилятор, натиск якого повинен бути таким, щоб перекривати величину дверного отвору. Також завіса може комплектуватися пультом управління (вбудованим або виносним) і термостатом. [4 стор 67]
Існують також завіси без джерела тепла призначені для створення суто повітряних завіс в отворах великих розмірів, в промислових будівлях, депо і ангарах. Крім того, повітряні завіси без джерела тепла - ідеальний захист холодильних камер і приміщень, що кондиціонують.
Завіси без нагрівальних елементів можуть використовуватися для розділення суміжних виробничих приміщень, з'єднаних відкритими прорізами, з різним внутрішнім кліматом.
Нарешті, завіси такого типу можуть знайти застосування для огородження джерел шкідливих виділень (спільно з витяжкою вентиляцією).
На основі завіс без джерела тепла можна створювати оригінальне рішення економічною захисту отворів опалювального приміщення в зимовий час.
ПРИНЦИПИ УСТАНОВКИ Повітряні завіси

Повітряні або повітряно-теплові завіси встановлюють:
1. Біля воріт, що відкриваються частіше 5 разів або не менш ніж на 40 хв у зміну, розташованих у районах з розрахунковою температурою зовнішнього повітря для холодного періоду року - 15 ° С і нижче (параметри Б), якщо виключена можливість улаштування тамбурів або шлюзів.
2. Біля воріт або технологічних отворів при будь-яких зовнішніх температурах і будь-якої тривалості відкривання при відповідному обгрунтуванні.
3. У тамбурах і шлюзах біля вхідних дверей вестибюлів громадських будівель і допоміжних будівель промислових підприємств.
4. У тамбурах і шлюзах біля вхідних дверей громадських і виробничих будівель і приміщень, обладнаних системами кондиціювання повітря. [2 стор 153]
Завіси повинні забезпечити під час відкривання воріт у приміщеннях температуру на робочих місцях не нижче 14 ° С при легкій роботі, 12 ° С - при середній і 8 ° С - при важкій роботі. При відсутності поблизу воріт робочих місць допускається зниження температури до 5 ° С, у вестибюлях громадських будівель - до 12 ° С.
Температуру повітря завіси, як правило, приймають не вище 50 ° С. Швидкість виходу повітря з пристроїв завіси не більше 25 м / с (у виробничих будівлях).
Типи повітряних завіс. Повітряні завіси влаштовуються з подачею повітряної (шіберірующей) струменя: а) знизу вгору, б) зверху вниз, в) при боці брами. За режимом роботи завіси ділять на періодично і постійно діючі.

Рис. 2. Схеми повітряних завіс з різними місцями повітрозабору і температурою повітря, що подається

Принцип роботи завіс. Повітряна завіса - це результат взаємодії двох потоків: повітряного струменя і набігає на неї горизонтального потоку повітря. Повітряний струмінь, не перешкоджаючи руху людей і транспорту, як правило, істотно зменшує кількість проникаючого в приміщення зовнішнього повітря. При цьому повітряна завіса може, бути влаштована за місцем повітрозабору та температури повітря, що подається (рис.2): а - з парканом внутрішнього повітря з температурою t _в і підігрівом його перед подачею в запону до t _з; б - з парканом внутрішнього повітря і подачею його в запону без підігріву
(T _з = t _в); в - з забором зовнішнього повітря та підігрівом його перед подачею в запону (t _з> t _в); г - з парканом, зовнішнього повітря і подачею його в запону без підігріву (t _з = t _в) .
За варіанту а влаштовуються завіси, якщо необхідно зберегти незмінними параметри мікроклімату виробничих приміщень, звичайно якщо в останніх поблизу воріт розташовані робочі місця. За варіанту б влаштовуються завіси, якщо припустимо зниження температури в зоні воріт або при влаштуванні завіс в отворах внутрішніх стін, що розділяють два приміщення.
За варіанту в повітряні завіси можуть бути використані, як агрегату припливної вентиляції, в цьому випадку повітряна завіса може працювати постійно; за варіантом г повітряна завіса як би перегороджує повністю доступ зовнішнього повітря в приміщення.
Слід зазначити, що повітряні завіси в залежності від місцевих умов влаштовуються з подачею повітря, через горизонтальну щілину, розташовану внизу прорізу; з подачею повітря через горизонтальну щілину, розташовану вгорі прорізу; як правило, з бічним подачею повітря через вертикальні щілини по обидва боки прорізу.
При влаштуванні завіси з бічною подачею повітря слід забезпечити посилену подачу повітря в нижню частину прорізу (в нижню третину по висоті воріт). З цією метою нижню частину щілини слід робити ширше верхньої. За ефектом дії кращими є двосторонні бічні завіси. При їх дії не спостерігається зменшення температури повітря в районі воріт у момент проходження транспорту. [1 стор 252]
 
РОЗРАХУНОК Повітряні завіси
Повітряну завісу можна розглядати як плоску неізотермічних струмінь, дія якої розвивається на кордоні двох середовищ: зовнішнього і внутрішнього повітря.
При відкритті воріт у відкритий проріз іде потік повітря зовні. Причинами, що викликають рух повітря через ворота, вештаються: вітер, розрідження в нижній частині будівлі внаслідок різної щільності внутрішнього і зовнішнього повітря і розрідження в будівлі внаслідок переважання об'єму повітря витяжної вентиляції над припливною. Занадто велике розрідження внаслідок перевищення витяжки над припливом може звести нанівець дію повітряної завіси, тобто у відкриті ворота буде поступати повітря зовнішній в кількості набагато більше розрахункового. Тому при експлуатації завіси потрібно обов'язково усунути зайві обсяги витяжного повітря.
Розрахунок потоку. Швидкість набігаючого потоку
, (1)
де р - різниця між зовнішнім і внутрішнім тиском з обох боків воріт (зовнішній тиск враховується як комбінована дія; трьох причин, див. вище).
Однак у розрахунок зручніше вводити не різниця тисків, а геометричну висоту z, тобто висоту розташування нейтральної зони (на якій внутрішній і зовнішній тиски рівні).
Різниця тисків на висоті х від статі обчислюється за формулою
, (2)
де q - різниця густин внутрішнього і зовнішнього повітря.
Місцева швидкість висоті х буде
. (3)
При х = 0 швидкість буде максимальної:
. (4)
(Прикордонний шар поблизу підлоги не враховується).
Розділивши формулу (3) на формулу (4), отримаємо
. (5)
  Вираз для швидкості v _x може бути записано у вигляді
. (6)
де t-різницю температур внутрішньої t _B і зовнішньої t _H. Так як числове значення радикала мало змінюється зі зміною Т _в то для 10 ° С <t _B <30 ° С формулу (6) можна спростити:
. (7)
Тоді максимальна швидкість у підлоги (при х = 0)
. (7 ')
За формулами (7.) І (7 ') можна для конкретних умов побудувати графік розподілу швидкостей (рис. З).
Середня швидкість вільної струменя, що виходить з щілини завіси,
,
де v o - Початкова швидкість витікання з щілини; b - Ширина щілини; s - довжина струменя (замість х введена довжина, так як вісь завіси не збігається з віссю х координат), а - коефіцієнт турбулентної структури.
Довжину s можна виразити через проекцію на координатну вісь х формулою

де - Кут нахилу струменя; h-довжина завіси.
Одночасна дія струменя і набігаючого потоку визначається (фіксується) кількістю повітря L _H, перетинає вісь Про х (У межах отвору):
,
- Лінія струму; В - ширина воріт.
Кількість повітря Lo, випущеного через щілину розміром B b
(B - Ширина щілини), визначається за формулою
,
де v o - початкова швидкість струменя.
Характеристика завіси визначається за формулою
,
де L _B - витрата повітря через ворота при бездіяльності вентиляції; L _н - Витрата зовнішнього повітря, які допускаються до прориву у приміщення; L _o - Витрата повітря на завісу.
Для завіс з нижньою подачею характеристика завіси наступна:
;
для завіс з бічною подачею характеристика завіси
.
Функції і визначаються графічно:
Фізичний сенс характеристики завіси R: вона показує кількість затриманого завісою повітря, що припадає на 1 м ³ повітря завіси. Характеристика залежить і від конструктивного оформлення завіси.
Величина   = (L _B - L _H) / L _B називається коефіцієнтом корисної дії завіси.
Методика проектування і розрахунку завіс наводиться в призері.
 
Приклад I.
Розрахувати повітряну завісу біля воріт гаража, здійсниму за схемою з парканом внутрішнього повітря і подачею його в запону без підігріву. Розміри воріт: ширина В = 3,5 м, висота Н = 2,5 м. Розрахункові темпер тури зовнішнього t _н і внутрішнього t _B повітря: t _H = -20 ° С; t _B = -10 ° С.
Рішення
Знаходимо швидкість вриванія повітря у ворота. Виявлення швидкості вриванія представляє дуже складну задачу. Кращим рішенням можна було б вважати дані експериментальних спостережень - заміряні швидкості руху повітря в умовах, аналогічних розв'язуваної задачі, при відсутності експериментальних даних можна застосувати методи розрахунку аерації; можливо також застосування формули (7 ').
Знайдемо максимальну швидкість у підлоги, приймаючи висоту розташування нейтральної зони z = 4 м:

Витрата зовнішнього повітря через ворота при бездіяльності завіси
м ³ / ч.
Задаємося геометричними розмірами завіси: приймаємо ширину щілини
b = 0,1 м, кут нахилу струменя до площини воріт = 30 °, при цьому коефіцієнт турбулентної структури а = 0,2.
За графіком мал. 5 при а = 0,2 і = 30 °, якщо подача повітря через мету завіси проводиться знизу, = 0,41.
При призначенні кута початкового нахилу струменя до площини воріт слід мати на увазі, що при кутах нахилу 50 ° і більше струмінь налипає на землю і при цьому втрачається сенс завіси.
Визначаємо далі характеристику завіси:

Поставивши собі за ККД завіси - 0,6, знаходимо витрату повітря на завісу:
м ³ / ч.
Визначаємо початкову швидкість струменя:
м / с.
Знайдемо кількість яка заходить до приміщення зовнішнього повітря:
м ³ / ч.
Визначимо температуру суміші, якщо повітря завіси не підігрівається:

Підвищити температуру суміші можна двома способами: 1) підігріти повітря завіси; 2) збільшити витрату повітря на завісу.
Підвищимо температуру завіси, наприклад, до t _см = 0 °. Визначимо початкову температуру повітря шляхом підігріву повітря завіси:

Витрата теплоти на підігрів повітря калориферами в цьому випадку складе
ккал / ч.
Визначимо витрату повітря, якщо t _{c м} - 0 ° C:

Знайдемо початкову швидкість струменя завіси
м / с.
Знайдемо ККД завіси при нових умовах:
[3 стор 328]
Розрахунок бічний двосторонньої завіси шіберірующего типу.
1. Розрахунок ведуть на параметри зовнішнього повітря Б (середня температура найбільш холодної п'ятиденки), не враховуючи вітрового тиску.
2. Загальна витрата повітря для завіси шіберірующего типу
,
де q - Відношення витрати повітря завіси до витрати повітря, що проходить через проріз при роботі завіси; - Коефіцієнт витрати отвору при роботі завіси залежить від типу і конструкції завіси, виду отвору, величини q; F _пр - Площа відкривається отвору, обладнаного завісою, м ^2; р - різниця тисків повітря зовні і всередині приміщення на рівні отвору; q _cm - щільність суміші повітря завіси і зовнішнього (при температурі, яка нормується в районі воріт).
3. Значення відносної площі = F _пр / F _щ (Щілини); в першому наближенні слід приймати   = 20 30 і відносний витрата для бічних завіс
  = 0,6 0,7, а для нижніх завіс = 1.
4. Розрахункова різниця р = h (q _н - q _в) (- відстань але вертикалі від центру отвору до нейтральної зони рівня рапниє тисків; q _н, q _в - щільність повітря відповідно при зовнішній і внутрішній температурах).
5. Значення h визначиться за формулою

де h ₁ - відстань від центру отвору обладнаного завісою, до центру припливних отворів; h ₂ - Відстань між центрами припливних та витяжних прорізів; l _п - довжина відкриваються в теплий період року притулів припливних отворів; l _в - те ж, витяжних отворів.
6. Необхідна температура повітря завіси t ₃ визначається на підставі рівняння теплового балансу.

де t _н -. температура зовнішнього повітря (для холодного періоду - по параметрах Б) t _CM - Температура суміші повітря, що проходить, через відкритий отвір (зазвичай нормована в районі воріт);   - Відношення, кількості теплоти, що втрачається з повітрям, що йде через отвір назовні, до теплової потужності калориферів
7. Теплова потужність калориферів
,
де С - теплоємність повітря; t _поч - температура повітря, що забирається для завіса; t ₃ - Температура завіси.
Температура завіси

8. Додаткова кількість теплоти для підігріву повітря, що проходить через ворота, від температури суміші t _см до температури t _в
,
де п - тривалість відкривання отвору протягом години, хв.
 
Розрахунок і пристрій повітряно-теплових завіс біля вхідних дверей
громадських будівель у три і більше поверхів.
При розрахунку повітряно-теплових завіс біля вхідних дверей враховуються число людей, що проходять, конструкція входу (одинарні, подвійні, потрійні або обертові), місце розташування забору повітря.
Вхідні двері розглядаються як припливне отвір, а дія завіси - як опалювальний пристрій для нагріву зовнішнього повітря, що надходить через вхід в будівлю.
Пристрій завіси: повітря рекомендується подавати при воздухозаборе всередині будівлі в тамбур (внутрішній при потрійних дверях), а при воздухозаборе зовні - у вестибюль. Роздачу повітря слід приймати двосторонню через бічні отвори воздуховода висотою 1,2 м, як можна ближче до відкриваються дверей через отвори не нижче 0,1 м від підлоги; швидкість повітря, що надходить з повітряно-теплової завіси, 4-5 м / с.
Кількість зовнішнього повітря, - надходить через вхід до будівлі при збалансованих витратах припливної і витяжної вентиляції, визначається за формулою

де К - поправочний коефіцієнт в залежності від кількості людей, що проходять, місця забору повітря для агрегату завіси і конструкції входу; F _вх - Площа однієї відкривається стулки зовнішніх вхідних дверей, м ^2; _{зх-коефіцієнт} витрати (для одинарних дверей _вх = 0,7, для подвійних _вх - 0,65, для подвійні з тамбуром _вх = 0,6, для обертових дверей _вх = 0,1);
h _лк - висота сходової клітки від рівня землі, м; h _{пов-повна} висота одного поверху, м; H _дв - висота вхідних дверей, м.
Продуктивність повітряної завіси при заборі всередині або зовні будівлі
.
Приклад II.
Розрахувати повітряно-теплову завісу для громадського будівлі при заборі на завісу внутрішнього повітря.
Дано: t _н = -26 ° С;. Q _h = 1,43 кг / м ^3; h _Л.К = 9 м, t _в = 16 ° С, q _b = 1,22 кг / м ^3, h _пов = 3 м,
Н _дв = 2,5 м. Площа відкривається стулки двері F _вх = ^0,8. 2,5 = 2 м ^2, кількість людей, що проходять n = 1000 чол / год, K = 0,38, _вх = 0,1 (вхідні обертові двері).
Рішення.
1. Кількість зовнішнього повітря, що надходить через вхід,
кг / ч.
2. Визначаємо витрату повітря на завісу:

звідки
кг / ч.
3.Определяем витрата теплоти на завісу:
Вт
Отже, коефіцієнт витрати через вхід для обертових дверей u _вх = 0,1, для інших типів дверей він менше в 4,5-7 разів, що є причиною природного зниження витрат теплоти на завісу, тобто обертові двері дозволяють суттєво економити теплоту і відповідно електротермії.
 
Висновок
У висновку треба зазначити, що повітряні завіси мають ряд істотних переваг перед іншими видами пристроїв ідентичних за призначенням:
Захист
· Всередину приміщення не проникає холодне повітря взимку
· Тепло не йде з приміщення
· Повітряна завіса служить ефективним захистом від проникнення пилу, комах, вихлопних газів з вулиці.
Економія
· Вирівнюється температурний градієнт, у результаті заощаджується до 30% електроенергії
o тепле повітря легше холодного, тому звичайно накопичується під стелею, виникає різниця температур по висоті приміщення - температурний градієнт. Потік теплого повітря, що видувається завісою, направлений вниз, тому вертикальна різниця температур зменшується, і підвищується температура в області знаходження людей.
· Відбувається ефективний додатковий обігрів приміщення.
o При правильній установці теплової повітряної завіси основний потік теплого повітря попадає усередину приміщення, навіть якщо двері відкриті. Якщо ж двері закриті, приплив тепла стане ще більше. Яким чином, завіса може служити додатковим засобом обігріву.
 
Комфорт
· Відсутні протяги, а значить, зменшиться число простудних захворювань
· Влітку Ви можете кондиціонувати приміщення й підтримувати в ньому приємну свіжість і прохолоду. Завіса не пропустить жарке повітря з вулиці