Конспект лекций «Аэродинамика вентиляции. Часть 2» (стр. 1 )

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

Донбасская национальная академия строительства и архитектуры

Кафедра

«ТЕПЛОТЕХНИКА, ТЕПЛОГАЗОСНАБЖЕНИЕ И ВЕНТИЛЯЦИЯ»

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

«АЭРОДИНАМИКА ВЕНТИЛЯЦИИ. Часть 2»

(для специальности ТГВ)

Составитель: доцент кафедры ТТГВ

Утвержден на заседании кафедры

«Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция»

Протокол № ____ от _______________ 200__г.

Зав. кафедрой _____________________

Макеевка 2007

СОДЕРЖАНИЕ

ЛЕКЦИЯ 10. Струи, их схемы, типы ............................................................................................. 3

Основные понятия и определения................................................................................................. 3

ЛЕКЦИЯ 11. Свободные изотермические струи ......................................................................... 4

Свободная изотермическая струя круглого сечения с равномерным полем скоростей........... 4

Плоская свободная изотермическая струя с равномерным полем скоростей........................... 8

ЛЕКЦИЯ 12. Всасывающие факелы ............................................................................................. 9

Всасывающее отверстие прямоугольного сечения в плоской стенке........................................ 9

Всасывающее отверстие круглого сечения в плоской стенке.................................................. 10

Всасывающее кольцевое отверстие в плоской стенке............................................................... 11

Всасывающий факел у отверстия в криволинейной стенке..................................................... 11

Всасывающий факел у плоского патрубка................................................................................. 11

Всасывающий факел у патрубка круглого сечения................................................................... 12

ЛЕКЦИЯ 13. Бортовые отсосы ..................................................................................................... 13

Интенсификация области действия всасывающих факелов..................................................... 13

Бортовые отсосы – постановка задачи........................................................................................ 13

Однобортовой отсос...................................................................................................................... 13

Двухбортовой отсос....................................................................................................................... 15

Расчет бортовых отсосов............................................................................................................... 17

ЛЕКЦИЯ 14. Равномерная раздача и всасывание воздуха воздуховодами с продольной щелью или с боковыми отверстиями ............................................................................... 18

Схема явлений при раздаче и всасывании воздуха воздуховодами........................................ 18

Используемые зависимости и уравнения.................................................................................... 19

Способы обеспечения равномерной раздачи или всасывания воздуха................................... 20

ЛЕКЦИЯ 15. Расчет воздухораспределителей равномерной раздачи и всасывания воздуха 22

Расчет воздухораспределителя равномерной раздачи постоянного поперечного сечения с продольной щелью переменной ширины............................................................................................. 22

Расчет воздухораспределителя равномерной раздачи постоянного поперечного сечения с отверстиями различной площади..................................................................................................... 24

Расчет воздуховода равномерного всасывания с боковой щелью переменной ширины...... 26

ЛЕКЦИЯ 16. Нейтральная зона, области ее использования в системах вентиляции ....... 29

...............................................................................................................................................................

...............................................................................................................................................................

...............................................................................................................................................................

ЛЕКЦИЯ 17. Аэрация промышленных зданий ..............................................................................

................................................................................................................................................................

................................................................................................................................................................

................................................................................................................................................................

ЛЕКЦИЯ 18. Сведения по экспериментальной аэродинамике ...................................................

Основы моделирования вентиляции................................................................................................

Опытные установки...........................................................................................................................

Измерительные приборы и оборудование.......................................................................................

ЛИТЕРАТУРА.........................................................................................................................................

Лекция 10 – Струи, их схемы, типы. [1, с.92-94; 2, с.194-196]

Основные понятия и определения

Струя – поток жидкости или газа с конечными поперечными размерами.

Затопленной называется струя, если физико-механические свойства движущегося потока и окружающей среды идентичны. В противном случае струя называется незатопленной.

Между затопленной струей и окружающим пространством происходит непрерывный массообмен, приводящий, с одной стороны, к увеличению размеров и массового расхода в струе, с другой, к снижению скоростей потока.

В случае незатопленной струи, массообмен между нею и окружающей средой практически отсутствует.

Свободная струя – струя, не стесненная никакими границами; несвободная С. – в той или иной мере ограниченная.

Изотермическая струя – имеет по всему объему одну и ту же температуру, равную температуре окружающей среды. При этом отсутствует теплообмен между струей и окружающей средой.

Неизотермическая струя – в общем случае температура в различных точках струи отличны друг от друга, при этом имеют место процессы теплообмена, как в самой струе, так и с окружающей средой.

Конвективные (тепловые) струи – возникают над источниками тепла.

Ламинарная или турбулентная струя характеризуется соответственно ламинарным или турбулентным режимом течения. Обычно в вентиляции имеют дело с турбулентными струями.

Дальнобойность струи – расстояние (по оси струи) от отверстия выхода струи до точки, в которой осевая скорость достигает 0 либо некоторого минимального граничного значения (обычно 0,15 м/с). При этом средняя скорость в этом сечении струи составляет приблизительно 1/3 от осевой скорости.

Ширина струи – наибольший размер струи по нормали к оси струи.

Граница струи – геометрическое место точек, в которых скорость потока достигает 0 либо минимального граничного значения (0,15 м/с).

Первичный воздух – воздух, который вытекает из отверстия. Вторичный воздух – воздух, который эжектируется из окружающей среды потоком первичного воздуха.

В зависимости от формы воздуховыпускного отверстия различают струи компактные, плоские и кольцевые.

Компактные струи – если выпускное отверстие имеет форму круга, квадрата или прямоугольника.

Струя, вытекающая из круглого отверстия в неограниченное пространство, остается осесимметричной по всей длине. В случае вытекания из отверстия квадратной или прямоугольной формы, струя на некотором начальном участке не является осесимметричной, но на некотором расстоянии от точки вытекания превращается в осесимметричную.

Плоские струи – выпускное отверстие имеет форму прямоугольника с соотношением сторон l0/(2×B0) ³ 20 (l0 – длина отверстия; B0 – полуширина отверстия).

Кольцевые струи – выпускное отверстие имеет форму кольцевой щели.

Лекция 11 – Свободные изотермические струи. [1, с.94-117; 2, с.196-229]

Свободная изотермическая струя круглого сечения с равномерным полем скоростей

Из круглого отверстия вытекает воздух, образуя струю круглого сечения (см. рисунок 11.1). Поле скоростей в выпускном отверстии равномерно.

Начало координат поместим в центре выпускного отверстия, ось абсцисс х направим по оси струи.

Рис. 11.1. Схема свободной струи круглого сечения с равномерным начальным полем скоростей

хя – длина ядра; хп – длина начальной зоны; х, у – текущие координаты

Начальный участок

Относительный радиус струи:

,

где: R0 – радиус выпускного отверстия;

х – расстояние от выпускного отверстия до рассматриваемого сечения (текущая координата х);

– относительная координата (относительная абсцисса);

Rх – радиус струи в рассматриваемом сечении (на расстоянии х от выпускного отверстия);

qп – боковой угол расширения струи на начальном участке;

Относительный объемный расход: