Аэрация под действием ветра
Параметры отклонения ветрового потока вследствие торможения при обтекании здания. Вычисление аэродинамического коэффициента. Понятие о фиктивном давлении. Способы расчета аэрации с учетом соотношения между значениями ветрового и гравитационного давлений.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | лекция |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 25.07.2013 |
| Размер файла | 222,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
4
Размещено на http://www.allbest.ru/
Лекция
Аэрация под действием ветра
План
1. Обтекание зданий ветром
2. Понятие о фиктивном давлении
3. Способы расчета аэрации
1. Обтекание зданий ветром
При обтекании одиночно стоящего здания, вследствие торможения ветрового потока, он начинает отклоняться на расстоянии 5-7 Нзд. Поток спрямляется за зданием на расстоянии 10-12 Нзд.
Рис. 1. Обтекание ветром одиночного здания
Рассмотрим 2 сечения (рис.1). В первом сечении, площадь живого сечения(s1) больше чем во втором сечении (s2). Расход воздуха в сечениях одинаков. Следовательно в первом сечении скорость меньше чем во втором. Полная энергия потока определяется
Эпол = Эпот + Экин = const
Т.к. в первом сечении скорость меньше, то и кинетическая энергия будет тоже меньше чем во втором сечении. Во втором сечении потенциальная энергия потока меньше чем в первом, следовательно в местах отрыва потока от здания создаются зоны разряжения. На наветренной стороне здания возникают избыточные давления.
Если бы воздушный поток полностью затормозился, то величина избыточного давления на наветренной стороне, была бы равна скоростному напору
. (1)
Т.к. торможение не полное, то
, (2)
где К - аэродинамический коэффициент, учитывающий какая часть ветрового напора передается зданию.
Аэродинамический коэффициент показывает отношение избыточного давления или разряжения, создаваемого ветром на элементарной площадке, к динамическому давлению ветра. По абсолютной величине .
Коэффициент К может быть > 0 и К < 0, т.е. положительный и отрицательный. Для наветренной стороны К > 0, а для зоны разряжения К <0.
Величина коэффициента К не остается постоянной, она изменяется по высоте, длине здания и т.д., поэтому коэффициент К определяется экспериментальным путем на основе продувки модели в аэродинамической трубе.
Рассмотрим как будет происходить обтекание здания более сложной конфигурации (рис. 2).
Рис. 2. Обтекание ветром здания сложной конфигурации
Поток воздуха на некотором расстоянии от здания начинает менять свое направление (обтекать). В зависимости от отношения l/Н обтекание может быть различным.
При l/Н < 5 поток обтекает здание аналогично предыдущему.
Если l/Н > 5 то могут быть зоны подпора. Такие аэрационные фонари называются задуваемыми, т.к. через него входит и выходит воздух.
Рассмотрим аэродинамическую картину воздействия ветра на группу последовательно расположенных зданий (рис.3).
В зависимости от расстояния между зданиями воздушный поток или полностью восстанавливает свое первоначальное направление, если расстояние между зданиями > 10-12Нзд, или отклоняется последующим зданием, если расстояние < 10-12Нзд.
Зона разряжения между зданиями называется аэродинамической тенью. В этом случае вредности первого здания могут попадать в приточные отверстия следующего здания.
Рис. 3. Обтекание ветром группы последовательных зданий
Если ветер дует под углом, то за первым зданием образуется аэродинамическая тень. На наветренной стороне здания часть отверстий будет работать на вытяжку, а часть на приток.
2. Понятие о фиктивном давлении
аэрация ветровой гравитационный давление
Пусть имеется здание находящиеся в потоке воздуха (рис. 4). В здании нет никаких источников тепла, т.е. tв = tн следовательно
Рис. 4. Определение фиктивного давления
Имеются 2 отверстия площадью f1 и f2. Ветер создает давление на наветренной стороне
(3)
и на подветренной
(4)
За начальный уровень отсчета принимаем плоскость проходящую через середину нижнего отверстия. Примем, что в этой плоскости атмосферное давление = 0. В этой плоскости внутреннее давление будет отличаться от Р1 и Р2, обозначим его Рх.
Если Р1 - Рх > 0, то располагаемый напор будет равен
(5)
Для второго отверстия:
- внутренне давление равно
- давление снаружи
- располагаемый напор
Под действием и воздух будет поступать в помещение. По закону неразрывности потока
и можно рассматривать как скоростное давление
; (6)
; (7)
; (8)
. (9)
Решим относительно Рх
, где . (10)
Давление Р1 можно определить если известна скорость ветра и конфигурация здания.
Рх зависит от наружного давления и соотношения открытых площадей.
Если наветренную сторону убрать, а с подветренной стороны стену сделать глухой, то Рх = Р1. Если наоборот, то Рх = Р2.
Если f1 = f2, то
.
Надо задаться соотношением площадей т.е. приточные проемы несколько больше чем вытяжные, при одинаковом количестве подаваемого и удаляемого воздуха. В этом случае в приточных проемах скорости будут небольшие.
В помещении есть теплоизбытки .
Обозначим Рх внутреннее избыточное давление на уровне центра приточных отверстий.
На уровне вытяжных отверстий
. (11)
Перепад давлений для приточных и вытяжных проемов
. (12)
Представим фиктивную картину
. (13)
Обозначим , тогда .
Фиктивное ветровое давление это такое ветровое давление которое оказывает тоже действие, что и ветровой и тепловой напор вместе
. (14)
3. Способы расчета аэрации
В зависимости от удельной теплонапряженности помещения, высоты помещения, температуры наружного воздуха и скорости ветра применяют один из трех вариантов расчета. Основным условием, определяющим вариант расчета, является соотношение между значениями ветрового и гравитационного давлений.
Аэрация под действием только гравитационных сил. Действием ветра можно пренебречь, если , т.е. избыточное ветровое давление меньше половины максимального значения гравитационного давления. Здесь - ветровое давление на уровне нижнего ряда аэрационных отверстий; Н - расстояние по вертикали между центрами приточных и вытяжных аэрационных отверстий.
Для изолированного помещения, в котором аэрация происходит через открытые проемы, расположенные на одном из фасадов, при любой скорости ветра будет иметь место рассматриваемый случай.
Аэрация под действием только ветра при . Этот случай наблюдается в помещениях без тепловыделений.
Аэрация при совместном действии гравитационных сил и ветра при .
Варианты расчета аэрации различаются в основном способом определения расчетных перепадов давлений.
При расчете аэрации возможна прямая и обратная задачи.
Прямая задача - определение площади открытых проемов. Эту задачу приходится решать в случае, когда площадь аэрационных проемов заведомо меньше площади остекления, определенной из условия освещения помещения. При этом обычно задаются значением Ро (давлением в помещении) и по заданным Gпр и Gуд определяют площади аэрационных проемов.
Обратная задача - расчет фактического воздухообмена при заданных площадях аэрационных отверстий.
В цехах, где площадь открывающихся световых проемов недостаточно для организации аэрации, в наружных ограждениях необходимо предусматривать устройство специальных аэрационных проемов. Цель расчета - определение минимальной площади этих проемов. Задачу решают подбором: задаваясь площадями Fпр и Fуд, определяют значение Ро, при котором осуществляется расчетный воздухообмен.
Для обеспечения устойчивой аэрации при решении как прямой, так и обратной задачи следует выполнять следующую рекомендацию: эквивалентная площадь приточных отверстий должна превышать эквивалентную площадь вытяжных отверстий
, (15)
где - коэффициент, равный 1,2-1,3.
Выполнение этого условия предотвращает "опрокидывание" потока в вытяжных отверстиях.
В более общем случае, когда , это условие удобно выразить через соотношение долей располагаемого давления для приточных и вытяжных отверстий и
. (16)
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Расчет на прочность конструктивных элементов колонны и геометрических характеристик опасных сечений. Определение коэффициента скоростного напора ветра и равнодействующей силы ветрового напора на отдельных участках колонны. Расчет приведенной нагрузки.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 11.11.2022Характеристика и источники образования сточных вод. Обоснование технологической схемы их очистки. Способы удаления азота и фосфора. Использование сооружений по обработке осадков. Расчет аэротенка, нитрификатора, системы аэрации и вторичного отстойника.
курсовая работа [895,9 K], добавлен 26.08.2014Конфигурации Доплеровских лидаров для обеспечения вихревой безопасности. Анализ методов детектирования и выбор метода. Схема установки. Режимы приема сигнала. Экономическая сущность затрат на производство и реализацию продукции, прогнозируемая цена.
дипломная работа [4,6 M], добавлен 17.06.2013Ознакомление с принципом действия, устройством и методикой тарирования пневмометрических приборов в аэродинамических трубах. Принцип действия трубок полного и статического давлений. Зависимость поправочного коэффициента для ТПД от угла натекания потока.
лабораторная работа [154,3 K], добавлен 14.03.2011Получение путем расчета аэродинамических характеристик самолета Ту-214 в диапазоне изменения высот и чисел Маха полета. Вычисление геометрических характеристик самолета. Подбор аэродинамического профиля крыла и оперения. Полетная докритическая поляра.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 15.02.2014Назначение машины, краткое описание ее устройства и работ. Основные параметры козлового крана. Расчет балки. Определение внешних нагрузок на кран: ветровых, инерционных. Вычисление опорных давлений, сварных швов, подшипников ходового колеса, тормоза.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 07.08.2012Гидромотор - объемный гидродвигатель с неограниченным вращательным движением выходного звена; устройство и назначение; классификация гидромашин; основные параметры характеризующие их работу. Дроссельное регулирование связи между перепадом давлений.
контрольная работа [1,6 M], добавлен 24.04.2012Получение антоциановых красителей из растительного сырья и их применение. Описание разработанного мембранного аппарата с погружным фильтрующим элементом, вращающимся под действием разделяемого потока. Выбор параметров контроля и управления процессом.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 07.01.2010Понятие и расчет коэффициента Пуассона как зависимости между продольными и поперечными деформациями элемента. Вычисление модуля Юнга как физической величины, характеризующей свойства материала сопротивляться растяжению/сжатию при упругой деформации.
презентация [207,4 K], добавлен 10.10.2015Определение коэффициента полезного действия редуктора. Вычисление числа оборотов на ведомом валу, уточнение величины модуля зацепления, угла наклона, межосевого расстояния. Геометрические параметры зубчатых колес, расчет сил действующих в зацеплении.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 19.01.2022
