книги / Проектирование вентиляционных установок
..pdfМожно в среднем принять
г] = 0,90 — 0,85.
Тепловыделения электросварочных машин могут быть определе ны по формуле
Q - O ffi-, |
(4,34) |
где Q — тепловыделения электросварочной машины, |
вт\ |
N — расход электроэнергии, квт/час\ |
|
т)одн — коэффициент одновременности.
Ориентировочно можно в среднем принять для одного электро сварочного поста
Q = 4600 вт.
Тепловыделения при газовой ацетиленовой сварке можно опре делять но выражению
Q = 3,6 0л, |
(4,35) |
где Q — тепловыделения газосварочного аппарата, вт\ G — расход ацетилена, м3/сек\
Л— коэффициент использования горелок.
Всреднем
Л= 0,85.
Ориентировочно тепловыделения от одного газосварочного поста в среднем можно принимать
Q = 12 000 вт.
Тепловыделения от поступающего в помещение пара
Явное тепло, вносимое в помещение неконденсирующемся в нем паром, может быть определено по выражению
Qu = |
w ( h - h ) |
(4,36) |
|
1000 |
|
где Qn — количество явного тепла, вносимого в помещение некон денсирующемся в нем паром, вт\
W — количество выделяющегося в помещении неконденсирующегося пара, Г1сек\
/j — теплосодержание пара, соответствующее давлению пара в момент его выделения в помещение, кдж/кГ;
/ 2 — теплосодержание пара, соответствующее температуре воз духа в помещелии, кдж/кГ.
Полные тепловыделения могут быть определены по формуле
wh |
(4,37) |
Q = 1000’ |
|
где Q — полное тепло, внесенное поступающим в |
помещение |
паром, вт. |
|
Теплосодержание 1г может быть получено по табл. 11, а, тепло содержание / 2 может быть определено по формуле
/ 2 = |
2500 + 1,8/0, |
(4,38) |
где t0 — температура воздуха |
в помещении, |
°С. |
Формула (4,37) может служить также и для определения явных тепловыделений в случае конденсирующегося пара, для чего в форму ле (4,36) значение / 2 следует принять равным теплоте воды при тем
пературе помещения, |
|
/, = 4 ,1 9 /0, |
(4,39) |
где t0 — температура воздуха помещения, °С.
Если в помещении происходит испарение влаги с открытых по верхностей, причем тепло, необходимое для нагревания жидкости и ее испарение, подводится от внешних источников (электронагрева тели, змеевики и т. д.), то помимо учета поступающих в помещение водяных паров необходимо предусмотреть также и вносимое этими парами тепло. Если в данных случаях тепловыделения определяют ся по затрате тепловой энергии внешнего источника (электронагрева тели, змеевики и т. д.), то отдельно определять тепловыделения от зеркала испарения, а также внешней поверхностью агрегатов, в ко торых происходит испарение, не требуется.
В тех случаях, когда испарение воды происходит за счет тепла, отбираемого от воздуха помещения, и других источников тепла нет, величина полных тепловыделений составляет
п _ 4,\9Wt
|
|
Ч ~ |
1000 ’ |
|
где t — температура, воды |
°С. |
|
||
Пример |
15. |
|
|
|
Дано: |
|
|
t0 = |
|
температура |
помещения |
20° С; |
||
давление пара в паропроводе Р = 650 кн/м2; |
||||
количество прорывающегося |
неконденсирующегося |
|||
нии пара W = |
1000 Г!сек. |
|
|
|
Определить |
тепловыделения, |
вносимые паром. |
||
Решение. |
|
|
|
|
По табл. |
11 |
|
|
|
(4,40)
в помеще
Ii = 2761 кдж/кГ.
По формуле (4,39)
/ 2 = 2500 + 1,8-20 = 2536 кдж/кГ
По формуле (4,36) явные тепловыделения
Q„ = -jgjg- (2761 — 2536) = 225 вт.
По формуле (4,37)
Q = S ’ 2761 = 2Ш вт•
Тепловыделения от остывающего материала
Средняя величина тепловыделений остывающего материала за какой-то промежуток времени может быть определен из выражения
|
|
|
Q = ° (- д7 /г) , |
|
|
(4,41) |
|
где Q — средняя величина тепловыделений остывающего |
матери |
||||||
|
ала, вт\ |
|
|
|
|
|
|
G — количество остывающего материала, кГ; |
|
||||||
Z, — начальное теплосодержание материала, |
кдж/кГ; |
|
|||||
/ 2 — конечное теплосодержание материала, кдж1кГ; |
|
||||||
Дz — интервал времени, в течение которого определяется 1Х— |
|||||||
|
/2, сек. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 11 |
|
|
|
Насыщенный водяной пар |
|
|
|||
Давление, |
Темпера |
Теплота |
Теплота |
Давление, |
Темпера |
Теплота |
Теплота |
фазового |
фазового |
||||||
кн/м2 |
тура, °С |
превра |
пара, |
кн/м2 |
тура, °С |
превра |
пара, |
щения, |
кдж/кГ |
щения, |
кдж/кГ |
||||
|
|
к ож/ кГ |
|
|
|
кдж/кГ |
|
100 |
99,6 |
2258 |
2675 |
340 |
137,9 |
2151 |
2731 |
н о |
102,3 |
2250 |
2680 |
360 |
139,9 |
2145 |
2734 |
120 |
104,8 |
2244 |
2683 |
380 |
141,8 |
2139 |
2736 |
130 |
107,1 |
2238 |
2686 |
400 |
143,6 |
2134 |
2738 |
140 |
109,3 |
2232 |
2690 |
450 |
147,9 |
2121 |
2744 |
150 |
111,4 |
2226 |
2693 |
500 |
151,8 |
2109 |
2749 |
160 |
113,3 |
2221 |
2696 |
550 |
155,5 |
2097 |
2753 |
170 |
115,2 |
2216 |
2699 |
600 |
158,4 |
2086 |
2757 |
180 |
116,9 |
2211 |
2702 |
650 |
162,0 |
2076 |
2761 |
190 |
118,6 |
2207 |
2704 |
700 |
165,0 |
2066 |
2764 |
200 |
120,2 |
2202 |
2707 |
750 |
167,8 |
2057 |
2767 |
220 |
123,3 |
2193 |
2711 |
800 |
170,4 |
2048 |
2769 |
240 |
126,1 |
2185 |
2715 |
850 |
172,9 |
2040 |
2771 |
260 |
128,7 |
2178 |
2718 |
900 |
175,4 |
2031 |
2773 |
280 |
131,2 |
2171 |
2721 |
950 |
177,7 |
2023 |
2776 |
300 |
133,5 |
2164 |
2724 |
1000 |
179,9 |
2015 |
2779 |
320 |
135,7 |
2157 |
2728 |
— |
— |
— |
— |
Для определения средней величины тепловыделений остываю щим материалом вместо выражения (4,41) можно воспользоваться формулой
Г, _ |
G [сж ( l 1 — *пл) + ‘ + ств (1пл — 12 )\ |
(4,42) |
||
4 |
Аг |
|
||
|
|
|||
где сж— массовая |
теплоемкость материала, |
находящегося в жид |
||
ком состоянии, кдж!кГ •град', |
|
|
||
— начальная температура |
материала, |
°С; |
|
|
/пл — температура плавления, |
°С; |
|
|
|
I — теплота |
фазового превращения |
(теплота плавления) |
||
остывающего материала, кдж/кГ-, Сто — массовая теплоемкость материала, находящегося в твердом
состоянии, кдж/кГ ■град;
t 2 — температура остывшего материала, °С.
Формула (4,42) относится к случаю, когда материал в процессе охлаждения изменяет свое агрегатное состояние. В соответствии с этим в формуле отражены три стадии этого охлаждения.
Если при охлаждении материала не происходит изменения его агрегатного состояния, то его тепловыделения могут быть определе ны по одной из следующих формул:
для материала, находящегося в жидком состоянии и не затвердев
шего, |
|
|
Q = ° Сж(дг~ <г); |
(М 3) |
|
для материала, находящегося в твердом состоянии, |
|
|
Q = |
Az |
(4,44) |
|
|
|
Вслучае необходимости определить количество тепловыделений
вразличные промежутки времени, с учетом динамики остывания охлаждающегося материала, наиболее правильное решение можно получить тогда, когда имеются соответствующие опытные данные, касающиеся или процента тепловыделений за тот или иной проме жуток времени, или когда даны температуры остывающего матери ала для каждого промежутка времени.
Для систематически и планомерно поступающего в помещение остывающего материала нет необходимости иметь данные о динамике остывания и для решения практических задач вентиляционной тех ники можно воспользоваться одной из формул (4,41), (4,42), (4,43)
и(4,44).
Тепловыделения, обусловленные переходом механичесной энергии в тепловую
Для определения количества тепла, выделяющегося в данное по мещение вследствие перехода механической энергии в тепловую, можно воспользоваться нижеследующей формулой:
Q = 1000 Л/т]! т]2т)3 т]4, |
(4,45) |
Где Q — тепловыделения от перехода механической энергии в тепло вую, вт\
N — номинальная установленная мощность, квт\
Ъ — коэффициент использования установочной мощности, по казывающий, что максимально расходуемая мощность несколько меньше номинальной;
%— коэффициент нагрузки, характеризующий неравномер ность работы агрегата, обусловленной наличием рабочего
ихолостого ходов, необходимостью смены деталей и при способлений, переходом от одной производственной опера ции к другой и т. д.;
Лз — коэффициент одновременности, характеризующий то об стоятельство, что обычно одновременно работает только некоторая часть производственных агрегатов, остальные же агрегаты в это время по тем или иным причинам без действуют;
т)4 — коэффициент, показывающий, какая часть израсходован ной механической энергии превратилась в тепловую и какая часть обусловленного этим превращением тепла осталась в данном помещении.
Возможные значения:
TU = 0,7 -г 0,9;
Лг = 0,5 ^ 0,8;
Т)з = 0,5 -г- 1,0.
Коэффициент т)4 учитывает влияние очень разнообразных усло вий, при которых может происходить выделение тепла вследствие перехода механической энергии в тепловую, поэтому коэффициент имеет довольно широкие пределы т)4 = 0,2 1,0.
В насосных установках большое количество выделяющегося тепла уносится перекачиваемой жидкостью и ввиду этого в насос ных установках
т]4 = 0,2 -г 0,3.
Для приближенного определения явных тепловыделений в механо сборочных цехах можно принять:
при работе станков с применением охлаждающих эмульсий
т)1т12т1зт)4 = 0.25;
при работе станков без охлаждающих эмульсий
Л1‘П*Лв‘П* - 0.35;
соответственно этому на основании формулы (4,45)
Q = (250 Ч- 350) iV. |
(4,46) |
55
Тепловыделения, вносимые лучистой энергией солнца через внешние ограждения зданий
Тепловыделения, вносимые в помещение лучистой энергией солн ца, могут быть определены по формуле
Q = 2 * ^ с+ 2 *< 7 мЛ ь |
(4,47) |
где Q — тепло, вносимое солнечной радиацией, вт\
а— коэффициент, учитывающий характер световой поверх ности;
Fc — световая поверхность, м2\ Fu — поверхность покрытия, м2;
qc — поверхностная плотность теплового потока через световую поверхность, вт\
qM— поверхностная плотность теплового потока через покры тия, вт\
К — коэффициент теплопередачи покрытия, вт/м2 •град. Тепло, вносимое солнечной энергией, необходимо учитывать
только при температуре наружного воздуха 10° и выше.
Площади поверхностей F с и FMследует определять по строитель ным проемам в кладке, а для чердачного перекрытия по их размерам в свету между стенами. Площади наклонных поверхностей определя ются по их горизонтальным проекциям.
За расчетную величину радиационного тепла принимается наи больший результат из двух существующих вариантов определения. В первом — радиационное тепло определяется через перекрытия и через стеклянные поверхности в одной стене. Во втором — радиа ционное тепло, поступающее через перекрытие, фонари и остеклен ные поверхности, расположенные в двух взаимно перпендикулярных стенах. Радиационное тепло, поступающее через остекленные по верхности этих стен, определяется с введением коэффициента 0,7.
Тепловыделения от источников иснусственного освещения
Тепловыделения от источников искусственного освещения (элек трического) можно определить по формуле
Q = 1000N, |
(4,48) |
где Q — тепловыделения от источников |
искусственного освеще |
ния, вт\ |
|
N — расходуемая электроэнергия, квт1час.
При составлении теплового баланса вентилируемого помещения одновременный учет поступления тепла от солнечной радиации и от источников искусственного освещения необходим только в исключи тельно редких случаях, например, в некоторых цехах швейного производства.
Тепло, выделяемое при химических реакциях, может быть опре делено по выражению
Q = Gq, |
(4,49) |
|
где Q — тепловыделения при экзотермической реакции, вт\ |
|
|
G — исходное количество |
продукта, подвергающегося |
экзо |
термической реакции, |
кПсек, |
|
q — тепловой эффект реакции, кдж1кГ
Необходимо подчеркнуть, что тепловыделение, происходящее при экзотермических реакциях, необходимо учитывать в тепловом балансе вентилируемого помещения только в том случае, если это тепло выделяется непосредственно в помещение, а не отводится при помощи каких-либо охлаждающих устройств, например, охлажда ющих змеевиков и т. д.
Тепловой эффект реакции может быть определен как разность между теплотой образования начальных и конечных продуктов.
Данные о тепловых реакциях, необходимые для расчетных опера ций могут быть найдены в различного рода руководствах по физи ческой химии.
Тепловыделения от продунтов сгорания, поступающих в помещение
Тепловыделение от продуктов сгорания, поступающих в помеще ние, может быть определено по формуле
Q = Gr c(fn- / 0), |
(4,50) |
где Q — тепловыделения от продуктов сгорания, поступающих в по мещение, вт\
Gr — количество продуктов сгорания (отходящие газы, поступа ющие в помещение), кГ!сек\
с — массовая теплоемкость отходящих газов, кдж/кГ •град; tn — температура продуктов сгорания, поступающих в помеще
ние, °С;
t 0 — температура помещения, °С;
Некоторые производственные операции сопровождаются тепло выделением. Обусловлено это тем, что продукты сгорания какоголибо горючего полностью или частично остаются в помещении. Остывая, они, естественно, отдают свое тепло. К таким производст венным операциям в первую очередь относятся сварочные и стекло
дувные работы. |
|
Тепловыделение такого рода можно определить |
по формуле |
Q = G Q p P , |
( 4 , 5 1 ) |
где Q — количество выделяющегося тепла, вт\ |
|
G — расход горючего, кГ/сек; |
|
ЗВ. -Зак. 44 1 |
57 |
QP — низшая рабочая теплотворная способность горючего,
кдж/кГ ; Р — коэффициент, характеризующий неполноту сгорания.
Пределы значения
р= 0 ,9 0 — 0,97.
Втех случаях, когда нагретый материал полностью или частично уходит из пределов данного помещения, имея температуру более высокую, чем температура помещения, вычисленное по формуле (4,51) тепловыделение должно быть соответственно уменьшено на величину тепла, уносимого из помещения этими материалами.
Следует добавить, что в тех случаях, когда часть продуктов сго
рания удаляется в атмосферу, при определении тепловыделений в помещение по формуле (4,51), последние необходимо уменьшить на количество тепла, уносимое газами, отводимыми непосредственно наружу.
Тепловыделения людей
Для определения тепловыделений людьми можно воспользовать ся данными, приведенными на рис. 6*.
§2 . Тепло, поглощ аемое в пом ещ ении
Тепло поглощается в помещении в результате:
—теплопотери помещения через внешние ограждения;
—потерь на инфильтрацию;
—нагревания, поступающего в помещение материала;
—испарения влаги со свободной поверхности;
—усушки материалов;
—на нагревание транспортных средств, поступающих в помеще
ние;
—химических реакций, происходящих в помещении;
—соприкосновения с холодными поверхностями агрегатов и трубопроводов;
—нагревания холодного воздуха, врывающегося через различ ного рода проемы (двери, люки и т. д.).
Теплопотери помещения
Теплопотери при какой-то температуре наружного воздуха tH, для которой определяется режим действия вентиляции, могут быть вычислены по формуле
О/ = 0 . |
-2 ----- " |
(4,52) |
Ч " |
К - t ' |
|
где Q/H— теплопотери помещения |
при температуре |
наружного |
воздуха, вт\ |
|
|
* См. сноску на стр. 38
Qt' — теплбпотери помещения при расчетной температуре на*
ружного воздуха |
вт\ |
ta — температура воздуха |
помещения, °С; |
tн — расчетная температура наружного воздуха, °С; tн — температура наружного воздуха, °С.
Потери тепла на инфильтрацию
Под потерей тепла на инфильтрацию понимаются затраты тепла на нагревание наружного воздуха, проникающего в помещение через щели и неплотности в притворах окон, дверей и т. д.
Потеря тепла на инфильтрацию может быть определена по фор муле
Q = Gc{tyX-t'„), |
|
|
(4,53) |
где Q — потеря тепла на инфильтрацию, вт; |
|
|
|
G — количество воздуха, входящего |
в помещение |
вследствие |
|
инфильтрации, кПсек; |
|
|
|
tyx — температура воздуха, уходящего |
из помещения, °С; |
||
ta — расчетная температура наружного воздуха, |
°С. |
|
|
Количество наружного воздуха, проникающего |
в |
помещение |
|
через неплотности в притворах окон и дверей и т. доопределяется по формуле
|
|
|
Q = 2 * f . |
(4,54) |
где |
q — количество |
воздуха, входящего вследствиеинфильтрации |
||
|
через одинпогонный метр щели, расположенной |
в здании |
||
|
с наветренной |
их стороны, кГ!сек\ |
|
|
|
I — длина щели |
притвора, м. |
|
|
Значения величины |
q, а также некоторые дополнительные дан |
|||
ные |
для определения |
потерь тепла на инфильтрацию |
приведены |
|
в СНиП. |
|
|
|
|
При необходимости определить значения тепла на инфильтрацию при различных температурах наружного воздуха, соответствующие пересчеты следует производить по формуле, аналогичной (4,53).
Средние величины потерь тепла на инфильтрацию (в |
процентах) |
|||
от величины теплопотерь здания приведены в табл. |
12. |
|
||
|
Т а б л и ц а |
12 |
||
Средние величины потерь тепла |
на инфильтрацию |
|||
от теплопотерь здания через ограждающие конструкции, % |
||||
Высота здания до затяжки, |
Остекление |
|||
одинарное |
двойное |
|||
|
||||
До 4,5 |
25 |
|
15 |
|
4,5-т-10 |
35 |
|
25 |
|
Выше 10 |
40 |
|
30 |
|
Тепло, поглощаемое поступающими, е помещение материалами
Расчетное количество тепла Q, поглощаемое поступающим в по мещение материалом, может быть определено по формуле
Q = Gc(t2— ^i), |
(4,55) |
где Q — количество тепла, поглощаемое поступающим в помещение материалом, вт\
G — количество материала, поступающего в помещение, кГ/сек\
с — массовая теплоемкость |
материала, кдж/кГ •град\ |
tr — температура поступающего материала, °С; |
|
t 2 — температура, до которой нагреется материал в помеще |
|
нии, °С. |
|
Обычно принимается, что |
выше температуры наружного воз |
духа: для сыпучих материалов на 20° С, а для изделий из несыпу чих — на 10° С. Значение t2 принимается равным температуре поме щения.
Тепло, затрачиваемое на испарение влаги со свободной поверхности
Количество тепла, затрачиваемого на испарение влаги со свобод ной поверхности, может быть определено по формуле
|
W r |
|
(4,56) |
|
Q = 1000 » |
|
|
где Q — количество тепла, |
затрачиваемого |
на испарение |
влаги, |
вт\ |
|
|
|
W — количество испаряющейся влаги, Г!сек\ |
|
||
г — теплота фазового |
превращения (скрытая теплота |
паро |
|
образования), кдж/кГ |
W, испаряющейся со |
||
Вопрос об определении |
количества влаги |
||
свободной поверхности, был рассмотрен ранее (см. стр. 35). |
|
||
Необходимо подчеркнуть, что затрата тепла на испарение влаги со свободной поверхности в тепловом балансе вентилируемого по мещения, должна быть учтена только в том случае, если это испаре ние происходит за счет тепла воздуха помещения, а не за счет тепла, подводимого извне (электронагреватели, змеевики и т. д.).
Тепло, затрачиваемое на усушну материала
Количество тепла, затрачиваемое на усушку материалов, имею щих температуру воздуха помещения, может быть определено по формуле
4 |
1000 ’ |
(4,57) |
|
где Q — тепло, затрачиваемое на усушку материалов, вт\
60