§ 46. Схемы движения воздуха

В ВЕНТИЛИРУЕМЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ

Чтобы правильно расположить отверстия для подачи воздуха в по­мещение и для удаления его, необходимо выяснить влияние взаимного расположения этих отверстий на движение воздуха в помещении.

При рассмотрении свободной струи установлено, что количество воздуха в струе непрерывно увеличивается по мере удаления рассмат­риваемых сечений от приточного отверстия, а подтекание воздуха из окружающего пространства происходит по всей длине струи и охваты­вает некоторый контур «замкнутой системы» (см. рис. IX.3). Заметим, что количество воздуха в струе при равномерном начальном поле ско­ростей на расстоянии, например, х = 40/?₀ будет в 6,2 раза больше по­данного через приточное отверстие [определено по формуле (д) табл. IX. 1], т. е. объем воздуха, присоединившегося к струе из окружаю­щего пространства, составляет 5,2L₀.

В помещении, в котором приточное и вытяжное отверстия располо­жены в противоположных торцовых стенах, при балансе притока и вы­тяжки (имеется в виду достаточно большое помещение, в котором струя распространяется как свободная) оказывается, что только 16% пере­мещаемого воздуха будет* удалено через вытяжное отверстие, а осталь­ные 84% не будут удалены и пойдут на питание струи.

В помещении конечных размеров неудаляемая через вытяжное от­верстие часть воздуха струи образует обратный поток, направленный к началу струи (рис. IX.27).

Заметим также, что затухание скорости около вытяжных отверстий происходит весьма интенсивно, и на расстоянии x=d₀ скорость состав­ляет всего около 5% начальной скорости, т. е. о_х^О,05уо- Из этого сле­дует вывод, что скорости воздуха в вытяжных отверстиях не могут ока­зывать существенного влияния на скорости движения воздуха в поме­щении. Однйко это совсем не означает, что положение вытяжного

отверстия в помещении не оказывает никаког-о влияния на направление движения воздуха.

На рис. IX.28 представлены схемы движения воздуха в помещении, полученные В. В. Батуриным и В. И. Ханженковым [7] на плоской и частично на пространственных моделях. Эти схемы дают возможность составить качественное представление об организации общеобменной вентиляции в помещении. Количественные зависимости для струй, рас­пространяющихся в ограниченном пространстве, и для спектров всасы­вания приведены в предыдущих параграфах.

(

Рис. IX 28. Схемы движения воздуха в венти­лируемом помещении _{

Рис 1X27 Схема взаимодействия приточной струи и спектра всасывания

На схеме а воздух удаляется через отверстие в середине торцовой стенки; противоположная торцовая стенка отсутствует и через этот про­ем поступает воздух. При поступлении воздуха на кромках происходит некоторое поджатие струи и образуются небольшие области, заполнен­ные вихрями; далее поток выравнивается и двигается к вытяжному от­верстию, заполняя все сечение модели; при обтекании углов образуют­ся небольшие вихревые зоны; обратных потоков воздуха нет. Во всех остальных схемах организации воздухообмена наблюдаются обратные потоки воздуха. На схеме и, в которой вытяжное и приточное отверстия

расположены в одной торцовой стенке, весь поток воздуха поворачи­вается в сторону вытяжного отверстия; при этой схеме достигается наилучшее распределение воздуха в помещении. При большой длине помещения (схема к) струя, не достигнув противоположной стены, рас­палась и в помещении образовалось два кольца циркуляции.

Рис. IX.29. Схемы циркуляции потоков воздуха в помеще­нии при неизотермических условиях

Схемы распределения потоков воздуха, приведенные на рис. IX.28, относятся к изотермическим условиям. Представление о циркуляции потоков воздуха в помещении при неизотермических условиях и при на­личии источников тепловыделений могут дать схемы, приведенные на рис. IX.29. Эти схемы получены В. В. Батуриным по результатам опы­тов на пространственной модели однопролетного производственного кор­пуса.

Схемы а, б и в относятся к теплому периоду года, когда поступление приточного воздуха при аэрации помещения происходит через открытые фрамуги в рабочей зоне; схема г относится к холодному периоду с по­дачей приточного воздуха через фрамуги в верхней зоне помещения.

На рис. IX.29, а источники тепловыделений занимают среднюю часть помещения, а приточный воздух поступает с двух сторон из от­верстий в противоположных стенах. Когда объемы приточного воздуха, подаваемого с каждой стороны, равны, ось тепловой струи вертикальна и является осью симметрии образующихся двух колец циркуляции.

Если приблизить источники тепловыделений к одному из приточ­ных отверстий (рис. IX.29, б), то тепловые струи, возникающие над ис­точниками тепловыделений, будут несколько препятствовать поступле­нию струи приточного воздуха слева — произойдет взаимодействие струй: тепловой и приточной. Струи, вливающиеся справа и свободно развивающиеся, также отклоняют тепловую струю влево.

Схема потоков, приведенная на рис. IX.29, в, наблюдается при сме­щенных источниках тепловыделений, но при поступлении приточного воздуха только со стороны источников. В этом случае тепловая струя оттесняется к середине. Образуются два кольца циркуляции.

В холодный период года неподогретый приточный воздух может по­даваться через створки на высоте не менее 4 м от пола. Опускающаяся струя (рис. IX.29, г) разветвляется у пола и образует два кольца цир­куляции. В правом обособленном кольце циркуляции наблюдаются по­ниженные температуры по сравнению с левым большим кольцом, в ко­торое поступает тепловая струя.

Г л ав а X

ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ

И КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ ВЕНТИЛЯЦИИ