Деятельность человека 4 страница

Количество теплоты, необходимой для прогрева помещения от наружной T_нар до требуемой температуры T_тр

Q_Бат = (ρ_возд V_пом c_{p возд} + ρ_стен V_ст c_ТН) ∙ (T_тр – T_нар). (4.5)

С учетом потерь (k_пот) определим время τ достижения теплового равновесия в помещении

τ = Q_пом / (k _пот ∙ v ∙ c_ТН (T_ТН – T_тр). (4.6)

При V_пом = 60 м ³; V_ст = 5 м ³; ρ_возд =1,3 кг ∙ м ^{– 3} ; ρ_ст =1,8 ·10 ³ кг ∙ м ^{– 3}; c_{p возд} =1 кДж/(кг∙ К); c_ст = 1 кДж / (кг ∙ К); c_ТН = 4 кДж / (кг ∙ К); T_ТН = 343 К; T_тр = 293 К; T_нар = 273 К; v = 1 кг / мин; k _пот = 0,5 получим, что τ = 25 часов.

2) Расчет по мощности конвективного и теплопроводного потоков.

Мощность, передаваемая батареей с учетом конвективного и теплопроводного потоков по закону Ньютона

N _Бат = N _к + N_Теп = (α _к + α _т) ∙ F _эф ∙ (T_ТН – T_нар), (4.7)

где α _к , α _т – коэффициенты передачи путем конвекции и теплопроводности, Вт/(м²К), причем для воздуха примем, что α _к = 4; α _т = 10 Вт/(м²К); F _эф – эффективная площадь батареи. Причем считаем, что десятисекционная батарея имеет площадь 2 м ².

На основании зависимости теплового баланса k _пот ∙ τ ₁ ∙ N _Бат = Q_пом время прогрева помещения до требуемой температуры T_тр (293 К) найдем из соотношения

τ₁ = Q_пом / (k _пот (α _к + α _т) ∙ F _эф (T_ТН – T_тр)). (4.8)

В результате подстановки конкретных значений, см. п.1, получим τ₁ = 1,8 суток.

4.5. Определение характеристик систем вентиляции и кондиционирования

Под характеристиками систем вентиляции и кондиционирования будем понимать их производительность по воздуху, по холоду и по теплу, а также кратность воздухообмена и косвенный показатель – время работы системы для достижения требуемого эффекта. Они определяются в процессе проектирования систем.

Кратность воздухообмена определяет условие удаления из помещения избыток тепла, влаги и примесей для их разбавления до допустимых концентраций. Масса приточного воздуха М _пр, поданного для ассимиляции тепла, выделяемого в помещении в течение 1 часа

М _пр = Q_пом / (c_р ∙ (T_вн – T_прит)). (4.9)

При условии, что c_{p возд} = 1 кДж / (кг ∙ К), T_вн = 293 К, T_прит = 288 К и Q_изб = 1000 кДж получим: М _пр = 200 кг. Если V_пом = 60 м³, то кратность воздухообмена k = V₁ / V_пом ≈ 3.

Приход приточного воздуха w (м ³/ час) для разбавления газо- и парообразных примесей до ПДК

w = М _г / (ПДК – n _прит), (4.10)

где М _г – массовая скорость выделения вредного газа, г / час; ПДК и n _прит – предельно-допустимая концентрация и концентрация в приточном воздухе вредного газа. Например, относительно углекислого газа, ПДК СО ₂ = 50 г / м³, n _прит = 0, М _г = 1000 г/час, требуемый приход воздуха w = 20 м ³/ час.

4.6. Аэроионизация

Воздух характеризуется ионным составом.

Ионизация воздуха – процесс превращения нейтральных атомов и молекул воздушной среды в электрически заряженные частицы (ионы). Ионы в воздухе могут образовываться вследствие естественной, технологической и искусственной ионизации. Естественная ионизация происходит в результате воздействия на воздушную среду космических излучений и частиц, выбрасываемых радиоактивными веществами при их распаде. Естественное ионообразование происходит повсеместно и постоянно во времени. Технологическая ионизация происходит при воздействии на воздушную среду радиоактивного, рентгеновского и ультрафиолетового излучения, термоэмиссии, фотоэффекта и других ионизирующих факторов, обусловленных технологическими процессами. Образовавшиеся при этом ионы распространяются в основном в непосредственной близости от технологической установки. Искусственная ионизация осуществляется специальными устройствами – ионизаторами. Ионизаторы обеспечивают в ограниченном объеме воздушной среды заданную концентрацию ионов определенной полярности. Характеристиками ионов являются подвижность и заряд. Подвижность ионов выражается коэффициентом пропорциональности «К» (см/сек) • (см/В) между скоростью ионов и напряженностью электрического поля, воздействующего на ион. Подвижность ионов зависит от их массы: чем больше масса, тем меньше скорость перемещения иона в электрическом поле. По подвижности весь спектр ионов условно делят на пять диапазонов: легкие К > 1,0; средние 1,0 > К > 0,01; тяжелые 0,01 > К > 0,001; ионы Ланжевена 0,001 > К > 0,0002; сверхтяжелые ионы 0,0002 > К. Каждый ион имеет положительный или отрицательный электрический заряд (полярность). Наряду с возникновением происходит непрерывное исчезновение ионов. Факторами, определяющими исчезновение легких ионов, являются: рекомбинация двух легких ионов разных полярностей; адсорбция легких ионов на незаряженных ядрах конденсации; рекомбинация легкого и тяжелого ионов зарядами противоположных знаков и др.

В зависимости от соотношения процессов ионизации и деионизации устанавливается определенная степень ионизированности воздуха. Степень ионизированности воздушной среды определяется количеством ионов каждой полярности в одном кубическом сантиметре воздуха. Определение количества ионов и их полярности осуществляется счетчиками ионов. По результатам измерения рассчитывается показатель полярности. Показателем полярности П является отношение разности числа ионов положительной п₊ и отрицательной п_- полярности к их сумме, т. е. .

Показатель полярности может изменяться от + 1 до – 1. При равенстве количества ионов положительного и отрицательного знака П = 0.

Санитарно-гигиенические нормы регламентируют количество только легких ионов. Минимально необходимый и максимально допустимый уровни определяют интервал концентраций ионов во вдыхаемом воздухе названных помещений: минимально необходимый – 600; оптимальный – до 3000; максимальный 50000 (отрицательных ионов / см ^{– 3} ).

Дата добавления: 2014-12-17