Струи, истекающие в ограниченное пространство и возникающие у нагретых поверхностей

Метод расчета по приведенным длинам

Метод расчета по динамическим давлениям

Метод расчета по характеристикам сопротивления и проводимости.

Этот метод расчета применяется только при расчете однотрубных систем отопления с искусственной или принудительной вентиляцией.

Расход теплоносителя часовой.

G = 3600· ω · ρ · πd ²/4

Выражаем скорость и подставляем в уравнение Дарси-Вейсбаха.

S = 1/σ²

Величина А – удельное гидродинамическое давление на участке. Общая характеристика сопротивления последовательно соединенных участков будет равна сумме характеристик отдельных участков. S = Σ S_i

При параллельном соединении общая характеристика

При этом методе расчета получаем одинаковый перепад температур на стояках.

Этот метод расчета применяется в тех случаях когда линейные потери незначительны по сравнению с местными

ΣR_il_i=Z_экв

Z_экв – эквивалентные местные потери.

Для протяженных участков трубопроводов имеющих незначительные местные сопротивления.

z = R·l _прив

Приточные струи, подаваемые в вентилируемое помещение, в подавляющем большинстве случаев бывают стеснены плоскостями ограждений помещения. Развитие стесненных струй значительно отличается от развития свободных.

представлена схема струи, истекающей в тупик. В

помещении образуется прямой поток воздуха, создаваемый истечением из насадка, и обратный поток, направленный навстречу прямому. В начале,

пока площадь поперечного сечения струи Fc?p мала по сравнению с площадью поперечного сечения помещения Fn, струя развивается как свободная. Начиная с сечения,

струя начинает вести себя отлично от

свободной: замедляется прирост площади поперечного сечения струи и расход воздуха в ней, уменьшается количество движения. После того как

площадь поперечного сечения струи достигнет 40—42% площади поперечного сечения помещения, струя начинает угасать: резко уменьшается количество движения, начинают уменьшаться расход воздуха в струе, поперечное сечение и осевая

скорость. В стесненных струях распределение скоростей в различных поперечных сечениях не подобно, а отношение средней скорости к осевой не

является постоянным. Обратный поток воздуха в помещении, образованный действием стесненной струи, занимает ту часть поперечного сечения помещения, которая не занята прямым потоком

Наибольшая длина, на которую может распространиться стесненная струя, зависит только от площади поперечного сечения помещения

и определяется уравнением

Дальнобойность стесненной струи не может быть увеличена путем изменения параметров истечения, так как за пределами *макс струя рас-

распадается.

Тепловые струи, так же как и приточные струи естественной или механической вентиляции, являются основными факторами, определяющими циркуляцию воздуха в производственных помещениях, распределение тепла и концентраций паров, газов и пыли. Движение воздуха, возникающее вследствие разности плотностей

нагретых и холодных частиц, называют свободным.

При соприкосновении с нагретой поверхностью воздух нагревается и становится легче. Вследствие разности плотностей нагретых и холодных частиц воздуха возникает подъемная сила, под действием которой нагретые частицы поднимаются; на их место поступают новые частицы — холодные, которые также нагреваются и поднимаются. Таким

образом, образуется восходящий тепловой поток, определяемый наличием теплообмена у нагретой поверхности. Чем больше передается тепла, тем интенсивнее движение воздуха. Так как количество переданного тепла пропорционально разности

температур и площади нагретой поверхности, то и свободное движение воздуха определяется именно этими факторами. Температурным напором определяется разность плотностей и, следовательно, подъемная сила, а площадью поверхности — зона распространения процесса. Движение воздуха на различных уровнях вертикальной нагретой

стенки происходит по-разному. В нижней ее части воздух стелется по поверхности утолщающимся слоем — ламинарное движение, выше появляются завитки («локоны»), бегущие вдоль поверхности,—

локонообразное движение, и, наконец, в верхней части стенки «локоны» отрываются и в виде вихрей распространяются в окружающей среде-турбулентное движение. Движение воздуха около горизонтальных нагретых поверхностей

отличается значительной сложностью и зависит от положения плиты и ее размеров. Когда нагретая поверхность обращена вверх, движение

происходит по схеме рис. IX. 16, а. Если же при этом плита имеет большие размеры, то вследствие налипания с краев сплошного потока

нагретого воздуха центральная часть плиты оказывается изолированной и воздух к ней будет подтекать только сверху. Когда нагретая поверхность обращена вниз, движение воздуха происходит по схеме рис. IX. 16, в. В этом случае по нагретой поверхности движется лишь тонкий слой воздуха, замещаемый встречным потоком, расположенным ниже.

В пограничном ламинарном подслое движение воздуха происходит вдоль поверхности; вертикальная составляющая скорости ничтожна.

Тепло от нагретой пластины передается воздуху путем теплопроводности, и поэтому здесь наблюдается значительный перепад температур.

Нагретый воздух из пограничного слоя поднимается над горячей пластиной отдельными струйками, а на его место опускается холодный воздух. Толщина пограничного слоя равна примерно 0,2d.

Интенсивность подтекания воздуха в пограничном слое больше, чем в

вышележащей части струи (на единицу высоты струи).

В разгонном участке в основном проявляются архимедовы силы,

и под их действием скорость движения воздуха непрерывно возрастает,

статическое давление уменьшается, что и приводит к уменьшению сечения струи. В конце разгонного участка струя имеет наименьшее

сечение. Это сечение называют переходным или сжатым. Сжатое сечение

находится на расстоянии примерно 2d от полюса струи.

Максимальная осевая скорость струи наблюдается несколько выше

конца разгонного участка. В пределах этой части струи, а также во всей

последующей ее части происходит подмешивание к ней окружающего

воздуха, оказывающего тормозящее действие на скорость ее подъема.

В переходном участке происходит преобразование начальных

поперечных профилей скоростей и избыточных температур в профили,

характерные для основного участка.

Во всех сечениях основного участка наблюдается подобие поперечных профилей скоростей и избыточных температур.

В переходном и основном участках вместе с подъемными силами

действуют и силы турбулентной вязкости, под действием которых струя

непрерывно расширяется. Угол бокового расширения струи а может

быть принят как и для приточных свободных струй без

принудительного расширения равным 12°25'.

На формирование тепловых струй большое влияние оказывают

условия подтекания воздуха в зоне /. Например, если поднять пластину

и поместить ее на основание, то условия подтекания воздуха к нагретой

поверхности будут другими, чем для пластины, заделанной заподлицо

с плоскостью, и закономерности развития тепловой струи над таким

источником окажутся несколько иными.

В тепловой струе количество движения секундной массы воздуха по

высоте не остается постоянным, а изменяется в связи с появлением

подъемной силы.

Дата добавления: 2017-01-13