Определение скорости движения воздуха — Мегаобучалка
Скорость движения воздуха определяется расстоянием, которое проходит воздух в единицу времени, и выражается в метрах в секунду. Движение воздуха способствует отдаче тепла путем проведения и конвекции при низкой температуре воздуха и путем испарения при высокой температуре и низкой относительной влажности воздуха. Усиление отдачи тепла зимой способствует охлаждению организма человека, а летом в жаркую погоду, наоборот, освобождает его от излишков тепла и тем самым улучшает самочувствие.
В помещениях при закрытых форточках и дверях скорость движения воздуха обычно не превышает 0,05-0,2 м/с. Скорость движения воздуха как правило не должна превышать 0,4 м/с, так как большие скорости вызывают неприятное ощущение сквозняка.
Для определения скорости воздуха применяются динамические анемометры, основанные на вращении током воздуха легких лопастей, обороты которых передаются счетному механизму с циферблатом и указательной стрелкой. Анемометры имеются двух систем: чашечные и крыльчатые.
Чашечный анемометр предназначается главным образом для метеорологических наблюдений в открытой атмосфере и позволяет измерять скорость движения воздуха в больших пределах от 1 до 50 м/с. В верхней части прибор имеет четыре полых полушария, которые под влиянием тока воздуха вращаются вокруг вертикальной оси. Нижний конец оси при помощи зубчатой передачи соединен со стрелками на циферблате, которые, передвигаясь по шкале, указывают число делений. Большая стрелка показывает единицы и десятки, маленькие стрелки (в зависимости от их количества) показывают сотни, тысячи и более делений. Сбоку циферблата имеется рычажок, с помощью которой включается и выключается счетчик оборотов стрелок. Перед началом измерения при выключенном счетчике записывают показания всех стрелок. Прибор устанавливают перпендикулярно воздушному потоку и дают чашечкам некоторое время вращаться вхолостую. Затем одновременно включают счетчик анемометра и пускают в ход секундомер. Наблюдение продолжают 5-10 минут, после чего счетчик выключают и записывают новые показания. По разнице в показаниях счетчика до и в конце наблюдения определяют число делений в секунду. Затем определяют скорость движения воздуха, пользуясь прилагаемым к прибору графиком.
Крыльчатый анемометр устроен так же, как чашечный, но воспринимающей частью у него являются не полушария, а легкие алюминиевые крылья, огражденные широким металлическим кольцом. Прибор более чувствителен и позволяет измерять скорость от 0,5 до 15 м/с, чаще всего используется при обследовании вентиляции. Продолжительность наблюдения ограничивается 3-4 минутами. Снятие показаний и расчет скорости производят так же, как и в случае с чашечным анемометром.
Пример. Показания прибора до измерения составляли 7425, после измерения в течение 3 мин – 7695. Таким образом, разница в показаниях 7695-7425=270 делений. Находят число делений в секунду: 270/180 = 1,5. По графику, прилагаемому к прибору, определяем, что 1,5 деления в секунду соответствуют 0, 8 м/с.
В помещениях скорость движения воздуха обычно небольшая, и анемометром ее измерить невозможно ввиду его малой чувствительности, поэтому необходимо пользоваться другим прибором – кататермометром, с помощью которого определяют малые скорости движения воздуха (менее 1 м/с).
Кататермометр представляет собой спиртовой термометр с цилиндрическим или шаровым резервуаром. В шаровом кататермометре резервуар имеет форму шара, на шкале нанесены деления от 33 до 40 °С. Для определения скорости движения воздуха, резервуар кататермометра погружают в горячую воду (60-80°С) и держат его в ней до тех пор, пока спирт не заполнит примерно половину верхнего расширения капилляра. После этого резервуар насухо вытирают, и прибор подвешивают в том месте, где нужно измерить скорость движения воздуха. Нагретый резервуар кататермометра будет постепенно отдавать тепло во внешнюю среду путем излучения, проведения и конвекции. Вследствие охлаждения прибора спирт из верхнего расширения капилляра станет переходить в резервуар. По секундомеру определяют время, в течение которого столбик спирта опустится либо с 38° до 35°С (исследование повторяют 2-3 раза и вычисляют среднее время).
Каждый кататермометр за время опускания столбика спирта с 38 до 35°С теряет с 1 см2 поверхности резервуара определенное, постоянное для данного прибора количество тепла. Эта величина носит название фактора и обозначается F. Она указана на тыльной стороне прибора (в милликалориях). Время, в течение которого кататермометр потеряет это количество тепла, будет различно в зависимости от температуры и скорости движения воздуха, т.е. от охлаждающей способности воздуха, которую и определяют по формуле:
H = F/T,
где Н – охлаждающая способность воздуха, то есть количество тепла в милликалориях, которое теряется с 1 см
F – фактор прибора;
Т – время в секундах, в течение которого столбик спирта опустился с 38° до 35°С.
Определив Н, вычисляют скорость движения воздуха по формуле:
где V – скорость движения воздуха в метрах в секунду;
Н – охлаждающая способность воздуха в мкал/с·см2,
Q – разность между средней температурой кататермометра (36,5°С) и температурой окружающего воздуха;
0,20 и 0,40 – эмпирические коэффициенты.
Пример. При определении охлаждающей способности воздуха в операционной на уровне 1 м от пола время падения столбика спирта (t) составляло 80 с, фактор прибора F – 496, температура воздуха 18°С.
Определим охлаждающую способность воздуха
Н = F/t = 496:80 = 6,2 мкал/с см2
Рассчитаем Q = 36,50 – 180
= 18,50Рассчитаем H/Q = 6,2 : 18,5 = 0,33
Подставляем полученные результаты в формулу:
Заключение. Скорость движения воздуха в операционной отвечает требованиям нормативной документации (см. табл.3)
Определение подвижности воздуха возможно также по специальной таблице по величине H/Q (см. табл.2).
Таблица 2
Таблица для определения скорости движения воздуха
megaobuchalka.ru
Экспериментальное определение скорости воздуха в кулерах и вентиляторах
Потребляемая энергия и мощность в современных компьютерах растут все быстрее. Соответственно увеличивается и количество тепла, выделяемого рабочими элементами ПК. Скоро его уже будет достаточно, чтобы и курицу пожарить. Хотя тепловыделение на один диод у современных компьютеров значительно меньше, чем у ЭВМ 60-70 годов, количество их непрерывно растет. Период, когда ничего не надо было специально охлаждать, быстро закончился. Теперь наступил этап принудительного охлаждения узлов компьютера. Путь усовершенствования систем охлаждения и повышения их эффективности прошли многие быстроразвивающиеся отрасли, например, авиация. И здесь уже без исследования аэродинамики охлаждающих потоков обойтись нельзя.
Как известно, тепловой поток, отбираемый от охлаждающей поверхности, описывается формулой Ньютона:
где альфа коэффициент теплоотдачи, Вт/м2 К, S площадь поверхности теплообмена, м2, дельта T перепад температур между охлаждаемой поверхностью и теплоносителем ( Тст Твозд.).
Температура охлаждаемой поверхности в нашем случае напрямую связана с температурой кристалла, которая является строго ограниченной величиной для обеспечения нормальной устойчивой работы компьютера. Вообще говоря, все равно, что охлаждать корпуса процессоров, жестких дисков и т. п. меняется лишь величина теплового потока и предельно допустимая температура узла. Схема же охлаждения остается по сути дела одинаковой.
Самый простой способ решения данной задачи это уменьшение температуры воздуха внутри корпуса компьютера. Естественно, что далеко не каждый имеет дома кондиционер. Да и понижение температуры окружающей среды тоже имеет свои пределы, дабы не подорвать здоровье пользователя и не вывести из строя другие узлы компьютера. Чтобы температура внутри корпуса компьютера была хотя бы максимально приближена к температуре помещения, на корпус был поставлен вентилятор. Но куда он там внутри дует, и где образуются застойные зоны, доподлинно неизвестно. У каждого пользователя внутри столько своего добра понаверчено. Конечно, можно вообще снять крышку корпуса и обдувать внутренности системного блока бытовым вентилятором. Но летом все же жарче, чем зимой, температура может и выше 30 подняться (то есть градусов на 10 выше комнатной зимой), и сей способ уже не будет эффективным.
Другой способ это увеличение площади поверхности теплообмена. Поэтому гладкую поверхность заменили оребренной. Но до бесконечности увеличивать ее невозможно, так как в силу законов теплопроводности эффективное увеличение высоты ребер имеет свой предел.
Обратимся теперь к величинам коэффициента теплоотдачи . Из литературы известно, что его значения для естественной воздушной конвекции составляют примерно 2 10 Вт/м2К, а для принудительной 10 150 Вт/м2К (и даже больше), то есть выше более чем на порядок. Поэтому к радиатору и присоединили вентилятор, причем так, чтобы он поменьше места занимал. Какое при этом значение имеет коэффициент теплоотдачи 10 или 150 Вт/м2К и определяет эффективность охлаждения данной системы.
Остановимся на этом подробнее. Из теории известно, что теплообмен наблюдается обычно лишь в тонком слое у поверхности охлаждаемой стенки. То есть, он обуславливается процессом теплопроводности этого пограничного слоя. За пределами пограничного слоя градиент скорости, нормальной к направлению потока, настолько мал, что вязкостью можно пренебречь. В технике встречается множество устройств, в которых теплообмен происходит в условиях вынужденного движения воздуха или жидкости. Для всех таких процессов, согласно теории подобия, характерные условия имеют единообразный, универсальный вид. Прежде всего, подобными являются процессы, протекающие в геометрически подобных системах. Необходимым условием должно быть подобие полей скоростей, температуры и давления во входном сечении систем. Если эти условия выполнены, то данные процессы будут подобны, когда критерии Рейнольдса (Re) и Прандтля (Pr) будут численно одинаковыми. Критерий Re определяет гидромеханическое подобие течений теплоносителей: Re= V*L / u, где V скорость теплоносителя, L характерный геометрический размер, u коэффициент кинематической вязкости теплоносителя. Критерий Pr является теплофизической характеристикой теплоносителя и составлен лишь из физических параметров. В нашем случае охлаждения элементов компьютера, диапазон изменения температур охлаждающего воздуха невелик, и можно считать, что его физические параметры не зависят от температуры (Pr=0,71). У подобных процессов также должны быть одинаковыми и определяемые критерии подобия. В процессах конвективного теплообмена в качестве определяемого выступает критерий Нуссельта (Nu), характеризующий соотношение конвективного теплообмена и теплопроводности в пограничном слое: Nu= альфа* L / ламбда. Ламбда коэффициент теплопроводности теплоносителя. Критериальное уравнение для процессов конвективного теплообмена при вынужденном движении теплоносителя, так как в нашем случае Pr= const, имеет вид: Nu = f (Re). То есть, можно считать, что Nu=B*Rem, где B и m безразмерные величины, соответствующие определенному виду и режиму течения воздуха. Точное аналитическое определение этих критериев практически невозможно, и они обычно определяются экспериментально.
Значение критерия Re пропорционально скорости движения потока воздуха. То есть, чем выше скорость, тем больше коэффициент теплоотдачи и поток тепла, отбираемого от охлаждаемой поверхности. Скорость движения воздуха определяется параметрами и геометрией охлаждающего вентилятора и радиатора. Термин “кулер”, широко применяющийся во всех статьях, наиболее правильно определяется, на наш взгляд, как устройство для охлаждения узлов компьютера, состоящее из вентилятора и радиатора. В дальнейшем мы тоже будем использовать этот термин в такой трактовке.
При переходе к охлаждению при помощи вынужденной конвекции (постановке на радиатор вентилятора), на наш взгляд, часто не принимают во внимание особенности принудительного охлаждения. Расход и, следовательно, скорость воздуха определяются гидравлическими потерями в тракте кулера, в частности, в радиаторе. В этом случае оребрение не только улучшает теплообмен, но, с другой стороны, и ухудшает его, увеличивая коэффициент гидравлического сопротивления, что приводит к уменьшению расхода воздуха через вентилятор. В старые времена каждый серийный отечественный вентилятор имел расходную характеристику. То есть, определялась взаимосвязь расхода, напора и частоты вращения вентилятора. Достать такие данные для современных кулеров сейчас практически невозможно. И часто приходится выбирать их, полагаясь на слухи, рекламу или просто методом тыка. Хорошо хоть, есть статьи, описывающие их сравнительную эффективность
Самый простой, на первый взгляд, способ увеличения расхода воздуха это увеличение частоты вращения вентилятора, которая ограничивается его конструктивными особенностями. Вентилятор должен иметь большой ресурс работы и низкий уровень шума. В основном эти условия зависят от конструкции его подшипников, а также лопаточного аппарата.
Вообще говоря, качественно о расходе воздуха через вентилятор можно судить по частоте его вращения. У нас под рукой оказался новый кулер EISCA. Этакий монстр с очень большим радиатором (по сравнению с площадью контактной с кристаллом поверхности) и относительно высокими ребрами. Отношение высоты ребра к его толщине (мм) 16/2 =8. Зазор между верхней точкой ребра и корпусом составлял 2 мм.
Кулер №1
Вентилятор подключался к компьютеру без установки его в рабочее положение. Плоскость его вращения располагали горизонтально и вертикально (в двух положениях направление течения воздуха вниз и вверх). Частота вращения (обороты в минуту) измерялась штатным датчиком кулера для трех позиций: 1. Кулер в сборе. 2. Без радиатора. 3. Вместо радиатора на расстоянии 6мм от среза вентилятора устанавливалась гладкая пластина.
| Положение кулера | В сборе | Без радиатора | С пластиной |
| Вертикально | 4550 | 4560 | 4000 |
| Горизонтально вниз | 4340 | 4350 | 3660 |
| Горизонтально вверх | 4460 | 4430 | 3740 |
Из приведенных данных видно, что частота вращения зависит от положения вентилятора. В вертикальном положении во всех случаях она несколько больше. В горизонтальном положении тоже есть небольшая разница частоты вращения в зависимости от положения кулера. Все это однозначно обусловлено конструкцией подшипников вала вентилятора. А вот постановка пластины вместо радиатора существенно влияет на частоту вращения, а, следовательно, и на расход воздуха. Гидравлическое сопротивление тракта в этом случае ощутимо возросло. А связано это, по всей видимости, с тем, добивает ли струя воздуха до основания ребер кулера или нет. Коэффициенты сопротивления для этих случаев существенно отличаются. В конечном счете, все это приведет и к значительной разнице в теплоотводе от поверхности. Но это все качественные эксперименты, которые просто заставляют задуматься об эффективности работы кулера.
Перейдем теперь к количественным измерениям на выходе из кулеров и вентиляторов
Измерение малых скоростей (меньше 5 м/с) и расходов воздуха весьма сложное и кропотливое дело. Традиционный способ измерения при помощи трубки Пито Прандтля здесь уже непригоден из-за весьма малой величины скоростного напора (меньше 1 мм водяного столба). На “коленке” такие измерения не проведешь. Приходится искать довольно сложную специальную аппаратуру. На счастье, у нас в загашнике сохранился практически непользованный термоанемометр DISA 55D80. Даже комплект датчиков заводской тарировки к нему остался. Прибор предназначен для измерения крайне низких скоростей воздуха с высокой точностью в конвективных и вентиляционных потоках.
Измерительный стенд
DISA 55D80
Датчик
Принцип действия термоанемометров, измеряющих скорости порядка нескольких метров в секунду и более, основан на поддержании постоянной величины силы тока через проволочный датчик при изменении скорости обтекающего его воздуха. На выходе прибора, после преобразования и усиления сигнала, фиксируется величина напряжения, соответствующая определенной скорости воздуха.
Данный прибор имеет два режима измерения. Первый от 0 до 30 см/с, что соответствует скоростям при свободной конвекции воздуха. Здесь применяется еще более сложная схема измерения. На датчик, при помощи специального осциллятора, подается сигнал с частотой 300 Гц и амплитудой ±0,03 мм, которая поддерживается вблизи резонансной частоты датчика. Скорость обтекания датчика складывается из скорости движения датчика и скорости внешнего потока воздуха. По разности сигналов в моменты, когда датчик движется в противоположных направлениях, можно определить скорость и направление течения воздуха.
Во втором режиме можно измерять скорости воздуха от 0 до 2 м/с при функционировании прибора в режиме постоянного тока. Здесь определяется только абсолютная величина скорости перпендикулярно датчику.
Сам датчик представляет собой миниатюрный держатель усики с наваренной между ними проволочкой диаметром порядка нескольких десятых мм и длиной порядка 1мм. Первоначально каждый датчик калибровался по заранее известным значениям скоростей на специальном заводском стенде.
Напомним, что исследование и проектирование любых систем охлаждения включает в себя две взаимосвязанные части аэродинамическую (или гидравлическую) и тепловую. Попробуем при помощи DISA 55D80 разобраться с первой, то есть, измерим поле скоростей на выходе из кулеров и их вентиляторов.
Рассмотрим уже упомянутый кулер №1 и два других кулера ACORP (№2) и ЕС-4510 (№3). Конечно, это не последнее слово техники, но они или им подобные еще очень часто используются, и скорости воздуха в них как раз составляют 0,5 2 м/с. С точки зрения аэродинамики, процессы, возникающие в них, аналогичны и более поздним моделям.
Кулеры №2 и №3
Питание вентиляторов (12 В контролировалось мультиметром) осуществлялось от компьютера. Датчик перемещался вдоль неподвижного кулера в горизонтальной плоскости при помощи координатника, имеющего точность отсчета перемещений 0,1 мм. Нулевой точкой во всех измерениях являлась точка напротив боковой стенки с левой стороны кулера, смотря по ходу движения воздуха. Вращение вентилятора направлено от правой стенки к левой.
На рисунке 1 представлено поле скоростей на выходе из радиатора №1. Измерения проводились на расстоянии 3мм от его среза в среднем по высоте сечении. Шаг измерений составлял 1 мм.
Скорость воздуха в среднем сечении (торцевая поверхность)
Видно, что максимальные скорости составляют порядка 1,3-1,4 м/с. Сто процентов шкалы прибора составляют 2 м/с. Шкала линейная. Хорошо видно расположение ребер скорость за ними минимальна. Направление скорости воздуха горизонтальное, что было проверено путем изменения плоскости измерения датчика, то есть, эффект закрутки потока вентилятором здесь уже отсутствует. Наблюдается некоторая асимметричность потока воздуха. По-видимому, это связано с различным числом щелей на боковой поверхности радиатора. С правой стороны существует еще две дополнительные щели шириной аж 9 мм против 2 мм у всех остальных. Зачем это сделано совершенно непонятно. Скорость в них составляет порядка 0,08-0,1 м/с
На следующем рисунке представлена скорость воздуха в среднем сечении боковых щелей.
Скорость воздуха в боковых щелях
Нумерация щелей начиналась от среза радиатора, где проводились предыдущие измерения. Видно, что крайние щели практически не работают. Основной же расход воздуха проходит через щели, расположенные напротив вентилятора. Что совершенно естественно, принимая во внимание закрутку потока вентилятором. Но вот хорошо ли это большой вопрос. Получается, что значительная часть воздуха вообще не участвует в охлаждении большей части такого здорового радиатора.
На следующем рисунке приведены измерения скорости воздуха по высоте щели.
Скорость воздуха по высоте щели
Здесь все выглядит очень прилично. Прямо-таки классическая эпюра скорости для установившегося течения воздуха в щели. Это тоже косвенно указывает на то, что поток воздуха уже стабилизировался после вентилятора.
Приступим теперь к рассмотрению течения воздуха в кулерах №2 и №3.
Первое, что бросается в глаза при взгляде на клер №2 это то, что, глядя сверху, видно площадь вентилятора меньше площади радиатора. Он проработал у меня в компьютере не один год когда он был внутри корпуса, я на него внимания не обращал. Поэтому первое, что было измерено это направление скорости воздуха на выходе из радиатора. Этого можно добиться путем изменения угла наклона датчика к горизонтальной поверхности и фиксирования максимального значения скорости. Оказалось, что поток выходит из щелей вверх под углом 15-20 градусов к горизонтальной плоскости. Таким образом, что же получается нагретый после радиатора воздух опять идет на вход вентилятора. Ясно, что сие не есть хорошо, и так быть не должно.
Поэтому терять время на этот кулер не стали, а заменили его вентилятор на другой, который полностью закрыл радиатор. Так и получили кулер №3. Вверх он не дует проверили.
На рисунке представлено поле скоростей, измеренное на расстоянии 1,5 мм за срезом радиатора.
Скорость воздуха на выходе из радиатора кулера №3
Здесь измерения проводились в середине и по краям каждой из щелей (шаг 0,5 мм), а также в середине ребра (шаг от края щели 1 мм). Обращает на себя внимание тот факт, что скорость воздуха в середине щелей в левой половине радиатора ниже, чем у ребер, и уж тем более ниже, чем в правой части. Опять же, после нахождения максимальной составляющей скорости потока оказалось, что она направлена под углом 15 градусов к нормали. То есть, закрутка потока воздуха вентилятором сильно сказывается. Поля скоростей с противоположной стороны радиатора оказались идентичными. Поэтому здесь мы их не приводим.
Рассмотрим теперь поле скоростей воздуха непосредственно за вентиляторами кулеров №2 и№3. Всю центральную зону проточной части вентилятора занимает его двигатель. Расстояние от среза вентилятора до охлаждаемой поверхности определяется высотой ребра радиатора и обычно составляет для кулеров такого типа 3-5 мм. Сразу можно предположить, что скорость воздуха в центральной зоне ниже, чем скорость напротив рабочих щелей. Эта зона находится как раз напротив основной зоны охлаждения кристаллов. Здесь-то, вроде бы и надо иметь максимальную скорость воздуха и, соответственно, максимальный коэффициент теплоотдачи. Определим это количественно. Измерялись значения скорости, направленной по нормали к поверхности вентилятора. В принципе, эта составляющая и является определяющей в интенсивности теплообмена на поверхности такого рода кулеров. Скорость воздуха измерялась в трех сечениях. Первое 5 мм от среза вентилятора. Далее к вентилятору присоединялись цилиндрические насадки с диаметром, равным диаметру рабочей части вентилятора, высотой 20 и 50 мм.
Второе и третье измерение проводились на срезе этих насадок соответственно.
Скорость воздуха за вентилятором №2
Скорость воздуха за вентилятором №3
Ясно видно, что в первом сечении имеется весьма существенный провал скорости в центральной части. Но уже на расстоянии 20 мм от вентилятора центральная зона с низкими значениями скоростей значительно сужается. Далее поле скоростей продолжает выравниваться, но уже не так заметно. Заметим, что полное выравнивание поля скоростей в цилиндрическом канале происходит на расстоянии не менее 10 его диаметров от начала. Здесь по нашему методу и можно определять расход воздуха через вентилятор. Следует отметить, что удлинение цилиндрического канала приводит к увеличению гидравлического сопротивления за вентилятором и, следовательно, к уменьшению расхода воздуха через него. Таким образом, ясно, что для интенсификации теплообмена необходимо подбирать оптимальное расстояние между вентилятором и радиатором.
В настоящее время на рынке имеется море различных моделей кулеров, и число их все растет и растет. И сейчас уже, по-видимому, настало время оптимизации конструкций, а не просто увеличения мощностей двигателей вентиляторов. Для этого необходимо представлять картину течения воздуха в кулерах, что мы здесь и попытались сделать. А также и его тепловые характеристики, что, возможно, сделаем в дальнейшем. Конечно, мы охватили лишь малую толику проблем, но, в принципе, эта методика и оборудование позволяют проводить и дальнейшие исследования на других моделях.
www.ixbt.com
Аспирация воздуха, скорость – Справочник химика 21
Скорости воздуха в воздуховодах аспирационных и пылеудаляющих систем обычно назначают в соответствии с указаниями СН 7—57. Однако практика последних лет показала, что указанные скорости занижены. Рассчитанные по этим данным аспирационные системы засоряются осаждающейся в них пылью. Рекомендуется при проектировании аспирации принимать скорости воздуха, приводимые в табл. 17.Пределы скорости аспирации воздуха, л/мии [c.13]
При оценке систем обезвреживания или определения величины выброса соединений в атмосферу пробу отбирают на выхлопе или через отверстие диаметром 15 мм, расположенное в стенке воздуховода. Отбирая аэрозольные пробы, необходимо замерить скорость движения воздуха с помощью трубок Пито, определить влажность и температуру воздуха. Скорость аспирации должна быть равна скорости воздушного потока в воздуховоде. Пробы атмосферного воздуха отбирают с учетом скорости и направления ветра, преимущественно при малой скорости ветра на уровне дыхания человека, т. е. на высоте 1,5—2 м от поверхности земли. Поскольку концентрация атмосферных загрязнений в воздухе сильно меняется в течение суток, предложено отбор пробы атмосферного воздуха проводить либо непрерывно, либо отбирать 12 проб в данной точке за сутки через равные промел[c.22]
Для отбора проб аэрозолей имеются высокоэффективные фильтры типа АФА, обладающие исключительно высокой задерживающей способностью, сохраняющейся даже при повышенных скоростях аспирации воздуха (до 100— 120 л/мин), постоянством массы, обусловленным гидрофобностью материала волокон, малым аэродинамическим сопротивлением, незначительной собственной массой. [c.19]
Для нормальной работы мельницы необходима аспирация — вентиляция мельничного пространства прососом воздуха. При аспирации из мельницы удаляются наиболее тонкие частицы, чем предотвращается налипание материала на мелющие тела и падение производительности мельниц. С аспирационным воздухом удаляется до 100—300 г готового продукта на 1 м воздуха. Так, если скорость измельчения материала в мельницах прямо пропорциональна количеству крупного материала, находящегося в единице объема в зоне разрушения, то аспирация способствует сохранению относительно высокой скорости измельчения, тем самым повышая производительность мельницы. Аспирация понижает температуру цемента и уменьшает нагревание корпуса мельницы. При недоста–точной аспирации температура в мельнице может повыситься до 433—450 К, а температура цемента —до 393—413 К, что приводит к дегидратации гипса, нарушению сроков схватывания цемента и получению ложного быстряка . Высокая температура повышает также износ брони и мелющих тел. Содержащаяся в материале влага превращается в пар за счет тепла, выделяющегося при помоле. Если мельница плохо аспирируется и водяные пары конденсируются на более холодных выходных перегородках, уменьшая их живое сечение, то это снижает производительность мельниц. Хорошая аспирация мельниц важна и для создания нормальных санитарных условий. Необходимое количество аспирационного воздуха определяют по опытному коэффициенту (из расчета 0,5 нм ч на 1 кг продукции) или по коэффициенту , показывающему кратность объема аспирационного воздуха, просасываемого через мельницу за 1 мин, по отношению к объему мельницы (обыч-
Было установлено, что пары ЦТМ полностью задерживаются в первом поглотительном приборе даже при скорости аспирации воздуха 60 л/час. Концентрация паров ЦТМ в бутылях держалась на уровне 0,08 мг/л. [c.120]
Твердые сорбенты позволяют в ряде случаев увеличить скорость аспирации воздуха и в течение небольшого отрезка времени накопить достаточное количество вещества. [c.11]
Не меньшей эффективностью для улавливания аэрозолей обладают фильтры ФСВ/А из ультратонкого стекловолокна Фильтры выдерживают нагрев до 500 °С и устойчивы по отношению ко всем реагентам. Они малогигроскопичны — при 80 /о влажности они сорбируют всего 0,5% влаги (по массе). Проскок аэрозолей веществ ничтожен. Так, для аэрозоля диоктил-фталата (размер частиц 0,1 мкм) при скорости течения воздуха от 10 до 80 см/с проскок составляет 0,01—0,8 % соответственно. Экстракт из фильтра свидетельствует об отсутствии примесей как при спектрофотометрическом, так и при хроматографическом анализе. Фильтры могут быть использованы для гравиметрического и химического анализов. Способность фильтров АФА полностью задерживать аэрозоль и пропускать пары используют для раздельного определения веществ, находящихся в воздухе в двух агрегатных состояниях. Этот вопрос решают двумя путями 1) отбирают пробу через фильтр, соединенный последовательно с поглотительным сосудом, скорость аспирации воздуха при этом регламентируется эффективностью поглотительного сосуда и физико-химическими свойствами вещества 2) отбирают одновременно две пробы, в первой из которых воздух протягивают через патрон с фильтром с большой скоростью (10— 15 л/мин), во второй — через фильтр с поглотительным сосудом со скоростью, оптимальной для поглощения паров. В последнем случае анализируют лишь содержимое поглотительного сосуда. Фильтр служит только для отделения взвешенных частиц от паров.
В качестве примера приведем эффективность поглощения СВг, происходящее в результате взаимодействия с дихлорэтаном, растворенным в спирте, а также эффективность поглощения ацетона, происходящего вследствие растворения его в воде. Исследования проведены с использованием поверочных газовоздушных смесей для обоих веществ. Оказалось, что при рекомендованной скорости аспирации воздуха, равной 0,5 л/мин, максимальное количество С5г, улавливаемого из воздуха, составляет не более 80% от заданной величины [13]. Выявлено также, что эффективность поглощения снижалась с увеличением продолжительности аспирации и При аспирации 30 мин составляла около 70% от заданной величины. Снижение скорости аспирации до 0,18 л/мин обеспечивало эффективное улавливание СЗг (около 100%) при продолжительности аспирации 30 мин. Аналогичное положение наблюдалось при поглощении ацетона. Рекомендованные условия отбора проб позволили в течение 30 мин уловить из воздуха не более 30% ацетона от заданной величины [14]. [c.23]
Аспирационное устройство с расходомером типа. МРТ>> -42-862—64, скорость аспирации воздуха до 20 л/мии. При аспирации со скоростью 50— 100 л/мин может быть использован мотор автомобиля марки УАЗ и ротаметры марки РС-5. [c.47]
Метод отбора проб следующий. При изучении уровня содержания пестицидов в воздушном бассейне следует пользоваться аспирационным методом отбора проб. Воздух протягивается воздуходувными устройствами типа аспиратора, эжектора, насоса с определенной скоростью, регистрируемой расходомерным устройством (реометр, ротаметр, газовые часы и др.). При отсутствии специальных приборов для аспирации воздуха используют вспомогательные технические средства пылесосы, карбюратор автомашины, различные отсасывающие насосы и пр. К ним для измерения скорости протягивания воздуха нужны расходомерные устройства типа реометров и ротаметров. [c.269]
Эффективным методом увеличения производительности мельницы является усиление аспирации или вентиляции мельницы. Как уже отмечалось, при размоле материала в цементной мельнице выделяется большое количество тепла, под действием
www.chem21.info
Скорость воздуха в воздуховоде | Retail Engineering
Оставьте комментарий Отменить ответ
Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *
Комментарий
Имя *
E-mail *
Сайт
Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA. пять − =
retailengineering.ru
Скорость воздуха – Справочник химика 21
Массовая скорость воздуха в калорифере, кг/(м2-е), [c.202]Наиболее полные экспериментальные исследования процесса массообмена в полых распылительных скрубберах было проведено Фиалковым с соавторами [363, 367-371]. Целью исследований был подбор типа форсунок и их расположение в колонне, величина плотности орошения и скорости воздуха при условии ограниченного гидравлического сопротивления аппарата, а также получение эмпирической формулы для расчета скруббера. Проводилась очистка воздуха от HF, СЬ, SOj водой, содовым и щелочными растворами и растворами кислот. При обработке экспериментальных данных определялся объемный коэффициент массопередачи -К а эквивалентного колонного аппарата, работающего в режиме идеального вытеснения при постоянстве по высоте колонны. При этом предполагалось, что равновесная концентрация с на границе раздела газ—жидкость равна нулю. Это допущение применимо лишь для очень хорошо растворимых газов. В соответствии с уравнением (5.4) экспериментальное значение объемного коэффициента массопередачи рассчитьшалось по формуле [c.250]
Для абсорбционной очистки больших объемов газов, что имеет место при очистке вентиляционного воздуха и воздуха местных отсосов в химической, металлургической и других отраслях промышленности, наибольшее распространение получил форсуночный многоярусный полый скруббер. Он представляет собой цилиндрическую колонну, в нижней части которой имеется боковой подвод очищаемого воздуха, по высоте колонны располагается несколько ярусов форсунок, вьпне – капле-уловитель и далее труба рассеяния. Достоинствами полых скрубберов являются малое гидравлическое сопротивление, большие расходы воздуха (существующие аппараты имеют расходы от 4000 м /ч до 1 млн. м /ч), высокие эксплуатационные качества, обеспечиваемые простотой его конструкции. Наиболее уязвимым местом до недавнего времени бьш жалюзийный каплеуловитель, где в зоне низких скоростей происходило отложение твердых осадков. От этого недостатка избавлен центробежный каплеуловитель [360], скорость воздуха в котором составляет 10-18 м/с, что обеспечивает самоочищение от осадков. [c.249]
В связи с этим воздух, поступающий в камеру сгорания газотурбинного двигателя, обычно делят на три потока. Первый поток поступает в камеру сгорания, имеющую завихритель (рис. 3.27), через кольцевой зазор между корпусом форсунки и внутренним кольцом завихрителя, чем обеспечивается охлаждение форсунки. В этой зоне топливо распыляется, частично испаряется и воспламеняется а составляет 0,2—0,5 [166]. Второй поток воздуха вводят в зону горения через завихритель и через первые ряды отверстий диаметром 12—30 мм в жаровой трубе. Этот воздух обеспечивает сгорание смеси при температуре во фронте пламени, равной 2300—2500 К, и последующее снижение температуры газов до 2000 К- Коэффициент избытка воздуха при этом возрастает до 1,2—1,7. Роль завихрителя заключается в закручивании потока воздуха и создании воздушного вихря, вращающегося вокруг оси жаровой трубы. При этом в центральной части трубы создается зона пониженного давления, куда устремляется поток из средней части камеры сгорания. Продукты сгорания, движущиеся противотоком к основному потоку распыленного топлива, ускоряют испарение и обеспечивают нагревание топливо-воздушной смеси до температуры воспламенения. Турбулизация газо-воздушного. потока приводит к увеличению скорости распространения пламени, а уменьшение осевой скорости воздуха вблизи границы зоны обратных токов удерживает факел в определенной области. Третий поток воздуха поступает через задние ряды боковых отверстий в зону смешения. Этот воздух снижает температуру газов до значения, допустимого по условию прочности лопаток турбины. [c.164]
Теплоотдача при движении в барабане воздуха и паров зависит от скорости воздуха и паров. Эта скорость, в свою очередь, зависит от количества пара, получаемого при сушке, и от количества подсосанного воздуха. Подсос воздуха определяется разницей удельных весов холодного и нагретого воздуха или тягой, вызываемой конденсатором. [c.248]
В схемах с последовательным соединением штуцера боковые ответвления присоединяют к основной магистрали. При этом скорость воздуха в магистралях изменяется в зависимости от того, какие штуцера включены в работу. В схемах с параллельным присоединением каждая из магистралей объединяет группу штуцеров, из которых при нормальном расчетном режиме в работе участвуют не более трех. Магистрали объединяют у очистных устройств или в вертикальном коллекторе. [c.276]
Имеются автоматические обратные клапаны круглого сечения, которые можно устанавливать как на горизонтальных, так и на вертикальных воздуховодах. При установках на горизонтальных участках противовес на клапане не монтируют. Для нормальной работы клапана необходимо, чтобы скорость воздуха перед клапаном была не менее 8 м/с. Во многих случаях на воздуховодах [c.280]
Пример УП1-8. Активированный глинозем в виде гранул со средним диаметром 0,117 мм применяется для адсорбции воды из воздуха, содержащего 0,01 кг воды/кг сухого воздуха прн 24 °С и давлении 1,03-10 н/м (1,05 ат). Полнота адсорбции должна быть 99,9%. Массовая скорость воздуха 771 кг-м- .ч-К [c.285]
На процесс самовоспламенения отложений оказывают влияние физико-химические свойства отложений, их давление и скорость воздуха, геометрические размеры трубопровода, время. [c.35]
www.chem21.info
Расчет скорости воздуха в воздуховоде
+7 (863) 206-16-72
г. Ростов-на-Дону
ул. 1-й Конной Армии, 1
Введите исходные данные:
Расход воздуха, LВыделить значения:
Скорость воздуха в воздуховоде круглого сечения
| ⌀ мм | ⌀ 100 | ⌀ 125 | ⌀ 160 | ⌀ 200 | ⌀ 250 | ⌀ 280 | ⌀ 315 | ⌀ 355 | ⌀ 400 | ⌀ 450 | ⌀ 500 | ⌀ 560 | ⌀ 630 | ⌀ 710 | ⌀ 800 | ⌀ 900 | ⌀ 1000 | ⌀ 1120 | ⌀ 1250 | ⌀ 1400 | ⌀ 1600 |
| V, м/с |
Скорость воздуха в воздуховоде прямоугольного сечения
| AxB мм | 50 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 | 550 | 600 | 650 | 700 | 750 | 800 | 850 | 900 | 950 | 1000 |
| 50 | ||||||||||||||||||||
| 100 | ||||||||||||||||||||
| 150 | ||||||||||||||||||||
| 200 | ||||||||||||||||||||
| 250 | ||||||||||||||||||||
| 300 | ||||||||||||||||||||
| 350 | ||||||||||||||||||||
| 400 | ||||||||||||||||||||
| 450 | ||||||||||||||||||||
| 500 | ||||||||||||||||||||
| 550 | ||||||||||||||||||||
| 600 | ||||||||||||||||||||
| 650 | ||||||||||||||||||||
| 700 | ||||||||||||||||||||
| 750 | ||||||||||||||||||||
| 800 | ||||||||||||||||||||
| 850 | ||||||||||||||||||||
| 900 | ||||||||||||||||||||
| 950 | ||||||||||||||||||||
| 1000 |
wentprom.ru
Определение скорости движения воздуха
⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2
Скорость движения воздуха определяют при помощи анемометров. Анемометры бывают крыльчатые и чашечные (рис 1. 2)
Рис. 1 – Чашечный анемометр. Рис. 2 – Крыльчатый анемометр.
Принцип их действия заключается в том, что воздух при движении оказывает давление на подвижные крылья или чашечки анемометра, которые начинают вращаться и вращение будет тем быстрее, чем больше будет скорость движения воздуха. Через систему зубчатых передач находящихся внутри прибора, вращение чашечек и крыльев передаются на стрелки, которые движутся по циферблату позволяя производить отсчет.
Чашечный анемометрпозволяет измерить больше скорости движения воздуха от 1 до 20 м/сек.
Крыльчатый анемометрболее чувствителен, он позволяет измерить скорость движения воздуха от 0,5 до 12 м/сек.
Как определяется скорость движения воздуха с помощью крыльчатого анемометра указано в алгоритме № 1.
Пример расчета скорости движения воздуха по показаниям крыльчатого анемометра:
Предположим в начале измерения стрелки анемометра показывали 1200, а по окончании – 1260 измерение длилось 120сек. Тогда скорость движения воздуха будет равна (1260 – 1200): 120=0,5 м/сек.
Существуют и другие приборы для определения скорости движения воздуха.
Кататермометропределяет очень слабые малые скорости движения воздуха менее 0,5 м/сек.
Прибор представляет собой спиртовый термометр с цилиндрическим или шаровым резервуаром, (рис 3, 4) кататермометр нагревают в стакане с горячей водой до температуры немного выше 40°С, насухо вытирают и отмечают по секундомеру, сколько секунд потребуется для охлаждения кататермометра от
40°С до 33 С. Затем по специальным формулам и таблицам находят скорость движения воздуха в помещении.
Термоанемометр– прибор которым может определять скорость движения воздуха от 0,03 до 5 м/с (рис № 5) Прибор подключается к электросети (но может работать и на батарейках). Принцип работы прибора основан на охлаждении движущимся воздухом микротермосопротивления установленного в приборе. Имея показания эгого прибора, по специальному графику определяют скорость движения воздуха.
Рис. 5 – Термоанемометр ЭА – 2М
Портативный анемометр.
Измеритель скорости воздуха и температур. Измерение скорости воздуха 0,6 – 30 м/с разрешение 0.01 м/с. Измерение температуры -10 – 60ºС. Малая потребляемая мощность.
Рис. 6 – Портативный анемометр
Приложение № 3
Алгоритм № 4
Определение скорости движения воздуха (анемометром
Крыльчатым)
1. Запишите показания стрелок анемометра (A1)
2. Установите прибор в месте замера (навстречу потоку воздуха).
3. Включите стрелки прибора (через 10-15 секунд после установки прибора,
т.к. крылья прибора должны набрать равномерное движение) и одновременно секундомер.
4. Отключите стрелки прибора, и секундомер через 1-2 минуты от начала работы прибора.
5. Запишите показания стрелок и секундомера (А2, tceк)
6. Вычислите разность между вторым и первым показаниями стрелок (А2 – А1)
7. Определите, скорость движения воздуха по формуле:
А2 – А1
tceк
Пример расчета указан в тексте.
Приложение № 4
Ситуационные задачи
1. Показания сухого термометра аспирационного психрометра 20°С, влажного 10°С. Найдите относительную влажность воздуха в жилом помещении. Дайте ей гигиеническую оценку.
2. Показания сухого термометра аспирационного психрометра в жилой комнате 22°С, влажного 14,5°С. Оцените температурно-влажностные условия в помещении.
3. В кузнечном цехе температура сухого термометра аспирационного психрометра 23°С, влажного 13,5 С. Оцените температурно-влажностные условия в цехе.
4. Какими путями человек будет терять тепло, если температура воздуха и стен в помещении 37°С, влажность 45%, скорость движения воздуха 0,4 м/сек.?
5. Определите в каких условиях тепловое самочувствие человека будет лучше:
а) при температуре воздуха 30°С, влажность 40%, скорость движения
воздуха 0,8 м/сек.
б) при температуре воздуха 28°С, влажность 85%, скорость движения
воздуха 0,2 м/сек.
6. В каких условиях человеку будет холоднее:
а) при температуре воздуха 14°С, влажность 40%
б) при температуре воздуха 14°С, влажности 80%
7. В каких условиях человек будет перегреваться:
а) при температуре воздуха 40°С, влажность 40%
б) при температуре воздуха 40°С, влажность 90%
8. В каком цехе предпочтительней микроклимат;
а) в 1 цехе температура воздуха и стен 38°С, влажность воздуха 70%,
скорость движения воздуха 0,3 м/сек.
б) в 2 цехе температура воздуха и стен 39 С, влажность воздуха 35%,
скорость движения воздуха 0,8 м/сек.
9. В операционной температура воздуха 22 С, влажность 43%, скорость движения воздуха 0,3 м/сек. Дайте гигиеническую оценку микроклимата операционной.
10. В палатах ожогового центра температура воздуха 25°С, относительная влажность 52%, скорость движения воздуха 0.15 м/сек. Соответствует ли
микроклимат лечебных помещений гигиеническим нормам
Приложение № 5
Таблица № 1 Определение относительной влажности по показаниям аспирационного психрометра, %
| Показания | Показания влажного термометра, °С | ||||||||||||||||||||||||||
| сухого термометра °С | 10,0 | 10,5 | 11,0 | 11,5 | 12,0 | 12,5 | 13,0 | 13,5 | 14,0 | 14,5 | 15,0 | 15,5 | 16,0 | 16,5 | 17,0 | 17,5 | 18,0 | 18,5 | 19,0 | 19,5 | 20,0 | 20,5 | 21,0 | 21,5 | 22,0 | 22,5 | 23,0 |
| 17,5 | |||||||||||||||||||||||||||
| 18,0 | |||||||||||||||||||||||||||
| 18,5 | |||||||||||||||||||||||||||
| 19,0 | |||||||||||||||||||||||||||
| 19,5 | |||||||||||||||||||||||||||
| 20,0 | |||||||||||||||||||||||||||
| 20,5 | |||||||||||||||||||||||||||
| 21,0 | |||||||||||||||||||||||||||
| 21,5 | |||||||||||||||||||||||||||
| 22,0 | |||||||||||||||||||||||||||
| 22,5 | |||||||||||||||||||||||||||
| 23,0 |
Приложение № 6
Таблица №2 Гигиенические нормативы параметров микроклимата для разных помещений
| Род помещений | Климат или условия труда | Температура | Перепады t° | Относительная влажность,% | Скорость движения воздуха, м/с | |
| оптимальная | по горизонтали | по вертикали (на 1 м) | ||||
| Жилые и учебные | умеренный | 20-22 | до 2 | до 2,5 | 30-60 | 0,1-0,25 |
| общественные | ||||||
| Лечебные: | ||||||
| палаты для взрослых | 20-22 | до 2 | до 2 | 40-60 | 0,2-0,4 | |
| палаты для детей | 22-24 | до 2 | до 2 | 40-60 | 0,1-0,2 | |
| палаты для недоношенных детей, ожоговых больных | до 2 | до 2 | 40-60 | 0,1-0,2 | ||
| операционные и перевязочные | 21-22 | до 2 | до 2 | 40-60 | 0,2-0,5 | |
| Производственные | Работа | |||||
| легкая | 20-23 | 40-70 | 0,2 | |||
| средней тяжести | 18-20 | 40-70 | 0,2 – 0,4 | |||
| тяжелая | 16-18 | 40-70 | 0,3 – 0,5 |
⇐ Предыдущая12
Рекомендуемые страницы:
lektsia.com