Modèle mathématique de systèmes de ventilation. Problèmes modernes de la science et de l'éducation. Ventilateurs centrifuges de patch et d'échappement

Le document aborde les processus de modélisation de ventilation et de dispersion de ses émissions dans l'atmosphère. La modélisation est basée sur la résolution du système Navier-Stokes, les lois de la préservation de la masse, du pouls, de la chaleur. Différents aspects de la solution numérique de ces équations sont pris en compte. Un système d'équations est proposé qui vous permet de calculer la valeur du coefficient de fond de turbulence. Pour l'approximation de l'hypocoo, une solution a été proposée conjointement avec les équations du statut de gaz réel parfait et de la vapeur donnée dans l'article par les équations d'hydrogazodynamisme. Cette équation est une modification de l'équation de Van der Waals et prend plus précisément la taille des molécules de gaz ou de vapeur et leur interaction. Sur la base des conditions de stabilité thermodynamique, une relation a été obtenue, ce qui permet d'exclure des racines physiquement impossibles à la résolution de l'équation par rapport au volume. L'analyse de modèles calculés bien connus et de forfaits hydrogazodynamiques informatiques sont effectués.

la modélisation

ventilation

turbulence

les équations de teplomassoperenos

Équation de statut

réel gaz.

dissipation

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introduction

Lors de la conception de complexes de production et d'objets uniques, des problèmes liés à la qualité de l'air et aux paramètres normalisés du microclimat devraient être considérablement motivés. Compte tenu du prix élevé de la fabrication, de l'installation et du fonctionnement des systèmes de ventilation et de climatisation, accroître les exigences des calculs d'ingénierie. Pour sélectionner des solutions de conception rationnelles dans le domaine de la ventilation, il est nécessaire de pouvoir analyser la situation dans son ensemble, c'est-à-dire Examinez la relation spatiale des processus dynamiques survenant à l'intérieur et à l'atmosphère. Évaluez l'efficacité de la ventilation, qui dépend non seulement de la quantité d'air fournie à la pièce, mais également du schéma de distribution d'air adopté et de concentration substances dangereuses Dans l'air extérieur à l'emplacement des entrées de l'air.

Le but de l'article - l'utilisation de dépendances analytiques selon lesquelles les calculs du nombre de décharges nuisibles sont effectués, déterminent la taille des canaux, des conduits d'air, des mines et le choix de la méthode de traitement de l'air, etc. Dans ce cas, il est conseillé d'utiliser le logiciel "flux" avec le module "VSV". Pour préparer les données source, il est nécessaire que la présence de schémas de systèmes de ventilation projetée, indiquant les longueurs des parcelles et des coûts d'air dans les zones d'extrémité. Les données d'entrée pour le calcul sont une description des systèmes de ventilation et des exigences pour cela. Utilisation de la modélisation mathématique, les questions suivantes sont résolues:

le choix des options optimales d'alimentation et d'élimination de l'air;
distribution de paramètres microclimés en termes de chambres;
évaluation du mode de développement aérodynamique;
sélection de places pour l'apport d'air et l'enlèvement de l'air.

Le champ de vitesse, la pression, la température, les concentrations dans la pièce et l'atmosphère sont formés sous l'action d'une pluralité de facteurs, dont la combinaison est plutôt difficile à prendre en compte dans des méthodes d'ingénierie, sans appliquer des ordinateurs.

Application modélisation mathématique Dans les tâches de la ventilation et de l'aérodynamique, il est basé sur la résolution du système d'équation Navier - Stokes.

Simuler les flux turbulents, il est nécessaire de résoudre un système d'équations de conservation de masse et de reynolds (sauvegarde d'impulsion):

(2)

où t. - temps, X.= X I. , J. , K. - coordonnées spatiales, u.=u I. , J. , K. - Composants de vecteur de vitesse r - pression piézométrique, ρ - densité, τ Ij. - composants du tenseur de stress, s M. - source de masse, s I. - Composants de source d'impulsions.

Le tenseur de stress est exprimé sous la forme:

(3)

où s ij. - Tenseur de vitesse de déformation; Δ. Ij. - Tenseur de stress supplémentaires découlant de la présence de turbulences.

Pour plus d'informations sur les champs de température T.et concentration de Les substances nocives sont complétées par les équations suivantes:

l'équation de maintenir la quantité de chaleur

Équation d'impuretés passive de

(5)

où C. R - Coefficient de capacité de chaleur, λ est le coefficient de conductivité thermique, k.= k I. , J. , K. - Coefficient de turbulence.

Coefficient de base de turbulence k. Les bases sont déterminées à l'aide du système d'équation:

(6)

où k. F. - le coefficient de fond de turbulence, k. F \u003d 1-15 m 2 / s; ε \u003d 0,1-04;

Les coefficients de turbulence sont déterminés à l'aide d'équations:

(7)

Dans une zone ouverte à faible dissipation, la valeur k. Z est déterminé par l'équation:

k. K. = k. 0 z. /z. 0 ; (8)

où k. 0 - Valeur k. K. en haut z. 0 (k. 0 \u003d 0,1 m 2 / s z. 0 \u003d 2 m).

Dans la zone ouverte, le profil de vitesse du vent n'est pas déformé, c'est-à-dire

Avec une stratification inconnue de l'atmosphère dans la zone ouverte, le profil de vitesse du vent peut être déterminé:

; (9)

où z 0 est la hauteur fixe (hauteur de la météo); u. 0 - vitesse du vent en hauteur z. 0 ; B. = 0,15.

Sous réserve de condition (10) le critère de Richardson local Ri Déterminé comme:

(11)

Différencier l'équation (9), égaliser les équations (7) et (8), expresse de là k. Bazar

(12)

Nous assimilons l'équation (12) avec des équations système (6). Dans l'égalité résultante, nous substituons (11) et (9), dans la forme finale, nous obtenons le système d'équations:

(13)

L'élément de pulsation, à la suite des idées de Boussina, apparaît sous la forme:

(14)

où μ. T. - la viscosité turbulente et des membres supplémentaires dans les équations de transfert d'énergie et les composants d'impuretés sont simulés comme suit:

(15)

(16)

La fermeture du système d'équations se produit avec l'un des modèles de turbulence décrits ci-dessous.

Pour les flux turbulents étudiés dans la pratique de la ventilation, il est conseillé d'utiliser une hypothèse boussinésque sur la petite taille des changements de densité ou l'approximation dite "hypocoo". Les tensions Reynolds sont considérées comme proportionnelles aux taux de déformation. Un coefficient de viscosité turbulent est introduit, ce concept est exprimé comme suit:

. (17)

Le coefficient de viscosité effectif est calculé comme la somme des coefficients moléculaires et turbulents:

(18)

L'approximation «hypocoo» implique une solution conjointement avec les équations d'équation ci-dessus de la position du gaz idéal ci-dessus:

ρ = p./(Rt) (19)

où p. - Pression B. environnement; R - Constante de gaz.

Pour des calculs plus précis, la densité d'impureté peut être déterminée à l'aide d'une équation modifiée de van der Waals pour des gaz réels et des vapeurs

(20)

où constantes N. et M. - prendre en compte l'association / la dissociation des molécules de gaz ou de vapeur; mais - prend en compte une autre interaction; b." - prendre en compte la taille des molécules de gaz; υ \u003d 1 / ρ.

Soulignant la pression de l'équation (12) r Et la différencier en volume (la comptabilisation de la stabilité thermodynamique) sera le rapport suivant:

. (21)

Cette approche peut réduire considérablement le temps des calculs par rapport au cas d'utilisation complète des équations pour le gaz compressible sans réduire l'exactitude des résultats obtenus. La solution analytique des équations ci-dessus n'existe pas. À cet égard, des méthodes numériques sont utilisées.

Pour résoudre les problèmes de ventilation associés au transfert de flux turbulent de substances scalaires, dans la résolution d'équations différentielles, le circuit de fractionnement sur les processus physiques est utilisé. Selon les principes de la scission, bien sûr, l'intégration de différence des équations d'hydrodynamique et de la transmission à diffusion convective de la substance scalaire à chaque fois de temps δ t. effectué en deux étapes. À la première étape, les paramètres hydrodynamiques sont calculés. À la deuxième étape, les équations de diffusion sont résolues sur la base des champs hydrodynamiques calculés.

L'effet du transfert de chaleur sur la formation du champ de vitesse d'air est pris en compte à l'aide de l'approximation de Boussinesca: une durée supplémentaire est introduite sur la composante verticale de la vitesse, qui prend en compte les forces de flottabilité.

Pour résoudre des problèmes de mouvement turbulent de fluide, quatre approches sont connues:

modélisation directe "DNS" (solution de Navier non statistionnaire - des équations Stokes);
la solution des équations de Rans de Rans moyen, dont le système est toutefois débloqué et nécessite des ratios de court-circuit supplémentaires;
méthode de grands tourbillons "Les » qui est basé sur la solution des équations non stationnaires Navier - Stokes avec paramétrisation du vortex de l'affaissement;
des méthodes , qui est une combinaison de deux méthodes: dans la zone de flux de déchirure - "Les", et dans la zone du flux "lisse" - "rans".

Le plus attrayant en termes de précision des résultats obtenus est sans aucun doute la méthode de modélisation numérique directe. Cependant, les possibilités de la technologie informatique ne permettent pas encore de résoudre les problèmes de géométrie et de chiffres réels Ré.et avec la résolution des tourbillons de toutes tailles. Par conséquent, lors de la résolution d'une large gamme de problèmes d'ingénierie, les solutions numériques des équations Reynolds sont utilisées.

Actuellement utilisé pour simuler des emballages certifiés des tâches de ventilation, tels que Star-CD, "fluent" ou "Ansys / Flotran". Avec un problème correctement formulé et l'algorithme de solution rationnelle, le volume d'informations obtenu vous permet de choisir au stade de la conception. option optimaleMais l'exécution des calculs utilisant des données de programme nécessite une formation appropriée et leur utilisation incorrecte peut entraîner des résultats erronés.

En tant que "version de base", nous pouvons envisager les résultats des méthodes de calcul équilibrées généralement acceptées, ce qui vous permet de comparer des valeurs intégrales caractéristiques du problème considéré.

Un des moments importants Lorsque vous utilisez des packages logiciels universels pour résoudre des tâches de ventilation, la sélection du modèle de turbulence est. À ce jour, il est connu un grand nombre de Différents modèles de turbulence utilisés pour fermer les équations Reynolds. Les modèles de turbulence sont classés en fonction du nombre de paramètres pour les caractéristiques de la turbulence, respectivement, un paramètre unique, deux et trois paramètres.

La plupart des modèles de turbulence semi-empiriques, d'une manière ou d'une autre, utilisent l'hypothèse de la "hypothèse de la localité du mécanisme de transfert turbulent", selon laquelle le mécanisme de transfert d'impulsions turbulentes est entièrement déterminé par la tâche de dérivés locaux des vitesses moyennes et propriétés physiques liquides. L'influence des processus s'éloignant du point à l'étude, cette hypothèse ne prend pas en compte.

Les modèles d'un paramètre sont les plus simples qui utilisent le concept de viscosité turbulente »n T.", Et la turbulence est supposée être isotrope. Version modifiée du modèle "n T.-92 "est recommandé lors de la modélisation des flux jet d'encre et de déchirure. Une bonne coïncidence avec les résultats de l'expérience fournit également un modèle de paramètre unique «S-A» (Spoolder - Almaras), qui contient l'équation de transfert pour la magnitude.

Le manque de modèles avec une équation de transfert est associé au fait qu'ils n'ont pas d'informations sur la distribution de turbulences L.. Par ampleur L. Les processus de transfert, méthodes de formation de turbulences, la dissipation d'énergie turbulente sont influencées. Dépendance polyvalente pour déterminer L. n'existe pas. Équation de turbulence L. Cela tourne souvent exactement à l'équation qui détermine la précision du modèle et, en conséquence, son applicabilité. Fondamentalement, la portée de l'application de ces modèles est limitée à des flux de travail relativement simples.

Dans les modèles à deux paramètres, à l'exception de l'échelle de turbulence L.utilisé comme deuxième paramètre la vitesse de dissipation de l'énergie turbulente . Ces modèles sont les plus couramment utilisés dans la pratique informatique moderne et contiennent les équations de transfert d'énergie de la turbulence et de la dissipation d'énergie.

Modèle bien connu, y compris les équations énergétiques de turbulence k. et la vitesse de dissipation d'énergie turbulente ε. Modèles comme " k.- e » il peut être utilisé à la fois pour des courants intensifs et pour des flux de déchirures plus complexes.

Les modèles à deux paramètres sont utilisés dans la version basse et à haute axe. Dans la première, le mécanisme d'interaction du transfert moléculaire et turbulent près de la surface solide est pris en compte directement. Dans une version haute aldold, le mécanisme de transfert turbulent près de la limite solide est décrit par des fonctions d'entrée spéciales qui lient les paramètres de débit avec la distance au mur.

Actuellement, les plus prometteurs incluent les modèles SSG et Gibson-Blanchy, qui utilise un tenseur de tenseur non linéaire de contraintes turbulentes de Reynolds et un tenseur des taux de déformation moyenne. Ils ont été développés pour améliorer la prévision des flux de déchirure. Comme ils calculent tous les composants des tenseurs, ils nécessitent des ressources informatiques importantes par rapport aux modèles de deux paramètres.

Pour des flux de perturbation complexes, certains avantages ont révélé l'utilisation de modèles à paramètres unique "n T.-92 "," S-A "avec la précision de la prédiction des paramètres de débit et au taux du compte par rapport aux modèles de deux paramètres.

Par exemple, dans le programme Star-CD, l'utilisation de modèles de type " k-e ", Spookerta - Almaras," SSG "," Gibson-Wanchder ", ainsi que la méthode des grands tourbillons" Les ", et la méthode des OF. Les deux dernières méthodes conviennent mieux à calculer le mouvement de l'air dans une géométrie complexe, dans laquelle de nombreuses zones de vortex déchirant se posent, mais elles nécessitent des ressources informatiques importantes.

Les résultats des calculs dépendent de manière significative de la sélection de la grille de calcul. Actuellement, des programmes spéciaux pour les grilles de construction sont utilisés. Les cellules mailles peuvent avoir une forme et des dimensions différentes qui conviennent mieux à résoudre une tâche spécifique. La surface la plus simple de la grille, lorsque les cellules sont identiques et ont une forme cube ou rectangulaire. Les programmes informatiques universels utilisés désormais en pratique d'ingénierie vous permettent de travailler sur des grilles arbitraires non structurées.

Pour effectuer les calculs de la modélisation numérique des tâches de ventilation, il est nécessaire de tâche de la limite et des conditions initiales, c'est-à-dire valeurs des variables dépendantes ou de leurs gradients normaux aux limites de la zone de règlement.

Tâche avec un degré suffisant de précision des caractéristiques géométriques de l'objet à l'étude. À ces fins, il est recommandé de construire des modèles tridimensionnels tels que des packages tels que "SolidWorks", "Pro / Engeneer", "NX Nastran". Lors de la construction d'une grille calculée, le nombre de cellules est sélectionné de manière à obtenir une solution fiable à une heure de calcul minimale. Sélectionnez l'un des modèles de turbulence semi-empiriques, qui est le plus efficace pour le débit à l'étude.

DANS conclusion Nous ajoutons qu'une bonne compréhension du côté qualitatif des processus survenant est nécessaire pour formuler correctement les conditions limites de la tâche et évaluer l'exactitude des résultats. La modélisation des émissions de ventilation à la phase de conception des objets peut être considérée comme un aspect de la modélisation de l'information visant à assurer la sécurité environnementale de l'objet.

Évaluateurs:

Volikov Anatoly Nikolaevich, docteur en sciences techniques, professeur du département de la protection de la chaleur et de la protection aérienne, FGBOU VPOU "SPBGASU", Saint-Pétersbourg.
Polushkin Vitaly Ivanovich, docteur en sciences techniques, professeur, professeur du département de chauffage, de ventilation et de climatisation, FGBOU VPO SPBGAS, Saint-Pétersbourg.

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URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id\u003d6744 (Date de manutention: 10/17/2019). Nous portons à votre attention les magazines publiant dans la maison d'édition "Académie de la science naturelle" Daria Denisikhina, Maria Lukanina, Airplanes Mikhail

DANS monde moderne Il n'est plus possible de passer sans modélisation mathématique de flux d'air lors de la conception de systèmes de ventilation.

Dans le monde moderne, il n'est plus possible de passer sans modélisation mathématique de flux d'air lors de la conception de systèmes de ventilation. Les techniques d'ingénierie conventionnelles conviennent bien aux chambres typiques et aux solutions standard sur la distribution de l'air. Lorsque le concepteur est confronté à des objets non standard, les méthodes de modélisation mathématique devraient venir à la rescousse. L'article est consacré à l'étude de la distribution de l'air pendant l'année froide de l'année dans l'atelier de production de tuyaux. Cet atelier fait partie du complexe d'usine situé sous un climat fortement continental.

De retour au XIXe siècle ont été obtenus Équations différentielles Décrire le flux de liquides et de gaz. Ils ont été formulés par le physicien français Louis Navier et Mathématicien britannique George Stokes. Navier - Les équations Stokes sont l'une des plus importantes hydrodynamiques et sont utilisées dans la modélisation mathématique de nombreux phénomènes naturels et tâches techniques.

Par dernières années Une grande variété d'objets complexes géométriquement et thermodynamiquement dans la construction s'est accumulé. L'utilisation de méthodes d'hydrodynamique informatique améliore considérablement les possibilités de conception de systèmes de ventilation, ce qui permet de prédire la répartition de la vitesse, de la pression, de la température, de la concentration de composants à tout moment du bâtiment ou de sa place.

L'utilisation intensive des méthodes d'hydrodynamique informatique a débuté en 2000, lorsque des coquillages logiciels universels sont apparus (paquets CFD), qui donnent la possibilité de trouver des solutions numériques du système d'équation Navier - Stokes par rapport à l'objet d'intérêt. À cette époque, depuis cette période, le Bureau of Technology est engagé dans une modélisation mathématique par rapport aux tâches de la ventilation et de la climatisation.

Description de la tâche

Dans cette étude, la simulation numérique a été réalisée à l'aide du package STAR-CCM + - CFD développé par CD-Adapco. Performance ce paquet Lors de la résolution des tâches de la ventilation était
Il est testé à plusieurs reprises sur les objets de diverses complexes, de l'espace de bureau aux salles de théâtre et de stades.

La tâche est d'un grand intérêt du point de vue de la conception et de la modélisation mathématique.

Température de l'air extérieur -31 ° C. Dans la chambre, il y a des objets avec des gains de chaleur essentiels: un four ordinaire, une fournaise de vacances, etc. Ainsi, il existe donc de grandes différences de température entre les structures d'enceintes extérieures et des objets de carburant internes. Par conséquent, la contribution de l'échange de chaleur de rayonnement lors de la modélisation ne peut être négligée. La complexité supplémentaire de la formulation mathématique du problème est qu'une composition de chemin de fer sévère est fournie à plusieurs reprises à la chambre, ayant une température de -31 ° C. Il se réchauffe progressivement, refroidir l'air autour de lui.

Pour maintenir la température de l'air souhaitée dans le volume de l'atelier (dans la saison froide, pas moins de 15 ° C), le projet prévoit des systèmes de ventilation et de climatisation. Au stade de la conception, le débit et la température de l'air fourni requis pour maintenir les paramètres requis ont été calculés. La question est restée - comment soumettre de l'air au volume de l'atelier pour assurer la distribution de température la plus uniforme tout au long du volume. Modélisation autorisée pour une limite de temps relativement faible (deux ou trois semaines) pour voir le modèle d'écoulement d'air pour plusieurs options d'alimentation en air, puis les comparer.

Étapes de la modélisation mathématique

Construction de la géométrie solide.
Fractionnement de l'espace de travail sur les cellules de la grille de compactage. Il devrait être fourni dans les zones anticipées dans lesquelles une rectification supplémentaire des cellules sera requise. Lors de la construction d'une grille, il est très important de trouver le milieu doré, dans lequel la taille de la cellule est assez petite pour obtenir les bons résultats, tandis que le nombre total de cellules ne sera pas si grosse pour resserrer le temps de calcul à un moment inacceptable. Par conséquent, la construction de la grille est un art entier avec l'expérience.
La tâche de la limite et des conditions initiales conformément à la formulation du problème. Nécessite une compréhension des spécificités des tâches de ventilation. Grand rôle dans la préparation des jeux de calcul bon choix Modèles de turbulence.
Choisir un modèle physique approprié et un modèle de turbulence.

Résultats de la modélisation

Pour résoudre le problème à l'examen de cet article, toutes les étapes de la modélisation mathématique ont été adoptées.

Pour comparaison de l'efficacité de ventilation, trois options d'alimentation en air ont été choisies: selon un angle à 45 ° vertical, 60 ° et 90 °. L'alimentation en air a été réalisée à partir de lignes de distribution d'air standard.

Champs de température et de vitesse obtenus à la suite d'un calcul à différents angles d'alimentation air d'entrée, présenté à la Fig. une.

Après avoir analysé les résultats, l'angle d'alimentation à l'air égal à 90 ° a été sélectionné comme options les plus performantes de la ventilation de l'atelier. Avec cette méthode de classement, aucune vitesse élevée n'est créée dans zone de travail Et il est possible d'atteindre un modèle de température et de vitesse assez uniforme tout au long du volume de l'atelier.

Décision finale

Champs de température et de vitesse en trois des sections transversalesPasser à travers les grilles d'alimentation sont illustrés à la Fig. 2 et 3. La distribution de la température sur la pièce est uniforme. Seulement dans la zone de concentration de fours il y a plus valeurs élevées Températures sous le plafond. Dans la zone droite du coin de la pièce, il y a une zone plus froide. C'est l'endroit où les voitures froides entrent dans la rue.

De la Fig. 3 Il est clairement visible comment les jets horizontaux de l'air fourni sont distribués. Avec cette méthode d'alimentation, le jet d'alimentation a une gamme suffisamment grande. Ainsi, à une distance de 30 m du réseau, le débit est de 0,5 m / s (à la sortie de la vitesse de réseau - 5,5 m / s). Dans le reste de la pièce, la mobilité de l'air est faible, au niveau de 0,3 m / s.

L'air chauffé du four de durcissement dévie le jet de l'air d'alimentation vers le haut (Fig. 4 et 5). La fournaise réchauffe beaucoup l'air autour de lui. La température du sol est plus élevée qu'au milieu de la pièce.

Le champ de température et la ligne de courant dans deux sections de l'atelier chaud sont illustrés à la Fig. 6

conclusions

Calculs rendus autorisés à analyser l'efficacité différentes façons Alimentation en air à l'atelier de fabrication de tubes. On a obtenu que lorsque le jet horizontal a été soumis, l'air de rognage s'applique en outre à la pièce, contribuant à son chauffage plus uniforme. Dans le même temps, il n'y a pas de zones avec trop de mobilité de l'air dans la zone de travail, car elle se produit lorsque l'air de l'alimentation est appliqué à un angle.

L'utilisation de méthodes de modélisation mathématiques dans les tâches de ventilation et de climatisation est une direction très prometteuse qui vous permet de corriger la décision à la phase du projet, empêchant la nécessité de corriger des solutions de conception infructueuses après la mise en service des objets. ●

Daria Denisikhina - Chef du département "modélisation mathématique";
Maria Lukanina - Ingénieur principal "Modélisation mathématique";
Avion mikhail - Directeur exécutif de MM-Technologies

Nous décrivons dans cette section les éléments principaux inclus dans le système de contrôle leur donneront une caractéristique technique et une description mathématique. Laissez-nous ménager plus en détail sur le système de contrôle automatique de la température de l'air d'alimentation traversant le calorifer. Étant donné que le produit principal de la préparation est la température de l'air, puis dans le cadre du projet de graduation peut être négligé par la construction de modèles mathématiques et de modélisation de processus de circulation et de processus d'écoulement d'air. En outre, cette justification mathématique du fonctionnement de SAU PVV peut être négligée à la suite des caractéristiques de l'architecture des locaux - l'afflux d'air externe non préparé dans l'atelier et les entrepôts à travers les machines à sous, les lacunes sont importantes. C'est pourquoi, dans n'importe quel flux d'air, il est presque impossible de l'état de "la famine d'oxygène" parmi les travailleurs de cet atelier.

Ainsi, la construction d'un modèle thermodynamique de distribution d'air dans la pièce, ainsi qu'une description mathématique de la Sau par la consommation d'air négligeant leur inexperthicologie. Laissez-nous ménager plus en détail sur le développement de la température de l'air SAR. En fait, ce système est un système de contrôle automatique de la position de la vanne de l'imprimante, en fonction de la température de l'air d'alimentation. Règlement - loi proportionnelle en équilibrant les valeurs.

Imaginez les principaux éléments inclus dans la Sau, nous présentons leurs caractéristiques techniques pour identifier les caractéristiques de leur gestion. Nous sommes guidés par le choix des outils d'équipement et d'automatisation par des passeports techniques et des calculs d'ingénierie antérieurs de l'ancien système, ainsi que des résultats des expériences et des tests effectués.

Ventilateurs centrifuges de patch et d'échappement

Le ventilateur centrifuge habituel est une roue avec des lames de travail situées dans un boîtier en spirale, lorsque l'air entrant dans l'entrée est tourné à travers l'entrée, entrez les canaux entre les lames et sous l'action de la force centrifuge se déplace le long de ces canaux, est collectée par un boîtier en spirale et est envoyé à sa sortie. Le boîtier sert également à convertir une pression dynamique en statique. Pour améliorer la tête du boîtier, ils ont mis un diffuseur. En figue. 4.1 présente une vue générale d'un ventilateur centrifuge.

La roue centrifuge habituelle est constituée de lames, de disque arrière, de moyeux et de disques avant. La litière ou une concentrateur précise, conçue pour fixer la roue à l'arbre, coller, apportée ou souder sur le disque arrière. Lames éraflées sur le disque. Les bords avant des lames sont généralement attachés à la bague avant.

Les boîtiers en spirale sont effectués à partir d'une feuille d'acier et installés sur des supports indépendants, des fans batterie faible Ils sont attachés aux lits.

Lorsque la roue est tournée, l'air est transmis une partie de l'entrée d'énergie au moteur. Développé par la pression de la roue dépend de la densité d'air, forme géométrique lames et vitesse de district aux extrémités des lames.

Les bords de sortie des lames de ventilateur centrifuge peuvent être pliés en avant, radial et courbé. Jusqu'à récemment, ils ont principalement fait les bords des lames courbées, comme il est permis de réduire dimensions Ventilateurs. Actuellement, il y a souvent des roues de travail avec des lames, repliées, car elle vous permet de lever KP. Ventilateur.

Figure. 4.1.

Lors de l'inspection des fans, il convient de garder à l'esprit que le week-end (au cours de l'air) les bords des lames pour que l'entrée non accueillie doit toujours être pliée dans la direction opposée à la direction de la rotation de la roue.

Les mêmes ventilateurs lors de la modification de la vitesse de rotation peuvent avoir des aliments différents et développer une pression différente, selon ne pas seulement sur les propriétés du ventilateur et la vitesse de rotation, mais également des conduits d'air attachés à ceux-ci.

Les spécifications des fans expriment la relation entre les principaux paramètres de son fonctionnement. Caractéristique complète Le ventilateur à une fréquence constante de rotation de l'arbre (n \u003d const) est exprimé par les dépendances entre l'alimentation q et la pression P, la puissance N et KPD la dépendance P (q), n (q) et t (q ) est généralement construit sur un tableau. Ils prennent le ventilateur. La caractéristique est construite sur la base des tests. En figue. 4.2 montre les caractéristiques aérodynamiques du ventilateur centrifuge du TC-4-76-16, qui est utilisée comme une alimentation à l'objet Introduction

Figure. 4.2.

La performance du ventilateur est de 70 000 m3 / h ou 19,4 m3 / s. Fréquence de rotation de l'arbre de ventilateur - 720 tr / min. ou 75,36 rad / sec., puissance d'entraînement moteur asynchrone Le ventilateur est de 35 kW.

Le ventilateur est inséré en extérieur air atmosphérique en calorifer. À la suite d'un transfert de chaleur aérienne avec eau chaude, transmis à travers les tubes de l'échangeur de chaleur, l'air de passage est chauffé.

Considérez le schéma de réglementation du ventilateur du ventilateur du VC-4-76 N ° 16. En figue. 4.3 est donné diagramme fonctionnel Ventilateur lors du réglage de la vitesse de rotation.

Figure. 4.3.

La fonction de transfert du ventilateur peut être représentée sous forme de coefficient d'amplification, qui est déterminée en fonction des caractéristiques aérodynamiques du ventilateur (Fig. 4.2). Le gain du ventilateur au point de fonctionnement est de 1 819 m3 / s (le minimum possible, installé expérimentalement).

Figure. 4.4.

Expérimental Il a été établi que pour mettre en œuvre les modes nécessaires de l'opération de ventilateur, les valeurs de tension suivantes sont nécessaires pour contrôler le convertisseur de fréquence (tableau 4.1):

Tableau 4.1 Support Modes de ventilation

Dans le même temps, pour augmenter la fiabilité du moteur électrique des ventilateurs en tant que section d'approvisionnement et d'échappement, il n'est pas nécessaire de les définir des modes de fonctionnement avec des performances maximales. Une tâche recherche expérimentale Il s'agissait de trouver de telles contraintes de contrôle, dans lesquelles les normes de taux de change d'air seraient plus précises.

La ventilation d'échappement est représentée par trois ventilateurs centrifuges de marques de VC-4-76-12 (capacité 28000 m3 / h à N \u003d 350 tr / min, la puissance de l'entraînement asynchrone N \u003d 19.5 KW) et VC-4-76-10 (capacité 20 000 m3 / h à N \u003d 270 tr / min, puissance d'entraînement asynchrone N \u003d 12,5 kW). De même, les valeurs des contraintes de contrôle ont été obtenues expérimentalement pour la ventilation d'échappement (tableau 4.2).

Pour empêcher la condition de «la famine d'oxygène» dans les ateliers de travail, nous calculons les normes d'échange d'air avec les modes de ventilateurs sélectionnés. Il doit satisfaire la condition:

Tableau 4.2 Modes de ventilation d'échappement

Dans le calcul de l'air incomplète, venant de l'extérieur, ainsi que l'architecture du bâtiment (murs, chevauchement).

La taille des locaux de ventilation: 150x40x10 m, le volume total de la pièce est une vertu? 60000 m3. La quantité requise d'air d'alimentation est de 66 000 m3 / h (pour le coefficient de 1,1 - le minimum est choisi, car le flux d'air n'est pas extrait de l'extérieur). Évidemment, les modes de fonctionnement sélectionnés ventilateur d'approvisionnement Satisfaire la condition.

L'air étendu total calculera en fonction de la formule suivante

Les modes d'échappement d'urgence sont sélectionnés pour calculer la branche d'échappement. Compte tenu du coefficient de correction 1.1 (puisque le mode d'opération d'urgence est adopté comme le moins possible), l'air étendu sera égal à 67,76 m3 / h. Cette valeur dans le cadre des erreurs admissibles et des réserves précédemment adoptées satisfait la condition (4.2), ce qui signifie que les modes de fonctionnement sélectionnés des ventilateurs vont faire face à la tâche d'assurer la multiplicité de l'échange d'air.

En outre, dans les moteurs électriques du ventilateur, il existe une protection de surchauffe intégrée (thermostat). Avec une augmentation de la température sur le moteur, le contact de relais de thermostat arrêtera le fonctionnement du moteur électrique. Le capteur de chute de pression verrouille l'arrêt du moteur et donnera un signal au panneau de commande. Il est nécessaire de fournir une réaction de SAU PVV à l'arrêt d'urgence des moteurs de ventilateur.

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