Воздушная завеса – устройство для предотвращения врывания воздуха через открытый проем.
Воздушные завесы устраивают в отапливаемых зданиях для обеспечения требуемой температуры воздуха в рабочей зоне и на постоянных рабочих местах.
В курсовом проекте мы конструируем завесу шиберного типа.
Температура смеси воздуха, поступающего в помещение при работе завесы, принимается для работ средней тяжести 12ºС.
Температура воздуха, подаваемого воздушно – тепловой завесой, принимается не выше 70ºС
Воздушно-тепловая завеса запроектирована с двусторонним выпуском воздуха. Воздушная струя завесы направлена под углом 30º к плоскости проема, оборудованного завесой. Высота воздуховыпуской щели принимается равной высоте открытого проема, то есть в нашем случае на высоте 3 м Завеса компонуется центробежным вентилятором, калорифером, которые устанавливаются на полу. Воздух на завесу забирается на уровне всасывающего патрубка вентилятора.
8.1 Расчет воздушно-тепловой завесы
Определяется расход воздуха, подаваемого завесой по формуле
коэффициент расхода проема при работе завесы, (7, табл.7.2) 
- относительный расход, подаваемого завесой к расходу воздуха, проходящего в помещение, равен 0,6 (7, табл.7.2)
- относительная площадь, равна 20 (7, табл.7.2)
Значениям 
и 
соответствует коэффициент 
0,32
площадь проема(раздвижные ворота), м²,
плотность, кг/м³ смеси воздуха, подаваемого завесой и наружного воздуха. 
принимается равной 12ºС (для категории работ IIa).
разность давления воздуха с двух сторон проема, Па. Для ориентировочных расчетов значение 
можно определить по следующей формуле
|
|
поправочный коэффициент на ветровое давление, учитывающий степень герметичности здания (7, табл.7.3) Для зданий без аэрационных проемов рекомендуемое значение 
тепловое давление(гравитационное), Па.
расчетная высота, от центра проема до нейтральной линии. Для зданий без аэрационных фонарей это значение принимается равным половине высоты проема(ворот).
плотность наружного и соответственно внутреннего воздуха в зимний период, кг/м³.
Определим значение 
.
=4,135 Па
ветровое давление, Па, определяется по формуле
расчетный аэродинамический коэффициент, для наветренной стороны принимается равным 0,8
скорость ветра, м/с, для холодного периода равна 3 м/с
Таким образом
Далее вычислим значение 
:
Расход воздуха, подаваемого завесой равен
22403,63 
Теперь определим температуру, с которой воздух поступает в помещение от тепловой завесы по формуле
отношение теплоты, теряемой с воздухом, уходящей через открытый проем наружу к тепловой мощности завесы, принимается по рисунку 7.3 (а) /7/ и принимается равным 0,07
Таким образом, температура, с которой воздух попадает в помещение от тепловой завесы равна
Определим тепловую мощность калориферов воздушно-тепловой завесы по формуле
-температура воздуха, забираемого для завесы, ºС, на уровне всасывающего отверстия вентилятора. Значение принимается равной 
, а именно 12ºС.
Есть все необходимые данные для вычисления величины 
. Выполним вычисление
|
|
=244610 Вт
Определим скорость воздуха на выходе из щели. Необходимо чтобы выполнялось следующее условие: 
≤ 25м/с
плотность, кг/м³ воздуха подаваемого завесой 
площадь щели, м², определяется по формуле
Все необходимые значения для определения площади щели известны, следовательно…
12,69≤25 м/с
Условие 
≤ 25м/с – выполнено.
Аэродинамический расчет завесы
Расчетная схема воздушной тепловой завесы представлена в Приложении А. Результаты аэродинамического расчета сведены в Таблицу 13. Коэффициенты местных сопротивлений сведены в Таблицу 12.
Таблица 12 – Коэффициенты местных сопротивлений
| Nуч | Сопротивления на участке | ξ | Σξ |
| Отвод 900 (550х600) | 0,43 | 0,88 | |
| Тройник на ответвление | 0,45 | ||
| Lо/Lств=11201,8/22403,6=0,5 | |||
| Fо/Fств=0,33/0,6=0,55 | |||
| 2 отвода 900(750х800) | 0,59*2 | 1,18 |
Таблица 13 – Аэродинамический расчет воздушной тепловой завесы
| завеса | |||||||||||||
| Nуч | Lз1, м3/ч | l, м | v, м/c | ахв,мм | F,м2 | dэ,мм | R,Па/м | Rl,Па | Рд,Па | Σξ | Z,Па | ΣР | Σ |
| 6,5 | 9,4 | 550х600 | 0,33 | 0,57 | 1,4 | 9,1 | 48,455 | 0,88 | 42,6405 | 51,74 | 51,74 | ||
| 10,4 | 750х800 | 0,6 | 0,77 | 1,6 | 11,25 | 58,947 | 1,18 | 69,5577 | 80,81 | 132,55 |
8.2 Расчет воздуховода равномерной раздачи
Полное давление, создаваемое вентилятором, складывается из динамического и статического давлений. Если в стенке выполнить отверстие то статическое давление преобразуется в динамическое.
Следовательно, для того чтобы добиться постоянной скорости на выходе из отверстия по всей длине воздуховода необходимо, чтобы статическое давление было постоянным.
Т.к. полное давление равно сумме статического и динамического давлений и полное давление уменьшается по длине воздуховода за счет трения, то изменение динамического давления должно соответствовать потерям давления на трение. Тогда для плавного снижения динамического давления выполняют конусообразный воздуховод.
|
|
Начальное сечение такого воздуховода определяется по начальной скорости.
Потери давления в таких воздуховодах складываются
∆Р= 
-скорость на выходе из отверстия
μ-коэффициент расхода, равен 0,7.
Теперь найдем полное давление
∆Р= 
8.2 Расчет воздуховода равномерной раздачи
Полное давление, создаваемое вентилятором, складывается из динамического и статического давлений. Если в стенке выполнить отверстие то статическое давление преобразуется в динамическое.
Следовательно, для того чтобы добиться постоянной скорости на выходе из отверстия по всей длине воздуховода необходимо, чтобы статическое давление было постоянным.
Т.к. полное давление равно сумме статического и динамического давлений и полное давление уменьшается по длине воздуховода за счет трения, то изменение динамического давления должно соответствовать потерям давления на трение. Тогда для плавного снижения динамического давления выполняют конусообразный воздуховод.
Начальное сечение такого воздуховода определяется по начальной скорости.
Потери давления в таких воздуховодах складываются
∆Р= 
Принимается 1 калорифер КСк4-11-02АХЛЗ fв= 1,66 м2 (7,табл.II.1)
Тогда действительная массовая скорость:
vρд=22403,63/(1,66*1*3600) = 3,75 кг/(м2*оС).
Расход воды через калориферы определяется по формуле
Gвод= 
Gводы=244610/(4,187*106*(130-70)*1)=0,000835 м3/с
где
n=1
Скорость воды в трубках калорифера определяется по формуле
w= 
w = 0,000835/0,002576=0,32 м/с,
где fтруб =0,002576 м2 (7,табл.II.1)
Коэффициент теплопередачи калорифера (7,табл.II.7)составляет к=40,68 Вт/(м2*оС).
Необходимая площадь поверхности нагрева определяется:
F 
Fу’=244610/(40,68*(100-(50,8-37)/2))= 64,6 м2
Тогда общее число устанавливаемых калориферов
n’= Fу’/Fк=64,6/83,12 = 0,77 – принимаем один калорифер.
где Fк=83,12 м2 - площадь поверхности нагрева калорифера (7,табл. II.1).
Действительная площадь нагрева Fу=83,12 м2
Невязка составляет:
{(83,12*40,68*(100-(50,8-37)/2)-244610)/244610}*100%=28%>20%
Данная величина невязки не удовлетворяет условиям.
Аэродинамическое сопротивление калорифера ∆Р=70,07Па
8.4 Подбор вентилятора для завесы
Вентилятор подбирается по его производительности с запасом 20%, т.е.
Lз расч= 20553,8 м3/ч. И по давлению, которое определяется как:
Рп=132+70,0+301,6=234 Па
Для данных значений подобран вентилятор ВР-80-75-10. Характеристика вентилятора представлена в таблице графической части.