1.5. Приборы и методы измерения скорости воздуха

Скорость движения воздушного потока в рабочих помещениях оказывает существенное влияние на тепловое состояние организма человека и условия теплообмена с окружающей средой. Измеряют скорость движения воздуха с помощью анемометров, электрических анемометров и кататермометров.

Анемометр состоит из крыльчатого или чашечного колеса, насаженного на ось счетчика (рис. 1.5). При проходе воздуха колесо вращается, а счетчик отсчитывает скорость по частоте вращения оси. Существуют анемометры с часовыми механизмами, которые позволяют автоматически регистрировать скорость воздуха. Предел измерения чашечных анемометров от 1 до 35 м/с, крыльчатых – от 0,5 до 10 м/с.

Электрический анемометр при работе использует зависимость температуры провода, нагретого постоянным током, от скорости воздуха, которым данный провод обдувается. Температуру нагретой нити воспринимает «горячий» спай термопары, «холодный» спай имеет температуру окружающего воздуха. По величине термо-ЭДС, возникающей в цепи и регистрируемой миливольтметром, определяется скорость движения воздуха.

Рис. 1.5 – Анемометр

Кататермометр – спиртовой термометр с цилиндрическим сосудом для спирта, который применяется при измерении небольших скоростей воздуха (до 0,5 м/с) при его слабой естественной циркуляции в помещении. Работа с прибором заключается в определении охлаждающего эффекта от воздуха. Сначала кататермометр нагревают до 60°С (при этом спирт заполняет верхнее расширение капилляра примерно наполовину), после чего вытирают насухо и вывешивают горизонтально. После этого измеряют время t, за которое температура спадет от 38 до 35°С и определяют величину охлаждения по формуле:

(1.7)

где F – постоянная прибора, определенная при его поверке.

Скорость движения воздуха определяют по формуле:

(1.8)

где Q – разница средней температуры кататермометра (36,5°С) и температуры воздуха в месте измерения ; В = 0,903 и k = 1,994 при υ ≤ 1 м/с; В = 0,366 и k = 0,174 при υ ≥ 1 м/с. Также скорость можно определить по специальной таблице (Приложение Д).

Самостоятельная работа № 1

РАСЧЕТ ОТОПЛЕНИЯ И ТЕПЛОВОЙ ЗАВЕСЫ РАБОЧЕГО ПОМЕЩЕНИЯ

Цель работы: освоить алгоритм расчета механической вентиляции, тепловых завес и отопления рабочих помещений.

Задача 1. Выполнить расчет отопления участка покраски автомобилей, имеющего следующие размеры: длина а = 20 м, ширина b = 18 м высота h = 4 м. Принять среднюю температуру наружного воздуха в период отопительного сезона t_нар = - 5°С.

Решение

Целью данного расчета является определение суммарной площади нагревательных приборов. Требования санитарных норм для температуры в помещениях различных типов в холодный период года приведены в Приложении Ж, по которому находим среднюю допустимую температуру внутри участка покраски

°С.

Определяем площадь участка покраски

м²

и объем воздуха на участке

м³.

Количество теплоты, необходимое для отопления данного помещения находим по формуле:

кДж/ч,

где q_о = 2,08 кДж/час – расход теплоты на отопление 1 м³ помещения.

Количество теплоты, необходимое для вентиляции:

кДж/ч,

где q_в = 1,5 кДж/час– расход теплоты на вентиляцию 1 м³ помещения.

Суммарные затраты на отопление и вентиляцию помещения:

кДж/ч.

Суммарная площадь нагревательных поверхностей на участке:

м²,

где К_П = 40 кДж/(м²·ч·°С) – коэффициент для стальных нагревательных конструкций; t_Т = 100°С – средняя расчетная температура теплоносителя в случае пара низкого давления.

Задача 2. Выполнить расчет тепловой завесы на участке технического обслуживания и текущего ремонта автомобилей, если ворота участка имеют следующие размеры: ширина х = 3 м; высота b = 2,3 м; толщина щели воздуховода δ = 10 см. Температура наружного воздуха t_нар = -17ºС, средняя скорость движения наружного воздуха υ = 2 м/с.