CC BY
29
№ 1 - 2 січень - лютий 2011
a(t)
Qi(Q)
Z6HO)exp[(a ■aj)t ]
j=i
(22)
Анализ решения уравнений показывает, что при сжатии пузырька его поверхность будет
полностью заполнена наиболее активным компонентом ®1 ^ 1(ai < а2) . g объёмной фазе уменьшается количество первого компонента и увеличивается содержание второго. Поскольку минимальное значение а соответствует максимальному времени адсорбции, то на поверхности концентрируется компонент с максимальным временем адсорбции (с максимальной поверхностной активностью и длиной углеводородной цепи). В таком состоянии, характерном для статического процесса структурообразования, отрицательное влияние ПАВ на кинетику твердения минимально, поскольку жидкая фаза вяжущего насыщена в основном компонентом с короткой углеводородной цепью. При растяжении поверхности, т.е. при технологических переделах, поверхность пузырька пены обогащается вторым компонентом, обладающим меньшим временем релаксации и большим коэффициентом диффузии. Благодаря этому пена не разрушается при больших скоростях деформации, при наличии одного, более активного.
Выводы. Таким образом, задачи повышения стойкости пены при технологических переделах и уменьшения отрицательного (замедляющего) влияния пенообразователя на кинетику твердения бетона могут быть решены с помощью одного и того же приёма -использования в качестве пенообразователя двух различных поверхностно-активных компонентов.
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Рекитар Я. А., Стебакова И. Я., Ромашко М. Н. Эффективность использования промышленных отходов в строительстве. - М..: Стройиздат, 1975. - 184 с.
2. Горлов Ю. П., Меркин А. П., Устенко А. А. Технология теплоизоляционных материалов: Учебник для вузов. - М.: Стройиздат, 1980. - 399 с.
3. Поверхностные явления и поверхностно-активные вещества: справочник / А. А. Абрамзон, Л. Е. Боброва, Л. П. Зайченко и др. / Под ред. А. А. Абразона и Е. Д. Щукина. - Л.: Химия, 1984. - 392 с.
4. Зотова К. В., Волков М. П., Ежов Ю. В., Меос М. А., Шамрова Н. В., Юдина К. А.
Некоторые вопросы устойчивости двухсторонних пленок пен, полученных различными методами // Силикатные материалы из минерального сырья. - Л.: Наука, 1983. - С. 86 - 92
УДК 621.51.68004.15.00124
МЕТОДИКА РАСЧЕТА СИСТЕМЫ НОРМИРОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ МИКРОКЛИМАТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВТОРИЧНОГО ТЕПЛА
СЖАТОГО ВОЗДУХА
Ю. В. Скрыпников, соискат.
Ключевые слова: микроклимат, вторичное тепло, сжатый воздух, тепловые потери, санитарно-гигиенические параметры.
Анализ предыдущих исследований. Использование вторичных ресурсов (например, вторичного тепла сжатого воздуха) в системах нормирования микроклимата обеспечивает необходимые санитарно-гигиенические параметры энергосберегающих технологий.
Постановка задачи. Разработка энергосберегающих технологий нормирования санитарногигиенических параметров производственных помещений является стратегической задачей систем микроклимата.
Решение задачи. Исходными факторами для расчетов являются климатическая характеристика района промышленного предприятия в виде климатических характеристик района в виде средних продолжительностей температурных интервалов отопительного периода; характеристики отапливаемого здания, включающие удельные теплопотери, объем здания, площадь отапливаемой поверхности пола для панельной системы отопления, внутреннюю температуру помещения в течение отопительного периода для различных систем
77
Вісник ПДАБА
отопления (водяной с традиционными радиаторами, панельного типа либо воздушной системой и утилизации тепла вентиляционных выбросов); вид источника вторичного бросового тепла, в качестве которого рассматривается тепло сжатого воздуха, отводимого в концевом воздухоохладителе компрессорной установки.
На рисунке приведены расчетные схемы для теплового расчета водяной и воздушной систем отопления.
Рис. Расчетные схемы водяной (а) и воздушной системы отопления (б) с использованием тепла сжатия компрессорной установки: 1- концевой охладитель; 2 - регенеративный теплообменник; 3 - компрессор; 4 - доводчик; 5 - дополнительный теплообменник в системе
воздушного отопления
На рисунке приведены следующие обозначения: ґппіо - температура теплоносителя после регенеративного теплообменника, °С; ґпр и ґоб - температура прямой и обратной воды в системе отопления, °С; tm - температура внутри отапливаемого помещения, °С; Qтп - тепловые потери здания, кВт; tнар - температура наружного воздуха, °С; 1гв, 1нр, 1вн - соответственно энтальпия горячего после регенеративного теплообменника, энтальпия наружного воздуха и энтальпия внутри помещения; Z - количество воздуха, подаваемого в помещение, кг/ч; t' - температура воздуха после утилизационного теплообменника, °С; V- объем здания, м3; q - удельные потери здания, Вт/м3К.
Тепловые потери здания вычисляются по формуле:
Qm.r, = ^(^н - Кар ) , (1)
Расчет требуемых температур теплоносителя выполняется следующим образом:
Для систем водяного отопления с использованием в качестве нагревательных приборов радиаторов:
Qрад
Qт.п ’
(2)
где Qрад - тепло, поступающее в помещение от радиаторов;
Qрад = КрКпр (tпр - teu ) ,
(3)
Fnp - поверхность отопительных приборов, установленных в помещении:
Fп Qт.п [кпр (tmax tвн )], м ,
(4)
где Qmn - тепловые потери помещения при расчетной температуре наружного воздуха;
tmax - максимально возможная температура отопительного прибора при расчетной температуре наружного воздуха, оС;
кпр - коэффициент теплопередачи отопительного прибора, кВт/м2К.
78
№ 1 - 2 січень - лютий 2011
Для режимов, отличающихся от расчетного, определяется средняя температура теплоносителя (оС), необходимая для компенсации теплопотерь здания при принятой поверхности F :
ґ пр
t — Qm
ср
(Fnp • Кпр ) + te ,
Расход воды в системе водяного отопления Ов считается неизменным:
Gb - Qpad / At • С , м3/ч,
где At - разница температур между прямой и обратной водой в отопительной, At с - удельная теплоемкость воды.
Для расчетных условий t'np — tcp + с; to6p — tcp - 6 .
(5)
(6)
12 0С;
Для всех остальных режимов, отличающихся от расчетных, значения 1пр и 1обр получить из решения системы уравнений:
2(tnp + to6p ) — tср ,
(tnp + to6p )с — Qm.n /G ,
можно
(7)
(8)
Для панельной системы отопления тепловой баланс следующий:
QnoM — Qm.n , (9)
при этом тепловые потери определяются по формуле (1).
Панельное расположение отопительных приборов обеспечивает наиболее рациональное распределение тепловых потоков в помещении, которое является наиболее экономичным, так как возможно использование теплоносителя с более низкими температурами, чем в обычных радиаторах.
Тепло, поступающее в помещение от панели, рассчитывается как
Qnau — F (R + К) , (10)
где Fn - площадь панели, м2;
R - теплопередача излучением в помещение, кВтч/м2;
R — 4,98
tn + 272 100
tm + 272 100
4
4
(11)
где tn - температура поверхности пола, оС;
к - теплопередача конвекцией, значение которой определяется по формуле:
к — 2,17(tn - tm )121, (12)
Для рассматриваемого диапазона температур экспериментальные расчеты показали, что без большой погрешности R = к, тогда из уравнения (9) и (10) имеем:
Qm.n — 2Fn • R, (13)
откуда
t
n
—100
V
2F
g(te,
tHap ) + (tm + 273)/1004
498
1
4
- 273,
(14)
Средняя температура теплоносителя в трубках панели определяется через температуру на поверхности пола:
toр — tn + (ru • gu) , (15)
где gu - требуемая теплоотдача панели, кВтч/м2;
gu — QnaH/Fn ; (16)
79
Вісник ПДАБА
r - термическое сопротивление отопительной панели пола потоку тепла, направленному
вверх;
r = r, + г
где Г , Гис - сопротивления бетонной плиты и покрытия панели, м2К/кВт.
Для воздушной системы отопления (рис. б) тепловой баланс имеет следующий вид:
Qm.n + Q
в
m.n
Qom.c ’
(17)
(18)
где Qemn - тепловые потери с воздухом, уходящим из помещения:
Ql.n = Ів (Івн - -Iнар ) , кВтч, (19)
Qom с - тепло, получаемое зданием от отопительной системы:
Qom.c = Z(Іг.в - Ін.в ) , кВтЧ, (20)
Энтальпия воздуха при заданной температуре и влажности определяется по известной формуле:
I = t + (2490 + 1,97t)d ■ 10 3, кДж/кг воздуха, (21)
Температура горячего воздуха, подаваемого в помещение, по гигиеническим условиям не должна превышать 45 оС.
Приняв в расчетном режиме tze = 45 оС, можно определить объем воздуха Ve, подаваемого в помещение из (18) - (20);
_ Ve = Z/V = Qm.s /[(Іг.в - Івн )V, м3/ч, (22)
где V - весовой объем воздуха при заданной температуре и влажности,
V = 3,46(273 + tm ) ■ (622 + d)В ■ 103, м3/кг, (23)
где d - абсолютная влажность воздуха (принимается одинаковой снаружи и внутри помещения) d = 622Рн/(В - Рн), г/кг воздуха;
В - атмосферное давление, В = 745 мм рт. ст.;
Рн - парциальное давление водяного пара, Рн = цРм /100 мм рт. ст.;
Рм - давление насыщения при температуре насыщения tM,
Рм = 0,622 + 7,5tH /(238 + tM ), мм рт.ст., (24)
Зная объем воздуха, подаваемого в помещение, и объем отапливаемого помещения, определяем действительную кратность воздухообмена:
Kq = Ve/V, (25)
Для воздушной системы отопления существует возможность рециркуляции воздуха, уходящего из помещения, а также установка утилизационного теплообменника для использования тепла воздуха, уходящего из помещения. Температура воздуха после утилизационного теплообменника определяется следующим образом:
t1 = (tm - tH )0,7 + tHap , (26)
где 0,7 - степень регенерации тепла в аппарате.
Температура воздуха в точке 2 определяется через энтальпию из выражения:
I2 = (ZI1 + Z"IeH)Z, (27)
Z/ = К3-V , (28)
Z// = Z - Z/, (29)
где к3 - задаваемая кратность воздухообмена в помещении.
По значению I2 рассчитывается температура воздуха t2. Температура воздуха после
регенеративного теплообменника и доводчика может быть ограничена сверху до 45оС, что соответствует эффективной работе системы воздушного отопления.
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
80
№ 1 - 2 січень - лютий 2011
1. Скрыпников Ю.В. Определение энергетической эффективности использования тепла сжатого воздуха // Коммунальное хозяйство городов. Науч.-техн. сб. Киев. - 2009. - № 88. -С.141 - 148.
2. Скрыпников Ю. В. Методика расчета системы обеспечения оптимальных температурных параметров, использующих бросовое низкопотенциальное тепло сжатия компрессоров.. //Вісник Придніпр. держ. акад. буд. та архіт. ПДАБА. - 2009. - № 4. - С. 9 - 14.
3. Скрыпников Ю. В., Фоменко В. И. Энергосберегающие установки для обеспечения необходимых санитарных норм в рабочей зоне // Строительство, материаловедение, машиностроение. Сб. науч. труд. Днепропетровск. - 2008. - С. 126 - 129.
81
