CC BY
33. Лапшина Е. Г. Концепция архитектурного пространства городов: динамическая составляющая / Е. Г. Лапшина // Региональная архитектура и строительство. - 2022. - № 4 (53). - С. 170-175.
4. Каракова Т. В. Художественная перфорация как инструмент формообразвания архитектуры общественного здания в контексте эмерджентности системы / Т. В. Каракова, А. В. Данилова // Региональная архитектура и строительство. - 2021. - № 1 (46). - С. 211-219.
5. Раздрогина С. А. Влияние архитектуры на эмоциональное состояние человека / С. А. Раздрогина // Инженерно-строительный вестник Прикаспия. - 2022. - № 2 (40). - С. 48-52. - DOI 10.52684/2312-3702-2022-40-2-48-52.
6. Гойкалов А. Н. Разработка метода оценки качества архитектурно-исторической среды / А. Н. Гойкалов, Т. В. Макарова, А. Ю. Семенихина // Инженерно-строительный вестник Прикаспия. - 2022. - № 1 (39). - С. 73-79. -DOI 10.52684/2312-3702-2022-39-1-73-79.
7. Макаревич Е. А. Объект истории архитектуры и культурного наследия: часовня Николая Чудотворца в Мелойгубе (Республика Карелия) / Е. А. Макаревич, Л. Ф. Селютина // Региональная архитектура и строительство. - 2022. - № 2 (51). - С. 175-183. - DOI 10.54734/20722958_2022_2_175.
8. Ли Н. Г. Проблемы педагогических кадров в художественном образовании / Н. Г. Ли // Региональная архитектура и строительство. - 2011. - № 1. - С. 185-189.
9. Шеин А. И. Опыт обследования зданий и сооружений / А. И. Шеин, С. В. Бакушев, В. В. Зернов, М. Б. Зайцев // Моделирование и механика конструкций. - 2017. - № 5. - С. 16.
10. Гарькин И. Н., Саденко Д. С. Деформативно-прочностные свойства монолитных железобетонных перекрытий / И. Н. Гарькин, Д. С. Саденко // Региональная архитектура и строительство. - 2020. - № 1 (42). - С. 126-129.
11. Гарькин И. Н. Теоретические исследования составных неразрезных подкрановых балок / И. Н. Гарькин // Региональная архитектура и строительство. - 2018. - № 2 (35). - С. 100-104.
12. Абрашитов В. С. Определение категорий технического состояния строительных конструкций зданий и сооружений / В. С. Абрашитов, А. Н. Жуков, А. В. Устинова // Региональная архитектура и строительство. - 2016. -№ 4 (29). - С. 67-70.
13. Кузин Н. Я. Оценка внешних факторов на несущую способность конструкций гражданских зданий / Н. Я. Кузин, С. Г. Багдоев // Региональная архитектура и строительство. - 2012. - № 2. - С. 79-82.
14. Гарькин И. Н. Подкрановые конструкции на предприятиях Пензенской области: состояние, перспективы / И. Н. Гарькин // Инженерно-строительный вестник Прикаспия. - 2017. - № 3 (21). - С. 20-24.
15. Шеин А. И. Практическая оптимизация фиброармированных балок / А. И. Шеин, Я. А. Азимова // Региональная архитектура и строительство. - 2022. - № 1 (50). - С. 51-57.
© Р. Ф. Мирхасанов, Л. С. Сабитов, И. Н. Гарькин
Ссылка для цитирования:
Мирхасанов Р. Ф., Сабитов Л. С., Гарькин И. Н. Использование металлического каркаса как преобладание формы над содержанием в объемно -пространственной композиции // Инженерно-строительный вестник Прикаспия : научно-технический журнал / Астраханский государственный архитектурно-строительный университет. Астрахань : ГАОУ АО ВО «АГАСУ», 2023. №1 (43). С. 61-65.
УДК 697.9
DOI 10.5 2684/2312-3702-2023-43-1-65-72
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ СИСТЕМ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ПОМЕЩЕНИЙ С ИСКУССТВЕННЫМ ЛЬДОМ
С. В. Чуйкин
Чуйкин Сергей Владимирович, кандидат технических наук, доцент кафедры строительной механики, Воронежский государственный технический университет, г. Воронеж, Российская Федерация, тел.: +7 (473) 271-52-30; e-mail: [email protected]
Наличие обширной охлаждающей поверхности в помещениях крытых катков и ледовых арен значительно влияет на тепломассообменные процессы при подготовке и распределении воздуха в обслуживаемой зоне. Для предотвращения образования тумана, выпадения конденсата и размягчения льда конвективная составляющая теплообмена должна расходоваться на охлаждение воздуха зоны ледового поля до нормируемых значений. Таким образом, от точности расчета упомянутых параметров микроклимата зависит не только комфорт находящихся на поле людей, но и качественные характеристики льда. Для повышения точности расчета была предложена скорректированная методика графоаналитического определения параметров влажного воздуха зоны ледового поля, отличающаяся от существующих применением уточненных зависимостей температурного градиента от высоты помещения и влагопоступления к воздуху при его взаимодействии с поверхностью льда. Предлагаемые изменения основываются на данных численного моделирования и теории тройной аналогии тепломассооб-менных процессов.
Ключевые слова: вентиляция, кондиционирование, Id-диаграмма, процессы обработки воздуха, помещения с искусственным льдом.
IMPROVEMENT OF THE METHODOLOGY FOR CALCULATING THE PARAMETERS OF HUMID AIR IN THE DESIGN OF AIR CONDITIONING SYSTEMS FOR ROOMS WITH ARTIFICIAL ICE
S. V. Chuykin
Chuykin Sergey Vladimirovich, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Construction Mechanics, Voronezh State Technical University, Voronezh, Russian Federation, phone: +7 (473) 271-52-30; e-mail: [email protected]
The presence of an extensive cooling surface in indoor skating rinks and ice arenas significantly affects the heat and mass transfer processes during the preparation and distribution of air in the serviced area. In order to prevent the formation of fog, condensation and softening of ice, the convective component of heat exchange should be spent on cooling the air of the ice field zone to normalized values, Thus, not only the comfort of people on the field, but also the qualitative characteristics of ice depend on the accuracy of the calculation of the mentioned microclimate parameters. To improve the accuracy of the calculation, an adjusted method of graphoanalytic determination of the parameters of the moist air of the ice field zone was proposed, which differs from the existing ones by using refined dependences of the temperature gradient on the height of the room and moisture access to the air when it interacts with the ice surface. The proposed changes are based on numerical modeling data and the theory of triple analogy of heat and mass transfer processes.
Keywords: ventilation, air conditioning, Id-diagram, air treatment processes, rooms with artificial ice.
Введение
Объектом исследования данной научной статьи являются системы кондиционирования воздуха помещений с искусственным льдом. В зависимости от вида проводимых мероприятий данные помещения могут иметь различные архитектурно-строительные и планировочные решения, влияющие на подход к проектированию систем кондиционирования. Их главной особенностью является наличие обширной холодной поверхности из искусственного льда. Данный фактор значительно влияет на тепломассообменные процессы при омыва-нии воздухом поверхностей, а следовательно, и на технологические процессы при его подготовке и распределении системами приточно-вытяжной вентиляции. Наиболее ответственной зоной, с точки зрения значимости поддержания параметров микроклимата в нормируемых интервалах, является объем, находящийся непосредственно над поверхностью ледового поля. Это связано с тем, что при несоблюдении требований предъявляемым к температуре, влажности и подвижности воздуха в данной зоне, может наблюдаться размягчение льда, выпадение конденсата и тумана, обусловленное повышенной ассимиляцией влаги при контакте воздуха с поверхностью льда, что подробно рассматривалось в работах [1-9].
В последние годы для исследований формирования тепло-влажностного и воздушного режимов помещений с искусственным льдом наибольшее распространение получила методика, приведенная в работах О. Я. Кокорина [4, 5, 11-12], согласно которой системы кондиционирования воздуха проектируются исходя из условия поддержания рекомендуемой температуры, влажности и подвижности воздуха в обслуживаемых зонах, а тепловой режим обуславливается, прежде всего, тепловыми притоками к поверхности льда [13, 14]. Для предотвращения образования тумана, выпадения конденсата и размягчения льда конвективная составляющая теплообмена, определяемая по известному уравнению Ньютона - Рихмана, должна расходоваться на охлаждение воздуха зоны ледового поля до нормируемых значений, которые зависят от вида проводимых мероприятий.
Таким образом, от точности расчета упомянутых параметров микроклимата зависит не только комфорт находящихся на ледовом поле людей, но и качественные характеристики льда. Из выше сказанного можно сделать вывод о возрастании актуальности совершенствования существующих методик расчета параметров влажного воздуха помещений с искусственным льдом, с целью повышения точности расчета при проектировании систем кондиционирования для поддержания поверхности льда в надлежащем состоянии с минимальными энергозатратами. Для достижения поставленной цели, необходимо: осуществить анализ существующих схем и методик расчета систем вентиляции и кондиционирования воздуха рассматриваемых помещений; выявить основные недостатки, влияющие на точность получаемых результатов и предложить возможные пути их устранения; разработать усовершенствованный алгоритма методики расчета параметров воздуха зоны ледового поля. В работах [4, 5] отмечается, что избежать отрицательного влияния конвективного теплообмена на лед можно регулированием температуры и влажности приточного воздуха, которые не должны превышать критических значений. В настоящее время, одним из наиболее распространенных методов расчета данных параметров, является графоаналитический метод с использованием Ш-диаграммы [4-5, 13-14, 20-21]. Совершенствованию данного метода, для рассматриваемого объекта, и будет посвящена данная работа.
Методы
Из-за архитектурно-строительных и технологических особенностей крытых ледовых арен и катков, подача приточного воздуха может осуществляться только из верхней зоны в направлении ледового поля. Определяющим фактором при расчете его количества является влияние гравитационных сил, способствующих всплыва-
нию приточных струй при их приближении к поверхности льда с отрицательной температурой. Объема воздуха, полученного в результате расчета по тепло- и влагоизбыткам может быть недостаточно для преодоления упомянутых сил, по этой причине расход воздуха определяется из условия полного заполнения приточными струями обслуживаемой площадки, следовательно данная величина является одной из задаваемых в графоаналитическом методе для рассматриваемого случая. Кроме того, исходными данными являются параметры наружного воздуха и воздуха в обслуживаемой зоне. После расчета требуемого расхода подаваемого воздуха по известной формуле определяется его температура [4, 5, 13]:
.кон - Ят .люд ) о/'
¡п = ¡ел
°с,
(1)
^п ' рп ' Ср
где 1п - объемный расход приточного воздуха, м3/ч;
рп - плотность приточного воздуха, кг/м3; Ср -теплоемкость приточного воздуха,
кДж/(кг-град); Qт.кон - конвективный приток теплоты от воздуха к поверхности льда, Вт; Qт.люд - теплопритоки от людей на льду и в прилегающих зонах, Вт.
Приток теплоты от людей зависит только от их количества, типа физической нагрузки (работы) и определяется по известной формуле, таким образом, главным фактором при расчете будет являться конвективная составляющая, определяемая по уравнению Ньютона - Рихмана, принимающему вид [4, 5, 13]:
Яткон = РЯ 'акон ■ (С - <Я ), (3)
где Рл - площадь ледового поля, м2; акон - коэффициент теплоотдачи ледовой поверхности, Вт/(м2-град); л - температура воздуха в зоне ледового поля, °С; и - температура поверхности льда, °С.
Температуры льда и воздуха у его поверхности являются нормируемыми параметрами, следовательно, приток теплоты будет определяться величиной коэффициента теплоотдачи, которая в значительной степени обуславливается режимом омывания поверхности воздухом, зависящим от схемы воздухораспределения. Более подробно, применяемые на данный момент схемы распределения воздуха зоны ледового поля рассматривались в работах [1, 2, 6, 13, 14, 15 и др.] и приведены на рисунке 1.
Рис. 1. Основные схемы распределения воздуха в помещениях с искусственным льдом: 1 - воздухозаборные устройства зоны ледового поля; 2 - вытяжные устройства, расположенные над поверхностью льда; 3 - воздухозаборные устройства зоны зрительских трибун; 4 - ограждающие борта; 5 - ледовое поле; 6 - приточные воздухораспределители зоны ледового поля; 7 - магистральные вытяжные воздуховоды; 8 - приточные воздухораспределители системы вентиляции; 9 - приточные воздуховоды системы вентиляции
Наибольшее распространение получили схемы «сверху-вверх», «сверху-вниз» и смешанная схема [5, 13, 14], с забором, как из верхней, так и из нижней зон. Для каждого способа, руководствуясь снижением энергозатрат, предусматривается рециркуляция воздуха. При расчете конвективной составляющей коэффициент теплоотдачи рекомендуется определять по эмпирическим формулам. Одной из таковых, учитывающей температурный напор между воздухом и поверхностью льда, является зависимость:
а = 1,31 • (4)
кон ~ у ел л ^
Недостатком данной зависимости является отсутствие учета подвижности воздуха на интенсивность конвективного теплообмена, что не совсем правильно. Этого можно избежать использую формулу:
а = 3,41 + 3,55 • V , (5)
кон 55 л ' V. J
где ул - скорость воздуха у поверхности ледового поля, м/с. Однако в этом случае не учитывается температурный напор из формулы (4).
Приведенные формулы характерны для естественной конвекции. Для вынужденной конвекции (при проектировании открытых катков), коэффициент теплоотдачи определяется по формуле [18]:
акон = 0,037 (Яв / v0,8 Я0,8/^ , (6)
где Ав - коэффициент теплопроводности воздуха, Вт/(м-2С); Vв - кинематический коэффициент вязкости воздуха, м2/с; Wв - среднемесячная скорость ветра в расчетный период, м/с; 1 - линейный размер поля в направлении движения ветра, м.
На рисунке 2 приводятся возможные значения зависимости коэффициентов теплоотдачи от разности температур между
поверхностью ледового поля и воздухом над ней при проведении хоккейных матчей.
ОшвДФЛрад)
5
OL2
OtJ
аз
7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 А1, °С
Рис. 2. Величина температурного напора на коэффициент теплоотдачи: ал, а2 и аз - коэффициенты теплоотдачи вычислены по формулам (4), (5) и (6) соответственно
Как видно из рисунка 2, величины аКон, значительно отличаются, и при выборе конкретной расчетной формулы руководствуются значимостью определяющего параметра в зависимости от вида проводимых мероприятий. На первом этапе построения процессов изменения состояния воздуха на Id-диаграмме наносятся точки, соответствующие параметрам наружного Н и внутреннего Вл воздуха (рис. 3). Далее, рассчитав по формуле (1) требуемую температуру приточного воздуха на пересечении лучей, соответствующих йвл = const и tn = const находят точку П. На следующем этапе графоаналитического расчета определяют положение точки О, расположенной на пересечении лучей dn = const и кривой относительной влажности соответствующей ф = 90 %.
Рис. 3. Id-диаграмма состояния воздуха в холодный период хода для: I - схемы «сверху-вверх»; II - схемы «сверху-вниз»; III - смешанной схемы
Далее, на Ш-диаграмму наносится точка У, характеризующаяся параметрами удаляемого воздуха, которые зависят от места установки воздухозаборных устройств. Так, при удалении воздуха из обслуживаемой зоны, точки У и Вл совпадают, при удалении из верхней зоны, принято считать, что температура в верхней зоне увеличивается на 3...4,5 °С, из-за эжектирования части теплого воздуха у перекрытия и его нагрева системами искусственного освещения [4, 5]. Однако зависимостей изменения температуры от высоты не приводится. Вследствие особенностей тепломассообменных процессов рассматриваемого объекта, существующие формулы для определения температуры удаляемого воздуха через градиент температур не могут в полной мере отразить закон ее изменения по высоте, поскольку получены на основе исследований объектов других типов.
Поскольку, для всех схем систем кондиционирования ледового поля свойственно наличие рециркуляции, далее необходимо определить точку С, которая характеризуется параметрами смеси приточного и рециркуляционного воздуха. Каждому состоянию смеси соответствует определенное отношение п расходов смешиваемых
потоков воздуха с различными параметрами. Расчетная зависимость для определения энтальпии смеси имеет вид:
Т вл + п1н
'с1 '
1 + n
(7)
где 1н — энтальпия наружного воздуха, кДж/кг; 1н — энтальпия рециркуляционного воздуха, кДж/кг; n = Lh / Ьвл — соотношение расходов наружного и рециркуляционного воздуха соответственно.
Точка С строится на пересечении луча, соответствующего Ic = const и отрезка У-Н. Отрезок, соединяющий полученную точку С и точку О соответствует осушению смеси рециркуляционного и наружного воздуха в камере охлаждения. Величины затрачиваемой энергии на подогрев и охлаждение воздуха определяются по формулам:
Qx = L ■Рп ■ (ti - О/3600 ; (8)
Qt = Ln •p •(tn -i2)/3600,
(9)
где Qх - затраты холода при обработке воздуха, Вт; Ь - температура охлаждаемого воздуха после смесительной камеры, °С; Ъ - температура воздуха в точке О, °С; Qm - затраты теплоты при обработке воздуха, Вт; t2 - температура воздуха перед калорифером, °С (рис. 3).
Анализ приведенной методики показывает, что в настоящее время учет ассимиляции приточным воздухом влаги из воздуха зоны ледового поля предлагается ограничить добавлением поправки к влагосодержанию, величина которой составляет 1 г/кг, что носит весьма приближенных характер. Как отмечалось ранее, приток всегда подается из верхней зоны в направлении поверхности льда с высокой скоростью, в результате приточная струя неизбежно будет эжектировать воздух обслуживаемой зоны, имеющий отличные параметры. В существующих методиках не учитывается изменение температуры удаляемого воздуха в зависимости от высоты помещения. Перечисленные недостатки отрицательно сказываются на точности графоаналитического расчета.
Для учета перепада температур воздуха в зависимости от высоты расположения устройств для его удаления в системах с рециркуляцией принято пользоваться известной зависимостью:
II = I. + gradt (И - 2), (11)
где И - высота помещения, м; дrad £ - градиент температуры выше обслуживаемой зоны, определяется по справочной литературе, °С/м.
В научно-технической литературе не указывается к какой категории по удельным избыткам явной теплоты относятся рассматриваемые объекты, что затрудняет расчет градиента температуры, так же отсутствует достаточный объем натурных исследований полей
температуры воздуха над ледовым полем. В этой связи, целесообразно использовать данные численного моделирования. На рисунке 4 представлены графики изменения температур удаляемого воздуха, отнесенные к их минимальному значению (что наблюдается в рабочей зоне на высоте 1,5-2 м) в зависимости от высоты помещения. Точками обозначены результаты моделирования, примеры которого приводятся в источниках [1, 15, 19], а кривая является степенной линией тренда с достоверностью аппроксимации 0,986. Прямые с обозначениями 0,2...0,6 построены по уравнению (11) с соответствующими значениями температурного градиента. Из графиков видно, что диапазон изменения величины температурного градиента для крытых помещений с искусственным льдом лежит в пределах от 0,2 до 0,5 °С/м. Величины ниже 0,2 могут наблюдаться только на высоте расположения воздухо-забора более 30 метров, что в современных проектных решениях не встречается. Значение температурного градиента более 0,5 допустимо принимать только в случае расположения воздухоза-бора на высоте от 2 до 6 метров, что так же маловероятно, поскольку минимальная высота крытых катков и ледовых арен должна быть более 6 м. Точки пересечения линии тренда с прямыми показывают числовые значения температурных градиентов по высоте над ледовым полем, они могут применяться при графоаналитическом расчете параметров удаляемого воздуха из верхней зоны.
30
26
22
18
14
10
У = 1,9 'К10-60.
986 /
У у!
/
0.2 ✓ ' У 0 3
/ / о ' 0
----0,6
/
Рис. 4. Графики изменения относительной температуры воздуха на поверхностью льда в зависимости от высоты: И - высота помещения, м; т - минимальная температура в рабочей зоне (принимается равной температуре на высоте 2 м
от поверхности льда), °С; £ - температура на высоте И, °С; — линия тренда данных численного моделирования; о - данные численного моделирования температуры воздуха зоны ледового поля [1, 15,19]; К2 - достоверность аппроксимации;
У = /(х) - уравнение степенной линии тренда; 0,2...0,6 - справочное значение градиента температуры в формуле (11)
Для учета влияния ассимиляции избытков влаги на процесс изменения параметров воздуха в обслуживаемой зоне необходимо знать количество влаговыделений от людей, находящихся на поле и объем испаряющейся воды с поверхности льда. Первая величина определяемую по формуле: Ч = п•Шл/Ьп -рп, (12)
где - влаговыделение от человека, совершающего тяжелую работы, г/(чел-ч); п - число людей на ледовом поле, чел.
Наибольшие трудности возникают при расчете второй составляющей, влагопоступления от испаряющейся жидкости на поверхности льда. которую в инженерной практике принято определять по формуле: Кл =Р-( Рпов -Р. )• Рж, (13)
где в - коэффициент влагообмена или массоот-дачи, отнесенный к разности парциальных
давлений, кг/(ч-м2-Па); рпов — парциальное давление воздуха соответствующее полному насыщению при температуре жидкости, Па; рв — парциальное давление воздуха в обслуживаемой зоне, Па.
Соотношение (13) аналогично закону Ньютона — Рихмана, следовательно процессы конвективного тепло- и массообмена описывается аналогичными дифференциальными уравнениями, и, согласно тройной аналогии, можно определить количественную связь между коэффициентами тепло- и массоотдачи. Согласно [17], при обтекании плоской пластины воздушной смесью, допустимо с достаточной точность считать, что коэффициенты тепло- и массообмена связаны между собой соотношением:
р = а^оп1сР , (14)
где Ср — теплоемкость влажного воздуха, Дж/(кг-К).
Таким образом, зная величину коэффициента массообмена, можно по уравнению (13) найти объем влагопоступления к воздуху над ледовым полем, а поправка примет вид:
М = акон ( Рпов -Рв )F/cp -4 • Рп . (15)
Результаты
С учетом вышеизложенного описанная методика расчета параметров влажного воздуха зоны ледового поля может быть скорректирована и сводиться к следующей последовательности:
1) нанесение точек Н и Вл по исходным данным для наружного воздуха и воздуха в рабочей зоне (рис. 5);
2) на пересечении линии tn = const и dвл = const строится точка П. Температура приточного воздуха при этом определяемой по формуле (1);
3) точка У строится на пересечении прямых ty = const и dy = const. Температура удаляемого воздуха определяется формуле (11) с учетом графиков, приведенных на рисунке 4. Зависимость для определения влагосодержания удаляемого воздуха с учетом упомянутых поправок примет вид:
n-W„ + акон (рпов - pe) FI ср .
d = d + + = d_ + -
L -Рп
-; (16)
4) далее необходимо найти положение точки С, которая будет характеризовать параметры смеси наружного и рециркуляционного воздуха. Для этого соединяются точки Н и У (если рециркуляционный воздух отбирается из рабочей зоны, то точка У совпадает с точкой Вл), причем определяющее значение на данном этапе имеет отношение объемов наружного и рециркуляционного воздуха. В этой связи, при выборе данного отношения необходимо руководствоваться условием максимального приближения точки С к точке О, получаемой на пересечении прямой tn = const и кривой ф = 90 %. Это будет способствовать уменьшению затрат на осушение воздуха в камере охлаждения, в случае двухступенчатого смешения по смешанной схеме (рис. 1) осушение воздуха может не потребоваться. На рисунке 5 показывается сравнение существующей и скорректированной методик построения процессов изменения параметров воздуха при проектировании систем кондиционировании зоны ледового поля. В качестве исходных данных были приняты климатические особенности характерные для г. Воронеж, и тип проводимого мероприятия — игра в хоккей с шайбой.
Рис. 5. Сравнение М-диаграмм состояния воздуха в холодный период хода при двухступенчатом смешении: I — существующая методика; II — скорректированная методика
Анализ результатов графоаналитического расчета, представленных в таблице, показывает,
что применение уточненных зависимостей для определения температуры и влагосодержания
удаляемого из зоны ледового поля воздуха позволяет сократить энергозатраты на его подогрев в калорифере, что отражает разница температур Ato (рис. 5), которая будет возрастать при увеличении объема рециркуляционного воздуха
из верхней зоны. Таким образом, максимальный эффект от увеличения точности расчета будет наблюдаться для схемы воздухораспределения с забором всего объема рециркуляционного воздуха из верхней зоны.
Таблица
Параметры воздуха в расчетных точках Ш-диаграммы для смешанной ^ схемы воздухообмена
Точка
t, ее
р, кг/м3
d, г/кг
I, кДж/кг
Ф, %
tn, °е
Рв, кПа
ДЛЯ существующей методики
-26,0
1,43
0,30
-25,6
85
-27,6
0,044
П
13,4
1,23
2,65
20,2
28
-4,2
0,429
ВЛГУ1)
6,0
1,27
2,65
12,7
46
-4,2
0,430
У2
10,5
1,25
3,65
19,5
47
-0,4
0,573
0,7
1,29
2,20
6,1
55
-6,4
0,350
C''
3,5
1,28
2,70
9,8
58
-4,0
0,407
ДЛЯ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЙ МЕТОДИКИ
-26,0
1,43
0,30
-25,6
85
-27,6
0,044
13,4
1,23
2,65
20,2
28
-4,2
0,429
ВЛ(У1)
6,0
1,27
2,65
12,7
46
-4,2
0,430
У2
9,5
1,25
3,10
17,4
42
-2,4
0,503
-1,1
1,29
2,13
4,2
62
-6,7
0,346
C''
4,0
1,28
2,65
10,4
52
-4,2
0,429
Н
Н
П
Выводы
Предложенная усовершенствованная методика графоаналитиеского расчета параметров влажного воздуха зоны ледового поля позволяет повысить точность расчета температуры и влагосодержания удаляемого из верхней зоны воздуха, что способствует сокращению избыточных энергетических затрат на его подогрев и осушение в центральном кондиционере. Отличительной особенностью методики является применение
тройной аналогии при рассмотрении тепломасссо-обменных процессов конвективного теплообмена вентиляционных потоков с ледовым полем. На основании анализа имеющихся данных численного моделирования распределения температуры в общем объеме обслуживаемой зоны ледового поля, приводится скорректированный диапазон величины градиента температуры по высоте рассматриваемого помещения.
Список литературы
1. Анисимов С. М. Решение задачи турбулентного переноса импульса, тепла, примеси в объеме «чаши» ледовой арены / С. М. Анисимов, Д. М. Денисихина, В. И. Полушкин // Вестник гражданских инженеров. - 2012. - № 5. -С. 149-155.
2. Вишневский Е. П. Вентиляция и качество воздуха в крытых ледовых аренах / Е.П. Вишневский // С.О.К. - 2008. - № 10. -C. 34-39.
3. Денисихина Д. М. Исследование различных схем воздухораспределения ледовых арен / Д. М. Денисихина // Известия высших учебных заведений. Строительство. - 2015. - № 5. - С. 38-48.
4. Yang C. Ventilation and Air Quality in Indoor Ice Skating Arenas / C. Yang, P. Demokritou, Q. Chen, J. Spengler // ASHRAE Transactions. - 2000. - Vol. 106. - Pp. 4405-4414.
5. Кокорин О. Я. Инженерные системы помещений с искусственным льдом и снегом / О. Я. Кокорин. - Москва : КУРС, 2022. - 240 с.
6. Кокорин О. Я. Современные системы кондиционирования воздуха / О. Я. Кокорин. - Москва : Физ.-мат. лит., 2003. -272 с.
7. Старкова Л. Г. Анализ схем вентиляции крытого катка с помощью числовой модели воздушных потоков / Л. Г. Старкова, Е. Ю. Анисимова, Н. Г. Сорокина, С. Л. Дегтярь // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Строительство и архитектура. - 2021. - № 3. - С. 42-50.
8. Гончарова Г. Ю. Современные технологии создания ледового покрытия для различных видов спорта, или ледовая гомеопатия / Г. Ю. Гончарова // Холодильная техника. - 2007. - № 7. - С. 12-17.
9. Русаков С. В. К расчету тепловых и влажностных нагрузок ледовых катков нагрузка от радиационного переноса теплоты / С. В. Русаков // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия: Холодильная техника и кондиционирование. - 2014. -№ 1. - С. 10.
10. Русаков С. В. Оценка влияния влажности воздуха на качество микроклимата в зале ледового катка и на состояние ледовой поверхности / С. В. Русаков // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия: Холодильная техника и кондиционирование. - 2015. - № 2. - С. 92-101.
11. Назаров Ю. П. Анализ проектов конструкций центрального стадиона и большой ледовой арены для хоккея с шайбой в Сочи / Ю. П. Назаров // Промышленное и гражданское строительство. - 2009. - № 10. - С. 4-6.
12. Кокорин О. Я. Снижение энергопотребления в системах кондиционирования воздуха для помещений с искусственными ледовыми полями / О. Я. Кокорин, Н. В. Товарас // Холодильная техника. - 2012. - № 12. - С. 12-15.
13. Кокорин О. Я. Энергосберегающие системы кондиционирования воздуха зоны ледового поля помещений искусственных катков / О. Я. Кокорин, Н. В. Товарас, А. П. Иньков // Холодильная техника. - 2009. - № 4. - С. 4-7.
14. Melkumov V. N. Organization of air distribution of covered multipurpose ice rinks / V. N. Melkumov, S. V. Chuykin // Scientific Herald of the Voronezh State University of Architecture and Civil Engineering. Construction and Architecture. - 2013. -№ 3. - Pp. 17-28.
15. Melkumov V. N. A scheme and method of calculation for ventilation and air conditioning systems of ice arenas / V. N. Melkumov, S. V. Chuykin // Journal of Technology. - 2017. - Vol. 32, - Pp. 139-146.
16. Пухкал В. А. Воздухораспределение в помещениях ледовых площадок со зрителями / В. А. Пухкал, Д. А. Юстус // Строительство уникальных зданий и сооружений. - 2015. - № 12. - С. 7-31.
17. Русаков С. В. К выбору схемы распределения воздуха от систем вентиляции и кондиционирования в зале малого крытого ледового катка / С. В. Русаков // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия Холодильная техника и кондиционирование. - № 2/3. - 2017. - С. 26-33.
18. Цветков Ф. Ф. Тепломассообмен / Ф. Ф. Цветков. - Москва : МЭИ, 2005. - 550 с.
19. Chuykin S. V. Determination of the heat return coefficient of the ice surface for the mixed air distribution scheme / S. V. Chuykin, S. S. Glazkov // Scientific Herald of the Voronezh State University of Architecture and Civil Engineering. Construction and Architecture. - 2013. - № 3. - Pp. 29-38.
20. Бузыкин О. Г. CAE-Services / О. Г. Бузыкин // Вентиляция зала ледовой арены. - Режим доступа: http://www.cae-services.ru/catalog/by-science/hvac, свободный. - Заглавие с экрана. - Яз. рус.
21 Аляутдинова Ю. А. Исследование параметров микроклимата в учебных аудиториях с целью определения условий комфортности / Ю. А. Аляутдинова, Р. В. Муканов // Инженерно-строительный вестник Прикаспия. - 2022. - № 3 (41). - С. 32-37.
22. Яковлев П. В. Моделирование пылеобразования в помещениях с приточно-вытяжной вентиляцией / П. В. Яковлев, А. П. Яковлева, Е. М. Дербасова // Инженерно-строительный вестник Прикаспия. - 2014. - № 2 (8). - С. 68-73.
© С. В. Чуйкин
Ссылка для цитирования:
Чуйкин С. В. Совершенствование методики расчета параметров влажного воздуха при проектировании систем кондиционирования помещений с искусственным льдом // Инженерно-строительный вестник Прикаспия : научно-технический журнал / Астраханский государственный архитектурно-строительный университет. Астрахань : ГАОУ АО ВО «АГАСУ», 2023. № 1 (43). С. 65-72.
УДК 639.2; 628.113
DOI 10.52684/2312-3702-2023-43-1-72-77
ГИДРОЛОГО-ГИДРОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РЕКИ УРАЛ В СОВРЕМЕННЫЙ ПЕРИОД
Г. Б. Абуова, Е. А. Сокольская, Н. Н. Попов
Абуова Галина Бекмуратовна, кандидат технических наук, доцент, декан кафедры инженерных систем и пожарной безопасности, Астраханский государственный архитектурно-строительный университет, г. Астрахань, Российская Федерация, тел.: +7 (917) 093-16-27; e-mail: [email protected];
Сокольская Евгения Аркадьевна, кандидат биологических наук, доцент кафедры биотехногии, зоологии и аквакультуры, Астраханский государственный университет им. В. Н. Татищева, г. Астрахань, Российская Федерация; e-mail: [email protected];
Попов Николай Николаевич, кандидат биологических наук, главный специаист, ТОО «Казэко-проект», г. Атырау, Республика Казахстан; e-mail: [email protected]
На естественное воспроизводство промысловых рыб влияют многие факторы, которые зависят от характеристики водной среды, гидрохимического и гидрологического режимов водных источников. В статье рассматриваются многолетние наблюдения по основным характеристикам водоисточника, антропогенное воздействие на р. Урал по Атырауской и Западно-Казахстанской областям в весенний, летний и осенний периоды. Ежегодно в реке Урал наблюдается колебание уровня воды в период нерестового хода рыб, сокращение сроков подъема и спада паводковых вод в период нереста производителей рыб. Наиболее низкая эффективность воспроизводства рыб наблюдалась в маловодные годы. В эти годы нерест рыб проходил в основном в русловой части реки, так как береговые нерестилища затапливались только на 50 %. В маловодные годы промысловый возврат от молоди снижался в 10 раз и меньше, таким образом в условиях Урал-Каспийского бассейна контроль за состоянием среды обитания рыб, их кормовой базы и биоресурсов является первоочередной задачей.
Ключевые слова: река Урал, температура, кислород, сток, окисляемость, биогенные вещества, температура, прозрачность, рыбопродуктивность, запасы рыб.
HYDROLOGICAL AND HYDROCHEMICAL FEATURES OF THE URAL RIVER IN THE MODERN PERIOD
G. B. Abuova, E. A. Sokolskaya, N. N. Popov
Abuova Galina Bekmuratovna, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Dean of the Department of Engineering Systems and Fire Safety, Astrakhan State University of Architecture and Civil Engineering, Astrakhan, Russian Federation, phone: +7 (917) 093-16-27; e-mail: [email protected];
