CC BY
17
УДК 697.9 Доц. О.Т. Возняк, канд. техн. наук;
ст. викл. Х.В. Миронюк, канд. техн. наук; асист. 1.€. Сухолова;
студ. О.М. Пона - НУ "Львiвська nолiтехнiка "
ЗАСТОСУВАННЯ ПОВ1ТРОРОЗПОД1ЛУ ВЗАСМОД1€Ю ЗУСТР1ЧНИХ НЕСП1ВВ1СНИХ СТРУМИН
Представлено результати експериментальних дослщжень використання у венти-ляцiйнiй технiцi несшввюних опозитних плоских щiлин для створення рiвномiрного результуючого повiтряного потоку. За результатами цих експериментальних досл> джень зроблено висновки щодо створення дточих конструкцiй повпророзподшюва-чiв та застосування псштророзпсдалу взаeмодieю зустрiчних неспiввiсних струмин.
Ключовг слова: пов^ророзподш, взаeмодiя струмин, зустрiчнi неспiввiснi по-вiтрянi струмини, швидгасть руху, надлишкова температура.
Постановка проблеми. Умови пращ, ефектившсть та надшшсть ро-боти устаткування значною м1рою залежить вщ умов повпряного середови-ща виробничо-технолопчних примщень, яю повинш забезпечуватися системами вентиляцп. У примщеннях невеликого об'ему з розосередженими дже-релами шюдливосп, незначними тепловими надлишками 1 фжсованими ро-бочими мюцями, де визначальний вплив на формування внутршнього мж-рокшмату мають припливш струмини, вир1шення цього завдання усклад-нюеться через обмежеш вщсташ до робочо! зони за подач1 пов1тря вертикаль-ними струминами 1 можливого переносу шюдливосп горизонтальними прип-ливними потоками. З огляду на це виникае необхщнють розроблення нових конструктивних виршень пов1тророзподшу, яю забезпечили б одночасно створення необхщного мжрокшмату та економто матер1альних 1 енергетич-них ресуршв. Недостатньо вивченим 1, як наслщок, мало застосовуваним е питання штенсифжацп загасання параметр1в повпряного потоку завдяки взаемоди зустр1чних струмин. Одним 1з заход1в у виршенш цього питання е застосування повпророзподшьника, з якого витжае повпряний потж, утворе-ний внаслщок взаемоди зустр1чних нестввюних струмин, 1 забезпечуе дос-татньо високий повпрообмш за швидкостей руху пов1тря в обслуговуванш зош в межах нормованих значень.
Анал1з останн1х досл1джень 1 публжацш. Для подач1 припливного повпря безпосередньо в робочу зону можуть використовуватися повпророз-подшьники, що забезпечують тд час витжання параметри повпря, що по-даеться, близью до нормованих, або таю, що створюють припливш струмини, у яких швидкосп 1 температури досягають нормованих значень поблизу мю-ця випуску [1, 3, 5].
Мета роботи - тдвищення ефективносп пов1тророзпод1лу в примь щенш за рахунок досягнення високо! штенсивносп погасання параметр1в результуючого повпряного потоку у випадку подач1 припливного повпря по-впророзподшьником 1з взаемод1ею нестввюних зустр1чних припливних струмин.
Результати дослщжень. Подача пов1тря безпосередньо в робочу зону, зазвичай, рекомендують у примщеннях 2-го класу (дом1нують конвективш струмини вщ нагрпого обладнання), де теплов1 потоки сприяють виносу теп-
ла i шюдливостей у верхню зону. У цехах з потужними джерелами тепловидь лень витяжку повiтря системами загальнообмшно! вентиляцп доцiльно прово-дити з верхньо! зони, за змогою з конвективних струмин з найбiльшою температурою i концентрацieю шюдливостей. Припливне повпря подають струми-нами порiвняно мало1 потужносп, щоб зберегти додатний градieнт концентра-цп шкiдливостей i температур, що виникае, по висоп, i цим самим зменшити необхщний об'ем вентиляцiйного повiтря. Далекобiйнiсть припливних струмин пiд час випускання повiтря безпосередньо в робочу зону не перевищуе за боково1 подачi вiдстанi Х вiд мiсця випуску до джерела конвективно1 струмини; за тдлогово! подачi повiтря - висоти робочо! зони h^ [2, 4].
Залежно вiд вибрано! схеми повiтророзподiлу пiдбираються вiдповiднi конструкцп повiтророзподiльних пристро!в. Певна конструкцiя повинна за-безпечувати тi чи iншi характеристики припливно! струмини, що утворюють-ся внаслiдок витiкання з цього повпророзподшьника. У разi вирiшення зав-дання оргашзацп повiтророзподiлу у великих примщеннях з використанням схем роздачi припливного повiтря доцiльною е якнайбшьша далекобiйнiсть припливних струмин. У разi випуску повiтря безпосередньо в робочу зону потрiбно забезпечити якнайшвидше погасання припливних струмин. Змен-шення швидкосп та рiзницi температур у припливних струминах можна ощ-нити за допомогою коефщенпв погасання m i n [1, 9].
Далекобiйнiсть струмини, яка розвиваеться в обмеженому простор^ е в квадратичнiй залежностi вщ коефiцiента згасання швидкостi m:
Х max = 0,3m2H п (1)
Отже, в примщеннях невелико! висоти необхщно використовувати повгтро-розподiльники з низьким m.
Унаслiдок взаемодп зус^чних потокiв в утворенiй струминi спосте-рiгаеться стрiмке зниження швидкостi i далекобiйностi. У результуючiй стру-миш е три дiлянки: початкова, формування i основна. Довжина початково! да-лянки залежить вiд вiдстанi мiж насадками i кутом зус^чно! струмини. Дь лянка формування починаеться з мюця з'еднання зустрiчних струмин, штен-сивнiсть турбулентностi тут вища в 6...10 разiв, нiж у початковш. Цим пояс-нюеться пiдвищення кута розширення i зменшення далекобiйностi результу-ючо! струмини порiвняно з одиночною.
Розроблено конструкщю повiтророзподiльника з використанням взаемодп зустрiчних плоских струмин, який складаеться з вертикального тд-вщного повiтропровода, двох розподiльних повiтропроводiв та горизонтального з'еднувального повiтропровода, встановленого мiж двома вертикальни-ми розподшьними повiтропроводами, а на протилежнiй сторон - з'еднуваль-ну стiнку мiж розподiльними повiтропроводами, ущiльнювач, який встанов-лений з тильно! сторони повпророзподшьника по його периметру, елементи кршлення навiсного повiтророзподiльника, причому вертикальний тдвщний повiтропровiд приеднаний в центральнiй частиш з'еднувального горизонтального повiтропроводу, а розподшьш повiтропроводи виконанi у виглядi пови-
ропроводiв piBHOMipHOl витрати Í3 неспiввiсними опозитними плоскими щь линами за спiввiдношення вщсташ мiж осями опозитних щiлин до 1х ширини
Встановлення припливних зус^чних неспiввiсних насадкiв у вигл_вд плоских щшин забезпечуе iнтенсивне згасання параметрiв повiтряного потоку, що витжае з цих насадкiв у робочий об'ем повiтророзподiльника. Це вщбу-ваегься за рахунок розповсюдження обмежених паралельних зустрiчних стру-мин, 1х взаемного пiдживлення, часткового спiвударяння, зокрема i до проти-лежних стiнок розподшьних повiтропроводiв i вимушеного одностороннього напрямку руху результуючого потоку повiтря iз повiтророзподiльника.
Експериментальнi дослiдження проводили на установщ, схему яко1 представлено на рис. 2 за таких умов та спрощень:
• припливш насадки - щшини з коефiцiенгом згасання швидкосп т = 2,5;
• 1хня ширина не змшювалася i становила Ьо = 20 мм;
• лшшний розмiр повiтропроводiв не змшювався i становив Н = 1,5 м;
• повпропроводи виконаш у виглядi повiгропроводiв рiвномiрноl витрати;
• ввдстань мiж осями насадюв 1о була змшною i становила: /о1 =40 мм = 2 Ьо; 1о2 = 60 мм = 3 Ьо; 1о3 = 80мм = 4 Ь0;
• довжини струмин Хп, що взаемодтать, були змiнними i становили: Хп1 = 0,6 м = 30 Ьо; Хп2 = 0,8 м = 40 Ьо; Хп3 = 1,0 м = 50 Ьо; Хп4 = 1,2 м = 60 Ь0;
• спiввiдношення витрат повiгряних потокв Ь = Ьл / Ьпр , що взаемодштъ, змь нювалось i становило: Ь = 1,0 ; Ь2 = 2,0; Ьз = 3,0.
• струмини слабоiзогермiчнi;
• початкова швидюсть повпря в припливних насадках була в межах: у0 = 5 -
Замiри швидкостi руху повiтря V здшснювалися термоелектроанемо-метром TESTO 405-V1 Í3 використанням координатника Í3 шткою точок 5x5 см у перерiзах: I-I; II-II; III-III; IV-IV; V-V. Повггря за допомогою вентилятора 1 (електродвигун постiйного струму) нагшталось через повпропрово-ди 3 (ахЬ=350х350мм), i через припливнi плоскi щшини bo=20 мм нагнiталось в конструктивну частину повiтророзподiльника 6 [3, 5-7].
>1,5 (рис. 1) [10].
Рис, 1. Повгтроразподмышк h взасмодию зустр1чних uecnieeicHux плоских струмин:
1) noeimponpoeid; 2) конструктивна час типа повипророзподиьника; 3) припливш щшини Ьа=20 мм; 4) основа
15 м/с.
Рис. 2. Схема експериментальноИустановки для достдження взаемоди зустр1чних нестввкних плоских струмин: 1) вентиляцшний агрегат; 2) заслтка; 3) повiтропровiд розмiром ахЬ=350х350мм; 4) припливш насадки шириною
Ьо=20 мм; 5) основа; 6) конструктивна частина повтророзподтьника; к - вiдстань до характерноI площини полiв швидкостей; 7) повiтронагрiвач
На рис. 3 зображено графж спаду осьово! швидкосп плоско! та кругло! струмин залежно вщ координати. Для вщчутносп ефекту взаемоди струмин приймаемо припущення, що величина вщносно! гранично! швидкосп становить и =0,15-0,2. Вщтак визначимо граничну вщносну вiдстань - так звану граничну далекобiйнiсть 0,4-0,6 (вщстань до областi взаемодi! струмин). Перехщна область е граничною вщносною вiдстанню i е порогом вщ-чутностi ефекту взаемодi! неспiввiсних струмин. Графж описуе параметри однiе! зi струмин, що взаемодiють. Оскiльки параметри друго! струмини опи-сують аналопчно, то вiдстань мiж розподiльними повггропроводами Xп (гранична ширина примщення) визначаеться як подвоена величина вщсташ до перехiдно! областi: Xп = 2Х ■ Xтах.
Використання повiтророзподiлу зустрiчними неспiввiсними струмина-ми у верхнш зонi примiщення дае змогу просто здшснювати значнi повиро-обмiни у примщенш за дотримання заданих швидкостей руху повiтря.
Рис. 4 вщображае номограму для визначення конструктивних особли-востей повiтророзподiльного пристрою за задано! витрати повиря Ь i необ-хiдно! початково! швидкостi и0 у повиропроводах.
О 1.0
0,75 '
0,50
0,20 0,15
2
—
0,1 0,2 0,3 0 ---1- 4 0,5 0 Ь- 6 0',1 0^8 0> ] »
X = Х/ХГ
Рис. 3. Визначення далекобшностг струмин: 1) для плоских струмин; 2) для круглих струмин: Х - вiдносна координата, Хтах - далекобттсть струмини, м, Х - бiжуча координата, м; и) вiдносна швидюсть струмини; I) Х = 0 - 0,4 - область доцiльностi використання ефекту взаемодп; II) Х = 0,4 - 0,6 - перехiдна область;
III) Х = 0,6 -1,0 - область недоцiльностi використання ефекту взаемодп
10\
п=2 ^ / V
п=5 7 п=3 Г/
Л! -4 ы
V-- I_
| К ..
1 10 1 > 2 0 2 4 6 8 1
, м/с.
м /год I
Рис. 4. Номограма для визначення конструктивних особливостей повiтророзподiльного пристрою за заданог витрати повiтря Ь i необхiдноí початково'1 швидкост1 и у повiтропроводах
Розроблений на mдставi виконаних дослщжень типоряд повпророзпо-дшьниюв iз взаeмодieю зус^чних несшввюних круглих (ПВЗНКС) та плоских (ПВЗНПС) струмин, створено iнженерну методику !х пщбору i розрахунку.
Табл. Типоряд повтророзподтьнитв ПВЗНКС та ПВЗНПС
№ з/п Тип Ширина швпровипускно1 площини, м Повпропродуктивтсть, м3/год
1 ПВЗНКС-1* 1 1.2; 1.5; 2 254-678
2 ПВЗНКС-1,2 1 1.2; 1.5; 2 254-848
3 ПВЗНКС-1,5 1 1.2; 1.5; 2 339-1017
4 ПВЗНКС-2 1 1.2; 1.5; 2 424-1187
5 ПВЗНПС-1 1 1.2; 1.5; 2 828-3318
6 ПВЗНПС-1,2 1 1.2; 1.5; 2 1002-4009
7 ПВЗНПС-1,5 1 1.2; 1.5; 2 1261-5046
8 ПВЗНПС-2 1 1.2; 1.5; 2 1693-6774
'' Примака: цифрою позначено довжину пов1тровипускно1 площини, м.
Висновки. Визначено та оптимiзовaно геометричш та витратш характеристики повiтророзподiльникa для рiзних випaдкiв взaeмодiï зyстрiчних неств-вюних струмин та визначено межi застосування такого типу повiтророзподiлy за рiзних значень вiдносних вiдстaней вiд повггровипускних нaсaдкiв до пло-щини робочоï зони х/хп та h/H, а також вщносних вiдстaней мiж щшин (l/bO) та спiввiдношення витрат повпряних потоков, що взaeмодiють L„ та Lnp (створення змiнного режиму витжання струмини), а також на пiдстaвi теоретичних та ек-спериментальних дослщжень розроблена методика розрахунку та тдбору по-вiтророзподiльникiв ПBHЗKC та ПВЮПС, яка дае змогу проектувати ефектив-нi системи повiтророзподiлення, що забезпечують нормативш швидкостi та температури в робочш зонi виробничо-технологiчних примiщень.
Лтратура
1. Талиев B.H. Аэродинамика вентиляции / B.H. Талиев. - M. : Стройиздат, 1978. - 274 с.
2. Гримитлин M.R Распределение воздуха в помещениях / M.R Гримитлин. - M. : Стройиздат, 1982. - 1б3 с.
3. Возняк О.Т. Вплив взаемоди струмин на повпророзподш у примщенш / О.Т. Возняк // Вюник Haцiонaльного ушверситету "Льв1вська полпехшка". - Сер.: ^м^к^ерт науки та ш-формацшш технологи. - Льв1в : Вид-во ИУ "Льв1вська полпехшка". - 2001. - № 434. - С. 27-31.
4. Банхиди Л. Тепловой микроклимат помещений / Л. Банхиди. - M. : Стройиздат, 1981. - 248 с.
5. Возняк О. Ефективнють повпророзподш зустр1чними несшввюними струминами / О. Возняк, А. ^вальчук // Вюник Ш^она^ного ушверситету "Льв1вська полпехшка". -Сер.: Теплоенергетика. !нженер1я довкшля. Автоматизащя. - Льв1в : Вид-во ИУ "Льв1вська полпехшка". - 2002. - № 4б0. - С. 157-1б1.
6. Vozniak О. Air distribution by opposite non-coaxial air jets / О. Vozniak, A. Kovalchuk // Zbornik prednasok: VII Vedecka Konferencia s medzinarodnou ucastou Kosicko. - Lvivsko - Rzes-zowska, 2002. - S. 173-178.
7. Возняк О. Повпророзподш у примщенш при взаемоди зyстрiчних несшввюних струмин / О. Возняк, А. ^вальчук, G. Ьанусь, А. Юц // Biсник Haцiонaльного yнiверситетy "Львiвськa полiтехнiкa". - Сер.: Теплоенергетика. Iнженерiя довкiлля. Автомaтизaцiя. - Львiв : Вид-во HУ "Львiвськa полiтехнiкa". - 2001. - № 432. - С. 31-37.
8. Vozniak О. Influence of indoor climate on a person heat exchange in a room / О. Vozniak, O. Dovbush // Aktualne problemy budownictwa i Inzynierii srodowiska : zeszyty naukowe Poli-techniki Rzeszowskiej. - Czesc 2: inzynieria srodowiska. - Rzeszow, 2000. - S. 441-447.
9. Абрамович T.H. Теория турбулентных струй / T.H. Абрамович, Т.А. Гиршович, С.Ю. Kрaшенинников, А.H. Секундов, И.П. Смирнова. - Изд. 4-ое, [перераб. и доп.] / под ред. T.H. Абрамовича. - M. : Изд-во "Шука", 1984. - 23б с.
10. Патент № 40842 иА 7 F24F 13/0б. Повпророзподшьник / О.Т. Возняк, Х.В. Mиро-нюк // Промислова власнють. - 2009. - № 8.
11 Адлер Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных русловий / Ю.П. Адлер, Е.В. Maрковa, Ю.В. Грановский. - M. : Изд-во "Hayra", 197б. - 279 с.
12. Ловцов В.В. Системы кондиционирования динамического микроклимата помещений / В.В. Ловцов, Ю.К Хомутецкий. - Л. : Стройиздат, 1991. - 150 с.
Возняк О.Т., МиронюкХ.В., Сухолова И.Е., Пона О.М. Применение воздухораспределения взаимодействием встречных несоосных струй
Представлены результаты экспериментальных исследований использования в вентиляционной технике несоосных встречных плоских щелей для создания равномерного результирующего воздушного потока. По результатам этих экспериментальных исследований сделаны выводы относительно создания конструкций воздухораспределителей и применения воздухораспределения взаимодействием встречных несоосных струй.
Ключевые слова: воздухораспределение, взаимодействие струй, встречные не-соосные воздушные струи, скорость движения, избыточная температура.
Vozniak O.T., Myronyuk Kh.V., Sukholova I.Ye., Pona O.M. Application of air distribution by interaction of opposed non-coaxial air jets
In this article there are the represented results of experimental researches of the use in the venting technique of opposite non-coaxial flat cracks for creation of even resulting current of air. As a result of these experimental researches there are the done conclusions in relation to creation of operating constructions of air distributor.
Keywords: air distribution, interaction of air jets, opposed non-coaxial air jets, air velocity, exceed temperature.
УДК 631.115.1.004.54 Доц. Л.Б. Гнатишин, канд. екон. наук -
Львгвський нащональний аграрний университет
НОРМАТИВН1 МЕТОДИ ВИЗНАЧЕННЯ ПОТРЕБИ ФЕРМЕРСЬКИХ ГОСПОДАРСТВ У ТЕХН1ЧНИХ ЗАСОБАХ
ОбГрунтовано концептуальш шдходи покращення р1вня техшчно! забезпече-ност фермерських господарств. Критично оцшено особливост та можливють засто-сування нормативних метсдав для визначення оптимально!' юлькосп техшки у фер-мерських господарствах.
Ключовг слова: сшьське господарство, фермерсьга господарства, техшка, норматив, ефектившсть.
Постановка проблеми. Одшею з основних проблем, яка накладаеться на загальним кризовим станом аграрно! сфери, i стримуе розвиток фермерсь-кого укладу, е погана матерiально-технiчна оснащенiсть фермерських господарств. Проблема значно ускладнюеться вiдсутнiстю коштiв для придбання техшчних засобiв. Зниження швестицшно! дiяльностi в аграрному секторi спостер^аються за всiма джерелами: прибуток, амортизацшш вiдрахування, бюджетнi надходження, банкiвськi кредити. Разом iз тим, на певному етапi розвитку фермерства об'ективною необхщшстю стае забезпечення фермерських господарств у зростаючш кiлькостi засобiв i предметiв працi.
Анал1з останн1х дослщжень 1 публ1кац1й. Проблема техшчно1 забезпе-ченостi сiльського господарства е достатньо популярною серед науковщв i практиков, 11 широко висвiтлено в економiчнiй лiтературi. Рiзнi 11 аспекти роз-глянуто в працях А.1. Александрово1, В.Г. Андрiйчука, М.Г. Лобаса, Л.О. Мар-муль, Г.М. Пiдлiсецького, П.Т. Саблука, В.В. Юрчишина та багатьох шших уче-них. Питання техшчно1 оснащеностi саме фермерських господарств, е менш дослiдженими. Окремi елементи ща проблеми розглянуто у працях В.П. Горьо-вого В.А. Довженка, 1.В. Коновалова, В.Я. Месель-Веселяка, М.Г. Шульського. Проте у цих роботах не завжди враховуються потреби фермерських господарств у техшщ з огляду на специфiку 1х господарювання, вщмшносп за зе-мельними розмiрами, спецiалiзацiею, формами управлiння, зайнятiстю тощо.
Постановка завдання. Обгрунтування змiсту та особливостей засто-сування нормативних методiв визначення оптимально1 кiлькостi технiчних засобiв для фермерських господарствах, яка дала б змогу своечасно проводи-ти ва агротехнiчнi процеси з найменшими витратами часу, пращ та кошпв.
Виклад основного матер1алу. Функцiонування фермерських господарств потребуе постшного задоволення сво1х виробничо-фiнансових витрат,
