Тепловой баланс воздуха в помещении
Воздух помещения, соприкасаясь с нагретыми или охлажденными поверхностями, нагревается или охлаждается. Кроме того, он получает или отдает теплоту в процессе теплообмена. Уравнение теплового баланса воздуха в помещении имеет вид
Saкi (ti - tв)Fi ± Qв = 0, (1.19)
где aкi - средние значения коэффициента теплообмена на поверхностях;
Qв - количество конвективной теплоты, которое непосредственно передается воздуху помещения или забирается из него.
В величину Qв входит теплота, вносимая приточной вентиляцией и в результате неорганизованного проветривания помещения, а также конвективная теплота, получаемая воздухом от закрытых поверхностей.
Если приточный воздух настилается на одну из поверхностей и его температура заметно отличается от температуры воздуха в помещении, как это имеет место при воздушном отоплении или охлаждении помещения, то для воздушной струи необходимо составить самостоятельные уравнения теплового баланса. В направлении движения струю разбивают на элементарные объемы в соответствии с разбивкой на элементарные площадки омываемой поверхности.
Уравнение теплового баланса для каждого элементарного объема (рис. 1.5, а) (их границы на рисунке обозначены пунктиром) можно написать в виде:
Ln-1 cg tn-1 + DLn cg tв - Ln cg tn +aк.n (tn - tn) DFn = 0, (1.20)
где Ln-1, Ln - объемные расходы воздуха в струе между элементарными объемами (n - 1) - n и n - (n + 1);
DLn - объемный расход, который подмешивается к струе из помещения с температурой tв в пределах элементарного объема n;
tn и tn-1 - средние температуры в пределах элементарных объемов струи n и n - 1;
tn - средняя температура поверхности в пределах элементарного объема n;
cg - объемная теплоемкость воздуха;
aк.n - средний коэффициент конвективного теплообмена на поверхности в пределах элементарного объема n.
|
Рис. 1.5. Тепловой баланс элементарных объемов (а) в настилающей струе. К тепловому балансу воздуха (б)
Так как Ln = Ln-1 + DLn, то уравнение (1.20) перепишем в виде
Ln-1 cg (tn-1 - tn)+DLn cg (tв - tn) +aк.n (tn - tn) DFn = 0 (1.21)
Расход в элементарном объеме к струи равен
Lк = SDLn + Lо (1.22)
В общем случае, когда температура уходящего их помещения воздуха tух не равна tв
Lк cg tк - SDLn cg tв = (Lк - Lо) cg (tк - tв) + Lо cg (tк - tух), (1.23)
где Lк и tк - расход воздуха и температура в конце последнего элементарного объема к на границе с воздухом помещения, где условно заканчивается струя;
Lо - количество воздуха, подаваемого вентиляцией.
Уравнение теплового баланса воздуха помещения в этом случае имеет вид
кi (ti - tв)Fi + Lк cg (tк - tв) + Lо cg (tв - tух) ± Qв = 0 (1.24)
В сумму первого слагаемого уравнения (1.24) входят все составляющие конвективного теплообмена, кроме поверхности, омываемой струей. Второе и третье слагаемые учитывают теплоту приточной настилающейся струи.
Дата добавления: 2021-07-22; просмотров: 365;