Selles jaotises kirjeldame põhielemente, millest juhtimissüsteem koosneb, anname neile tehnilise kirjelduse ja matemaatilise kirjelduse. Vaatleme üksikasjalikumalt välja töötatud automaatset temperatuuri juhtimissüsteemi. sissepuhkeõhk küttekeha läbimine. Kuna koolituse põhitooteks on õhutemperatuur, siis võib lõputöö raames jätta tähelepanuta matemaatiliste mudelite konstrueerimise ning tsirkulatsiooni ja õhuvoolu protsesside modelleerimise. Samuti võib selle ACS PVV toimimise matemaatilise põhjenduse jätta tähelepanuta ruumide arhitektuuri iseärasuste tõttu - välise ettevalmistamata õhu sissevool töökodadesse ja ladudesse läbi pilude ja vahede on märkimisväärne. Sellepärast on igasuguse õhuvoolu kiiruse korral selle töökoja töötajate seas "hapnikunälja" seisund praktiliselt võimatu.
Seega jätame tähelepanuta ruumis õhujaotuse termodünaamilise mudeli koostamise, samuti ACS-i matemaatilise kirjelduse õhuvoolu osas nende ebaotstarbekuse tõttu. Vaatleme lähemalt sissepuhkeõhu temperatuuri ACS arengut. Tegelikult on see süsteem õhutõrjeklapi asendi automaatjuhtimise süsteem sõltuvalt sissepuhkeõhu temperatuurist. Reguleerimine on väärtuste tasakaalustamise meetodil proportsionaalne seadus.
Tutvustame ACS-is sisalduvaid põhielemente, anname nende tehnilised omadused, mis võimaldavad tuvastada nende juhtimise omadused. Seadmete ja automaatikatööriistade valikul lähtume nende tehnilistest passidest ja vana süsteemi varasematest insenertehnilistest arvutustest, samuti katsete ja katsetuste tulemustest.
Tavaline tsentrifugaalventilaator on spiraalses korpuses paiknevate töölabadega ratas, mille pöörlemise ajal siseneb sisselaskeava kaudu sisenev õhk labadevahelistesse kanalitesse ja liigub tsentrifugaaljõu toimel läbi nende kanalite, kogutakse spiraali abil. kest ja on suunatud selle väljalaskeavasse. Korpuse eesmärk on ka muuta dünaamiline pea staatiliseks. Surve suurendamiseks asetatakse korpuse taha difuusor. Joonisel fig. 4.1 näitab tsentrifugaalventilaatori üldist vaadet.
Tavaline tsentrifugaalratas koosneb labadest, tagumisest kettast, rummust ja esikettast. Valatud või treitud rumm, mis on ette nähtud ratta paigaldamiseks võllile, on needitud, kruvitud või keevitatud tagumise ketta külge. Terad on needitud ketta külge. Terade esiservad on tavaliselt kinnitatud esirõnga külge.
Spiraalsed korpused on valmistatud lehtterasest ja paigaldatakse iseseisvatele tugedele, ventilaatorite lähedusse väike võimsus need on voodite külge kinnitatud.
Kui ratas pöörleb, kandub osa mootorile antavast energiast õhku. Ratta poolt tekitatav rõhk sõltub õhu tihedusest, geomeetriline kuju terad ja ümbermõõdu kiirus labade otstes.
Tsentrifugaalventilaatorite labade väljundservi saab painutada ettepoole, radiaalselt ja tagasi painutada. Kuni viimase ajani olid labade servad peamiselt ettepoole painutatud, kuna see võimaldas ventilaatorite üldmõõtmeid vähendada. Tänapäeval leitakse sageli tahapoole kumerate labadega tiivikuid, sest see võimaldab efektiivsust tõsta. fänn.
Riis. 4.1
Ventilaatorite kontrollimisel tuleb silmas pidada, et väljalaskeava (õhu suunas) labade servad tuleks alati painutada tiiviku pöörlemissuunale vastupidises suunas, et tagada löögivaba sissepääs.
Samad ventilaatorid võivad pöörlemiskiiruse muutmisel omada erinevat toidet ja arendada erinevat rõhku, olenevalt mitte ainult ventilaatori omadustest ja pöörlemiskiirusest, vaid ka nendega ühendatud õhukanalitest.
Ventilaatori omadused väljendavad selle töö peamiste parameetrite vahelist seost. Ventilaatori täielikku karakteristikku võlli konstantsel pöörete arvul (n = const) väljendatakse sõltuvustega toite Q ja rõhu P, võimsuse N ja kasuteguri vahel Sõltuvused P (Q), N (Q) ja T (Q) on tavaliselt ehitatud ühele diagrammile. Nad valivad ventilaatori. Karakteristikud on üles ehitatud testide põhjal. Joonisel fig. 4.2 näitab paigalduskohas toiteventilaatorina kasutatava tsentrifugaalventilaatori VTS-4-76-16 aerodünaamilisi omadusi
Riis. 4.2
Ventilaatori võimsus on 70 000 m3/h ehk 19,4 m3/s. Ventilaatori võlli kiirus - 720 pööret minutis. või 75,36 rad/s, ajami võimsus asünkroonmootor ventilaator on 35 kW.
Ventilaator puhub kütteseadmesse välisõhu õhku. Soojusvahetuse tulemusena õhu ja kuum vesi läbi soojusvaheti torude läbiv õhk soojendatakse.
Mõelge ventilaatori VTS-4-76 nr 16 töörežiimi reguleerimise skeemile. Joonisel fig. 4.3 on antud funktsionaalne diagramm ventilaatoriseade kiiruse reguleerimisel.
Riis. 4.3
Ventilaatori ülekandefunktsiooni saab esitada võimendustegurina, mis määratakse ventilaatori aerodünaamiliste omaduste põhjal (joonis 4.2). Ventilaatori võimendustegur tööpunktis on 1,819 m3/s (minimaalne võimalik, katseliselt kindlaks tehtud).
Riis. 4.4
eksperimentaalne On kindlaks tehtud, et ventilaatori vajalike töörežiimide rakendamiseks on vaja juhtsagedusmuundurile anda järgmised pinge väärtused (tabel 4.1):
Tabel 4.1 Sissepuhkeventilatsiooni töörežiimid
Samal ajal ei ole nii toite- kui ka väljatõmbesektsiooni ventilaatorite elektrimootori töökindluse suurendamiseks vaja seadistada nende töörežiime maksimaalse jõudlusega. Eksperimentaaluuringu ülesandeks oli leida sellised juhtpinged, mille juures järgitaks allpool arvutatud õhuvahetuskursi norme.
Väljatõmbeventilatsiooni esindavad kolm tsentrifugaalventilaatorit VC-4-76-12 (võimsus 28 000 m3/h juures n=350 p/min, asünkroonne ajami võimsus N=19,5 kW) ja VC-4-76-10 (võimsus 20 000 m3 /h kl. n=270 p/min, asünkroonse ajami võimsus N=12,5 kW). Sarnaselt ventilatsiooni väljatõmbeharu toitele saadi katseliselt ka juhtpingete väärtused (tabel 4.2).
Et vältida "hapnikunälga" seisundit töökodades, arvutame õhuvahetuskursid valitud ventilaatori töörežiimide jaoks. See peab vastama tingimusele:
Tabel 4.2 Väljatõmbeventilatsiooni töörežiimid
Arvestusel jätame tähelepanuta väljast tuleva sissepuhkeõhu, samuti hoone arhitektuuri (seinad, laed).
Ruumide mõõdud ventilatsiooniks: 150x40x10 m, ruumi kogumaht Vroom?60 000 m3. Nõutav sissepuhkeõhu maht on 66 000 m3 / h (koefitsiendi 1,1 korral valiti see minimaalseks, kuna väljastpoolt tuleva õhu sissevoolu ei võeta arvesse). On ilmne, et toiteventilaatori valitud töörežiimid vastavad seatud tingimusele.
Väljatõmbeõhu kogumaht arvutatakse järgmise valemi abil
Väljalaskeharu arvutamiseks valitakse "hädaväljatõmbe" režiimid. Võttes arvesse parandustegurit 1,1 (kuna avariirežiimi peetakse väikseimaks võimalikuks), on väljatõmbeõhu maht 67,76 m3 / h. See väärtus vastab tingimusele (4.2) lubatud vigade ja eelnevalt aktsepteeritud reservatsioonide piires, mis tähendab, et valitud ventilaatori töörežiimid saavad hakkama õhuvahetuskursi tagamise ülesandega.
Ka ventilaatorite elektrimootoritesse on sisse ehitatud ülekuumenemise kaitse (termostaat). Kui mootori temperatuur tõuseb, peatab termostaadi relee kontakt mootori. Diferentsiaalrõhuandur registreerib elektrimootori seiskumise ja annab signaali juhtpaneelile. On vaja ette näha ACS PVV reaktsioon hädaseiskamine ventilaatori mootorid.
Daria Denisikhina, Maria Lukanina, Mihhail SamoletovKaasaegses maailmas ei saa enam ilma õhuvoolu matemaatilise modelleerimiseta projekteerimisel ventilatsioonisüsteemid.
Kaasaegses maailmas ei saa ventilatsioonisüsteemide projekteerimisel enam läbi ilma õhuvoolu matemaatilise modelleerimiseta. Tavapärased inseneritavad sobivad hästi tüüpiliste ruumide ja standardsete õhujaotuse lahendustega. Kui disainer puutub kokku ebastandardsete objektidega, peaksid talle appi tulema matemaatilised modelleerimismeetodid. Artikkel on pühendatud õhujaotuse uurimisele aasta külmal perioodil torude tootmistsehhis. See töökoda on osa tehasekompleksist, mis asub teravalt kontinentaalses kliimas.
Veel 19. sajandil saadi vedelike ja gaaside voolu kirjeldamiseks diferentsiaalvõrrandid. Need on sõnastanud prantsuse füüsik Louis Navier ja Briti matemaatik George Stokes. Navier-Stokesi võrrandid on hüdrodünaamikas ühed olulisemad ja neid kasutatakse paljude loodusnähtuste ja tehniliste probleemide matemaatilises modelleerimises.
Taga viimased aastad ehituses on kogunenud väga erinevaid geomeetriliselt ja termodünaamiliselt keerukaid objekte. Arvutuslike vedelike dünaamika meetodite kasutamine suurendab oluliselt ventilatsioonisüsteemide projekteerimise võimalusi, võimaldades suure täpsusega ennustada kiiruse, rõhu, temperatuuri ja komponentide kontsentratsiooni jaotusi hoone või selle mis tahes punktis. ruumidesse.
Arvutusvedeliku dünaamika meetodite intensiivne kasutamine algas 2000. aastal, kui ilmusid universaalsed tarkvara kestad (CFD paketid), mis võimaldasid leida huvipakkuva objekti jaoks arvulisi lahendusi Navier-Stokesi võrrandite süsteemile. Umbes sellest ajast on BUREAU TEHNIKI tegelenud matemaatilise modelleerimisega seoses ventilatsiooni ja kliimaseadmete probleemidega.
Selles uuringus viidi läbi numbrilised simulatsioonid, kasutades CD-Adapco välja töötatud CFD paketti STAR-CCM+. Selle paketi jõudlus ventilatsiooniprobleemide lahendamisel oli
korduvalt testitud objektidel erineva keerukusega, kontoripindadest teatrisaalide ja staadionideni.
Probleem pakub suurt huvi nii disaini kui ka matemaatilise modelleerimise seisukohalt.
Välistemperatuur -31 °C. Ruumis paiknevad olulise soojussisendiga objektid: karastusahi, karastusahi jne. Seega on väliste piirdekonstruktsioonide ja sisemiste soojust tekitavate objektide vahel suured temperatuuride erinevused. Seetõttu ei saa simulatsioonis tähelepanuta jätta kiirgusliku soojusülekande panust. Ülesande matemaatilise sõnastuse lisaraskus seisneb selles, et vahetuses tuuakse mitu korda ruumi rasket rongi temperatuuriga -31 °C. See soojeneb järk-järgult, jahutades ümbritsevat õhku.
Vajaliku õhutemperatuuri hoidmiseks töökoja mahus (külmal aastaajal mitte alla 15 °C) on projektis ette nähtud ventilatsiooni- ja kliimaseadmed. Projekteerimisetapis arvutati vajalike parameetrite säilitamiseks vajalik sissepuhkeõhu vooluhulk ja temperatuur. Küsimus jäi - kuidas varustada õhku töökoja mahtu, et tagada võimalikult ühtlane temperatuurijaotus kogu mahus. Simulatsioon võimaldas suhteliselt lühikese aja jooksul (kaks kuni kolm nädalat) näha mitme õhuvarustuse variandi õhuvoolumustrit ja neid seejärel võrrelda.
MATEMAATILISE MODELLEERIMISE ETAPID
Käesolevas artiklis käsitletud probleemi lahendamiseks läbiti kõik matemaatilise modelleerimise etapid.
Ventilatsiooni efektiivsuse võrdlemiseks valiti õhuvarustuseks kolm võimalust: vertikaali suhtes 45°, 60° ja 90° nurga all. Õhk toideti standardsetest õhujaotusvõredest.
Arvutamise tulemusel saadud temperatuuri- ja kiirusväljad erinevate sissepuhkeõhu juurdevoolu nurkade juures on näidatud joonisel. üks.
Pärast tulemuste analüüsi valiti töökoja ventilatsiooni läbimõeldud variandist edukaimaks sissepuhkeõhu sissepuhkenurk 90°. Selle etteandeviisiga ei teki tööpiirkonnas suuremaid kiirusi ning on võimalik saavutada üsna ühtlane temperatuuri ja kiiruse muster kogu töökoja mahu ulatuses.
Temperatuuri ja kiiruse väljad kolmes ristlõiked toitevõre läbivad on näidatud joonisel fig. 2 ja 3. Temperatuuri jaotus kogu ruumis on ühtlane. Ainult ahjude kontsentreeritud piirkonnas täheldatakse lae all kõrgemat temperatuuri. Ahjudest eemal ruumi paremas nurgas on külmem ala. See on koht, kuhu tänavalt tulevad külmad vagunid.
Jooniselt fig. 3 näitab selgelt, kuidas õhu horisontaalsed joad levivad. Selle etteandeviisi korral on toitejoaga piisavalt suur ulatus. Seega 30 m kaugusel võrgust on voolukiirus 0,5 m/s (võrgust väljumisel kiirus 5,5 m/s). Ülejäänud ruumis on õhu liikuvus madal, tasemel 0,3 m/s.
Karastusahjust tulev kuumutatud õhk suunab sissepuhkeõhu joa ülespoole (joon. 4 ja 5). Ahi soojendab enda ümber olevat õhku väga kuumaks. Põranda lähedal on siin kõrgem temperatuur kui ruumi keskmises osas.
Temperatuuriväli ja voolujooned kuuma poe kahes osas on näidatud joonisel fig. 6.
Tehtud arvutused võimaldasid analüüsida erinevate torude tootmistsehhi õhuvarustuse meetodite efektiivsust. Leiti, et horisontaalse joa sisselaskmisel levib sissepuhkeõhk ruumi veelgi, aidates kaasa selle ühtlasemale soojendamisele. See ei tekita tööpiirkonnas liiga suure õhuliikuvusega piirkondi, nagu juhtub siis, kui sissepuhkeõhk suunatakse nurga all allapoole.
Matemaatiliste modelleerimismeetodite kasutamine ventilatsiooni ja kliimaseadmete probleemide lahendamisel on väga paljutõotav suund, mis võimaldab projekti etapis parandada lahendust, vältida vajadust parandada ebaõnnestunud disaini otsused pärast kasutuselevõttu. ●
Daria Denisikhina -
"Matemaatilise modelleerimise" osakonna juhataja;
Maria Lukanina -
matemaatilise modelleerimise osakonna juhtivinsener;
Mihhail Samoletov -
MM-Technologies LLC tegevdirektor
Töös käsitletakse ventilatsiooni modelleerimise protsesse ja selle heitmete hajumist atmosfääri. Modelleerimine põhineb Navier-Stokesi võrrandite süsteemi, massi, impulsi ja soojuse jäävuse seaduste lahendamisel. Vaadeldakse nende võrrandite arvulise lahenduse erinevaid aspekte. Pakutakse välja võrrandisüsteem, mis võimaldab arvutada tausta turbulentsiteguri väärtust. Hüpohelilise lähenduse jaoks on koos artiklis toodud hüdrogaasidünaamika võrranditega välja pakutud lahendus ideaalse reaalse gaasi ja auru seismise võrrandile. See võrrand on van der Waalsi võrrandi modifikatsioon ja võtab täpsemalt arvesse gaasi- või aurumolekulide suurust ja nende vastastikmõju. Termodünaamilise stabiilsuse tingimuse alusel saadakse seos, mis võimaldab ruumala võrrandi lahendamisel välistada füüsikaliselt teostamatud juured. Teostatakse tuntud arvutusmudelite ja vedelike dünaamika arvutuspakettide analüüs.
modelleerimine
ventilatsioon
turbulents
soojus- ja massiülekande võrrandid
olekuvõrrand
päris gaas
hajumine
1. Berlyand M. E. Kaasaegsed küsimused atmosfääri difusioon ja õhusaaste. - L.: Gidrometeoizdat, 1975. - 448 lk.
2. Beljajev N. N. Mürgise gaasi hajumise protsessi modelleerimine arengutingimustes // DIIT bülletään. - 2009. - nr 26 - S. 83-85.
3. Byzova N. L. Eksperimentaalsed uuringud Atmosfääri difusiooni ja lisandite hajumise arvutused / N. L. Byzova, E. K. Garger, V. N. Ivanov. - L.: Gidrometeoizdat, 1985. - 351 lk.
4. Datsyuk T. A. Ventilatsiooniheitmete hajumise modelleerimine. - Peterburi: SPbGASU, 2000. - 210 lk.
5. Sauts A. V. Kognitiivse graafika algoritmide ja meetodite rakendamine matemaatiline analüüs uurida R660A isobutaani termodünaamilisi omadusi küllastusjoonel: Grant nr 2С/10: uurimistöö aruanne (lõplik) / GOUVPO SPbGASU; käed Gorokhov V.L. 30.- nr GR 01201067977.- Inv. nr 02201158567.
SissejuhatusTööstuskomplekside ja unikaalsete rajatiste projekteerimisel tuleks igakülgselt põhjendada õhukeskkonna kvaliteedi ja normaliseeritud mikrokliima parameetrite tagamisega seotud küsimusi. Arvestades ventilatsiooni- ja kliimaseadmete valmistamise, paigaldamise ja käitamise kõrgeid kulusid, seatakse inseneriarvutuste kvaliteedile kõrgendatud nõuded. Ratsionaalsete projektlahenduste valimiseks ventilatsioonivaldkonnas on vaja osata analüüsida olukorda tervikuna, s.o. paljastada siseruumides ja atmosfääris toimuvate dünaamiliste protsesside ruumilised suhted. Hinnake ventilatsiooni efektiivsust, mis ei sõltu ainult ruumi õhuhulgast, vaid ka vastuvõetud õhujaotusskeemist ja kontsentratsioonist kahjulikud ained välisõhus õhuvõtuavade kohtades.
Artikli eesmärk- analüütiliste sõltuvuste kasutamine, mille abil tehakse kahjulike heitmete hulga arvutused, kanalite, õhukanalite, šahtide mõõtmete ja õhutöötlusmeetodi valiku jms määramiseks. Sel juhul on soovitatav kasutada Potoki tarkvaratoodet koos VSV mooduliga. Algandmete koostamiseks on vaja projekteeritud ventilatsioonisüsteemide skeeme, mis näitavad sektsioonide pikkused ja õhuvooluhulgad otsasektsioonides. Arvutuse sisendandmeteks on ventilatsioonisüsteemide kirjeldus ja sellele esitatavad nõuded. Matemaatilise modelleerimise abil lahendatakse järgmised küsimused:
Kiiruse, rõhu, temperatuuri, kontsentratsioonide väljad ruumis ja atmosfääris tekivad paljude tegurite mõjul, mille kogusummat on arvutit kasutamata insenerarvutusmeetodites üsna raske arvesse võtta.
Matemaatilise modelleerimise rakendamine ventilatsiooni ja aerodünaamika probleemide lahendamisel põhineb Navier-Stokesi võrrandite süsteemi lahendamisel.
Turbulentsete voolude simuleerimiseks on vaja lahendada massi- ja Reynoldsi jäävusvõrrandi süsteem (impulssi säilivus):
(2)
kus t- aeg, X= X i , j , k- ruumilised koordinaadid, u=u i , j , k on kiirusvektori komponendid, R- piesomeetriline rõhk, ρ - tihedus, τ ij on pingetensori komponendid, s m- massiallikas, s i on impulsiallika komponendid.
Pingetensorit väljendatakse järgmiselt:
(3)
kus sij- deformatsioonikiiruse tensor; δ ij- turbulentsi olemasolust tekkivate lisapingete tensor.
Teabe saamiseks temperatuuriväljade kohta T ja keskendumine koos kahjulikke aineid, täiendatakse süsteemi järgmiste võrranditega:
soojuse säilimise võrrand
passiivse lisandi jäävuse võrrand koos
(5)
kus CR- soojusmahtuvuse koefitsient, λ - soojusjuhtivuse koefitsient, k= k i , j , k- turbulentsustegur.
Põhiline turbulentsustegur k alused määratakse võrrandisüsteemi abil:
(6)
kus
k f
-
tausta turbulentsustegur, k f \u003d 1-15 m 2 / s; e = 0,1-04; 
Turbulentsitegurid määratakse võrrandite abil:
(7)
peal avatud ala madala hajumise korral väärtus k z määratakse võrrandiga:
kk = k 0 z /z 0 ; (8)
kus k 0 - väärtus kk kõrgel z 0 (k 0 \u003d 0,1 m 2 / s at z 0 = 2 m).
peal avatud ala tuule kiiruse profiil ei ole deformeerunud;
Tundmatu atmosfääri kihistumise korral avatud alal saab tuule kiiruse profiili määrata:
; (9)
kus z 0 - etteantud kõrgus (tuulelipu kõrgus); u 0 - tuule kiirus kõrgusel z 0 ; B = 0,15.
Tingimusel (10) kohalik Richardsoni kriteerium Ri defineeritud kui:
(11)
Diferentseerime võrrandi (9), võrdsustame võrrandid (7) ja (8), sealt edasi väljendame k alused
(12)
Võrdlustame võrrandi (12) süsteemi (6) võrranditega. Asendame (11) ja (9) saadud võrdusesse, lõppkujul saame võrrandisüsteemi:
(13)
Pulsatsioonitermin, järgides Boussinesqi ideid, on esitatud järgmiselt:
(14)
kus μ t- turbulentne viskoossus ja lisaliikmed energiaülekande võrrandites ja lisandite komponentides on modelleeritud järgmiselt:
(15)
(16)
Võrrandisüsteem on suletud, kasutades ühte allpool kirjeldatud turbulentsimudelitest.
Ventilatsioonipraktikas uuritud turbulentse voolu puhul on soovitav kasutada kas Boussinesqi hüpoteesi tiheduse muutuste väiksuse kohta või nn hüposonaalset lähendust. Eeldatakse, et Reynoldsi pinged on proportsionaalsed ajakeskmiste deformatsioonikiirustega. Kasutusele võetakse turbulentse viskoossuse koefitsient, seda mõistet väljendatakse järgmiselt:
. (17)
Efektiivne viskoossuse koefitsient arvutatakse molekulaar- ja turbulentsete koefitsientide summana:
(18)
Hüposooniline lähendamine hõlmab koos ülaltoodud võrranditega ideaalse gaasi tähistamise võrrandi lahendamist:
ρ = lk/(RT) (19)
kus lk - surve keskkonnas; R on gaasi konstant.
Täpsemate arvutuste jaoks saab lisandite tiheduse määrata reaalsete gaaside ja aurude modifitseeritud van der Waalsi võrrandi abil
(20)
kus on konstandid N ja M- arvestama gaasi- või aurumolekulide assotsieerumist/dissotsieerumist; a- arvestab muu interaktsiooniga; b" - gaasimolekulide suurust arvesse võttes; υ=1/ρ.
Eraldades võrrandist (12) rõhk R ja eristades seda mahu järgi (võttes arvesse termodünaamilist stabiilsust), saame järgmise seose:
. (21)
Selline lähenemine võimaldab oluliselt lühendada arvutusaega võrreldes kokkusurutava gaasi täisvõrrandi kasutamisega, ilma et see vähendaks saadud tulemuste täpsust. Ülaltoodud võrranditele pole analüütilist lahendust. Sellega seoses kasutatakse numbrilisi meetodeid.
Skalaarsete ainete turbulentse vooluga ülekandmisega seotud ventilatsiooniprobleemide lahendamiseks kasutatakse diferentsiaalvõrrandite lahendamisel füüsikaliste protsesside jaotusskeemi. Vastavalt skalaaraine hüdrodünaamika ja konvektiiv-difuusse transpordi võrrandite poolitamise, lõpliku diferentsiaalintegreerimise põhimõtetele igal ajasammul Δ t viiakse läbi kahes etapis. Esimeses etapis arvutatakse hüdrodünaamilised parameetrid. Teises etapis lahendatakse arvutatud hüdrodünaamiliste väljade põhjal difusioonivõrrandid.
Soojusülekande mõju õhu kiirusvälja kujunemisele võetakse arvesse Boussinesqi lähenduse abil: vertikaalse kiiruse komponendi liikumisvõrrandisse lisatakse täiendav termin, mis võtab arvesse ujuvusjõude.
Turbulentse vedeliku liikumise probleemide lahendamiseks on teada neli lähenemisviisi:
Saadud tulemuste täpsuse seisukohalt on kahtlemata kõige atraktiivsem otsese numbrilise simulatsiooni meetod. Praegu aga võimalused arvutiteadus ei luba veel lahendada ülesandeid reaalgeomeetria ja numbritega Re ja igas suuruses keeriste eraldusvõimega. Seega lahendamisel laia valikut inseneriprobleemid rakendavad Reynoldsi võrranditele arvulisi lahendusi.
Praegu kasutatakse ventilatsiooniprobleemide simuleerimiseks edukalt selliseid sertifitseeritud pakette nagu STAR-CD, FLUENT või ANSYS/FLOTRAN. Õigesti sõnastatud probleemi ja ratsionaalse lahendusalgoritmi korral võimaldab saadav infohulk projekteerimisetapis valida parim variant, kuid nende programmide abil arvutuste tegemine nõuab vastavat koolitust ja nende vale kasutamine võib viia ekslike tulemusteni.
"Baasjuhtumiks" võib pidada üldtunnustatud bilansi arvutamise meetodite tulemusi, mis võimaldavad võrrelda vaadeldavale probleemile iseloomulikke integraalväärtusi.
Üks neist olulised punktid universaalse kasutamisel tarkvarasüsteemid ventilatsiooniprobleemide lahendamiseks on turbulentsimudeli valik. Praeguseks on suur hulk erinevaid mudeleid turbulents, mida kasutatakse Reynoldsi võrrandite sulgemiseks. Turbulentsimudelid klassifitseeritakse turbulentsikarakteristikute parameetrite arvu järgi, vastavalt ühe-, kahe- ja kolmeparameetrilised.
Enamik turbulentsi poolempiirilisi mudeleid kasutab ühel või teisel viisil "turbulentse transpordimehhanismi asukoha hüpoteesi", mille kohaselt turbulentse impulsi ülekande mehhanism määratakse täielikult kindlaks keskmiste kiiruste ja kiiruste lokaalsete tuletistega. füüsikalised omadused vedelikud. See hüpotees ei võta arvesse vaadeldavast punktist kaugel toimuvate protsesside mõju.
Kõige lihtsamad on üheparameetrilised mudelid, mis kasutavad turbulentse viskoossuse mõistet "n t”, ja turbulentsi peetakse isotroopseks. Muudetud versioon "n t-92" on soovitatav joa ja eraldatud voolude modelleerimiseks. Hea kokkusobivuse katsetulemustega annab ka ühe parameetri mudel "S-A" (Spalart - Almaras), mis sisaldab koguse transpordivõrrandit.
Ühe transpordivõrrandiga mudelite puuduseks on teabe puudumine turbulentsi skaala jaotuse kohta L. Summa järgi Lülekandeprotsessid, turbulentsi tekkimise meetodid, turbulentse energia mõju hajumine. Universaalne sõltuvus määratleda L ei eksisteeri. Turbulentsi skaala võrrand L sageli osutub täpselt võrrandiks, mis määrab mudeli täpsuse ja vastavalt selle rakendusala. Põhimõtteliselt on nende mudelite kasutusala piiratud suhteliselt lihtsate nihkevooludega.
Kahe parameetriga mudelites, välja arvatud turbulentsi skaala L, kasutage teise parameetrina turbulentse energia hajumise kiirust . Selliseid mudeleid kasutatakse tänapäevases arvutuspraktikas kõige sagedamini ja need sisaldavad turbulentsi energiaülekande ja energia hajumise võrrandeid.
Tuntud mudel sisaldab turbulentsienergia ülekande võrrandeid k ja turbulentse energia hajumise kiirust ε. Modellid nagu " k- e" saab kasutada nii seinalähedaste voolude kui ka keerukamate eraldatud voolude jaoks.
Madala ja kõrge Reynoldsi versioonides kasutatakse kahe parameetriga mudelit. Esimeses võetakse otseselt arvesse molekulaarse ja turbulentse transpordi vastastikmõju mehhanismi tahke pinna lähedal. Kõrge Reynoldsi versioonis kirjeldatakse turbulentse transpordi mehhanismi kindla piiri lähedal spetsiaalsete seinalähedaste funktsioonidega, mis seovad vooluparameetrid kaugusega seinast.
Praegu on SSG ja Gibson-Launderi mudelid, mis kasutavad Reynoldsi turbulentse pingetensori ja keskmise deformatsioonitensori vahelist mittelineaarset seost, ühed paljutõotavamad. Need töötati välja eraldatud voogude prognoosimise parandamiseks. Kuna kõik tensorikomponendid on neis arvutatud, nõuavad need kaheparameetriliste mudelitega võrreldes suuri arvutiressursse.
Komplekssete eraldatud voogude puhul ilmnesid üheparameetriliste mudelite "n" kasutamisega mõned eelised t-92", "S-A" vooluparameetrite ja loenduskiiruse ennustamise täpsuse osas võrreldes kaheparameetriliste mudelitega.
Näiteks näeb programm STAR-CD ette mudelite kasutamise tüübi " k- e", Spalarta - Almaras, "SSG", "Gibson-Launder", samuti suurte pööriste meetod "LES" ja meetod "DES". Viimased kaks meetodit sobivad paremini õhu liikumise arvutamiseks keerulise geomeetriaga tingimustes, kus tekib arvukalt eraldatud keerisepiirkondi, kuid need nõuavad suuri arvutusressursse.
Arvutustulemused sõltuvad oluliselt arvutusvõrgu valikust. Praegu kasutatakse võrkude ehitamiseks spetsiaalseid programme. Võreelemendid võivad olla erineva kuju ja suurusega, mis sobivad kõige paremini konkreetse probleemi lahendamiseks. Lihtsaim ruudustiku tüüp, kui lahtrid on samad ja neil on kuup või ristkülikukujuline. Praegu inseneripraktikas kasutatavad universaalsed arvutiprogrammid võimaldavad töötada suvalistel struktureerimata võrkudel.
Ventilatsiooniprobleemide numbrilise simulatsiooni arvutuste tegemiseks on vaja paika panna piir- ja algtingimused, s.o. sõltuvate muutujate väärtused või nende normaalsed gradiendid arvutusvaldkonna piiridel.
Uuritava objekti geomeetriliste tunnuste piisava täpsusega ülesanne. Nendel eesmärkidel võib kolmemõõtmeliste mudelite ehitamiseks soovitada selliseid pakette nagu SolidWorks, Pro / Engeneer, NX Nastran. Arvutusruudustiku koostamisel valitakse lahtrite arv nii, et saadakse usaldusväärne lahendus minimaalse arvutusajaga. Tuleks valida üks poolempiirilistest turbulentsimudelitest, mis on vaadeldava voolu jaoks kõige tõhusam.
AT järeldus lisame, et käimasolevate protsesside kvalitatiivse poole hea mõistmine on vajalik selleks, et õigesti sõnastada probleemi piirtingimused ja hinnata tulemuste usaldusväärsust. Käitise keskkonnaohutuse tagamisele suunatud infomodelleerimise üheks aspektiks võib pidada ventilatsiooniheitmete modelleerimist rajatiste projekteerimisetapis.
Arvustajad:
Lugupeetud sertifitseerimiskomisjoni liikmed, esitan teie tähelepanu lõputööle, mille eesmärgiks on tootmistsehhi sissepuhke- ja väljatõmbeventilatsiooni automaatjuhtimissüsteemi väljatöötamine.
Teame, et automatiseerimine on üks kriitilised tegurid aastal tootlikkuse kasv tööstuslik tootmine, tõstab toodete ja teenuste kvaliteeti. Automatiseerimise ulatuse pidev laienemine on praeguses etapis tööstuse üks peamisi tunnuseid. Väljatöötatud lõpuprojekt on üks ideedest pärida areneva kontseptsiooni ehitamiseks "intelligentsete" hoonete ehk objektide ehitamiseks, milles inimelu tingimusi kontrollitakse tehniliste vahenditega.
Peamised projekteerimisel lahendatavad ülesanded on olemasoleva õhuventilatsioonisüsteemi kaasajastamine teostuskohas - VOMZ OJSC tootmistsehhid - selle efektiivsuse tagamiseks (energia- ja soojustarbimise kokkuhoid, süsteemi hoolduskulude vähendamine, seisakuaegade vähendamine) , mugava mikrokliima ja õhu puhtuse säilitamine tööpiirkondades, töökindlus ja stabiilsus, süsteemi töökindlus avarii-/kriitilistes režiimides.
Lõpuprojektis käsitletud probleem on tingitud PVV olemasoleva juhtimissüsteemi vananemisest ja tehnilisest vananemisest (kulumisest). IPV ehitamisel kasutatav hajutatud põhimõte välistab tsentraliseeritud kontrolli (riigi käivitamise ja jälgimise) võimaluse. Selge süsteemi käivitamise/seiskamise algoritmi puudumine muudab süsteemi ka inimlike vigade tõttu ebausaldusväärseks ning hädaolukorra töörežiimide puudumine lahendatavate ülesannete suhtes ebastabiilseks.
Diplomikujunduse probleemi aktuaalsus on tingitud töötajate hingamisteede ja külmetushaiguste esinemissageduse üldisest tõusust, tööviljakuse ja toodete kvaliteedi üldisest langusest selles valdkonnas. Uue ACS PVV väljatöötamine on otseselt seotud tehase kvaliteedipoliitikaga (ISO 9000), samuti tehaseseadmete moderniseerimise ja töökodade elutagamissüsteemide automatiseerimise programmidega.
Süsteemi keskseks juhtimiselemendiks on turundusuuringute tulemuste põhjal valitud automaatikakapp mikrokontrolleri ja seadmetega (plakat 1). Seal on palju turu pakkumised aga valitud varustus on vähemalt sama hea kui tema kolleegid. Oluliseks kriteeriumiks oli seadmete maksumus, energiakulu ja kaitsevõime.
IPV automatiseerimise funktsionaalne skeem on toodud joonisel 1. ACS-i projekteerimisel valiti põhiliseks tsentraliseeritud lähenemine, mis võimaldab süsteemi vajadusel mobiilselt viia juurutusse vastavalt segakäsitlusele. , mis eeldab väljasaatmise ja teiste tööstusvõrkudega suhtlemise võimalust. Tsentraliseeritud lähenemine on väga skaleeritav, piisavalt paindlik - kõik need kvaliteediomadused määratakse valitud mikrokontrolleri - WAGO I / O System - poolt, samuti juhtimisprogrammi rakendamine.
Projekteerimise käigus valiti välja automaatika elemendid - täiturid, andurid, valikukriteeriumiks oli funktsionaalsus, töö stabiilsus kriitilistes režiimides, parameetri mõõtmise/juhtimise ulatus, paigaldusomadused, signaali väljundi vorm, töörežiimid. Valitakse peamised matemaatilised mudelid ja simuleeritakse õhutemperatuuri reguleerimissüsteemi tööd kolmekäigulise klapi siibri asendi juhtimisega. Simulatsioon viidi läbi VisSim keskkonnas.
Reguleerimiseks valiti kontrollitud väärtuste valdkonnas "parameetrite tasakaalustamise" meetod. Juhtseaduseks valiti proportsionaalne, kuna süsteemi täpsusele ja kiirusele pole kõrgeid nõudeid ning sisend/väljundväärtuste vahemikud on väikesed. Kontrolleri funktsioone täidab üks kontrolleri portidest vastavalt juhtimisprogrammile. Selle ploki simulatsiooni tulemused on toodud plakatil 2.
Süsteemi tööalgoritm on näidatud joonisel 2. Seda algoritmi rakendav juhtimisprogramm koosneb funktsionaalplokkidest, konstantide plokist, kasutatakse standard- ja erifunktsioone. Süsteemi paindlikkus ja mastaapsus on tagatud nii programmiliselt (FB-de, konstantide, siltide ja üleminekute kasutamine, programmi kompaktsus kontrolleri mälus) kui ka tehniliselt (sisend/väljundportide ökonoomne kasutamine, üleliigsed pordid).
Pakub programmiliselt süsteemi toiminguid avariirežiimides (ülekuumenemine, ventilaatori rike, hüpotermia, filtri ummistus, tulekahju). Süsteemi tuletõkkerežiimis töötamise algoritm on näidatud joonisel 3. See algoritm võtab arvesse evakuatsiooniaja ja tuleohutusmeetmete standardite nõudeid. Üldiselt on selle algoritmi rakendamine tõhus ja testidega tõestatud. Lahendatud sai ka moderniseerimise probleem väljatõmbekatted tuleohutuse mõttes. Leitud lahendusi kaaluti ja võeti soovitustena.
Projekteeritud süsteemi töökindlus sõltub täielikult tarkvara töökindlusest ja kontrollerist tervikuna. Väljatöötatud juhtimisprogrammiga viidi läbi silumisprotsess, käsitsi, struktuuri- ja funktsionaalne testimine. Valitud on ainult soovitatud ja sertifitseeritud agregaadid, et tagada töökindlus ja vastavus automaatikaseadmete garantiile. Tootjapoolne garantii valitud automaatikakapile garantiikohustuste täitmisel on 5 aastat.
Samuti töötati välja süsteemi üldistatud struktuur, koostati süsteemi töö kella tsüklogramm, ühenduste ja kaablite märgistuste tabel, ACS paigaldusskeem.
Minu poolt korralduslikus ja majanduslikus osas arvutatud projekti majandusnäitajad on toodud plakatil nr 3. Samal plakatil on kujutatud projekteerimisprotsessi ribakaart. Kontrolliprogrammi kvaliteedi hindamiseks kasutati GOST RISO/IEC 926-93 kriteeriume. Arenduse majandusliku efektiivsuse hindamine viidi läbi SWOT analüüsi abil. Ilmselgelt on kavandatud süsteemil madal hind (kulustruktuur - plakat 3) ja üsna kiire tasuvusaeg (arvutatud minimaalse säästu abil). Seega võime järeldada arenduse kõrget majanduslikku efektiivsust.
Lisaks lahendati töökaitse, elektriohutuse ja süsteemi keskkonnasõbralikkuse küsimused. Põhjendatud on juhtivate kaablite, õhukanalifiltrite valik.
Seega töötati lõputöö tulemusena välja moderniseerimisprojekt, mis on kõigi seatud nõuete suhtes optimaalne. Seda projekti soovitatakse ellu viia vastavalt tehase seadmete moderniseerimise tingimustele.
Kui projekti tasuvus ja kvaliteet saavad kinnitust katseaeg, on kavas rakendada ettevõtte lokaalset võrku kasutades dispetšeritasand, samuti kaasajastada ülejäänud tööstusruumide ventilatsioon, et ühendada need ühtseks tööstusvõrguks. Vastavalt sellele hõlmavad need etapid dispetšeritarkvara väljatöötamist, süsteemi oleku, vigade, õnnetuste (DB) logimist, automatiseeritud töökoha või juhtimispunkti (CCP) korraldamist. Juhtprobleemide lahendamiseks on võimalik levitada projektlahendusi õhkkardinad töötoad. Samuti on võimalik välja töötada olemasoleva süsteemi nõrgad kohad, näiteks puhastussõlmede kaasajastamine, samuti külmutusmehhanismiga õhu sisselaskeklappide komplekteerimine.
annotatsioon
Diplomitöö sisaldab sissejuhatust, 8 peatükki, kokkuvõtet, kirjanduse loetelu, avaldusi ning on 141 lehekülge trükitud teksti koos illustratsioonidega.
Esimeses osas antakse ülevaade ja analüüs tootmistöökodade sissepuhke-väljatõmbeventilatsiooni automaatjuhtimissüsteemi (ACS PVV) projekteerimise vajadusest, automaatikakappide turundusuuring. Kaalutakse tüüpilised skeemid ventilatsioon ja alternatiivsed lähenemised diplomikujunduse probleemide lahendamisele.
Teises osas kirjeldatakse PVW olemasolevat süsteemi rakendamise objektis - OAO VOMZ kui tehnoloogilist protsessi. Moodustatakse õhu ettevalmistamise tehnoloogilise protsessi automatiseerimise üldistatud plokkskeem.
Kolmandas osas on sõnastatud laiendatud tehniline ettepanek lõpukujunduse probleemide lahendamiseks.
Neljas osa on pühendatud iseliikuvate relvade arendamisele. Valitakse automatiseerimise ja juhtimise elemendid, esitatakse nende tehnilised ja matemaatilised kirjeldused. Kirjeldatakse sissepuhkeõhu temperatuuri reguleerimise algoritmi. Moodustatud on mudel ja teostatud ACS-i töö simulatsioon ruumi õhutemperatuuri hoidmiseks. Valitud ja põhjendatud elektrijuhtmestik. Süsteemi tööst on koostatud kella tsüklogramm.
Viies jaotis sisaldab programmeeritava loogikakontrolleri (PLC) WAGO I/O süsteemi tehnilisi omadusi. Antud on PLC-portidega andurite ja täiturmehhanismide ühenduste tabelid, sh. ja virtuaalne.
Kuues osa on pühendatud toimivate algoritmide väljatöötamisele ja PLC juhtimisprogrammi kirjutamisele. Programmeerimiskeskkonna valik on põhjendatud. Süsteemi väljatöötamiseks on antud plokialgoritmid hädaolukorrad, funktsionaalsete plokkide plokk-algoritmid, mis lahendavad käivitamise, juhtimise ja reguleerimise probleeme. Jaotis sisaldab PLC juhtimisprogrammi testimise ja silumise tulemusi.
Seitsmes jaotis käsitleb projekti ohutust ja keskkonnasõbralikkust. Analüüs ohtlike ja kahjulikud tegurid ACS PVV töötamise ajal tehakse otsus töökaitse ja projekti keskkonnasõbralikkuse tagamise kohta. Arendatakse süsteemi kaitset avariiolukordade eest, sh. süsteemi tugevdamine tulekaitse osas ja töö stabiilsuse tagamine ajal hädaolukorrad. Esitatakse välja töötatud automatiseerimise põhifunktsioonide skeem koos spetsifikatsioonidega.
Kaheksas osa on pühendatud arenduse organisatsioonilisele ja majanduslikule põhjendamisele. Disaini väljatöötamise maksumuse, efektiivsuse ja tasuvusaja arvestus, sh. arvestades rakendamise etappi. Projekti väljatöötamise etapid on kajastatud, töö töömahukus on hinnanguline. Antakse hinnang projekti majanduslikule efektiivsusele kasutades arenduse SWOT analüüsi.
Kokkuvõtteks tehakse järeldused lõputöö kohta.
Sissejuhatus
Automatiseerimine on tööstustoodangu tööviljakuse kasvu üks olulisemaid tegureid. Automatiseerimise kasvutempo kiirendamise pidev tingimus on areng tehnilisi vahendeid automatiseerimine. Automatiseerimise tehnilised vahendid hõlmavad kõiki juhtimissüsteemi kuuluvaid seadmeid, mis on ette nähtud teabe vastuvõtmiseks, edastamiseks, salvestamiseks ja teisendamiseks, samuti tehnoloogilise juhtimisobjekti juhtimis- ja reguleerimistoimingute rakendamiseks.
Automatiseerimise tehnoloogiliste vahendite väljatöötamine on keeruline protsess, mis lähtub ühelt poolt automatiseeritud tarbetootmise huvidest ja teiselt poolt tootmisettevõtete majanduslikest võimalustest. Arengu esmaseks stiimuliks on tootmise efektiivsuse tõstmine – tarbijad saavad läbi uue tehnoloogia kasutuselevõtu olla otstarbekad vaid siis, kui kulud saavad kiiresti tagasi. Seetõttu peaks kõigi uute tööriistade väljatöötamist ja rakendamist puudutavate otsuste kriteeriumiks olema majanduslik koguefekt, võttes arvesse kõiki arendus-, tootmis- ja juurutamiskulusid. Sellest lähtuvalt tuleks väljatöötamiseks võtta eelkõige need tehniliste vahendite võimalused, mis annavad maksimaalse koguefekti.
Automatiseerimise ulatuse pidev laienemine on praeguses etapis tööstuse üks põhijooni.
Tootmises pööratakse erilist tähelepanu tööstusökoloogia ja tööohutuse küsimustele. Projekteerimisel moodne tehnoloogia, seadmeid ja konstruktsioone, on vaja teaduslikult põhjendada töö ohutuse ja kahjutuse arengut.
peal praegune etapp arengut Rahvamajandus riigi üks peamisi ülesandeid on sotsiaalse tootmise efektiivsuse tõstmine teadusliku ja tehnoloogilise protsessi alusel ning kõigi reservide täielikum kasutamine. See ülesanne on lahutamatult seotud disainilahenduste optimeerimise probleemiga, mille eesmärk on luua vajalikud eeldused kapitaliinvesteeringute efektiivsuse suurendamiseks, nende tasuvusaja lühendamiseks ja suurima toodangu kasvu tagamiseks kulutatud rubla kohta. Tööviljakuse tõstmise, kvaliteetsete toodete valmistamise, töötajate töö- ja puhketingimuste parandamise tagavad õhuventilatsioonisüsteemid, mis loovad ruumides vajaliku mikrokliima ja õhukvaliteedi.
Diplomiprojekti eesmärgiks on tootmistsehhi sissepuhke-väljatõmbeventilatsiooni (ACS PVV) automaatjuhtimissüsteemi väljatöötamine.
Lõpuprojektis käsitletud probleem on tingitud JSC "Vologda optika- ja mehaanilise tehase" PVV automaatsete seadmete süsteemi kulumisest. Lisaks on süsteem konstrueeritud hajutatult, mis välistab tsentraliseeritud haldamise ja jälgimise võimaluse. Teostusobjektiks valiti survevalu koht (tuleohutuse B-kategooria), samuti sellega külgnevad ruumid - CNC-masinate, planeerimis- ja väljasaatmisbüroo, laod.
Lõputöö ülesanded on sõnastatud ACS PVV hetkeseisu uuringu tulemusena ja analüütilise ülevaate põhjal, on toodud punktis 3 "Tehniline ettepanek".
Kontrollitud ventilatsiooni kasutamine avab uusi võimalusi eeltoodud probleemide lahendamiseks. Välja töötatud automaatjuhtimissüsteem peaks olema määratud funktsioonide täitmiseks optimaalne.
Nagu eespool märgitud, on arenduse asjakohasus tingitud nii olemasolevate iseliikuvate relvade vananemisest kui ka arvu suurenemisest. remonditööd ventilatsiooni "marsruutidele" ning töötajate hingamisteede ja külmetushaiguste esinemissageduse üldisele tõusule, kalduvusele halveneda pika töö ajal ning selle tulemusena üldine tööviljakuse ja toodete kvaliteedi langus. Oluline on märkida, et olemasolev tulejuhtimissüsteem ei ole ühendatud tuletõrjeautomaatikaga, mis on sellise tootmise puhul vastuvõetamatu. Uue ACS PVV väljatöötamine on otseselt seotud tehase kvaliteedipoliitikaga (ISO 9000), samuti tehaseseadmete moderniseerimise ja töökodade elutagamissüsteemide automatiseerimise programmidega.
Diplomiprojektis kasutatakse Interneti-ressursse (foorumid, elektroonilised raamatukogud, artiklid ja väljaanded, elektroonilised portaalid), samuti vajaliku ainevaldkonna tehnilist kirjandust ja standardite tekste (GOST, SNIP, SanPiN). Samuti toimub ACS PVV väljatöötamine, võttes arvesse spetsialistide ettepanekuid ja soovitusi, olemasolevate paigaldusplaanide, kaablitrasside, õhukanalisüsteemide alusel.
Väärib märkimist, et lõpuprojektis tõstatatud probleem leiab aset peaaegu kõigis sõjatööstuskompleksi vanades tehastes, töökodade ümbervarustus on lõpptarbijale tootekvaliteedi tagamise seisukohalt üks olulisemaid ülesandeid. Seega kajastab diplomi kujundus sarnase tootmisega ettevõtetes sarnaste probleemide lahendamisel kogunenud kogemusi.
1. Analüütiline ülevaade
1.1 Üldine analüüs vajadus kavandada ACS PVV
Kõige olulisem allikas säästa kütust ja energiaressursse, mida kulutatakse suurte soojusvarustusele tööstushooned märkimisväärse soojus- ja elektrienergia tarbimise juures on suurendada süsteemi efektiivsust sissepuhke- ja väljatõmbeventilatsioon(PVV), mis põhineb arvuti- ja juhtimistehnoloogia kaasaegsete saavutuste kasutamisel.
Tavaliselt kasutatakse ventilatsioonisüsteemi juhtimiseks kohalikke automaatika tööriistu. Sellise regulatsiooni peamiseks puuduseks on see, et see ei võta arvesse hoone tegelikku õhu- ja soojusbilanssi ning tegelikku ilm: välisõhu temperatuur, tuule kiirus ja suund, atmosfäärirõhk.
Seetõttu ei tööta õhuventilatsioonisüsteem kohaliku automaatika mõjul reeglina optimaalses režiimis.
Sissepuhke- ja väljatõmbeventilatsioonisüsteemi efektiivsust saab oluliselt tõsta, kui süsteeme juhitakse optimaalselt, tuginedes sobivate riist- ja tarkvaravahendite komplekti kasutamisele.
Soojusrežiimi kujunemist võib kujutada häirivate ja reguleerivate tegurite koosmõjuna. Juhttoimingu määramiseks on vaja teavet sisend- ja väljundparameetrite omaduste ja arvu kohta ning soojusülekande protsessi kulgemise tingimuste kohta. Kuna ventilatsiooniseadmete juhtimise eesmärk on tagada hoonete töötsoonis vajalikud õhutingimused minimaalsete energia- ja materjalikuluga, siis on arvuti abil võimalik leida parim variant ja välja töötada sobivad juhtimistoimingud. sellel süsteemil. Selle tulemusena moodustab vastava riist- ja tarkvarakomplektiga arvuti hoone ruumide soojusrežiimi automatiseeritud juhtimissüsteemi (ACS TRP). Samal ajal tuleb ka märkida, et arvuti all saab aru nii PVV juhtpaneelist kui ka PVV oleku jälgimise paneelist, samuti lihtne arvuti programmiga ACS PVV modelleerimiseks, tulemuste töötlemiseks ja nende alusel operatiivjuhtimiseks.
Automaatjuhtimissüsteem on kombinatsioon juhtimisobjektist (juhitav tehnoloogiline protsess) ja juhtseadmetest, mille koostoime tagab protsessi automaatse kulgemise vastavalt etteantud programmile. Sel juhul mõistetakse tehnoloogilist protsessi kui toimingute jada, mis tuleb läbi viia, et saada lähteainest valmistoode. PVV puhul on valmistooteks määratud parameetritega (temperatuur, gaasi koostis jne) õhk hooldatavas ruumis ning tooraineks välis- ja väljatõmbeõhk, soojuskandjad, elekter jne.
ACS PVV, nagu ka mis tahes juhtimissüsteemi toimimise alus peaks põhinema tagasiside (OS) põhimõttel: juhtimistoimingute väljatöötamine, mis põhinevad objektile paigaldatud või jaotatud andurite abil saadud teabel objekti kohta.
Iga konkreetne ACS on välja töötatud etteantud sisselaskeõhu voolu töötlemise tehnoloogia alusel. Sageli on sissepuhke- ja väljatõmbeventilatsioonisüsteem seotud kliimaseadme (ettevalmistus) süsteemiga, mis kajastub ka juhtimisautomaatika konstruktsioonis.
Kui kasutate eraldiseisvaid seadmeid või täielikku tehnoloogilised paigaldisedõhu töötlemise ACS tarnitakse juba seadmesse sisseehitatud ja teatud juhtimisfunktsioonidega, mida tavaliselt kirjeldatakse üksikasjalikult tehnilises dokumentatsioonis. Sel juhul tuleb selliste juhtimissüsteemide reguleerimine, hooldus ja kasutamine läbi viia rangelt vastavalt kindlaksmääratud dokumentatsioonile.
Analüüs tehnilisi lahendusi juhtivate tootjate kaasaegne PVC ventilatsiooniseadmed näitas, et juhtimisfunktsioonid võib laias laastus jagada kahte kategooriasse:
Juhtimisfunktsioonid, mis on määratud õhukäitlustehnoloogia ja -seadmetega;
Täiendavad funktsioonid, mis on enamasti teenindusfunktsioonid, on toodud ettevõtete oskusteabena ja neid siin ei käsitleta.
AT üldine vaadeõhukäitlusseadmete juhtimise peamised tehnoloogilised funktsioonid võib jagada järgmistesse rühmadesse (joonis 1.1)
Riis. 1.1 - PVV juhtimise peamised tehnoloogilised funktsioonid
Kirjeldame, mida mõeldakse joonisel fig 1 näidatud PWV funktsioonide all. 1.1.
1.1.1 Funktsioon "Parameetrite jälgimine ja salvestamine".
Vastavalt SNiP 2.04.05-91 on kohustuslikud kontrolliparameetrid:
temperatuur ja rõhk ühistes toite- ja tagasivoolutorustikes ning iga soojusvaheti väljalaskeava juures;
Välisõhu temperatuur, soojusvaheti järel sissepuhkeõhu temperatuur, samuti temperatuur ruumis;
MPC standardid ruumist väljutava õhu kahjulike ainete kohta (gaaside, põlemisproduktide, mittetoksilise tolmu olemasolu).
Muid parameetreid sissepuhke- ja väljatõmbeventilatsioonisüsteemides juhitakse nõudmisel spetsifikatsioonid seadmeid või töötingimusi.
Kaugjuhtimispult on ette nähtud tehnoloogilise protsessi põhiparameetrite või muude juhtimisfunktsioonide rakendamisega seotud parameetrite mõõtmiseks. Selline juhtimine toimub andurite ja mõõtemuundurite abil, mille mõõdetud parameetrite väljund (vajadusel) on juhtseadme (juhtpaneeli, arvutimonitori) indikaatoril või ekraanil.
Muude parameetrite mõõtmiseks kasutatakse tavaliselt lokaalseid (kaasaskantavaid või statsionaarseid) instrumente - näidutermomeetreid, manomeetriid, õhu koostise spektraalanalüüsi seadmeid jne.
Kohalike juhtimisseadmete kasutamine ei riku juhtimissüsteemide põhiprintsiipi – tagasiside põhimõtet. Sel juhul rakendatakse seda kas inimese (operaatori või hoolduspersonali) abiga või mikroprotsessori mällu "juhtmega ühendatud" juhtprogrammi abil.
1.1.2 Funktsioon "töö- ja programmijuhtimine"
Samuti on oluline rakendada sellist võimalust nagu "algusjärjestus". PVV-süsteemi normaalse käivitamise tagamiseks tuleks arvesse võtta järgmist:
Õhusiibrite esialgne avamine enne ventilaatorite käivitamist. Selle põhjuseks on asjaolu, et mitte kõik suletud olekus olevad siibrid ei talu ventilaatori tekitatud rõhuerinevust ja siibri täieliku avanemise aeg elektriajamiga ulatub kahe minutini.
Elektrimootorite käivitamise hetkede eraldamine. Asünkroonmootoritel võivad sageli olla suured käivitusvoolud. Kui ventilaatorid, õhusiibri ajamid ja muud ajamid käivitatakse korraga, siis hoone elektrivõrgu suure koormuse tõttu langeb pinge oluliselt, elektrimootorid ei pruugi käivituda. Seetõttu tuleb elektrimootorite, eriti suure võimsusega mootorite käivitamine aja peale hajutada.
Küttekeha eelsoojendamine. Kui veesoojendit ei soojendata, võib külmumiskaitse aktiveeruda madalate välistemperatuuride korral. Seetõttu on süsteemi käivitamisel vaja avada sissepuhkeõhu siibrid, avada kolmekäiguline ventiil veesoojendi ja soojendage kütteseadet. Reeglina aktiveeritakse see funktsioon, kui välistemperatuur on alla 12 °C.
Vastupidine valik on "väljalülitamise jada". Süsteemi väljalülitamisel kaaluge:
Elektriküttega seadmetes sissepuhkeõhu ventilaatori peatamise viivitus. Pärast elektrikerisest pinge eemaldamist tuleks seda mõnda aega jahutada, ilma sissepuhkeõhu ventilaatorit välja lülitamata. Vastasel juhul on õhusoojendi kütteelement (termiline elektriline küttekeha- TEN) võib ebaõnnestuda. Diplomikujunduse seniste ülesannete puhul pole see võimalus boileri kasutamise tõttu oluline, kuid oluline on see ka ära märkida.
Seega on valitud töö- ja programmijuhtimise võimaluste põhjal võimalik esitada tüüpiline graafik õhukäitlusseadmete seadmete sisse- ja väljalülitamiseks.
Riis. 1.2 - ACS PVV töö tavaline tsüklogramm veesoojendiga
Kogu selle tsükli (joonis 1.2) peaks süsteem töötama automaatselt ning lisaks peaks olema tagatud seadmete individuaalne käivitamine, mis on vajalik reguleerimise ja ennetava hoolduse käigus.
Sama olulised on programmi juhtimise funktsioonid, näiteks talve-suve režiimi muutmine. Nende funktsioonide rakendamine on eriti aktuaalne tänapäeva energiaressursside nappuse tingimustes. Normatiivdokumentides on selle funktsiooni täitmine oma olemuselt nõuandev - "avalike, haldus-, elamu- ja tööstushoonete puhul tuleks reeglina ette näha parameetrite programmiline reguleerimine, tagades soojuse tarbimise vähenemise."
Lihtsamal juhul tagavad need funktsioonid kliimaseadme üldise väljalülitamise teatud ajahetkel või juhitava parameetri (näiteks temperatuuri) seatud väärtuse vähenemise (suurendamise) sõltuvalt soojuskoormuse muutustest. teenindatud tuba.
Tõhusam, aga ka raskemini teostatav on tarkvarajuhtimine, mis näeb ette kliimaseadme struktuuri ja selle töö algoritmi automaatse muutmise mitte ainult traditsioonilises talve-suvises režiimis, vaid ka üleminekurežiimides. EWP struktuuri ja selle töö algoritmi analüüs ja süntees viiakse tavaliselt läbi nende termodünaamilise mudeli alusel.
Sel juhul on peamiseks motivatsiooni- ja optimeerimiskriteeriumiks reeglina soov tagada võimalikult minimaalne energiatarbimine koos piirangutega kapitalikulutused, mõõtmed jne.
1.1.3 Funktsioon "kaitsefunktsioonid ja blokeeringud"
Automaatikasüsteemidele ja elektriseadmetele ühised kaitsefunktsioonid ja blokeeringud (kaitse lühise, ülekuumenemise, liikumispiirangute jms eest) on sätestatud osakondadevaheliste normatiivdokumentidega. Selliseid funktsioone teostavad tavaliselt eraldi seadmed (kaitsmed, rikkevoolu seadmed, piirlülitid jne). Nende kasutamist reguleerivad elektripaigaldiste paigaldamise eeskirjad (PUE), eeskirjad tuleohutus(PPB).
Külmakaitse. Automaatne külmumiskaitsefunktsioon peab olema tagatud piirkondades, mille välistemperatuur on külma perioodi jaoks miinus 5 ° C ja alla selle. Kaitse alla kuuluvad esimese kütte soojusvahetid (veeboiler) ja rekuperaatorid (olemasolul).
Tavaliselt toimub soojusvahetite külmumisvastane kaitse seadmest allavoolu õhutemperatuuri ja tagasivoolutorustikus oleva soojuskandja temperatuuri andurite või andurite-releede alusel.
Külmumisohtu ennustab õhutemperatuur aparaadi ees (tн<5 °С). При достижении указанных значений полностью открывают клапаны и останавливают приточный вентилятор.
Töövälisel ajal peab külmumiskaitsega süsteemide puhul klapp jääma veidi lahti (5-25%) suletud välisõhu siibriga. Kaitse suurema usaldusväärsuse tagamiseks, kui süsteem on välja lülitatud, rakendatakse mõnikord tagasivoolutorustikus vee temperatuuri automaatse reguleerimise (stabiliseerimise) funktsiooni.
1.1.4 Funktsioon "tehnoloogiliste seadmete ja elektriseadmete kaitse"
1. Filtri saastumise kontroll
Filtri ummistumise kontrolli hinnatakse filtri rõhulanguse järgi, mida mõõdetakse diferentsiaalrõhuanduriga. Andur mõõdab õhurõhu erinevust enne ja pärast filtrit. Lubatud rõhukadu filtris on näidatud selle passis (tehase õhuliinidel esitatud manomeetrite puhul vastavalt andmelehele - 150-300 Pa). See erinevus määratakse süsteemi kasutuselevõtul diferentsiaalanduril (anduri seadistus). Seadeväärtuse saavutamisel saadab andur signaali filtri maksimaalsest tolmususest ja selle hoolduse või väljavahetamise vajadusest. Kui filtrit ei puhastata ega vahetata teatud aja jooksul (tavaliselt 24 tunni jooksul) pärast tolmupiirangu signaali väljastamist, on soovitatav tagada süsteemi hädaseiskamine.
Sarnased andurid on soovitatav paigaldada ventilaatoritele. Kui ventilaator või ventilaatori ajamirihm ebaõnnestub, tuleb süsteem avariirežiimis välja lülitada. Sellised andurid jäetakse aga säästlikkuse huvides sageli tähelepanuta, mis raskendab tulevikus oluliselt süsteemi diagnostikat ja tõrkeotsingut.
2. Muud automaatlukud
Lisaks peaksid automaatsed lukud olema ette nähtud:
Välisõhu ventiilide avamine ja sulgemine ventilaatorite sisse- ja väljalülitamisel (siiber);
Õhukanalitega ühendatud ventilatsioonisüsteemide avamis- ja sulgeventiilid täielikuks või osaliseks vahetamiseks ühe süsteemi rikke korral;
Gaaskustutusseadmetega kaitstud ruumide ventilatsioonisüsteemide sulgeventiilid, kui nende ruumide ventilatsioonisüsteemide ventilaatorid on välja lülitatud;
Välisõhu minimaalse vooluhulga tagamine muutuva vooluhulgaga süsteemides jne.
1.1.5 Juhtimisfunktsioonid
Reguleerivad funktsioonid - seatud parameetrite automaatne hooldus on määratluse järgi peamised sissepuhke- ja väljatõmbeventilatsioonisüsteemide puhul, mis töötavad muutuva vooluhulgaga, õhu retsirkulatsiooniga, õhuküttega.
Neid funktsioone teostatakse suletud juhtimisahelate abil, milles tagasiside põhimõte on selgesõnaliselt olemas: anduritelt tulev informatsioon objekti kohta muudetakse juhtseadmete poolt juhtimistoiminguteks. Joonisel fig. 1.3 on näide sissepuhkeõhu temperatuuri reguleerimise kontuurist kanaliga kliimaseadmes. Õhutemperatuuri hoiab veesoojendi, mille kaudu juhitakse jahutusvedelikku. Küttekeha läbiv õhk soojeneb. Veesoojendi järgset õhutemperatuuri mõõdetakse anduriga (T), seejärel suunatakse selle väärtus mõõdetud temperatuuri väärtuse ja sättepunkti temperatuuri võrdlusseadmesse (US). Sõltuvalt temperatuuri sättepunkti (Tset) ja mõõdetud temperatuuri väärtuse (Tmeas) erinevusest genereerib juhtseade (P) signaali, mis toimib täiturmehhanismile (M - kolmekäigulise ventiili elektriajam). Täiturmehhanism avab või sulgeb kolmekäigulise ventiili asendisse, kus viga on:
e \u003d Tust - Tism
saab olema minimaalne.
Riis. 1.3 - Veesoojusvahetiga õhukanalis sissepuhkeõhu temperatuuri reguleerimise ahel: T - andur; USA - võrdlusseade; P - juhtimisseade; M - täitevseade
Seega taandub automaatjuhtimissüsteemi (ACS) ehitamine täpsuse ja selle töö muude parameetrite (stabiilsus, võnkumine jne) nõuetest lähtuvalt selle struktuuri ja elementide valikule, samuti automaatjuhtimissüsteemi (ACS) väljatöötamisele. kontrolleri parameetrid. Tavaliselt teevad seda automaatikaspetsialistid, kasutades klassikalist juhtimisteooriat. Märgin vaid, et kontrolleri seadistused on määratud juhtobjekti dünaamiliste omaduste ja valitud juhtimisseadusega. Reguleerimisseadus on regulaatori sisend- (?) ja väljundsignaalide (Ur) vaheline suhe.
Lihtsaim on proportsionaalne reguleerimise seadus, milles? ja Ur on omavahel ühendatud konstantse koefitsiendiga Kp. See koefitsient on sellise kontrolleri seadistusparameeter, mida nimetatakse P-regulaatoriks. Selle realiseerimiseks on vaja kasutada reguleeritavat võimenduselementi (mehaaniline, pneumaatiline, elektriline jne), mis võib toimida nii täiendava energiaallikaga kui ka ilma.
Üks P-kontrollerite variante on positsioonikontrollerid, mis rakendavad proportsionaalset juhtimisseadust Kp juures ja moodustavad väljundsignaali Ur, millel on teatud arv konstantseid väärtusi, näiteks kaks või kolm, mis vastavad kahe- või kolmepositsioonilistele kontrolleritele. Selliseid kontrollereid nimetatakse mõnikord releekontrolleriteks nende graafiliste omaduste sarnasuse tõttu relee omadustega. Selliste regulaatorite seadistusparameeter on surnud tsooni De väärtus.
Ventilatsioonisüsteemide automatiseerimise tehnoloogias on sisse-välja kontrollerid oma lihtsuse ja töökindluse tõttu leidnud laialdast rakendust temperatuuri (termostaadid), rõhu (rõhulülitid) ja muude protsessi oleku parameetrite reguleerimisel.
Kahepositsioonilisi regulaatoreid kasutatakse ka automaatse kaitse, blokeerimise ja seadmete töörežiimide ümberlülitamise süsteemides. Sel juhul täidavad nende funktsioone andurid-releed.
Vaatamata nendele P-regulaatorite eelistele on neil suur staatiline viga (väikeste Kp väärtuste korral) ja kalduvus isevõnkumisele (suurte Kp väärtuste korral). Seetõttu kasutatakse kõrgemate nõuetega automaatikasüsteemide regulatiivsetele funktsioonidele täpsuse ja stabiilsuse osas ka keerukamaid juhtimisseadusi, näiteks PI ja PID seadusi.
Samuti saab õhukütte temperatuuri reguleerida P-regulaatoriga, mis töötab tasakaalustamise põhimõttel: tõsta temperatuuri, kui selle väärtus on seatud väärtusest väiksem ja vastupidi. Selline seadusetõlgendus on leidnud rakendust ka süsteemides, mis ei nõua suurt täpsust.
1.2 Olemasolevate tüüpiliste tootmistsehhide automaatse ventilatsiooni skeemide analüüs
Sissepuhke- ja väljatõmbeventilatsioonisüsteemi automatiseerimisel on mitmeid standardseid rakendusi, millest igaühel on mitmeid eeliseid ja puudusi. Märgin, et hoolimata paljude standardsete skeemide ja arenduste olemasolust on väga raske luua sellist ACS-i, mis oleks seadistuste osas paindlik võrreldes selle tootmisega, kus seda rakendatakse. Seega õhu- ja õhuventilatsiooni ACS-i projekteerimiseks olemasoleva ventilatsioonikonstruktsiooni põhjalik analüüs, tootmistsükli tehnoloogiliste protsesside analüüs, samuti töökaitse-, ökoloogia-, elektri- ja tuleohutus on nõutav. Lisaks on sageli kavandatud ACS PVV oma kasutusvaldkonnale spetsialiseerunud.
Igal juhul peetakse esialgses projekteerimisetapis tüüpilisteks lähteandmeteks tavaliselt järgmisi rühmi:
1. Üldandmed: objekti territoriaalne asukoht (linn, linnaosa); objekti tüüp ja eesmärk.
2. Teave hoone ja ruumide kohta: plaanid ja lõiked, mis näitavad kõiki mõõtmeid ja kõrgusi maapinna suhtes; ruumide kategooriate märkimine (arhitektuursetel plaanidel) vastavalt tuleohutusstandarditele; tehniliste alade olemasolu koos nende suurustega; olemasolevate ventilatsioonisüsteemide asukoht ja omadused; energiakandjate omadused;
3. Teave tehnoloogilise protsessi kohta: tehnoloogilise projekti (plaanide) joonised, mis näitavad tehnoloogiliste seadmete paigutust; seadmete spetsifikatsioon koos paigaldatud võimsuste näitamisega; tehnoloogilise režiimi tunnused -- töövahetuste arv, keskmine töötajate arv vahetuses; seadmete töörežiim (töö samaaegsus, koormustegurid jne); õhku eralduvate kahjulike heitmete hulk (kahjulike ainete MAC).
PVV-süsteemi automatiseerimise arvutamise lähteandmetena võtavad nad välja:
Olemasoleva süsteemi jõudlus (võimsus, õhuvahetus);
Reguleeritavate õhuparameetrite loetelu;
Reguleerimise piirid;
Automatiseerimise toimimine teistelt süsteemidelt signaalide vastuvõtmisel.
Seega kujundatakse automatiseerimissüsteemi täitmine lähtuvalt talle pandud ülesannetest, võttes arvesse norme ja reegleid ning üldisi lähteandmeid ja skeeme. Ventilatsiooniautomaatika süsteemi skeemi koostamine ja seadmete valik tehakse individuaalselt.
Tutvustame olemasolevaid sissepuhke- ja väljatõmbeventilatsiooni juhtimissüsteemide tüüpskeeme, iseloomustame mõnda neist seoses nende kasutamise võimalusega lõpuprojekti probleemide lahendamisel (joon. 1.4 - 1.5, 1.9).
Riis. 1.4 - ACS otsevooluventilatsioon
Need automaatikasüsteemid on leidnud aktiivset kasutust tehastes, tehastes, büroohoonetes. Juhtimisobjektiks on siin automaatikakapp (juhtpaneel), kinnitusseadmeteks kanaliandurid, juhtimistegevus on ventilaatorimootorite mootoritel, siibrimootoritel. Olemas ka kütte/jahutus ATS. Tulevikku vaadates võib märkida, et joonisel 1.4a kujutatud süsteem on süsteemi prototüüp, mida tuleb kasutada OAO Vologda optika- ja mehaanilise tehase survevalu sektsioonis. Õhkjahutus tööstusruumides on ebaefektiivne nende ruumide mahu tõttu ning küte on eelduseks õhukäitlusseadmete automaatjuhtimissüsteemi korrektseks toimimiseks.
Riis. 1,5- ACS ventilatsioon soojusvahetitega
PVV-le soojustagastusega sõlmede (rekuperaatorite) automaatjuhtimissüsteemi ehitamine võimaldab lahendada liigse elektritarbimise (elektriküttekehade puhul), keskkonda sattumise probleeme. Rekuperatsiooni mõte seisneb selles, et ruumist pöördumatult eemaldatud õhk, mille temperatuur on ruumis seatud, vahetab energiat sissetuleva välisõhuga, mille parameetrid reeglina erinevad oluliselt seatud parameetritest. Need. talvel soojendab eemaldatav soe väljatõmbeõhk osaliselt välisõhu sissepuhkeõhku, suvel aga jahutab jahedam väljatõmbeõhk osaliselt sissepuhkeõhku. Parimal juhul võib rekuperatsioon vähendada energiakulu sissepuhkeõhu töötlemisel 80%.
Tehniliselt toimub sissepuhke- ja väljatõmbeventilatsiooni taastamine pöörlevate soojusvahetite ja vahesoojuskandjaga süsteemide abil. Seega saame võitu nii õhu soojendamisel kui ka siibrite avanemise vähendamisel (lubatud on rohkem siibreid juhtivate mootorite tühikäiguaega) - see kõik annab elektri kokkuhoiu mõttes üleüldise võitu.
Soojustagastusega süsteemid on perspektiivsed ja aktiivsed ning neid võetakse kasutusele vanemate ventilatsioonisüsteemide asemel. Siiski väärib märkimist, et sellised süsteemid maksavad täiendavaid kapitaliinvesteeringuid, kuid nende tasuvusaeg on suhteliselt lühike, samas kui tasuvus on väga kõrge. Samuti suurendab pideva keskkonda sattumise puudumine sellise automaatsete seadmete organisatsiooni keskkonnamõju. Süsteemi lihtsustatud töö õhust soojustagastusega (õhu retsirkulatsioon) on näidatud joonisel 1.6.
Riis. 1.6 - Õhuvahetussüsteemi kasutamine retsirkulatsiooniga (rekuperatsioon)
Ristvoolu- või plaatsoojusvahetid (joonis 1.5 c, d) koosnevad plaatidest (alumiinium), mis kujutavad endast kanalite süsteemi kahe õhuvoolu liikumiseks. Kanaliseinad on ühised sissepuhke- ja väljatõmbeõhu jaoks ning neid on lihtne üle kanda. Tänu suurele vahetuspinnale ja turbulentsele õhuvoolule kanalites saavutatakse kõrge soojustagastuse (soojusülekande) aste suhteliselt madala hüdraulilise takistusega. Plaatsoojusvahetite efektiivsus ulatub 70% -ni.
Riis. 1.7 - Plaatsoojusvahetitel põhineva ACS PVV õhuvahetuse korraldamine
Kasutatakse ainult väljatõmbeõhu mõistlikku soojust, kuna Sissepuhke- ja väljatõmbeõhk ei segune kuidagi ning väljatõmbeõhu jahutamisel tekkiv kondensaat jääb separaatorisse kinni ja eemaldatakse drenaažisüsteemiga äravooluanumast. Kondensaadi külmumise vältimiseks madalatel temperatuuridel (kuni -15°C) kujundatakse vastavad nõuded automatiseerimisele: see peab tagama perioodilise toiteventilaatori väljalülitamise või osa välisõhu eemaldamise soojusest möödavoolu kanalisse. soojusvaheti kanalid. Ainsaks piiranguks selle meetodi rakendamisel on toite- ja väljalaskeharude kohustuslik ristumine ühes kohas, mis ACS-i lihtsa moderniseerimise korral tekitab mitmeid raskusi.
Vahesoojuskandjaga taaskasutussüsteemid (joonis 1.5 a, b) on suletud torujuhtmega ühendatud soojusvahetite paar. Üks soojusvaheti asub väljalaskekanalis ja teine toitekanalis. Mittekülmuv glükooli segu ringleb suletud ringluses, kandes soojust ühelt soojusvahetilt teisele ja sel juhul võib kaugus ventilatsiooniseadmest väljatõmbeseadmeni olla väga märkimisväärne.
Soojustagastuse efektiivsus selle meetodiga ei ületa 60%. Maksumus on suhteliselt kõrge, kuid mõnel juhul võib see olla ainus võimalus soojuse taaskasutamiseks.
Riis. 1.8 - soojuse taaskasutamise põhimõte, kasutades vahesoojuskandjat
Rotatsioonsoojusvaheti (pöörlev soojusvaheti, rekuperaator) - on kanalitega rootor horisontaalseks õhu läbipääsuks. Osa rootorist asub väljalaskekanalis ja osa toitekanalis. Pöörledes saab rootor väljatõmbeõhust soojust ja annab selle edasi sissepuhkeõhule ning edasi kandub nii sensiivne kui ka varjatud soojus, aga ka niiskus. Soojustagastuse kasutegur on maksimaalne ja ulatub 80%-ni.
Riis. 1.9 - ACS PVV koos pöörleva soojusvahetiga
Selle meetodi kasutamisele seab piirangu eelkõige asjaolu, et kuni 10% väljatõmbeõhust seguneb sissepuhkeõhuga ning mõnel juhul on see vastuvõetamatu või ebasoovitav (kui õhus on märkimisväärne saasteaste) . Projekteerimisnõuded on sarnased eelmisele versioonile - väljalaske- ja toitemasinad asuvad samas kohas. See meetod on kallim kui esimene ja seda kasutatakse harva.
Üldjuhul on taastamisega süsteemid 40-60% kallimad kui sarnased ilma taastamiseta süsteemid, kuid kasutuskulud erinevad oluliselt. Ka tänaste energiahindade juures ei ületa taaskasutussüsteemi tasuvusaeg kahte küttehooaega.
Tahaksin märkida, et energiasäästu mõjutavad ka juhtimisalgoritmid. Siiski tuleb alati arvestada, et kõik ventilatsioonisüsteemid on mõeldud mingite keskmiste tingimuste jaoks. Näiteks määrati välisõhu vooluhulk ühele arvule inimestele, kuid tegelikkuses võib ruum olla alla 20% aktsepteeritud väärtusest, loomulikult on sellisel juhul arvutatud välisõhu vooluhulk selgelt ülemäärane, ventilatsioon ülemäärases režiimis põhjustab energiaressursside põhjendamatut kaotust. Sel juhul on loogiline kaaluda mitut töörežiimi, näiteks talv / suvi. Kui automaatika suudab selliseid režiime seadistada, on kokkuhoid ilmselge. Teine lähenemine on seotud välisõhuvoolu reguleerimisega sõltuvalt siseruumide gaasikeskkonna kvaliteedist, s.o. automaatikasüsteem sisaldab gaasianalüsaatoreid kahjulike gaaside jaoks ja valib välisõhuvoolu väärtuse nii, et kahjulike gaaside sisaldus ei ületaks lubatud piirväärtusi.
1.3 Turundusuuringud
Praegu on sissepuhke- ja väljatõmbeventilatsiooni automatiseerimise turul laialdaselt esindatud kõik maailma juhtivad ventilatsiooniseadmete tootjad ning igaüks neist on spetsialiseerunud teatud segmendi seadmete tootmisele. Kogu ventilatsiooniseadmete turu võib jagada järgmisteks kasutusvaldkondadeks:
Majapidamises ja pooltööstuslikel eesmärkidel;
Tööstuslik otstarve;
"Eriotstarbelised" ventilatsiooniseadmed.
Kuna lõputöös käsitletakse tööstuspindade sisse- ja väljatõmbesüsteemide automaatika projekteerimist, siis selleks, et võrrelda kavandatavat arendust turul pakutavaga, on vaja välja valida sarnased olemasolevad automaatikapaketid tuntud tootjatelt.
Olemasolevate ACS PVV pakettide turundusuuringu tulemused on toodud lisas A.
Turundusuuringute tulemusena võeti vaatluse alla mitmed enamkasutatavad ACS PVV-d erinevatelt tootjatelt, nende tehnilist dokumentatsiooni uurides saadi järgmine info:
Vastava ACS PVV paketi koostis;
Juhtimisparameetrite register (rõhk õhukanalites, temperatuur, puhtus, õhuniiskus);
Programmeeritava loogikakontrolleri ja selle seadmete mark (tarkvara, käsusüsteem, programmeerimispõhimõtted);
Ühenduste olemasolu teiste süsteemidega (kas on tagatud side tuletõrjeautomaatikaga, kas on olemas kohtvõrgu protokollide tugi);
Kaitsekonstruktsioon (elektriohutus, tuleohutus, tolmukaitse, mürakindlus, niiskuskaitse).
2. Tootmistsehhi ventilatsioonivõrgu kui automaatjuhtimise objekti kirjeldus
Üldiselt võib ventilatsiooni- ja õhu ettevalmistamise süsteemide automatiseerimise olemasolevate lähenemisviiside analüüsi, samuti tüüpiliste skeemide analüütiliste ülevaadete tulemuste põhjal järeldada, et lõpuprojektis käsitletud ülesanded on asjakohased. spetsialiseeritud disainibürood (SKB) on seda praegu aktiivselt kaalunud ja uurinud.
Märgin, et ventilatsioonisüsteemi automatiseerimisel on kolm peamist lähenemisviisi:
Hajutatud lähenemine: PVV automatiseerimise rakendamine kohalike lülitusseadmete baasil, iga ventilaatorit juhib vastav seade.
Seda lähenemisviisi kasutatakse suhteliselt väikeste ventilatsioonisüsteemide automatiseerimise kavandamisel, mille puhul ei ole ette nähtud edasist laiendamist. Ta on vanim. Lähenemise eeliste hulka kuulub näiteks see, et mõne juhitava ventilatsiooniharu avarii korral teeb süsteem hädaseiska ainult selle lüli/lõigu. Lisaks on seda lähenemist suhteliselt lihtne rakendada, see ei nõua keerulisi juhtimisalgoritme ja lihtsustab ventilatsioonisüsteemi seadmete hooldust.
Tsentraliseeritud lähenemine: automaatse ventilatsioonisüsteemi juurutamine loogiliste kontrollerite rühma või programmeeritava loogikakontrolleri (PLC) baasil, kogu ventilatsioonisüsteemi juhitakse tsentraalselt vastavalt programmeeritud andmetele.
Tsentraliseeritud lähenemine on usaldusväärsem kui hajutatud. Kogu VVV juhtimine on jäik, toimub programmi alusel. See asjaolu seab lisanõuded nii programmikoodi kirjutamisele (tuleb arvestada paljude tingimustega, sealhulgas tegevustega hädaolukordades) kui ka juht-PLC erikaitsele. See lähenemisviis on leidnud rakendust väikeste haldus- ja tööstuskomplekside jaoks. Seda eristab seadistuste paindlikkus, võime skaleerida süsteemi mõistlike piirideni, aga ka võimalus süsteemi mobiilseks integreerimiseks vastavalt segakorralduspõhimõttele;
Segalähenemine: kasutatakse suurte süsteemide projekteerimisel (suur hulk suure jõudlusega kontrollitavaid seadmeid), on hajutatud ja tsentraliseeritud lähenemisviisi kombinatsioon. Üldjuhul eeldab see lähenemine tasemehierarhiat, mille eesotsas on juhtarvuti ja alluvad "mikroarvutid", moodustades seega ettevõtte suhtes globaalse kontrolli tootmisvõrgu. Teisisõnu, see lähenemisviis on hajutatud-tsentraliseeritud lähenemisviis koos süsteemi saatmisega.
Lõpukujunduses lahendatava ülesande osas on eelistatuim PVV automatiseerimise rakendamisel tsentraliseeritud lähenemine. Kuna süsteemi arendatakse väikeste tööstuspindade jaoks, on seda lähenemist võimalik kasutada ka teiste objektide puhul eesmärgiga need hiljem integreerida ühte IPV ACS-i.
Sageli on ventilatsiooni juhtkapid varustatud liidesega, mis võimaldab arvutimonitoril kuvatava teabe abil jälgida ventilatsioonisüsteemi olekut. Siiski väärib märkimist, et see teostus nõuab kontrolliprogrammi täiendavaid komplikatsioone, seisundit jälgiva ja andurite uuringust visuaalselt saadud andmete põhjal operatiivseid otsuseid tegeva spetsialisti koolitamist. Lisaks on hädaolukordades alati ka inimliku eksimuse tegur. Seetõttu on selle tingimuse rakendamine pigem lisavõimalus PVV automatiseerimispaketi projekteerimisel.
2.1 Olemasoleva tootmistsehhi sisse- ja väljatõmbeventilatsiooni automaatjuhtimissüsteemi kirjeldus
Tootmistsehhide ventilatsiooni põhiprintsiibi tagamiseks, mis seisneb õhu parameetrite ja koostise hoidmises vastuvõetavates piirides, on vaja töötajate asukohtadesse varustada puhast õhku, millele järgneb õhu jaotamine kogu ruumis.
Allpool joonisel fig. 2.1 on kujutatud tüüpilist sissepuhke- ja väljatõmbeventilatsioonisüsteemi, mis on sarnane rakenduskohas.
Tööstusruumide ventilatsioonisüsteem koosneb ventilaatoritest, õhukanalitest, välisõhu sissevõtuavadest, atmosfääri siseneva ja väljuva õhu puhastamise seadmetest ning õhkkütteseadmest (veesoojendist).
Olemasolevate sissepuhke- ja väljatõmbeventilatsioonisüsteemide projekteerimine viidi läbi vastavalt SNiP II 33-75 “Küte, ventilatsioon ja kliimaseade”, samuti GOST 12.4.021-75 “SSBT” nõuetele. Ventilatsioonisüsteemid. Üldnõuded“, mis täpsustab paigaldamise, kasutuselevõtu ja käitamise nõuded.
Atmosfääri eralduva saastunud õhu puhastamine toimub spetsiaalsete seadmete abil - tolmuseparaatorid (kasutatakse survevalu tootmiskohas), õhukanalite filtrid jne. Tuleb arvestada, et tolmuseparaatorid ei vaja täiendavat juhtimist ja käivituvad kui väljatõmbeventilatsioon on sisse lülitatud.
Samuti saab tööpiirkonnast väljatõmmatud õhu puhastamist teostada tolmu settimiskambrites (ainult jämeda tolmu jaoks) ja elektrostaatilistes filtrites (peentolmu jaoks). Õhu puhastamine kahjulikest gaasidest toimub spetsiaalsete absorbeerivate ja dekontamineerivate ainete abil, sealhulgas filtritele (filtrirakkudes) kantavate ainete abil.
Riis. 2.1 - Tootmistsehhi sissepuhke- ja väljatõmbeventilatsioonisüsteem 1 - õhu sisselaskeseade; 2 - kütteseadmed kütmiseks; 3- toiteventilaator; 4 - peamine õhukanal; 5 - kanali oksad; 6 - toitepihustid; 7 - kohalik imemine; 8 ja 9 - meister. väljatõmbeõhu kanal; 10 - tolmueraldaja; 11 - väljatõmbeventilaator; 12 - võll puhastatud õhu väljutamiseks atmosfääri
Olemasoleva süsteemi automatiseerimine on suhteliselt lihtne. Ventilatsiooni tehnoloogiline protsess on järgmine:
1. töövahetuse algus - käivitatakse sissepuhke-väljatõmbeventilatsiooni süsteem. Ventilaatoreid juhib tsentraliseeritud starter. Teisisõnu, juhtpaneel koosneb kahest starterist - käivitamiseks ja hädaseiskamiseks / seiskamiseks. Vahetus kestab 8 tundi - tunnise vaheajaga ehk süsteem on tööajal jõude keskmiselt 1 tund. Lisaks on selline kontrolli "blokeerimine" majanduslikult ebaefektiivne, kuna see toob kaasa elektrienergia ülekulu.
Tuleb märkida, et väljatõmbeventilatsiooni pidevaks tööks puudub tootmisvajadus, õhu saastumise korral on soovitatav see sisse lülitada või näiteks tööpiirkonnast liigne soojusenergia eemaldada.
2. Õhuvõtuseadmete siibrite avanemist juhib ka lokaalne käivitusseade, väliskeskkonna parameetritega (temperatuur, puhtus) õhk tõmmatakse õhukanalitesse sissepuhkeventilaatori abil, mis on tingitud erinevusest. survet.
3. Väliskeskkonnast võetud õhk läbib veesoojendi, soojeneb vastuvõetavate temperatuuriväärtusteni ja puhutakse õhukanalite kaudu toiteotsikute kaudu ruumi. Veeboiler tagab olulise õhu soojendamise, küttekeha juhtimine on käsitsi, elektrik avab siibri. Suveperioodiks lülitatakse kütteseade välja. Soojuskandjana kasutatakse sisekatlamajast tarnitud sooja vett. Puudub automaatne õhutemperatuuri reguleerimise süsteem, mille tagajärjel tekib suur ressursi ülekulu.
MS8.2 kontrolleril põhineva sissepuhkeventilatsiooni seadme juhtimissüsteemi kasutamise iseärasused. Kontrolleri põhifunktsioonid. Näide sissepuhkeventilatsiooni paigalduse automatiseerimise spetsifikatsioonist MC8.2-l põhineva skeemi jaoks.
praktiline töö, lisatud 25.05.2010
Jahutustornide tüüpprojektide tehniliste omaduste võrdlev analüüs. Veevarustussüsteemide elemendid ja nende klassifikatsioon. Vee taaskasutusprotsessi matemaatiline mudel, automaatikaseadmete ja juhtimisseadmete valik ja kirjeldus.
lõputöö, lisatud 09.04.2013
Sissepuhke- ja väljatõmbeventilatsiooni automaatjuhtimissüsteemi toimimise alused, selle ehitus ja matemaatiline kirjeldus. Tehnoloogilise protsessi seadmed. Regulaatori valik ja arvutamine. ATS stabiilsusuuring, selle kvaliteedi näitajad.
kursusetöö, lisatud 16.02.2011
Tsementbetoonil põhinevate toodete kuum-niiskustöötluse protsessi kirjeldus. Aurukambri ventilatsiooni protsessi automatiseeritud juhtimine. Diferentsiaalmanomeetri tüübi valik ja kitsendusseadme arvutamine. Automaatse potentsiomeetri mõõteahel.
kursusetöö, lisatud 25.10.2009
Ussiratta töötlemise tehnoloogilise marsruudi kaart. Toote töötlemise saaste ja piirmõõtmete arvutamine. Kontrolliprogrammi väljatöötamine. Põhjendus ja kinnitusseadme valik. Tööstusruumide ventilatsiooni arvutamine.
lõputöö, lisatud 29.08.2012
Projekteeritava kompleksi omadused ja tootmisprotsesside tehnoloogia valik. Loomade veevarustuse ja jootmise mehhaniseerimine. Tehnoloogiline arvutus ja seadmete valik. Ventilatsiooni- ja õhkküttesüsteemid. Õhuvahetuse ja valgustuse arvutamine.
kursusetöö, lisatud 12.01.2008
Sissepuhkeventilatsioonisüsteem, selle sisemine struktuur ja elementide seos, kasutuse eeliste ja puuduste hindamine, nõuded seadmetele. Energiasäästu meetmed, energiatõhusate ventilatsioonisüsteemide juhtimise automatiseerimine.
kursusetöö, lisatud 08.04.2015
Tehnoloogilise skeemi väljatöötamine elektriküttega põranda automatiseerimiseks. Automatiseerimiselementide arvutamine ja valik. Nõuete analüüs kontrolliskeemis. Usaldusväärsuse põhinäitajate määramine. Ohutusmeetmed automaatikaseadmete paigaldamisel.
kursusetöö, lisatud 30.05.2015
Seadmed katalüütilise reformimise tehnoloogiliseks protsessiks. Automatiseerimisturu omadused. Juhtarvuti kompleksi ja väliautomaatika vahendite valik. Regulaatori seadistuste arvutamine ja valik. Automatiseerimise tehnilised vahendid.
lõputöö, lisatud 23.05.2015
Küllastunud süsivesinikgaaside töötlemise automatiseerimise projekti struktuuriskeemi tehnoloogiline kirjeldus. Automatiseerimise funktsionaalse diagrammi uurimine ja paigaldise mõõteriistade valiku põhjendus. Juhtkontuuri matemaatiline mudel.
Hooldusalade soojusrežiimi prognoosimine on mitmefaktoriline ülesanne. Teatavasti luuakse soojusrežiim kütte-, ventilatsiooni- ja kliimaseadmete abil. Küttesüsteemide projekteerimisel aga ei võeta arvesse teiste süsteemide tekitatud õhuvoolude mõju. See on osaliselt põhjendatud asjaoluga, et õhuvoolude mõju termilisele režiimile võib normatiivse õhuliikuvuse juures hooldatavates piirkondades olla ebaoluline.
Kiirgusküttesüsteemide kasutamine nõuab uusi lähenemisi. See hõlmab vajadust järgida töökohtadel inimeste kokkupuute norme ja võtta arvesse kiirgussoojuse jaotumist hoone välispiirete sisepindadel. Tõepoolest, kiirgusküttega soojendatakse neid pindu peamiselt, mis omakorda eraldavad konvektsiooni ja kiirgusega ruumi soojust. Tänu sellele säilib siseõhu vajalik temperatuur.
Reeglina on enamiku ruumide tüüpide jaoks koos küttesüsteemidega vaja ka ventilatsioonisüsteeme. Seega peab gaasi kiirgusküttesüsteemide kasutamisel ruum olema varustatud ventilatsioonisüsteemidega. Ruumide minimaalne õhuvahetus koos kahjulike gaaside ja aurude eraldumisega on sätestatud SP 60.13330.12. Küte ventilatsioon ja kliimaseade ja on vähemalt üks kord ja kõrgusel üle 6 m - vähemalt 6 m 3 1 m 2 põrandapinna kohta. Lisaks sellele määrab ventilatsioonisüsteemide toimimise ka ruumide otstarve ja see arvutatakse soojuse või gaasi emissiooni assimilatsiooni või lokaalse imemise kompenseerimise tingimustest. Põlemisproduktide assimilatsiooni seisukorra osas tuleb loomulikult kontrollida ka õhuvahetuse mahtu. Eemaldatud õhu koguste kompenseerimine toimub sissepuhkeventilatsioonisüsteemide abil. Samas on hooldatavate piirkondade termilise režiimi kujunemisel oluline roll toitejugadel ja nende poolt juhitaval soojusel.
Uurimismeetod ja tulemused
Seega on vaja välja töötada ligikaudne matemaatiline mudel soojus- ja massiülekande keeruliste protsesside kohta, mis toimuvad kiirguskütte ja ventilatsiooniga ruumis. Matemaatiline mudel on õhu-soojuse tasakaalu võrrandite süsteem ruumi iseloomulike ruumalade ja pindade jaoks.
Süsteemi lahendus võimaldab määrata hooldatavates piirkondades õhuparameetreid erinevate kiirguskütteseadmete paigutamise võimalustega, võttes arvesse ventilatsioonisüsteemide mõju.
Vaatleme matemaatilise mudeli koostamist kiirgusküttesüsteemiga varustatud tootmishoone näitel, millel puuduvad muud soojuse tootmise allikad. Radiaatorite soojusvood jaotuvad järgmiselt. Konvektiivsed voolud tõusevad lae alla ülemisse tsooni ja eraldavad soojust sisepinnale. Radiaatori soojusvoo kiirguskomponenti tajuvad ruumi väliste ümbritsevate konstruktsioonide sisepinnad. Need pinnad omakorda eraldavad soojust konvektsiooni teel siseõhku ja kiirguse kaudu teistele sisepindadele. Osa soojusest kandub läbi väliste piiravate konstruktsioonide välisõhku. Soojusülekande arvutusskeem on näidatud joonisel fig. 1a.
Vaatleme matemaatilise mudeli koostamist kiirgusküttesüsteemiga varustatud tootmishoone näitel, millel puuduvad muud soojuseraldusallikad. Konvektiivsed voolud tõusevad lae alla ülemisse tsooni ja eraldavad soojust sisepinnale. Radiaatori soojusvoo kiirguskomponenti tajuvad ruumi väliste ümbritsevate konstruktsioonide sisepinnad
Järgmisena kaaluge õhuvoolu tsirkulatsiooni skeemi konstruktsiooni (joonis 1b). Aktsepteerigem õhuvahetuse "täiendamise" korraldamise skeemi. Õhku tarnitakse koguses M pr hooldatava ala suunas ja eemaldatakse ülemisest tsoonist voolukiirusega M sisse = M jne. Hooldusala ülaosa tasemel on õhuvool joas M lk Õhuvoolu suurenemine etteandejoas on tingitud ringlevast õhust, mis eraldub joast.
Tutvustame voogude tingimuslikke piire - pindu, millel on kiirustel ainult neile normaalsed komponendid. Joonisel fig. 1b on voolu piirid näidatud katkendjoonega. Seejärel valime hinnangulised mahud: hooldatav ala (ala, kus viibivad inimesed); toitejoa ja seinalähedaste konvektiivvoogude mahud. Seinalähedaste konvektiivsete voolude suund sõltub väliste väliskonstruktsioonide sisepinna ja välisõhu temperatuuride suhtest. Joonisel fig. 1b kujutab skeemi langeva seinalähedase konvektiivvooluga.
Niisiis, õhutemperatuur hooldatavas piirkonnas t wz tekib toitejugade õhu, seinalähedaste konvektiivvoolude ning põranda ja seinte sisepindade konvektiivsoojuse segunemise tulemusena.
Võttes arvesse väljatöötatud soojusülekande ja õhuvoogude ringluse skeeme (joonis 1), koostame eraldatud mahtude jaoks soojus-õhu tasakaalu võrrandid:
Siin koos— õhu soojusmahtuvus, J/(kg °C); K alates on gaasi kiirgusküttesüsteemi võimsus, W; K koos ja K* c - konvektiivne soojusülekanne seina sisepindadelt hooldatavas piirkonnas ja seinast hooldusala kohal, W; t leht, t c ja t wz on õhutemperatuur toitejoas tööpiirkonna sissepääsu juures, seinalähedases konvektiivvoolus ja tööpiirkonnas, °C; K tp - ruumi soojuskadu, W, võrdne väliste väliskonstruktsioonide kaudu tekkivate soojuskadude summaga:
Õhuvool toitejoas teeninduspiirkonna sissepääsu juures arvutatakse M. I. Grimitlini saadud sõltuvuste abil.
Näiteks kompaktseid jugasid loovate õhuhajutite puhul on joa voolukiirus:
kus m on kiiruse summutustegur; F 0 - õhujaoturi sisselasketoru ristlõikepindala, m 2; x- kaugus õhujaoturist teeninduspiirkonda sisenemise kohani, m; To n on mitteisotermilisuse koefitsient.
Õhuvoolu seinalähedases konvektiivses voolus määrab:
kus t c on välisseinte sisepinna temperatuur, °C.
Piirpindade soojusbilansi võrrandid on kujul:
Siin K c , K* c , K pl ja K pt - konvektiivne soojusülekanne seina sisepindadelt hooldatavas piirkonnas - vastavalt hooldatava ala kohal olevad seinad, põrand ja kate; K tp.s, K* tp.s, K s.t., K tp.pt - soojuskaod läbi vastavate struktuuride; W koos, W* c , W pl, W nm on nendele pindadele saabuvad emitteri kiirgussoojusvood. Konvektiivse soojusülekande määrab teadaolev sõltuvus:
kus m J on koefitsient, mis määratakse, võttes arvesse pinna asendit ja soojusvoo suunda; F J on pindala, m 2 ; Δ t J on pinna ja välisõhu temperatuuride erinevus, °C; J— pinnatüübi indeks.
Soojuskadu K tJ saab väljendada kui
kus t n on välisõhu temperatuur, °C; t J on väliste piiravate konstruktsioonide sisepindade temperatuur, °C; R ja R n - välimise tara soojus- ja soojusülekandetakistus, m 2 ° C / W.
Saadud on soojus- ja massiülekandeprotsesside matemaatiline mudel kiirguskütte ja ventilatsiooni koosmõjul. Lahenduse tulemused võimaldavad saada soojusrežiimi põhiomadused ventilatsioonisüsteemidega varustatud erineva otstarbega hoonete kiirgusküttesüsteemide projekteerimisel.
Kiirgusküttesüsteemide emitterite kiirgussoojusvood wj arvutatakse vastastikuste kiirguspindadena vastavalt emitterite ja ümbritsevate pindade suvalise orientatsiooni meetodile:
kus koos 0 on absoluutselt musta keha kiirgusvõime, W / (m 2 K 4); ε IJ on soojusvahetuses osalevate pindade vähendatud emissiooniaste ma ja J; H IJ on pindade vastastikune kiirgusala ma ja J, m 2; T I on kiirgava pinna keskmine temperatuur, mis on määratud radiaatori soojusbilansi järgi, K; T J on soojust vastuvõtva pinna temperatuur, K.
Asendades jugade soojusvoogude ja õhuvoolukiiruste avaldised, saame võrrandisüsteemi, mis on ligikaudne matemaatiline mudel soojus- ja massiülekandeprotsessidest kiirgusküttes. Süsteemi lahendamiseks saab kasutada standardseid arvutiprogramme.
Saadud on soojus- ja massiülekandeprotsesside matemaatiline mudel kiirguskütte ja ventilatsiooni koosmõjul. Lahenduse tulemused võimaldavad saada soojusrežiimi põhinäitajad ventilatsioonisüsteemidega varustatud erineva otstarbega hoonete kiirgusküttesüsteemide projekteerimisel.
