Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер
Строительная теплофизика
Прочность сплавов
Основания и фундаменты
Осадочные породы
Прочность дорог
Минералогия глин
Краны башенные
Справочник токаря
Цементный бетон




13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017





Яндекс.Метрика
         » » Приближенное моделирование аэродинамического режима систем вентиляции жилых домов

Приближенное моделирование аэродинамического режима систем вентиляции жилых домов

31.07.2017

Методы моделирования физических процессов, основанные на теории подобия и анализа размерности, широко используются в научных исследованиях.
В настоящее время разработаны методики приближенного моделирования многих вентиляционных процессов: аэрации зданий; механической вентиляции цехов со значительными избытками теплоты, влаги, вредных веществ, местных отсосов и воздухораспределителей; воздушного душирования и др. При разработке указанных методик в основном использованы принципы приближенного моделирования.
Метод приближенного моделирования предусматривает создание модели, которая более проста, чем изучаемое здание. При этом необходимо установить область применения разработанной методики, величину возможной ошибки, которая не должна выходить за пределы точности решения поставленной задачи.
Анализируя результаты ранее выполненных исследований на моделях, сделан вывод, что при моделировании вентиляционных процессов необходимо учитывать: режим течения; неизотермичность течения; степень стеснения течения.
1. Режим течения жидкости определяется критерием Рейнольдса. При моделировании вентиляционных процессов необходимо соблюдать условие:

где v - скорость движения потока, м/с;
l - характерный размер, м;
v - кинематическая вязкость, м/2с.
Для создания в модели полного подобия поля скоростей потока воздуха необходимо моделировать не только изучаемый участок, но и вентиляционные каналы по которым удаляется воздух из квартир. Однако в модели можно искусственно создать только условия подобные натуре.
Экспериментально установлено, что, начиная с определенной величины критерия Re, основные характеристики турбулентного течения не зависят от Re. Автомодельность, т.е. независимость наблюдается при Re > 10в5.
При температуре воздуха tв = 16°С, коэффициент кинематической вязкости равен v = 14,6*10в-6 м/с.

При скорости воздуха v > 1,216 м/с в аэродинамической трубе будет соблюдаться автомодельность турбулентных течений.
При этом отпадает условие Re=idem, что значительно упрощает проведение опытов.
2. Характер течения в пограничном слое неизотермических потоков определяется величиной критерия Релея, представляющим собой произведение чисел Грасгоффа и Прандтля

где Pr = v/a критерий Прандтля;
l - характерный размер, м;
g - ускорение силы тяжести, м2/с;
v - коэффициент кинематической вязкости, м2/с.
а - коэффициент температуропроводности, м2/с;
в - коэффициент объемного расширения, 1/К;
AT - разность температур, К.
Исследования показывают, что при значениях GrPr > 10в6 неизотермическая струя становится полностью турбулентной. Т.е. при изучении неизотермических течений, необходимо, чтобы выполнялось условие

Ho так как при моделировании обтекания чердака и шахт будут использованы изотермические течения, выполнение условия GrPr = idem не требуется.
3. Характеристики струй, зависят от степени стесненности области их распространения (Нк/dо), где Hк - ширина камеры, dо -диаметр приточного отверстия.
Для того, чтобы при моделировании не сказывалась стесненность камеры, необходимо выполнение условия:

На основании вышеизложенных требований, для проведения исследований создан экспериментальный стенд, схема которого представлена на рис. 10.2.
Стенд представляет аэродинамическую трубу прямоугольного сечения 1, внутри которой размещена платформа 6 с моделью здания 5. Платформа поворотная, что обеспечивает возможность моделирования воздействия ветра различной направленности. Движение воздуха в трубе обеспечивается осевым вентилятором 3. Регулирование скорости воздушного потока осуществляется установкой кольцевых диафрагм 4, а выравнивание скоростного поля - решёткой 2. Измерение скорости воздуха проводится крыльчатым анемометром 9 (ГОСТ 6376-74) и термоанемометром с характеристиками, соответствующими ГОСТ 8361-79. Измерение давления в сечениях трубы и модели вентиляционной шахты выполняется микроманометрами 8 модели MMH (ГОСТ 11161-71). Погрешность при измерении перепада давлений воздуха ± 1%. Микроманометр соединен с датчиками при помощи резиновых шлангов.

Площадь поперечного сечения трубы выбрана, исходя из условия выполнения задачи обтекания тела безграничным потоком, т.е. площадь миделевого сечения модели не превышает 10% площади поперечного сечения рабочей части трубы.