Наука вентиляція

v74Термін вентиляція можна визначити як наука про організацію повітрообміну в приміщенні. Як наука вентиляція повинна давати недвозначну відповідь на цілий ряд питань; а) яку  кількість повітря необхідно подавати в приміщення за заданий проміжок часу і скільки повітря повинне віддалятися з приміщення і за допомогою чого? б) якими аеродинамічними і фізичними характеристиками повинен володіти повітря, що подається в приміщення, чи потребує додаткової обробки-нагрів, охолодження, сушка, зволоження,  фільтрація? в) місця подачі повітря, і способи відведення відпрацьованого повітря? г) зональність подачі повітря рівномірно або зосереджено? д) визначення конструктивних форм елементів вентиляційної системи?

Для вирішення поставлених запитань потрібно точно знати і враховувати кількість вступників забруднень, і фізичні процеси, що впливають на поширення забруднень. Як приклад, можна розглянути чавунно-ливарні цехи, в яких рівень окису вуглецю у верхніх рівнях становить 0,4 г / м3, в той же час в робочій зоні рівень забруднень не перевищує 0,2 г / м3. Таке розшарування забезпечує нижня подача повітря, що виштовхує гарячий і одночасно насичений СО2 вгору. При подачі припливного струменя зверху відбудеться змішання і середня концентрація СО2 складе 0,3 г / м3, при такій схемі доведеться подавати в півтора рази більше свіжого повітря, для отримання прийнятної норми гігієнічної чистоти. Виходить кількість повітря, що подається безпосередньо пов’язано з питанням організації необхідного повітрообміну.

Для розрахунку місцевої припливної вентиляції, у вигляді душа, необхідно знати її початкові характеристики, закони зміни швидкості, температури, концентрації, і геометричні розміри струменя, крім цього кінематичні теплові і знайти необхідну форму насадок, які задовольняють всім необхідним вимогам. Для повітряних оазисів необхідно знати умови при яких вийти на простір, обмежений боковим огородженням, що не перевищує 2 метрів, і дозволить затопити простір холодним повітрям  в середовищі навколишнього нагрітого повітря. Необхідно мати хоча б загальне знання про направлення і силу потоків в районі джерел забруднень атмосфери повітряного басейну, щоб  отримати прийнятний результат завдань правильно побудованої системи вентиляції, або правильного використання місцевих відсмоктувачів.

v75Напрямок забруднення по виникаючим  потокам в залежності від джерел можуть істотно відрізнятися. При роботі абразивних і ріжучих кіл  напрямок високодисперсних забруднень відбувається у напрямку обертання рухомого елемента верстата. При віддаленні посилюється дифузійні процеси піщаний струмінь розсипається. Циліндри, використовувані на текстильному виробництві для фарбування тканин, створюють відхилення течії повітря. При пересипанні розсипчастих продуктів, або подрібнених матеріалів, виникає запилена зона, в зоні розрідження повітря. Безліч дрібних частинок при русі розсікаючи повітря якраз і створюють зони розрядження, заганяючи повітря в приховані порожнини де концентруються зони надлишкового тиску.

На цих прикладах можна зробити певні висновки. Для правильного оновлення повітря в зоні повітряного басейну, необхідно звернути увагу на наступні чинники, що створюють рухливість атмосфери повітряного басейну: 1) геометрія будівлі або приміщення, 2) розташування, сила і інтенсивність джерел, які  впливають на склад і поведінку повітряного простору, постійні джерела присутні у всіх випадках де потрібне оновлення повітряної суміші – джерело теплового випромінювання, джерело охолодження, джерело надходження обробленої повітряної суміші, і джерело відведення використаного або забрудненого повітря, 3) напрямок, силу і циклічність перебігу повітря, створювані цими джерелами. Гігієнічні норми виключають багато питань, що виникають, про властивості повітряної маси, які потребують відстеження і підтримки в зоні робочої діяльності людини, ці властивості або параметри можуть бути спочатку певними. Щодо цих параметрів і розраховують необхідні заходи для надання повітряній масі необхідних параметрів. Кількість і місця введення свіжого повітря, місця відведення відпрацьованої маси повітряної, розрахунки допомагають прийняти саме правильне і просте рішення, і складають основні питання вентиляції або вентиляційної аеродинаміки як науки, які спираються на закони загальної аеродинаміки.

Вентиляційну аеродинаміку прийнято розділяти на внутрішню і зовнішню, окремо можна виділити вчення про вільні повітряні струмені. У внутрішній аеродинаміці розглядаються питання руху повітряної маси по трубах і каналах, з зовнішніх завдань вентиляційна аеродинаміка вивчає вплив, що чиниться потоком на нерухомі предмети, конкретніше обтікання повітрям нерухомих об’єктів, і їх взаємодію. Так можна визначити аеродинамічну сутність вентиляції. Очевидно що реалізація надходження свіжого і обробленого повітря і відведення використаного здійснюється за допомогою використання повітряних каналів, повітропроводів або інших магістральних інженерних рішень.

Розрахунки мережевих параметрів, що дозволяють вирішити задачу рівномірного розподілу повітряної маси між різними зонами або об’єктами, і є завданням внутрішньої аеродинаміки. Розрахунки правильного використання дефлекторів, форми цих дефлекторів, явищ що впливають на виникнення різниці тиску між внутрішнім простором і зоною зовнішнього обдування приміщення, а так само правильного використання зон підвищеного тиску і розрідженої області. Всі ці питання вирішуються в області зовнішньої аеродинаміки.

v75Окремо і багато досліджується у вентиляційній аеродинаміці вільні струмені., Струменями здійснюється приплив,що  утворюють повітряні душі, передуви  а так само повітряні душі. Розповсюдження шкідливих умов здійснюється за допомогою повітряних струменів, повітряні потоки створюють поля температур і концентрацій газових сумішей. Це так само є областю вивчення вільних струменів.

Визначений розділ аеродинаміки вивчає спектри всмоктування, вплив на швидкість всмоктування, форми отворів, рухливість повітряної маси, початкових параметрів швидкості всмоктування. Спектри всмоктування служать головним джерелом теоретичних обгрунтувань для проектування відсмоктуючих виробів, в зонах уловлювання забруднень.

Теплотехніка формує уявлення про зміни повітря під впливом нагріву, і попередньої обробки повітря, а також взаємодії з повітряною масою, що знаходиться всередині приміщення, вплив справляє тепло- і волого-виділення. Всі процеси пов’язані з тепловою обробкою повітря, зволоження, осушення. До області теплотехніки відносять вивчення зв’язку вентиляції та опалення. Теорія теплопередачі висвітлює конвекційні процеси, що виникають в зонах розміщення опалювальних приладів, вплив цих конвекційних потоків на вентиляційні струмені. Дозволяє оцінити кількісно різні теплообмінні процеси і зі стаціонарними об’єктами і огорожами. Взаємодія вентиляції з іншими науками не обмежується перерахованими, зв’язок глибший щодо методології та загальних законів, на яких базуються наукові дисципліни.