Експериментальні дослідження вентиляційної системи забору забрудненого повітря

Abstract

Представлено результати експериментальних досліджень визначення коефіцієнта зниження швидкості потоку повітря, втрат тиску й необхідної споживаної потужності витяжного вентилятора, від кута повороту заслінки. Наведено схему і загальний вигляд лабораторного обладнання для дослідження режимів роботи забірної заслінки, що входить до складу автоматичної вентиляційної системи забору забрудненого повітря з тваринницьких приміщень. Основним елементом її є забірна заслінка з сервоприводами. Заслінка має круглу форму й обертається навколо осі, яка лежить на її площині. За результатами першого етапу експериментальних досліджень вентиляційної системи забору забрудненого повітря визначено залежності вихідної швидкості потоку повітря Vout, витрат повітря qout, коефіцієнта зниження швидкості потоку повітря ι, умовної площі отвору σout і споживаної потужності вентилятора Ndamp від вхідної швидкості Vin, кута повороту заслінки β і діаметра повітропроводу Dp. При поетапному відкритті заслінок на заданий кут β(t), швидкість на вході Vin(t) збільшується з 11,42 м/с до 17,98 м/с, що пояснюється тим, що заслінка створює певний пневматичний опір і потік повітря повертається в протилежному напрямку, зменшуючи при цьому загальну швидкість вхідного повітря. На виході швидкість потоку повітря Vout(t) збільшується з 0,08 м/с до 17,83 м/с. Моменти відкриття заслінки відбуваються впродовж 1 с, і спостерігається значне підвищення швидкості як на вході, так і на виході, у зв’язку із виникненням турбулентного руху. Після відкриття заслінки на заданий кут швидкість спадає і стабілізується. За результатами другого етапу експериментальних досліджень вентиляційної системи забору забрудненого повітря перевірено алгоритм роботи керування заслінками залежно від співвідношення концентрацій газів. Визначено залежність споживаної потужності вентилятора N вентиляційної системи забору забрудненого повітря від довжини повітропроводу між модулями L0 і витрат повітря Qin.

The article presents the results of experimental research on the determination of the coefficient of reduction of the air flow rate, pressure losses and the necessary power consumption of the exhaust fan, depending on the rotation angle of the damper. The diagram and general view of the laboratory equipment for researching the operation modes of the intake damper, which is the part of the automatic ventilation system for the intake of contaminated air from livestock premises, is given. Its main element is an intake valve with servo drives. The damper is round-shaped and rotates around an axel that lies on its plane. Based on the results of the first stage of experimental studies of the ventilation system for the intake of polluted air, the dependences of the output air flow rate Vout, air consumption qout, the air flow rate reduction coefficient ι, the conditional area of the opening σout and the fan power consumption Ndamp on the input speed Vin, the angle of rotation of the damper β and the diameter were determined duct Dp. When the dampers are gradually opened by a given angle β(t), the inlet velocity Vin(t) increases from 11.42 m/s to 17.98 m/s, which is explained by the fact that the damper creates a certain pneumatic resistance and the air flow returns to in the opposite direction, while reducing the overall speed of the incoming air. At the outlet, the airflow velocity Vout(t) increases from 0.08 m/s to 17.83 m/s. Moments of opening of the damper occur within 1 s, and a significant increase in speed is observed, both at the inlet and at the outlet, due to the occurrence of turbulent motion. After opening the damper to a given angle, the speed decreases and stabilizes. According to the results of the second stage of experimental studies of the ventilation system for the intake of contaminated air, the algorithm for controlling the dampers depending on the ratio of gas concentrations was verified. The dependence of the power consumption of the fan N of the ventilation system for the intake of contaminated air on the length of the air duct between the L0 modules and the air consumption Qin was determined