Лабораторный стенд для оценки эффективности работы дефлекторов

Полезная модель относится к технике вентиляции и может быть использована при проведении научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР) при разработке конструкций дефлекторов - специальных насадок, устанавливаемых на устьях вытяжных труб (шахт, воздуховодов) для увеличения тяги (воздухообмена) в системах канальной естественной вентиляции. Системы канальной естественной вентиляции повсеместно применяются в жилых помещениях, а также в других гражданских зданиях.
Работа дефлекторов основана на использовании энергии потока воздуха - ветра, который ударяясь о поверхность дефлектора и обтекая его, создает возле большей его периметра разрежение, что и усиливает вытяжку воздуха из помещений [1]. Согласно уравнению Бернулли, поток ветра, обтекая поверхность дефлектора, снижает статическое давление (атмосферное давление) в выходном сечении вытяжной трубы за счет увеличения динамического давления, что и создает в ней разрежение.
Необходимость применения дефлекторов вызвана ухудшением работы естественной вентиляции помещений особенно в теплый период года. В этой связи разработка новых конструкций и оценка эффективности работы дефлекторов является актуальной задачей.
Предлагаемой полезной моделью решается задача оценки эффективности работы дефлекторов как известных, так новых конструкций при различной скорости ветра, имитируемой в лабораторных условиях, при соблюдении основных положений теории подобия [2].
Для достижения указанного технического результата лабораторный стенд содержит вертикальный воздуховод круглого сечения с верхним фланцем для крепления дефлектора, нижняя часть воздуховода имеет наружную манжету, которая жестко закреплена с треугольной крестовиной с винтовыми втулками на концах, снабженных винтовыми стержнями, опирающихся на опорную поверхность, манжета шарнирно соединена при помощи телескопической трубы и шарниром на другом конце трубы с нанесенной линейной шкалой на ее поверхности, со стационарной рамой с установленным радиальным вентилятором, входной патрубок вентилятора расположен на одной высоте с верхним фланцем воздуховода, а выходной патрубок содержит дроссель клапан.
Схема предлагаемой полезной модели лабораторного стенда для оценки эффективности работы дефлекторов приведена на фигуре.
Позиции на фигуре обозначают:
1 - вертикальный воздуховод; 2 - фланец; 3 - наружная манжета; 4 - треугольная крестовина 5 - винтовые втулки; 6 - винтовые стержни (шпильки); 7 - телескопическая труба с нанесенной линейной шкалой на ее поверхности; 8 - шарниры; 9 - стационарная рама; 10 - радиальный вентилятор; 11 - дроссель-клапан.
Оценка эффективности работы дефлектора проводится следующим образом:
вначале задают (имитируют) определенную скорость ветра у оси вертикального воздуховода 1 путем изменения расхода воздуха, поступающего от радиального вентилятора 6 при помощи дроссель-клапана 11 или путем изменения расстояния между выходным патрубком вентилятора и осью воздуховода 1 перемещением воздуховода относительно автономной рамы 9 при помощи телескопической трубы 7, соединенной при помощи шарниров с наружной манжетой 3 и со стационарной рамой 9;
фиксируют (записывают) расстояние в метрах между выходным патрубком вентилятора 10 и осью воздуховода 1 при помощи линейной шкалы, нанесенной на поверхности телескопической трубы;
осуществляют крепление (монтаж) испытываемого дефлектора к фланцу 2 воздуховода;
при повторном включении вентилятора 6 имитируют ветровое воздействие на дефлектор;
определяют линейную скорость v (м/с) инжектируемого воздуха в вертикальном воздуховоде 1 при помощи термоанемометра, например, типа "ТКА-ПКМ-52" [3], установленного на входе в воздуховод 1.
3
Численное значение линейной скорости (также объемного расхода - L, м/с) инжектируемого воздуха в воздуховоде является оценкой эффективности работы дефлектора
L=v⋅F,
2
где F - площадь сечения вертикального воздуховода, м.
Таким образом, к достоинствам заявляемой полезной модели - лабораторный стенд для оценки эффективности работы дефлекторов следует отнести:
1. универсальность конструкции, возможность проводить оценку эффективности работы как известных, так новых дефлекторов при различной скорости ветра, имитируемой в лабораторных условиях, т.е. целенаправленно осуществлять опытно-констукторские работы по совершенствованию известных дефлекторов и разработку эффективных конструкций, переносить их результаты на промышленные объекты;
2. экономия материальных и финансовых средств при проведении научно-исследовательских работ по оценке эффективности работы дефлекторов.
Источники информации
1. Тихомиров К.В., Сергиенко Э.С. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция. - М.: Стройиздат, 1991. 480 с.
2. Гухман А.А. Введение в теорию подобия: монография. М.: «Высшая школа», 1973. 296 с.
3. сайт pribori24 ТКА-ПКМ52@mail.ru