Zadanie 5

W laboratorium chemicznym o wymiarach
[ m ] występują następujące rodzaje zanieczyszczeń:

• tlenek węgla ( CO ), strumień masowy CO w pomieszczeniu z = 58 [ mg/s ]

• strumień zysków wilgoci
  = 6,5 [ g/s ]

• zyski ciepła jawnego Φ_j = 24 [ kW ]

Obliczyć strumień powietrza wentylacyjnego dla tego pomieszczenia oraz krotność wymian powietrza w laboratorium niezbędną do usunięcia wszystkiego rodzaju zanieczyszczeń.

Rozwiązanie:

Gdy w pomieszczeniu występują różnego rodzaju zanieczyszczenia musimy liczyć strumień masowy powietrza nawiewanego dla każdego rodzaju zanieczyszczenia oddzielnie

• Obliczenie strumienia powietrza nawiewanego do pomieszczenia ze względu na wydzielający się tlenek węgla

Strumień powietrza nawiewany ze względu na CO obliczamy z zależności:

(1)

gdzie:

- dopuszczalne stężenie zanieczyszczenia w powietrzu [ mg/m³ ]

- stężenie zanieczyszczeń w powietrzu nawiewanym [ mg/m³ ]

ψ - nierównomierność wydzielania się zanieczyszczeń w pomieszczeniu [ - ]

z - strumień masowy zanieczyszczeń wydzielających się w pomieszczeniu [ mg/s ]

Podstawiając dane liczbowe:

z = 58 [ mg/s]

= 33 [ mg/m³ ]

= 1 [ mg/m³ ]

ψ = 1,25

otrzymujemy:

(2)

Strumień powietrza nawiewany ze względu na tlenek węgla wynosi

= 2,26 [m³/s ]

Następnie obliczamy strumień nawiewany do pomieszczenia ze względu na zyski wilgoci z zależności poniżej:

(3)

gdzie:

x_N - zawartość wilgoci w powietrzu nawiewanym [g/kg]

x_P - zawartość wilgoci w powietrzu w pomieszczeniu ( w powietrzu usuwanym z pomieszczenia) [ g/kg]

ρ - gęstość powietrza [ kg/m³]

Podstawiając dane liczbowe:

x_N = 8,5 [ g/kg]

x_p = 10,2 [g/kg]

= 6,5 [ g/s ]

ρ =1,2 [ kg/m³]

otrzymujemy:

(4)

Strumień powietrza nawiewany do pomieszczenia ze względu na strumień wilgoci jest równy:

= 3,19 [ m³/s ]

Jako trzeci obliczamy strumień powietrza nawiewany do pomieszczenia ze względu na zyski ciepła jawnego

(5)

gdzie:

t_p - temperatura powietrza w pomieszczeniu [ ⁰C ]

t_N - temperatura powietrza nawiewanego do pomieszczenia [ ⁰C ]

ρ - gęstość powietrza [ kg/m³]

c_p - właściwa pojemność cieplna powietrza [ kJ/kg K ]

Przyjmując dane liczbowe:

Φ_j = 24 [ kW ]

t_p = 25 [ ⁰C ]

t_N = 15 [ ⁰C ]

ρ=1,2 [ kg/m³]

c_p = 1,0 [ kJ/kg K ]

obliczamy :

(6)

Strumień powietrza nawiewany do pomieszczenia ze względu na zyski ciepła jawnego jest równy
= 2,0 [ m³/s ]

Porównując te trzy wartości strumienia powietrza nawiewanego do pomieszczenia możemy stwierdzić że największa wartość występuje dla zysków wilgoci występujących w tym pomieszczeniu. Ta maksymalna wartość jest też wybierana do dalszych obliczeń.

Krotność wymian powietrza dla maksymalnego strumienia objętościowego jest równa:

(7)

przyjmując:

= 3,19 [ m³/s ] = 11484 [ m³/h]

V_p = 500 [ m³]:

Aby usunąć zyski ciepła i zanieczyszczenia powietrza występujące w tym pomieszczeniu, należy zastosować dla tego pomieszczenia 23 wymiany powietrza w ciągu godziny. Strumień powietrza nawiewanego do pomieszczenia przyjmujemy ze względu na występujące w pomieszczeniu zyski wilgoci. Jest on równy:

= 3,19 [ m³/s ] = 11484 [ m³/h] .

Zadanie 6

Strumień masowy powietrza nawiewanego do pomieszczenia wynosi

= 1,2 [ kg/s]. W pomieszczeniu przebywa n = 10 osób. Minimum powietrza świeżego przypadające na jedną osobę wynosi
_św1osoba = 30 [ m³/h osobę]. Obliczyć strumień powietrza recyrkulacyjnego
. Przyjąć gęstość powietrza wilgotnego

ρ = 1,2 [ kg/m³].

Rozwiązanie:

Strumień objętościowy powietrza nawiewanego do pomieszczenia jest sumą strumienia powietrza świeżego (obliczanego ze względu na ilość osób przebywających w pomieszczeniu) oraz strumienia powietrza recyrkulacyjnego

( zawracanego z pomieszczenia).

Wyraża to zależność:

(1)

gdzie:

- strumień objętościowy powietrza świeżego [m³/h]

- strumień objętościowy powietrza recyrkulacyjnego [m³/h]

Obliczamy strumień objętościowy powietrza świeżego:

(2)

Z zależności przedstawionej poniżej określamy strumień objętościowy powietrza nawiewanego do pomieszczenia:

(3)

gdzie:

- strumień masowy powietrza nawiewanego do pomieszczenia [ kg/h]

ρ_N - gęstość powietrza [ kg/m³]

= 3600 [ m³/h ]

Strumień powietrza recyrkulacyjnego określa równanie:

(4)

Podstawiając dane liczbowe otrzymujemy:

= 3600 - 300 = 3300 [ m³/h ] (5)

Strumień powietrza recyrkulacyjnego jest równy
= 3300 [ m³/h ]

1

---