Ретроспективный анализ развития методологии практической реализации воздушно-тепловой завесы (втз)

Воздушно-тепловые завесы дают возможность поддерживать зимой в производственных помещениях требуемые санитарными нормами метеорологические условия и при этом значительно сокращать расход тепла. Воздушными завесами можно воспользоваться для предотвращения перемещения воздуха из одного помещения, в котором имеется концентрация вредных паров, газов или пыли (хотя бы в размерах, предельно допустимых по нормам), в другое, где выделения этих вредностей нет.

Воздушные или воздушно-тепловые завесы (ВТЗ) нашли широкое применение как устройства, препятствующие проходу воздуха через открытые проемы, которые по технологическому процессу нельзя держать закрытыми и как устройство для уменьшения или полного предотвращения проникновения холодного воздуха в производственное либо жилое помещение. Благодаря этим устройствам через открываемые зимой ворота или двери предотвращается прорыв холодного воздуха в помещения зданий и сооружений. В производстве ВТЗ применяются также в проемах между двумя цехами, когда один из них отапливается, а другой не отапливается; в проемах наружных ограждений, через которые проходит производственное оборудование (транспортеры и т.п.).

Воздушно-тепловые завесы дают возможность поддерживать зимой в производственных помещениях требуемые санитарными нормами метеорологические условия и при этом значительно сокращать расход тепла. Воздушными завесами можно воспользоваться для предотвращения перемещения воздуха из одного помещения, в котором имеется концентрация вредных паров, газов или пыли (хотя бы в размерах, предельно допустимых по нормам), в другое, где выделения этих вредностей нет. По-видимому, впервые воздушные завесы были применены именно для решения такой задачи.

По предложению Г. Ф. Проскуры в 1929 году в угольных шахтах были устроены воздушные завесы для предотвращения распространения пыли, образующейся в скиповом отделении при загрузке угля в скип. Примерно в то же время воздушные завесы находят применение в машиностроении. Так, например, при устройстве первых автоматических линий понадобилось в отдельных камерах поддерживать температуру воздуха до 200° (в сушилках и т. п.). Сделать эти камеры герметичными нельзя, так как в них должны быть проемы для непрерывного поступления и выхода обрабатываемых заготовок деталей. Устройство воздушных завес у этих проемов обеспечивает поддержание в камерах высокой температуры воздуха и при этом предотвращает прорыв горячего воздуха, большей частью загрязненного вредными газами, из камеры в рабочее помещение.

Широкому распространению воздушных завес способствовали работы советских ученых и инженеров В.В.Батурина ,И.А.Шепелева , Г.Н.Абрамовича , Г.Н.Уфимцева и Л.Б.Белотелова , С.Е.Бутакова , М.И.Фильней и других. Впервые метод расчета воздушных завес был предложен в 1936 г. В.В.Батуриным и И.А.Шепелевым . Он основывался на геометрическом сложении векторов скоростей потока ветра, входящего в ворота, и векторов средних скоростей вдоль оси струи воздушной завесы. В результате было получено уравнение изогнутой оси струи воздушной завесы.

В дальнейшем И. А. Шепелев предложил новый метод расчета. В этом методе для нахождения уравнения изогнутой оси струи воздушной завесы складывались функции тока струи завесы и сносящего потока ветра.

В 1950 г. В. В. Батуриным в целях уточнения расчета воздушных завес были поставлены опыты на моделях и впервые получены достаточно полные экспериментальные данные о работе воздушных завес.

Вопросы повышения эффективности завес и снижения их ресурсоемкости до сих пор остаются актуальными в поле зрения исследователей. На сегодня предложен способ формирования струи из ряда круглых сопел . В результате исследований Кругловой Е.С. получено решение актуальной научно-технической задачи – уменьшение ресурсоемкости воздушно-тепловой завесы для поддержания нормируемых параметров микроклимата производственных помещений. Данная ВТЗ обладает рядом преимуществ по сравнению с применяемыми в

настоящее время завесами с воздухораспределителем щелевого типа:

  • более высокие адаптационные возможности за счет меньшего количества элементов устройства, меньшей массы оборудования (в 3-4 раза), использования различных схем расположения;
  • меньший расход по воздуху и по тепловой энергии в 2□4 раза - 330-350 м3/ч на 1 м2 дверного проема;
  • меньшая стоимость всей установки в 2-4 раза.

Однако данные завесы изготавливаются на расчетных параметрах, то есть для некоторых усредненных условий. Скорость врывания воздуха неравномерна по высоте проема, а разработанный воздухораспределитель дает либо равномерную скорость по длине воздухораспределителя, либо изменение скорости истечения с коэффициентом неравномерности. Оптимальной будет ситуация осуществления мониторинга параметров воздухообмена, автоматическое регулирование параметров завесы и воздухораспределитель с регулируемым коэффициентом неравномерности.

Таким образом, вопросы повышения эффективности завес и снижения их ресурсоемкости до сих пор остаются актуальными в поле зрения исследователей. Дальнейшее развитие методологии расчетов тепловых завес идет по пути градиентного выбора параметров завесы.

 

ЛИТЕРАТУРА

  1. Г.Ф. Проскура. Опытное изучение воздушной завесы. «Технические новости». Бюллетень НТУ ВСНХ УССР № 31, 1929.
  2. В. В.Батурин» И. А.Шепелев. Воздушные завесы. «Отопление и вентиляция», 1936, № 5; В. В. Батурин. Основы промышленной вентиляции. –М.: Профиздат, 1951.
  3. В.В.Батурин» И. А.Шепелев. Воздушные завесы. «Отопление и вентиляция», 1936, № 5; И.А. Шепелев. Основы расчета воздушных завес, приточных струй и пористых фильтров. –М.: Стройиздат, 1950.
  4. Г.Н.Абрамович. Теория свободной струи и ее приложения. Труды ЦАГИ, 1936; Г.Н. Абрамович. Теория турбулентных струй. –М.: Физматгиз, 1960.
  5. Г.Н.Уфимцев и Л. Б.Белотелов. К расчету воздушных завес. Отопление и вентиляция, 1940, № 3.
  6. Г.А. Круглов, Е.С.Круглов, Рыспаева А.К. Воздушно-тепловая завеса. Патент № 87783, кл. F24F 9/00.
Год: 2015
Город: Костанай