Описано применение методов аэродинамики для решения задач вентиляции. Рассмотрены уравнения аэродинамики, основы кинематики, методы интегрирования уравнений аэродинамики и комфортных отображений течений. Освещены вопросы обтекания тел потоком, приведены зависимости для определения потерь давления в воздуховодах и местных сопротивлениях. Приведено аэродинамическое исследование приточных и конвективных струй, всасывающих факелов, бортовых отсосов и воздуховодов равномерной раздачи и всасывания. Даны основы моделирования вентиляции, описаны опытные установки, приборы и методы лабораторного экспериментирования. Пособие предназначено для студентов строительных вузов, обучающихся по специальности "Теплогазоснабжение и вентиляция".

Условные обозначения основных величин
Предисловие

Раздел I. Сведения по теоретической аэродинамике

Глава 1. Уравнения аэродинамики
§ 1. Общие сведения
§ 2. Уравнение расхода
§ 3. Уравнение Бернулли
§ 4. Уравнение количества движения
§ 5. Уравнение неразрывности
§ 6. Уравнения движения

Глава 2. Основы кинематики
§ 7. Траектории частиц, линии тока и линии отмеченных частиц
§ 8. Скорости деформации и угловые скорости вращения частиц
§ 9. Простейшие течения

Глава 3. Интегрирование уравнений аэродинамики
§ 10. Потенциал скорости
§ 11. Функция тока
§ 12. Комплексный потенциал
§ 13. Приемы интегрирования уравнений неразрывности и движения
§ 14. Наложение потоков

Глава 4. Конформные отображения течений
§ 15. Общие сведения о конформном отображении
§ 16. Конформное отображение безотрывного течения
§ 17. Конформное отображение течения с отрывом струй
§ 18. Метод H.Е. Жуковского

Раздел II. Применение методов аэродинамики при решении вопросов вентиляции

Глава 5. Обтекание тел потоком
§ 19. Распределение давлений на поверхности обтекаемых тел
§ 20. Аэродинамические сила и момент
§ 21. Коэффициент силы лобового сопротивления симметричных тел
§ 22. Скорости витания и трогания

Глава 6. Потери давления в воздуховодах
§ 23. Распределение скоростей в поперечном сечении воздуховода
§ 24. Потери давления в воздуховоде постоянного сечения
§ 25. Коэффициент сопротивления трения
§ 26. Потери давления в пневмотранспортном воздуховоде постоянного сечения

Глава 7. Потери давления в местных сопротивлениях
§ 27 Общие сведения о местных сопротивлениях
§ 28. Потери давления при входе в воздуховод постоянного сечения
§ 29. Потери давления при изменении поперечного сечения воздуховода
§ 30. Потери давления в колене
§ 31. Потери давления в тройнике

Глава 8. Свободные изотермические струи
§ 32. Схема изотермической струи
§ 33. Плоская изотермическая струя
§ 34. Изотермическая струя круглого сечения
§ 35. Изотермическая струя кольцевого сечения
§ 36. Струи с неравномерным начальным полем скоростей
§ 37. Некоторые случаи особых струй

Глава 9. Свободные неизотермические струи
§ 38. Схема неизотермической струи
§ 39. Плоская неизотермическая струя
§ 40. Неизотермическая струя круглого сечения
§ 41. Неизотермическая струя кольцевого сечения
§ 42. Упрощенные зависимости для неизотермических струй
§ 43. Воздушные фонтаны

Глава 10. Свободные конвективные струи
§ 44. Схема свободной конвективной струи
§ 45. Плоская конвективная струя
§ 46. Конвективная струя круглого сечения

Глава 11. Всасывающие факелы
§ 47. Общие сведения о всасывающих
§ 48. Скорость на оси факела у отверстий в плоской стенке
§ 49. Скорость на оси факела у отверстий в криволинейной стенке
§ 50. Скорость на оси факела у патрубков

Глава 12. Обычные бортовые отсосы от промышленных прямоугольных ванн
§ 51. Постановка задачи о бортовом отсосе и метод ее решения
§ 52. Однобортовой отсос
§ 53. Двухбортовой отсос
§ 54. Расчет бортовых отсосов

Глава 13. Равномерная раздача и всасывание воздуха воздуховодами с продольной щелью или с боковыми отверстиями
§ 55. Схема явлений при раздаче и всасывании воздуха воздуховодами
§ 56. Зависимости и уравнения, используемые при исследовании воздуховодов
§ 57. Способы обеспечения равномерной раздачи или всасывания воздуха

Глава 14. Воздухораспределители с продольной щелью переменной ширины
§ 58. Воздухораспределитель постоянного сечения с продольной щелью переменной ширины
§ 59. Конусный воздухораспределитель с продольной щелью переменной ширины
§ 60. Клиновидный воздухораспределитель с продольной щелью переменной ширины
§ 61. Расчет воздухораспределителей с продольной щелью переменной ширины

Глава 15. Воздухораспределители с отверстиями различной площади
§ 62. Воздухораспределитель постоянного сечения с отверстиями различной площади
§ 63. Конусный воздухораспределитель с отверстиями различной площади
§ 64, Клиновидный воздухораспределитель с отверстиями различной площади
§ 65. Расчет воздухораспределителей с отверстиями различной площади

Глава 16. Воздухораспределители с продольной щелью постоянной ширины
§ 66. Воздухораспределитель переменного прямоугольного поперечного сечения
§ 67. Воздухораспределитель постоянного сечения с продольной щелью постоянной ширины
§ 68. Конусный воздухораспределитель с продольной щелью постоянной ширины
§ 69. Клиновидный воздухораспределитель с продольной щелью постоянной ширины
§ 70 Расчет воздухораспределителей с продольной щелью постоянной ширины

Глава 17. Воздухораспределители с отверстиями одинаковой площади
§ 71. Воздухораспределитель постоянного сечения с отверстиями одинаковой площади
§ 72. Конусный воздухораспределитель с отверстиями одинаковой площади
§ 73. Клиновидный воздухораспределитель с отверстиями одинаковой площади
§ 74. Расчет воздухораспределителей с отверстиями одинаковой площади

Глава 18. Вытяжные воздуховоды постоянного сечения
§ 75. Вытяжной воздуховод с продольной щелью переменной ширины
§ 76. Вытяжной воздуховод с отверстиями различной площади
§ 77. Вытяжной воздуховод с продольной щелью постоянной ширины
§ 78. Вытяжной воздуховод с отверстиями одинаковой площади
§ 79. Расчет вытяжных воздуховодов

Раздел III. Сведения по экспериментальной аэродинамике

Глава 19. Основы моделирования вентиляции
§ 80. Постановка задачи
§ 81. Моделирование воздухообмена
§ 82. Моделирование тепловыделений
§ 83. Моделирование влаговыделений
§ 84. Практические приемы моделирования

Глаза 20. Опытные установки
§ 85. Аэродинамическая труба
§ 86. Аэродинамический стенд
§ 87. Гидравлический лоток
§ 88 Вентиляционный стенд

Глава 21. Приборы и их тарирование
§ 89. Микроманометр
§ 90. Пневмометрические трубки
§ 91. Электроанемометры
§ 92. Координатники
§ 93. Тарирование приборов

Глава 22. Лабораторное экспериментирование
§ 94. Определение коэффициента сопротивления трения
§ 95. Определение коэффициента местного сопротивления отвода
§ 96. Определение коэффициентов местных сопротивлений тройника при делении потока
§ 97. Выявление оптимальной схемы всасывающего патрубка

Список литературы

Предисловие

В материалах XXV съезда КПСС предусмотрено обеспечение дальнейшего развития фундаментальных и прикладных научных исследований в области общественных, естественных и технических наук. В новой Конституции СССР отмечено, что государство обеспечивает планомерное развитие науки и подготовку научных кадров, организует внедрение результатов научных исследований в народное хозяйство.

Все эти вопросы нашли конкретное отражение в беседе Генерального секретаря ЦК КПСС, Председателя Президиума Верховного Совета СССР товарища Л.И. Брежнева с партийно-хозяйственным активом Новосибирской области, в ходе которой было подчеркнуто, что активная роль ученых должна помогать решать вопросы соединения науки с практикой и тем самым способствовать росту производительных сил страны.

Вентиляция как наука за годы Советской власти также неуклонно развивалась. Теоретической базой для ее развития являлись такие дисциплины, как «Аэродинамика», «Теплопередача» и «Тепломассообмен».

К числу аналитически решаемых вопросов следует в первую очередь отнести вопросы о закономерностях развития свободных приточных изотермических и неизотермических струй, конвективных струй, о взаимодействии их между собой и с набегающим на них потоком воздуха, о стеснении струй твердыми стенками и вопрос о затихании скоростей во всасывающих факелах.

На основе этих аналитических решений были разработаны методики расчета воздушных душей, подачи кондиционного охлажденного воздуха в рабочую зону помещения с учетом заданных санитарными нормами скорости и температуры, вентиляционных выбросов как от приземных источников, так и от высоких труб.

В дальнейшем были даны решения более сложных задач, а именно о всевозможного рода воздушно-струйных укрытиях технологического оборудования, выделяющего газовые вредные вещества, бортовых отсосах и воздушных завесах и, кроме того, исследован такой важный вопрос по организации воздухообмена, как вопрос о создании температуры воздуха в рабочей зоне вентилируемого помещения при наличии теплоисточников.

На базе основных уравнений аэродинамики была решена также задача о приточных и вытяжных воздуховодах с продольной щелью или рядом боковых отверстий Настоящее учебное пособие посвящено аналитическому решению некоторых из перечисленных вопросов методами аэродинамики.

Автор выражает признательность коллективу кафедры «Отопление и вентиляция» Московского инженерно-строительного института имени В.В. Куйбышева, возглавляемой д-ром техн наук проф. В.Н. Богословским, и д-ру техн. наук проф. В.А. Бахареву за ценные замечания и советы, сделанные при рецензировании рукописи.